乾式吸收劑煙氣脫硫方法
2023-09-09 19:55:15
專利名稱：乾式吸收劑煙氣脫硫方法
技術領域：
本發明屬於環境保護技術領域，特別是乾式吸收劑煙氣脫硫方法。目前，國內外較流行和成熟的煙氣脫硫方法為溼法和半乾法。這兩種脫硫方法雖然能達到脫硫的目的，但由於以下原因使其推廣應用受到限制(1)脫硫裝置投資較高，其投資佔電站總投資的8-25％；(2)佔地面積大，一臺220t/h鍋爐所用脫硫裝置佔地面積達1500m2；(3)耗電量高，其用電量約為電站用電量的3-7％；(4)由於脫硫裝置是鍋爐排煙系統的一部分，一旦發生故障將影響鍋爐正常運行；(5)由於採用降溫脫疏，升溫排煙工序，因而降低了鍋爐熱效率等。現有的幹法脫硫技術雖較上述兩種方法有很大改進，但，至今尚無可用於工程方面成熟的幹法煙氣脫硫裝置。傳統的幹法煙氣脫硫技術是向煙氣中噴入鹼性吸收劑(通常為CaO或Ca(OH)2)，吸收劑與煙氣中的SO2發生化學反應，生成亞硫酸鹽(CaSO3及少量CaSO4)，從而達到脫硫的目的。但是，近二三十年耒沒有明顯的發展，傳統的幹法脫硫技術發展較慢的主要原因是由於存在以下兩個技術難題沒有得到解決，致使脫硫效率始終徘徊在20％左右。
1、氣/固接觸時間長，反應速度慢。
鍋爐煙道氣的溫度通常低於200℃，在此條件下，吸收劑與SO2隻能產生慢速亞硫酸鹽化反應，其氣/固接觸時間至少要4秒鐘，而煙氣的流速一般為10-15m/s，這就意味著煙氣在進入除塵設備之前至少需要有40-60m的煙道，這無論從佔地面積，基建投資，還是從煙氣溫度下降等方面考慮都是不現實的。
2、吸收劑在煙氣中分布不均勻。
即使能滿足氣/固接觸時間與反應溫度的條件，也難以使吸收劑均勻地懸浮分布於煙氣中與SO2發生反應，由於粒徑極小的吸收劑進入煙道後會重新集聚在一起而形成較大的顆粒，使吸收劑的比表面積大幅度減小，活性降低，從而使脫硫效率大大下降。而且，由於吸收劑的粒徑增大，自重增加，將很快落到煙道底部。此外，無論在什麼位置噴射，也難以保證吸收劑在煙道中均勻地擴散，吸收劑不是聚於煙道一側，就是僅在煙道的中心。由於以上原因，傳統的幹法脫硫技術難以在工業中推廣應用。
本發明的目的是提出一種新的煙氣脫硫方法，該方法能使吸收劑在煙氣中分布均勻，反應速度快，從而大幅度提高脫硫效率，並且佔地面積小，投資省。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的設計一種乾式吸收劑煙氣脫硫裝置，利用高壓靜電發生設備，在充電噴粉設備內產生一個高壓靜電電暈區，當吸收劑通過該區域時，就帶上同種靜電荷，然後在煙道內適當位置噴入帶電荷的吸收劑，(通常用Ca(OH)2)，吸收劑與煙氣中的SO2發生化學反應，生成CaSO3及少量CaSO4顆粒狀物質，而後，被後面的除塵設備除去，其反應式如下
由於煙道氣中還含有少量的氧和水分，因此，還可能發生如下反應
當吸收劑通過噴管噴射到煙氣中時，由於吸收劑顆粒都帶同種靜電荷，因而相互排斥，迅速地在煙氣中擴散，呈均勻分布的懸浮狀態，每個吸收劑顆粒都充分暴露在煙氣中，使吸收劑與SO2反應的機會大大增加，從而使得脫硫效率大幅度提高。吸收劑帶電荷後其活性大大提高，減少了吸收劑與SO2的反應所需的氣/固接觸時間，一般在2秒鐘內即可完成亞硫酸鹽化反應，從而有效地提高了SO2的去除率。此外，帶電荷的吸收劑粒子還能將細顆粒粉塵吸附在自己的表面，形或較大的顆粒，使煙氣中粉塵的平均粒徑增大，可提高除塵設備對細顆粒粉塵的去除效率。
採用本發明有以下積極效果1、脫硫效率高。當煙氣中的SO2濃度在2000mg/Nm3以上時，乾式吸收劑煙氣脫硫裝置的脫硫效率達70-80％；2、佔地面積小。乾式吸收劑煙氣脫硫裝置佔地為溼法和半乾法脫硫裝置的1/20-1/15。如一臺220t/h鍋爐脫硫用乾式吸收劑煙氣脫硫裝置，其佔地面積僅為100m2左右；3、投資省。於式吸收劑煙氣脫硫裝置的投資佔電站總投資的4％左右；4、耗電量少。乾式吸收劑煙氣脫硫裝置的用電量僅為發電量的0.2％左右；5、不降低鍋爐的熱效率，不降低排煙溫度，無論脫硫裝置是運轉或檢修，都不會影響鍋爐的正常運行；6、設備壽命長。由於噴粉設備內無機械轉動部件，而且Ca(OH)2的比重較小，因此壽命長。
7、可與各種除塵設備(電除塵器，布袋除塵器，水膜除塵器等)配合使用。
下面結合實施例及附圖對本發明作進一步描述
圖1是乾式吸收劑煙氣脫硫工藝流程圖。如圖1所示，本發明包括一個貯存給料單元，一個充電噴粉單元和一個計算機控制單元。
1、貯存給料單元主要包括吸收劑貯存設備6和給料設備7。貯存設備6用於儲存吸收劑，其容積的大小一般應滿足1-2天的用量。給料設備7應選擇可無級調速的電機，以便調節給料量。
2、充電噴粉單元此單元應包括高壓靜電發生設備8、氣-粉混合設備10、高壓鼓風機5等。給料設備7將吸收劑送入氣-粉混合設備10，使吸收劑與空氣有一個合適的輸送比。噴粉設備9為圓形管狀，通過高壓靜電發生設備8在噴粉設備9內的某一區域形成高壓靜電電暈區。當吸收劑通過該區域時即攜帶上高壓靜電荷，然後被噴入煙氣中與SO2發生反應。但必須注意不可使電暈區出現放電現象，否則會破壞或削弱電場強度，造成電暈區充電效果消失或減弱。高壓靜電發生設備8應能產生0-70KV的高壓，功率≤300W，有電壓信號輸出，以便計算機進行監控。該設備能在電暈區出現放電現象時自動降低工作電壓，以防電暈區充電效果消失或減弱。氣-粉混合設備10類似煤粉式鍋爐的制粉系統的煤粉混合器，當空氣以高速通過該設備時，在其狹窄部會產生一定的負壓，使吸收劑順利地從給料設備。7進入噴粉設備9。
3、計算機控制單元為保證計算機可靠地工作，應採用工業控制計算機。在乾式吸收劑煙氣脫硫裝置噴入口兩端的適當位置安裝高精度的SO2在線儀11，連續監測煙氣中的SO2原始濃度，和脫硫後的SO2濃度，並隨時將測定結果輸入計算機12。按預先編制的程序，首先，計算機12根據SO2在線儀11測定SO2原始濃度，自動設置吸收劑的噴入量，然後再根據脫硫後的SO2濃度，自動調節吸收劑的噴入量。
除了上述控制方法外，還可以採取比較簡易、價廉的控制方法。如果鍋爐運行負荷變化不大，而且同一批煤的含硫量與低位發熱值也較穩定，則可以先將鍋爐燃料的低位發熱值和含硫量輸入計算機，然後通過鍋爐1負荷的變化來調整吸收劑噴入量。假如鍋爐1負荷或煤種有所變化，可隨時在計算機控制系統中改變輸入值。此外，還可以通過計算機控制和監視所有的設備。
4、脫硫吸收劑從理論上來說，鹼性物質都可以作為脫硫吸收劑。但是，由於是幹法脫硫，所以，鹼性液體應排除在外。從脫硫效果和經濟方面考慮，鈣基的鹼性物質應當是首選吸收劑。建築上用的Ca(OH)2，由於CaO的純度較低，並且在消化時加了過量的水，因此，生成的Ca(OH)2不但純度較低，而且其表面積也較小，難以滿足脫硫的要求。本裝置對Ca(OH)2的要求如下純度≥90％；粒徑≤50μm；含水率≤1％；比表面積≥15m/gCa(OH)2。
本發明不但可用Ca(OH)2作吸收劑，也可用純鹼生產過程中產生的鹼渣和乙炔氣生產過程中產生的電石渣作為吸收劑，其中，電石渣的物理、化學性質更適合作吸收劑。
鍋爐1在運行中所產生的煙氣，經乾式吸收劑煙氣脫硫裝置脫硫及除塵設備2除塵後，通過引風機3將其送入煙囪4排入大氣。脫硫生成物CaSO3及少量的CaSO4化學性質穩定，難溶於水，因此無二次汙染問題。
權利要求
1.一種乾式吸收劑煙氣脫硫方法，其技術特徵在於利用高壓靜電發生設備，在充電噴粉設備內產生一個高壓靜電電暈區，使通過該區域的吸收劑顆粒帶上同種電荷，然後在煙道適當位置噴入該帶電荷吸收劑，吸收劑在電荷的作用下均勻地分布於煙氣中，並與煙氣中的SO2發生反應，生成CaSO3及少量的CaSO4顆粒物質，而後由除塵設備將其除去，即。
2.根據權利要求1所述的煙氣脫硫方法，其技術特徵在於脫硫吸收劑噴入量可採用SO2在線儀連續監測煙氣中的SO2原始濃度和脫硫後SO2的濃度，由計算機自動設置，或先將鍋爐燃料的低位發熱值及含硫量等參數輸入計算機，由計算機自動控制。
3.根據權利要求1或2所述的脫硫方法，其技術特徵在於所使用的吸收劑可以是Ca(OH)2、電石渣或鹼渣。
全文摘要
本發明公開了一種乾式吸收劑煙氣脫硫方法。它利用高壓靜電發生設備在充電噴粉設備內產生一個高壓靜電電暈區,使通過該區域的吸收劑顆粒帶上同種電荷,然後在煙道的適當位置噴入該帶電荷的吸收劑。吸收劑與煙氣中的SO
文檔編號B01D53/81GK1229691SQ9811173
公開日1999年9月29日 申請日期1998年12月24日 優先權日1998年12月24日
發明者王晉寧, 陳德放 申請人:王晉寧, 陳德放