從廢氣中除去酸性氣體的方法和設備的製作方法
2023-08-06 17:31:31
專利名稱：從廢氣中除去酸性氣體的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種從燃煤鍋爐、廢物焚燒爐等產生的廢氣中除去硫的氧化物、氯化氫等酸性氣體的方法和設備。
從這類廢氣中除去酸性氣體的已知方法是半乾式脫硫法，它包括如JP-B-63209/1991所記載的，將一種吸收劑漿料，如熟石灰漿料加入到廢氣向上通過其中的豎式反應器中，使吸收劑從廢氣中吸收酸性氣體，同時用廢氣中的熱量乾燥吸收劑漿料，從反應器出來的廢氣中分離含有反應產物、未反應的吸收劑和其它物質的乾燥固體，並將這些分離的固體部分地循環到反應器中。
這種半乾式脫硫方法需要進一步提高酸性氣體的吸收效率和吸收劑的利用效率。硫的氧化物等酸性氣體和吸收劑，如熟石灰之間的吸收反應主要是在懸浮於反應器中的固體的表面上進行，並且當固體由於被水膜覆蓋而是潤溼時更容易發生。為了獲得更高的酸性氣體吸收效率和更有效地利用吸收劑，需要將固體在反應器中停留更長的時間，並提高固體在反應器中的濃度，從而提高懸浮於反應器中固體的總表面積，或者將吸收劑在反應器中停留更長的時間，使吸收劑與酸性氣體進行充分反應。為了提高酸性氣體的吸收效率和更有效地利用吸收劑，重要的是將吸收劑和固體均勻地分散在通過反應器的廢氣中，以使吸收劑漿料與固體均勻地混合。
但是，常規半乾式脫硫方法存在下面缺陷。用於常規方法的反應器的下端部分呈向下的錐形，剩餘部分是中空的圓筒，這樣儘管由於速度的快速降低在下端部分形成渦流，當氣體向上流動時，通過反應器的廢氣氣流更類似層流。結果，固體在反應器中停留的時間很短，特別是在其內部的上面濃度降低，吸收劑和固體沒有均勻地分散在廢氣中。
採用常規半乾式脫硫方法，懸浮於反應器中的固體除了一部分由於重力下降之外，大部分隨廢氣從上端排出反應器。這就縮短了固體的停留時間。特別是在反應器中軸附近廢氣氣流是豎直向上的，縮短了懸浮固體在該區域的停留時間。
對於常規方法，為了與廢氣流並流，採用設置在反應器下端部分的向上的噴嘴將吸收劑漿料加入到反應器中。而將吸收劑均勻地分散在廢氣中是困難的。由於特別是在反應器中軸的附近廢氣氣流是豎直向上的，在該區域吸收劑的停留時間短。
採用常規方法，在將吸收劑分散於廢氣中的過程中，固體通過與加入反應器的吸收劑漿料接觸，其表面被潤溼，這樣固體通過與吸收劑漿料接觸而被潤溼的時間與單個固體的不同，因此需要很長時間來潤溼所有固體的表面。在反應器中吸收劑漿料與固體混合的同時，該方法難以得到均勻的混合物。
另外，當在常規方法中採用熟石灰漿料作為吸收劑時，首先採用熟化機械製備漿料，再通過管道將其加入到反應器中。因此，熟石灰容易與管道中空氣中的二氧化碳發生反應，生成碳酸鈣，當它沉積在管道的內表面上時，出現堵塞管道的問題。另一個問題是通過管道將熟石灰漿料從熟化裝置加入到反應器中需要一段時間，結果在石灰在反應器中與酸性氣體發生反應之前，減小了熟石灰的活性。
本發明的一個目的是通過克服現有技術中的上述缺陷，提高酸性氣體的吸收效率，或者提高酸性氣體的吸收效率並得到較高的吸收劑利用效率。
本發明的另一個目的是解決作為吸收劑的熟石灰漿料堵塞管道的問題，並能夠使熟石灰處於活性狀態與酸性氣體反應。
本發明提供了用於從廢氣中除去酸性氣體的第一種方法，它包括將吸收劑漿料加入到廢氣從其中向上通過的反應器中，以使吸收劑從廢氣中吸收酸性氣體，同時用廢氣中的熱量乾燥吸收劑漿料，從排出反應器的廢氣中分離含有反應產物和未反應吸收劑的乾燥固體，並將分離的固體部分地循環到反應器中，該方法的特徵在於採用整體或者主要部分呈向下的錐形的反應器作為所說的反應器，當廢氣向上通過反應器時逐漸降低廢氣的速度。
本發明還提供了用於從廢氣中除去酸性氣體的第一種設備，它包括一個設有用於通過廢氣的在下端的廢氣進口和在上端的廢氣出口的豎式反應器，用於將吸收劑漿料加入到反應器中的裝置，用於從排出反應器的廢氣中分離乾燥固體的分離器和用於將分離固體部分循環到反應器的循環管路，該設備的特徵在於其中反應器整個或者主要部分呈向下的錐形。
該反應器的截面通常是圓形的，但是也可以是多邊形的。
吸收劑可以選自例如鈣的氧化物和氫氧化物、鎂的氧化物和氫氧化物和鹼金屬的氧化物、氫氧化物和碳酸鹽。
用於將吸收劑漿料加入到反應器中的裝置是例如裝有噴射嘴和升壓泵的噴射器。
排出反應器的廢氣含有固體，例如由硫的氧化物等與吸收劑的化學反應的反應產物，未反應的吸收劑和煙塵。這些固體採用廢氣的熱量乾燥並懸浮在廢氣中。旋風分離器適合作為從廢氣中分離這些固體的分離器。
然後，將分離了這些固體的廢氣送入集塵裝置，如靜電集塵器或者布袋收塵器，在此除去灰塵、灰粒等。淨化的氣體通過煙囪排入大氣。
通過旋風分離器從廢氣中分離的固體可部分地循環到反應器中。循環固體的量約是要加入到反應器中的新吸收劑量的50到100倍。剩餘的固體作為副產物排出體系。
用於將一定量固體循環到反應器中的管路包括管道或加料裝置，如螺旋加料器，或者管道和加料裝置的結合體。可以在旋風分離器和循環管路之間設置固體槽。要循環的固體通常加到反應器的下部。
循環到反應器中的固體量要使懸浮在反應器中的固體和吸收劑混合併通過廢氣氣流均勻地分散在廢氣中。固體濃度在反應器中優選地保持在500～1000g/Nm3。
本發明的第一種方法和設備的特徵在於反應器內部的上部也具有較高的固體濃度。
採用本發明的第一種方法和設備，反應器中廢氣的向上氣流通常由於反應器所述的形狀隨著廢氣氣流的上升而變慢，結果廢氣氣流在反應器的幾乎整個長度上形成渦流，在反應器的整個長度上各種粒度分布的懸浮固體產生一個高濃度的渦流層。這就使得即使在整個體系中固體的循環速度對兩個體系一致，固體在反應器中比在常規圓筒反應器中具有更長的停留時間和更高的濃度，進一步確保了吸收劑和固體在廢氣中均勻分散。
本發明進一步提供了用於從廢氣中除去酸性氣體的第二種方法，其特徵在於採用設置在反應器內側上部的擋板來部分地滯留反應器中的固體。
本發明進一步提供了用於從廢氣中除去酸性氣體的第二種設備，其特徵在於反應器設有設置在其內側上部的擋板，用於將反應器中的固體部分地滯留在反應器中。
在上述設備中，擋板包括多個以一定間隔平行排列的平板狀組件或者棒狀組件。任選地是該擋板包括多個以一定間隔呈同心圓排列的環狀組件。
該擋板是水平設置的或者與反應器的上部呈輕微傾斜狀態設置的。如果片狀組件、棒狀組件或者環狀組件構成橫截面在較低一側有凹槽的擋板，如倒置的U型或者倒置的V型橫截面，可更有效地防止固體排出反應器。
採用本發明的第二種方法或者設備，一部分懸浮於反應器中的固體碰撞到設置在反應器內側上部的擋板，並因此阻礙其從反應器的上端出口排出。這就延長了固體在反應器中的停留時間並提高了濃度。
本發明提供了用於從廢氣中除去酸性氣體的第三種方法，其特徵在於將吸收劑漿料向下加入到反應器中以與廢氣氣流逆流接觸。
本發明還提供了用於從廢氣中除去酸性氣體的第三種設備，其特徵在於加入吸收劑漿料的裝置包括設置在反應器中向下的有噴嘴的噴射器。
術語「向下」包括「傾斜向下」和「豎直向下」。
吸收劑漿料的噴射器包括加壓泵和用於噴射空氣的鼓風機和噴嘴。噴嘴優選地設置在反應器內側高度的中間部分。噴嘴幾乎是垂直向下設置在反應器的中軸附近，或者可任選地以傾斜向下的方向設置在反應器內側的周圍壁上。
對於第三種方法和設備，將要循環的固體優選地在廢氣氣流和吸收劑漿料物流匯合的位置或者在稍低於該位置的地方加入到反應器中。
在本發明的第三種方法或設備中，吸收劑漿料的物流與廢氣氣流逆流接觸，結果在匯合處附近廢氣、吸收劑和固體的混合物形成劇烈的渦流。因此，廢氣和吸收劑在反應器中相互進行活性接觸，使吸收劑和固體均勻地分散在廢氣中。由於吸收劑漿料在與廢氣氣流逆流接觸之後在反應器中懸浮上升，反應器中軸附近的吸收劑在反應器中停留比現有技術更長的時間，結果確保了全部吸收劑具有更長的停留時間。
本發明提供了用於從廢氣中除去酸性氣體的第四種方法，其特徵在於將循環固體和吸收劑漿料在固體循環管路中混合，並將生成的混合物加入到反應器中。
本發明進一步提供了用於從廢氣中除去酸性氣體的第四種設備，其特徵在於循環管路至少部分地包括螺旋加料器，它有一個將吸收劑漿料加入到螺旋加料器中的管道。
該循環管路只包括螺旋加料器，或者任意地包括螺旋加料器和管道。在旋風分離器和循環管路中間可設置一個固體槽。用於將吸收劑漿料加入到螺旋加料器中的管道優選地在比要循環固體進口更接近原料端的位置上與該加料器相連。因此，希望固體進口設置在螺旋加料器長度方向的中間位置。要循環固體和吸收劑漿料通過在螺旋加料器中攪拌來混合，並通常將生成的混合物加入到反應器的下部。
在本發明的第四種方法或者設備中，要循環的固體和吸收劑漿料在循環管路中混合，並將生成的混合物加入到反應器中，使固體循環通過反應器，其表面通過接觸被吸收劑漿料潤溼。又由於要循環的固體和吸收劑漿料被螺旋加料器攪拌混合，可得到比其中固體和漿料在反應器中混合的現有技術更均勻地混合物。這種特徵縮短了吸收劑均勻地並完全潤溼固體表面的時間。
本發明提供了用於從廢氣中除去酸性氣體的第五種方法，它包括將熟石灰漿料加入到其中廢氣向上通過的反應器中，使吸收劑從廢氣中吸收酸性氣體，同時用廢氣中的熱量乾燥熟石灰漿料，從排出反應器的廢氣中分離含有反應產物和未反應吸收劑的乾燥固體，並將分離的固體部分地返回到反應器中，此方法的特徵在於將生石灰和過量的熟化水加入到固體循環管路中或者與其相連的漿料加料管道中，生成熟石灰的漿料，並將熟石灰漿料和循環的固體在循環管道中混合，並將生成的混合物加入到反應器中。
本發明還提供了用於從廢氣中除去酸性氣體的第五種設備，它包括一個設有用於通過廢氣的在下端的廢氣進口和在上端的廢氣出口的豎式反應器，用於將熟石灰漿料加入到反應器中的裝置，用於從排出反應器的廢氣中分離乾燥固體的分離器，和用於將分離的固體部分地循環通過反應器的循環管路，該設備的特徵在於循環管路至少部分地包括螺旋加料器，該螺旋加料器設有用於將生石灰和過量的熟化水分別加入到螺旋加料器中的管道。
用於將生石灰加入螺旋加料器中的管道和用於將水加入到加料器中的管道在比要循環固體在加料器的進口更接近加料器進料端的位置處與加料器相連。加料器的這個部分用作與循環管路相連的漿料加料管路。因此，要循環固體的進口優選設置在螺旋加料器長度方向的中間位置。通常將通過攪拌和混合在螺旋加料器中製成的固體和熟石灰的混合物加入到反應器的下部。
在本發明所述的第五種方法和裝置中，將生石灰和過量的熟化水加入到循環管路或者加入到與之相連的漿料進料管道中，在此處生產熟石灰的漿料。熟石灰和要循環的固體也在循環管路中攪拌和混合生成混合物，接著其被加入到反應器中。這就不再需要現有技術中的用於將熟石灰漿料從熟化裝置輸送到反應器中的加長管道。要循環的固體通過與熟石灰漿料接觸，其表面被潤溼，並以這種狀態循環到反應器中。固體和漿料被螺旋加料器攪拌並混合，因此能夠比在現有技術的反應器中混合的更加均勻。而且，熟石灰漿料是在熟化之後立即以活化狀態被加入的。因此縮短了將固體表面完全均勻地暴露於漿料所需的時間。
在本發明的第三到第五種方法中，優選地在與吸收劑漿料接觸之前將廢氣氣流與冷水接觸並被冷卻到例如約70～約250℃的溫度。與此類似，本發明的第三到第五種設備提供了用於噴入冷卻廢氣的冷水的裝置，優選地是在廢氣氣流與吸收劑漿料匯合處以下的位置。通常將冷卻水沿反應器的中軸向上加入。在較低的反應器操作溫度下得到較高的酸性氣體吸收效率。在酸性氣體和吸收劑之間的吸收反應主要在懸浮於反應器中的固體的表面上進行，並且當固體表面被水膜潤溼時更容易發生。因此，通過將廢氣氣流在與吸收劑漿料接觸之前與冷水接觸並在反應之前潤溼分散在廢氣中的固體的表面會得到更高的酸性氣體吸收效率。
簡述附圖圖1是說明本發明第一個實施方案的流程圖；圖2是說明本發明第二個實施方案的流程圖；圖3是在第二個實施方案中所包括的反應器的水平截面圖；圖4是截面的局部部分透視圖，表示第二個實施方案的放大的擋板；
圖5是說明本發明第三個實施方案的流程圖；圖6是第三個實施方案的反應器的水平截面圖；圖7是截面的局部部分透視圖，表示第三個實施方案的放大的擋板；圖8是說明本發明第四個實施方案的流程圖；圖9是說明本發明第五個實施方案的流程圖；圖10是說明本發明第六個實施方案的流程圖；圖11是說明本發明第七個實施方案的流程圖；圖12是說明本發明第八個實施方案的流程圖；圖13是說明本發明第九個實施方案的流程圖；圖14是說明本發明第十個實施方案的流程圖；圖15是說明本發明第十一個實施方案的流程圖；下面將參考
本發明的優選實施方案。a.第一個實施方案參見圖1，本發明用於從廢氣中除去酸性氣體的第一個設備包括豎式反應器10，在其下端有廢氣進口2，在其上端有廢氣出口3，噴射器4用於將吸收劑漿料噴射到反應器10中，旋風分離器5用於從排出反應器10的廢氣中分離乾燥固體，以及循環管路6用於將從旋風分離器5分離的固體部分地循環到反應器10中。
反應器10除了上端之外還有一個部分101，它具有圓形橫截面並向下呈錐形。錐形部分101的下端設有廢氣進口2。反應器10的上端部分包括環狀部分102和在其上的圓錐部分103。該圓錐部分103的上端設有廢氣出口3。
吸收劑漿料是熟石灰的水合漿料。該漿料是在熟化裝置44中用水熟化生石灰製備的。
噴射器4包括用於提高吸收劑漿料壓力的加壓泵41、噴嘴42和用於通入要噴射空氣的鼓風機43。噴嘴42向上設置在反應器101的錐形部分101的下端的反應器10的中軸上。
固體槽20設置在旋風分離器5的下面。槽20中設有螺旋加料器8，用於將不循環到反應器10的一定量的固體作為副產物排出體系。在旋風分離器5的頂部設有管道21，通過它將與固體分離的廢氣輸送到靜電除塵器9。螺旋加料器22設置在該除塵器9的下部，用於將從廢氣中分離的灰塵和其他物質作為副產物排出體系。
固體循環管路6包括有與固體槽20相連的進口的螺旋加料器61和一端與螺旋加料器61出口相連而另一端與反應器10的錐形部分101的底部相連的管道62。
採用所述設備，燃煤鍋爐排出的廢氣通過進口2進入反應器10。由於反應器10的錐形部分101隨著其向上延伸其截面積增大，錐形部分101中廢氣氣流隨著氣流的上升逐漸變慢。結果在錐形部分101中廢氣氣流在其整個長度上形成渦流。
廢氣氣流的渦流將通過噴嘴42加入到反應器10中的吸收劑漿料與通過循環管路6循環到反應器10中的固體，如反應產物和未反應的吸收劑混合，從而吸收劑和固體均勻地分散在廢氣中。結果在反應器10的幾乎整個長度上，各種粒徑分布的懸浮固體形成高濃度的渦流層。當吸收劑漿料被廢氣的熱量乾燥時，廢氣中的硫的氧化物、氯化氫等酸性氣體與吸收劑在固體表面上發生吸收反應並被吸收劑吸收，其中固體通過被水膜覆蓋而被潤溼。
從反應器10上端的出口3排出的廢氣被送入旋風分離器5，在此從廢氣中分離出乾燥固體，如反應產物、未反應的吸收劑和灰塵。將通過旋風分離器5分離固體後的廢氣通過管道21送到靜電除塵器9，在此除去灰塵、灰粒等。將淨化的氣體通過煙囪排放到大氣中。用集塵器9分離的灰塵和其他物質通過螺旋加料器作為副產物排出體系。
將通過旋風分離器5分離的固體的約99％通過循環管路6循環到反應器10。剩餘的固體量，即約1％的固體通過螺旋加料器8作為副產物從體系中排出。b.第二個實施方案參見圖2，本發明用於從廢氣中除去酸性氣體的第二種設備包括豎式反應器1，在其下端有廢氣進口2，在其上端有廢氣出口3，噴射器4用於將吸收劑漿料噴射到反應器1中，旋風分離器5用於從排出反應器1的廢氣中分離出乾燥固體，以及循環管路6用於將通過旋風分離器5分離的固體部分地循環到反應器1中。設置在反應器1內側上部的是擋板7A，用於使反應器中的固體部分地滯留在反應器中。
反應器1包括具有圓形橫截面的並向下呈錐形的下端部分11和呈中空筒形的剩餘部分12。
參見圖3和4，擋板7A包括多個鋼製槽形片狀組件71，具有倒置的U型橫截面，它們以一定間隔平行排列。擋板71與水平方向稍微傾斜。
噴射器4的噴嘴42在反應器1錐形部分11下端的反應器1的中軸上豎直向上。
固體循環管路6包括管道62，其出口端與圓筒部分12的下端相連。
採用上述設備，在反應器1中懸浮的固體由於重力會部分地沉降，另一部分固體被擋板7A滯留在反應器中，而剩餘的固體通過廢氣出口3隨廢氣一起排出反應器1。
除了上述特徵之外，第二個實施方案與第一個相同。第三個實施方案圖5到7說明該實施方案，即用於從廢氣中除去酸性氣體的設備，其中擋板7B設置在反應器1的內側上部，它包括多個環狀金屬組件72，該組件具有倒置的V型橫截面並以一定間距以同心圓排列。環狀組件72通過連接件(未表示出來)相連。擋板7B水平設置。
第三個實施方案除了上述特徵之外與第二個一樣。d.第四個實施方案參見圖8，本發明用於從廢氣中除去酸性氣體的第三種設備包括豎式反應器1，在其下端有廢氣進口2，在其上端有廢氣出口3，噴射器4用於將吸收劑漿料噴射到反應器1中，旋風分離器5用於從排出反應器1的廢氣中分離乾燥固體，以及循環管路6用於將通過旋風分離器5分離的固體部分地循環到反應器1中。
漿料噴射器4包括加壓泵41用於提高吸收劑漿料的壓力，噴嘴42和用於提供噴射空氣的鼓風機43。噴嘴42設置在反應器1圓筒部分12的周圍壁高的中部上，並向下傾斜。
還設有冷卻水噴射器13，它包括設置在反應器1的錐形部分11上的噴嘴131。水噴嘴131位於反應器錐形部分11下端部分的反應器1的中軸上，方向向上。
採用上述設備，從燃煤鍋爐排出的廢氣通過廢氣進口2進入反應器1，在反應器1中向上流動。廢氣氣流與從噴嘴131噴入反應器錐形部分11的冷卻水接觸並被冷卻到約70到250℃的溫度。廢氣的溼氣流與含有反應產物和未反應並通過循環管路6循環到反應器1中的吸收劑的固體接觸，固體的表面被潤溼。結果，從噴嘴42向下傾斜噴射的吸收劑漿料與廢氣氣流在反應器1圓筒部分12的下部逆流接觸，在匯流位置附近廢氣、吸收劑和固體的混合物形成劇烈的渦流。廢氣所含的硫的氧化物、氯化氫等酸性氣體與吸收劑在固體表面發生吸收反應並被該吸收劑吸收，所說的固體基本上被水膜潤溼，同時吸收劑被廢氣的熱量乾燥。由於廢氣和吸收劑在反應器1內部相互充分接觸，所述的設備比現有技術設備具有更高的酸性氣體吸收效率。吸收劑和固體均勻地分散在廢氣中，同時吸收劑漿料在與廢氣氣流逆流接觸之後懸浮在反應器1中。這就延長了吸收劑在反應器中軸附近的停留時間，延長了整個吸收的時間。因此吸收劑具有比現有技術更高的利用效率。
第四個實施方案除了上述特徵之外與第二個的一樣。e.第五個實施方案該實施方案如圖9所述。圖9所示的用於從廢氣中除去酸性氣體的設備有一個漿料噴嘴42，它設置在反應器1圓筒部分12內側高度的中部位置並在反應器1中軸附近豎直向下。
第五個實施方案除了上述特徵之外與第四個相同。f.第六個實施方案該實施方案在圖10表示。圖10所示的用於從廢氣中除去酸性氣體的設備沒有用於將冷卻水噴入反應器底端部分的噴射器。
除了這些特徵之外，第六個實施方案與第四個相同。g.第七個實施方案圖11說明該實施方案。圖11所示的用於從廢氣中除去酸性氣體的設備沒有用於將冷卻水噴入反應器底端部分的噴射器。
除了上述特徵之外，第七個實施方案與第五個相同。h.第八個實施方案圖12表示該實施方案，即用於從廢氣中除去酸性氣體的第四種設備。參見圖12，該設備包括豎式反應器1，它在下端設有廢氣進口2，在上端設有廢氣出口3，旋風分離器5用於從反應器1中排出的廢氣中分離出乾燥固體，以及循環管路6用於將通過旋風分離器5分離的固體部分地循環到反應器1中。
固體循環管路6包括具有與旋風分離器5下端相連的螺旋加料器61和管道62，其一端與螺旋加料器61的出口相連，另一端與反應器1圓筒部分12的下部相連。螺旋加料器61設有用於將吸收劑漿料加入到加料器61中的管道14。漿料管道14與加料器61相連的位置在比要循環固體的進口更接近開始端的位置61a，要循環固體的進口在加料器61長度方向的中間部分。
該設備設有冷卻水噴射器13，它包括設置在反應器1錐形部分11的噴嘴131。噴嘴131在反應器錐形部分11的下端部分反應器1的中軸上，方向向上。
吸收劑漿料包括熟石灰的水合漿料。該漿料是採用熟化裝置(未表示)用水熟化生石灰製備，並從熟化裝置中通過管道14加入到螺旋加料器61中。
採用所述的設備，從燃煤鍋爐排出的廢氣通過廢氣進口2進入反應器1，並在反應器1中向上流動。廢氣氣流與從噴嘴131噴入反應器錐形部分11的冷卻水接觸並被冷卻到約70到250℃的溫度。另一方面，通過管道14加入的吸收劑漿料和要循環的並且從固體槽20輸送的固體在螺旋加料器61中攪拌混合，而幾乎所有固體的表面都被潤溼，並且固體和吸收劑漿料均勻混合。該混合物從螺旋加料器61通過管道62進入反應器1內部，並分散在廢氣中。在反應器1中，硫的氧化物、氯化氫等酸性氣體與吸收劑在固體表面發生吸收反應並被該吸收劑吸收，所說的固體基本上被水膜潤溼，同時廢氣中的熱量將吸收劑乾燥並蒸發冷卻水。由於幾乎全部固體的表面通過在螺旋加料器61中與吸收劑漿料在反應之前混合而被潤溼，本發明具有比現有技術酸性氣體吸收效率更高的特徵。
除了具有上述結構和上述特徵，本實施方案與第二個相同。i.第九個實施方案圖13表示該實施方案，即用於從廢氣中除去酸性氣體的設備，該設備沒有用於將冷卻水噴入反應器下部的噴射器。
除此之外，第九個實施方案與第八個相同。j.第十個實施方案圖14表示該實施方案，即用於從廢氣中除去酸性氣體的第五個設備。參見圖14，該設備包括豎式反應器1，其在下端有廢氣進口2，在上端有廢氣出口3，旋風分離器5用於從反應器1中排出的廢氣中分離乾燥固體，以及循環管路6用於將通過旋風分離器5分離的固體部分地循環到反應器1中。
固體循環管路6包括具有與旋風分離器5下端相連的螺旋加料器61和管道62，管道62的一端與螺旋加料器61的出口相連，另一端與反應器1圓筒部分12的下部相連。螺旋加料器61設有將生石灰加入加料器61的管道15，和與管道15分開的管道16，用於將過量的熟化水加入到加料器61中。生石灰管道15和水管16在(漿料加料管道)61a的位置上與螺旋加料器61相連，61a比要循環固體的加料進口更接近加料器61的開始端，要循環固體的加料口設置在加料器61長度方向的中間位置。
採用所述的設備，從燃煤鍋爐排出的廢氣通過廢氣進口2進入反應器1，在反應器1中向上流動。廢氣氣流與從噴嘴131噴入反應器1錐形部分11的冷卻水接觸並被冷卻到約70到250℃的溫度。另一方面，從管道15加入的生石灰與從管道16加入的過量水在螺旋加料器61中發生熟化反應，生成熟石灰漿料。在加料器中攪拌並混合漿料和要循環的並從固體槽20輸送的固體。結果，幾乎所有固體的表面都被潤溼，並且固體和熟石灰漿料均勻地混合。該混合物從加料器61通過管道62加入到反應器1中並分散在廢氣中。硫的氧化物、氯化氫等酸性氣體與熟石灰在固體表面發生吸收反應並被熟石灰吸收，所說固體基本上被水膜潤溼，同時廢氣中的熱量將熟石灰乾燥並蒸發冷卻水。由於幾乎全部固體的表面通過在螺旋加料器61中與吸收劑漿料在反應之前混合而被潤溼，並且還由於熟石灰是在石灰在加料器61中生成之後立即被加入到反應器1中的，本發明具有比現有技術更高的酸性氣體吸收效率的特徵。
除了具有上述結構和特徵之外，本實施方案與第八個相同。i.第十一個實施方案圖15表示該實施方案，即用於從廢氣中除去酸性氣體的設備，它沒有用於將冷卻水噴入反應器底部的噴嘴。
除此之外，第十一個實施方案與第十個相同。
採用本發明的第一種方法和設備，在廢氣中產生渦流，結果由各種粒徑分布的懸浮固體在反應器的整個長度上形成高濃度的渦流層。這就比採用常規的圓筒反應器延長了固體在反應器中的停留時間並提高了濃度。由於這些優點並且還由於吸收劑和固體均勻分散在廢氣中，該方法和設備提高了酸性氣體的吸收效率並能夠高效地利用吸收劑。
本發明的第二種方法和設備採用了設置在反應器內側上部的擋板，用於使部分固體停留在反應器中，從而延長了固體在反應器中的時間並提高了固體在反應器中的濃度，結果提高了酸性氣體的吸收效率並且提高了吸收劑的利用效率。
採用本發明的第三種方法和設備，廢氣和吸收劑在反應器中進行活性接觸並因此而均勻地分散在廢氣中。由於吸收劑漿料在反應器中與廢氣氣流逆流接觸之後是懸浮上升的，在反應器中軸附近的吸收劑在反應器中保持比現有技術更長的時間，確保了整個吸收劑停留時間的延長，提高了酸性氣體的吸收效率，提高了吸收劑的利用效率。
對於第四種方法和設備，將表面潤溼的要循環固體加入到反應器中，同時這些固體和吸收劑漿料通過螺旋加料器均勻地混合，因此提高了酸性氣體的吸收效率。
在第四種方法和設備中，將表面潤溼的要循環固體加入到反應器中，這些固體和熟石灰採用螺旋加料器均勻地混合，立即將這種通過熟化製備的熟石灰漿料加入到反應器中。這些特徵提高了酸性氣體的吸收效率。由於熟石灰管道從熟化裝置延伸到反應器並且可以省去常規使用的管道，這就避免了堵塞固管道的問題。
權利要求
1.一種用於從廢氣中除去酸性氣體的方法，包括將吸收劑漿料加入到廢氣從其中向上通過的反應器中，以使吸收劑從廢氣中吸收酸性氣體，同時用廢氣中的熱量乾燥吸收劑漿料，從排出反應器的廢氣中分離含有反應產物和未反應吸收劑的乾燥固體，並將分離的固體部分地循環到反應器中，該方法的特徵在於採用整體或者主要部分呈向下的錐形的反應器作為所說的反應器，以便當廢氣向上通過反應器時逐漸降低廢氣的速度。
2.一種用於從廢氣中除去酸性氣體的設備，包括一個設有用於通過廢氣的豎式反應器，其在下端有廢氣進口和在上端有廢氣出口，用於將吸收劑漿料加入到反應器中的裝置，用於從排出反應器的廢氣中分離乾燥固體的分離器和用於將分離固體部分循環到反應器的循環管路，該設備的特徵在於其中反應器整體或者主要部分呈向下的錐形。
全文摘要
本發明提供了一種用於從廢氣中除去酸性氣體的方法,它採用了反應器10作為反應器,反應器10的全部或者主要部分呈向下的錐形,以便當廢氣向上通過反應器10時降低廢氣的速度。該方法使得固體在反應器中停留更長的時間,以提高固體的濃度,進一步使吸收劑和固體均勻地分散在廢氣中。因此該方法具有更高的酸性氣體吸收效率,並更加有效地利用了吸收劑。
文檔編號B01D53/86GK1350880SQ0114127
公開日2002年5月29日 申請日期2001年10月11日 優先權日1997年10月6日
發明者長屋喜一, 保田賢士, 三浦祥正, 柳浩敏, 片桐健, 松永勝利, 田中博仲 申請人:日立造船株式會社