[发明专利]从烟道气流中除去三氧化硫

说明书

技术领域

本发明涉及气体的净化，并且更具体地涉及一种净化含有有害气体例如SO₃的烟道气的方法。

背景技术

SO₃是含硫燃料燃烧产生的有害气体。当SO₃存在于烟道气中时，会形成酸雾，所述酸雾在静电沉积器、管道或集尘室中冷凝，引起腐蚀。废气中浓度低至5～10ppm的SO₃还会由于热烟道气在大气中的较冷空气中冷却而产生白色、紫色或黑色羽状物。

通过选择性催化反应器(selective catalytic reactor，SCR)减少燃煤发电厂的NO_x排放的努力已经造成了不期望的SO₂被氧化为SO₃从而使得SO₃的总排放增加的结果。在加入NH₃的情况下，SCR利用催化剂(典型地为五氧化钒)将NO_x转化为N₂和H₂O，但也不期望地将SO₂氧化为SO₃。尽管SO₃的这种较高的烟道浓度仍然是相对低的，但其排放有时会产生高度可见的次级羽状物，尽管这种次级羽状物是不规则的，但其还是会产生许多问题。努力降低SO₃水平至看不到次级SO₃羽状物的程度，这对于采用静电沉积器(electrostatic precipitator，ESP)的情况，可能会阻碍颗粒的收集。烟道气中的SO₃吸附到飞灰颗粒上，并降低了飞灰的电阻率，从而使ESP能够通过静电设施捕获颗粒。实践中，一些工厂在灰分电阻率太高时喷射SO₃以降低飞灰的电阻率。

在煤电厂的烟道气管道中，SO₃与水蒸气反应并形成H₂SO₄蒸汽。这些蒸汽中的一部分在空气加热套中冷凝出来。如果管道的温度过低，另一部分硫酸蒸汽可能会在管道中冷凝，从而腐蚀管道。其余酸蒸汽在羽状物与相对冷的大气接触而骤冷时冷凝，或者在使用湿式洗涤器进行烟道气脱硫(flue gas desulfurization，FGD)时在洗涤器的急冷段中冷凝。在FGD塔中快速冷却酸蒸汽产生细酸雾。液滴通常太细小，以至于吸附在FGD塔中，或者被捕获在除雾器中。因此，FGD塔对SO₃的去除仅仅是有限的。如果从烟道中排出的硫酸水平足够高，就会出现次级羽状物。

已经利用干式吸收剂喷射(dry sorbent injection，DSI)采用多种吸收剂来从烟道气中除去SO₃和其他气体。但是，由于设备材料，例如集尘室介质，不能承受较高的温度，因此过去通常在低于约370°F下进行DSI。此外，许多吸收剂物质在高于约400°F的温度下烧结或熔化，这使其在除去气体时效力较低。另一个问题是在特定的温度和气体浓度条件下，许多吸收剂物质的反应产物粘附到设备和管道上，这需要频繁地清洁工艺设备。

发明内容

一方面，提供一种从含有由NO_x除去系统形成的增加量的SO₃的烟道气流中除去SO₃的方法，包括将吸收剂组合物喷射到所述烟道气流中。所述吸收剂组合物包含添加剂和钠吸收剂，所述钠吸收剂例如机械精制的天然碱或碳酸氢钠。添加剂选自碳酸镁、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化钙和其混合物。降低了烟道气流中SO₃的浓度，并且使得液相NaHSO₄反应产物的形成最小化。

另一方面，提供一种输送干式吸收剂用于烟道气喷射的方法，包括提供天然碱。通过使所述天然碱与选自碳酸镁、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化钙和其混合物的添加剂组合来形成吸收剂组合物。将容器中的所述吸收剂组合物运输到烟道气喷射处。从所述容器中卸载所述吸收剂组合物，并将其喷射到所述烟道气流中。使足够量的添加剂与所述天然碱组合以提高所述吸收剂组合物从所述容器流出的流动性。

前述段落是作为一般介绍提供的，并非旨在限制所附权利要求的范围。通过参考下面的详细描述并结合附图会很好地理解本发明的优选实施方案以及其他优点。

附图说明

图1为显示天然碱与SO₃的反应产物作为烟道气温度和SO₃浓度的函数的相图。

图2为烟道气脱硫系统的一个实施方案的示意图。