烟气脱硫制造技术

描述了一种湿式净化装置中含氧化硫(SOx)气体脱硫方法。该方法包括以下步骤：使所述气体与水性六水铝酸三钙(TCA6)洗涤浆液接触，通过与TCA6反应从气体中除去SOx，形成包括含有硫和氧的钙化合物以及含有氧和氢的铝化合物的废洗涤液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及烟气脱硫的方法和装置，其中通过与六水铝酸三钙(TCA6)反应在湿式净化装置中除去包含在烟气中的氧化硫(SOx，通常为SO2或SO3)。
技术介绍
铝是世界上使用第二多的金属，年度全球氧化铝需求产量> 70MT，目前澳大利亚占> 20MT/年。通过拜耳法提取氧化铝能量消耗量大，需要电力和蒸汽，使得大多数氧化铝精炼厂自生能源。因此，氧化铝工业是温室气体的主要排放源，且在燃料为煤或重质燃料油的情况下氧化铝工业是SOx的主要排放源。可在燃烧前后或燃烧期间采取SOx排放控制措施。燃烧后进行的SOx排放控制措施的一个实例称为“烟气脱硫”(FGD)。采用现有技术方法，通过经济上可行的和现成的碱性介质来促进FGD，其中石灰或石灰石浆液在现有的系统中占主导地位。根据全球对铝的持续需求以及更严格的环境保护法规，制铝产业越来越重视环境管理以及管理其废弃物及排放物的可持续方案的研发。采用来自氧化铝精炼厂的高度碱性赤泥废物流进行排放控制是一种已对SO2和CO2成功执行的可行方案。然而，采用赤泥不能充分除去SO2,由于大量非反应性物质不必要地通过系统进行循环，实施成本高。这种方法还导致亚硫酸盐和硫酸根阴离子不希望地循环返回至精炼厂的液流。采用石灰和镁作净化成分除去发电站烟气中的二氧化硫的湿式净化方法是众所周知的。例如，欧洲专利公开号0162536，欧洲专利公开号0697234以及美国专利5，648，048描述了采用石灰石、生石灰或熟石灰进行湿式烟气脱硫的设备，产生的副产物为石膏。美国专利 3，914，378 ;3，919，393 ;3，919，394 ;4，487，784 ;4，976，936 ;4，996，032 ;5，047，221以及5，645，807描述了多种方法，其中含水镁强化石灰洗涤浆液在湿式净化装置中与含有二氧化硫的气体接触，形成亚硫酸钙，其被抛弃成或被氧化成且被转化成石膏。可替换地，镁净化成分的水溶液可用于相同目的，利用石灰或镁强化石灰再生废溶液如美国专利5，039，499和5，084, 255所述。尽管这些方法在技术上是可行的且一些方法已发现具有商业应用，但仍要不断探寻对净化效率、原材料使用、资金成本及废吸收介质去向的改进。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种湿式净化装置(wet scrubbing unit)中含氧化硫(SOx)气体脱硫方法，该方法包括以下步骤使所述气体与水性六水铝酸三钙(TCA6)洗涤浆液接触，通过与TCA6反应从气体中除去SOx，形成包括含有硫和氧的钙化合物以及含有氧和氢的铝化合物的废洗涤液(spent scrubbing solution)。在一种形式中，含有硫和氧的钙化合物是可溶性亚硫酸钙且该方法进一步包括以下步骤以足以促进可溶性亚硫酸钙氧化成固体硫酸钙的量将氧源添加至废洗涤液中。足以促进可溶性亚硫酸钙氧化成固体硫酸钙的量为每两摩尔从气体中待除去的二氧化硫，至少一摩尔氧。在一种形式中，含有氧和氢的铝化合物为氢氧化铝，其在废洗涤液中以固体形式存在。 该方法进一步包括以下步骤从废洗涤液中除去固体硫酸钙和固体氢氧化铝。有利地，水性TCA6洗涤浆液中存在的TCA6为来自氧化铝精炼厂的助滤剂(filteraid)或废助滤剂(spent filter aid)。可替换地或附加地,水性TCA6洗漆衆液中存在的TCA6与碳酸|丐存在于苛化器底流游泥(causticizer underflow sludge)中。在一种形式中，湿式净化装置包括吸收塔和除尘装置，在除尘装置中通过使气体与废洗涤液的物流接触来对要净化的气体进行部分脱硫和冷却。在一种形式中，使气体与水性TCA6洗涤浆液接触的步骤包括将TCA6浆液喷入吸收塔以便实现水性TCA6浆液在吸收塔的截面的均匀分布。在一种形式中，将废洗涤液收集在接近吸收塔的最下部设置的循环罐中用于循环。最优地，继续循环水性TCA6洗涤浆液的步骤直至TCA6洗涤浆液的pH降低至低于pH5. 5或5. O。可替换地或附加地，可继续循环水性TCA6洗涤浆液的步骤直至从湿式净化装置排放至大气的脱硫气体流的减排水平超过预定的最大排放限。在一种形式中，从湿式净化装置排放至大气的脱硫气体流具有的二氧化硫含量与进料至湿式净化装置中的含氧化硫(SOx)气体相比减少了 90% -100%。可替换地或附加地，在温度为70-90°C下脱硫气体流从湿式净化装置排放至大气中。在一种形式中，通过将TCA6源与补充水源以及澄清的循环废洗涤液一起混合来制备水性TCA6洗涤浆液。在一种形式中，一部分废洗漆液连续从湿式净化装置抽出以便控制水性TCA6洗涤浆液在位于湿式净化装置内的吸收塔内的停留时间。在一种形式中，通过吸收塔循环TCA6洗涤浆液使得水性TCA6洗涤浆液在湿式净化装置内的停留时间在大约15至90分钟范围。在一种形式中，将湿式净化装置的一部分废洗涤液导入反应罐，其中通过加入硫酸流来分解残余的未反应的TCA6以形成中和的浆液。中和的浆液可以与氧源反应，将存在于中和的浆液中的任何剩余可溶性亚硫酸钙转化为固体硫酸钙。在一种形式中，每三摩尔从气体中待除去的二氧化硫，水性TCA6洗涤浆液包括至少一摩尔六水铝酸三钙。根据本专利技术的第二方面，提供一种参照附图且如附图和实例所示的基本如本文所述的湿式净化装置中含氧化硫(SOx)气体脱硫方法。附图说明为了便于更详细地理解本专利技术的本质，现在仅通过示例的方式参照附图对本专利技术实施例进行详细描述，其中图I为本专利技术一种实施方式的示意性流程图。具体实施例方式具体参照TCA6助滤剂用于氧化铝精炼厂烟气脱硫(仅为示例)对本专利技术的方法和系统的具体实施方式进行描述。本专利技术同样适用于从其他类型的气体中除去氧化硫，包括废气和发电站烟道气或来自氧化铝精炼厂任何固定化石燃料燃烧设施的烟气。本文使用的术语仅用于描述具体实施方式，并不是限制本专利技术的范围。除非另有说明，本文使用的所有科技术语都具有如本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。在附图中，应当理解，相同的附图标号指相同的部件。术语“S0X”指的是氧化硫，通常为二氧化硫(SO2)或三氧化硫(SO3)。术语“TCA”指的是纯无水铝酸三钙，具有通式为Ca3Al2O6,也通常表示为3Ca0.Al2O3tJ术语“TCA6”指的是六水铝酸三钙，其通式为Ca3[Al (OH)6]2，也通常表示为3Ca0.Al2O3. 6H20。术语“石膏”指的是二水硫酸钙，其通式为CaSO4 · 2H20。术语“三水铝石”指的是氢氧化铝最常见的形式，通式为Al (0H)3。在上下文中若提及三水铝石时，应注意氢氧化铝的其他形式，结晶和非结晶，都同样适用。现在参照图I所示示意性流程图对一种湿式净化装置(14)中含氧化硫(SOx)气体(12)脱硫方法(工艺)(10)进行描述。在该实例中，气体(12)为烟气。方法(10)包括以下步骤使烟气(12)与水性六水铝酸三钙(TCA6)洗涤浆液(16)接触，通过与TCA6反应将气体中含有的SOx除去，形成包括含有硫和氧的固体钙化合物以及含有氧和氢的固体铝化合物的废洗涤液(18)。利用浆液泵(22)经由浆液供应管(24)进料至湿式净化装置(14)之前在浆液罐(20)中制备水性TCA6洗涤浆液(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.19 AU 20099028531.一种在湿式净化装置中含氧化硫(SOx)气体的脱硫方法，该方法包括以下步骤 使所述气体与水性六水铝酸三钙(TCA6)洗涤浆液接触，通过与TCA6反应从所述气体中除去SOx以形成包括含有硫和氧的钙化合物以及含有氧和氢的铝化合物的废洗涤液。2.根据权利要求I所述的方法，其中所述含有硫和氧的钙化合物是可溶性亚硫酸钙且该方法进一步包括以下步骤以足以促使可溶性亚硫酸钙氧化成固体硫酸钙的量将氧源添加至所述废洗涤液中。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述足以促使可溶性亚硫酸钙氧化成固体硫酸钙的量为每两摩尔从所述气体中待除去的二氧化硫至少一摩尔氧。4.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中所述含有氧和氢的铝化合物为在所述废洗涤液中以固体形式存在的氢氧化铝。5.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，进一步包括从所述废洗涤液中除去固体硫酸钙和固体氢氧化铝的步骤。6.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中所述TCA6为来自氧化铝精炼厂的助滤剂或废助滤剂。7.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中所述TCA6与碳酸钙存在于苛化器底流淤泥中。8.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中所述湿式净化装置包括吸收塔和除尘装置，在所述除尘装置中通过使所述气体与所述废洗涤液的物流接触来对要净化的气体进行部分脱硫和冷却。9.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中使所述气体与所述水性TCA6洗涤浆液接触的步骤包括将所述TCA6浆液喷入吸收塔以便实现所述水性TCA6浆液在所述吸收塔的截面的均匀分布。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中将所述废洗涤液收集在接近所述吸收塔的最下部设置的循环罐中用于循环。11.根据前述权利要求中任意一项所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·菲利普·罗森贝格，莱昂·穆恩罗，朱中华，
申请(专利权)人：BHP比利顿铝澳大利亚私人有限公司，
类型：发明
国别省市：