[发明专利]两级急冷涤气器

说明书

本申请是一项发明专利申请的分案申请，其母案的申请日为2006年12月14日、申请号为200680047823.3(PCT/US2006/048049)、发明名称为“两级急冷涤气器”。

本申请要求共同待审的美国临时申请60/752550的优先权，其申请日为2005年12月19日。

技术领域

本申请涉及烟道气处理领域，特别涉及烟道气的急冷和酸性气体的脱除。

背景技术

烟道气急冷和从烟道气中脱除酸性气体(特别是脱除SO_x和NO_x)一般是在单独的急冷反应器/接触器中进行，其中热烟道气与氢氧化钠的水溶液接触，从而降低烟道气的温度和酸性气体的含量。这种烟道气的处理方法理论上相对简单并且有效地除去SO_x和NO_x，然而还是存在一些问题。其中一点是，在溶液中的水能不负面影响环境而排放到下水系统前，碱液和负载其的水溶液一般需要处理和/或其它的加工步骤。此外，该装置通常也无法使处理后的气体中SO₂的含量降到50ppm以下。

其它已知的烟道气处理构造可以采用两个或多个反应器，其中各反应器如美国专利US4,400,362中的描述。这里，第一个反应器作为亚硫酸转换涤气器来操作，同时产生反应性氮氧化物(如N₂O₃)，随后利用在O₂的存在下水中的SO₂和NO_x之间的复杂的反应动力学，氮氧化物在第二级中被碱金属的铵盐或氢氧化物吸收。一般而言，该系统中产生的溶剂不适合排放到下水道或者便于再利用，另外排空气体中的SO_x通常会超过50-100ppm的水平。类似的问题也在美国专利US3,920,421中遇到，其中水用作NO_x和SO_x的吸收剂。

再进一步已知的构造中，例如美国专利US5,607,654，医疗废物处理厂的焚化炉气体首先和干燥剂接触，从而将酸性气体固定/转换到干燥固体上，固体之后被袋滤室或静电沉降器除去。处理后的气体在急冷管中急冷后，再用酸液涤气以除去有毒的有机化合物。来自处理过的气体和急冷步骤中的水被送到涤气器中，过量的溶液送回焚化炉。虽然这种构造可以至少省掉一些净化废水的装置，但是需要大量的水。此外，由于急冷水送到涤气单元，使得涤气溶剂不断被稀释因而需要不断补充。更糟的是，由于涤气溶剂被稀释，对SO_x和其它污染物的吸收能力也会减弱。

可选择地，如在美国专利US5,154,734中描述的，废气通过急冷器用水使得废气饱和，负载的废气流入湿式涤气器，废气中的水被冷凝，从而提高微粒、酸性气体和重金属的恢收。进一步去除处理后气体中离开涤气器的污染物通过用碰撞涤气器/夹带物分离器来实现。尽管这个系统有一些优点，但仍然存在很多缺点。其中之一是，循环水(例如湿式涤气器和急冷区之间)的用量相对较大，此外，含有污染物的水不能排放到下水系统中，而必须在单独的设备中再生。

另一种构造中，烟道气首先与亚硫酸盐或亚硫酸氢盐接触，以便降低烟道气中的SO₃和/或卤化氢的浓度，残存的SO₂用湿式涤气器(美国专利US6,126,910描述了一种典型的装置)除去。尽管这种系统有一些改进(如减少下游部件)，但仍存在难点。例如，预处理气流中的SO₃的去除要用单独的急冷涤气器执行。

因此，尽管本领域中已经存在很多处理烟道气的构造和方法，但所有或者几乎所有的这些都有一种或多种缺陷。因此，有必要提供一种改进的烟道气处理的构造和方法。

发明内容

本发明涉及一种用两级系统降低SO_x浓度的烟道气处理构造和方法，在第一级中急冷烟道气，在第二级中洗涤急冷后的烟道气。最优选地，配置和/或操作第一和/或第二级使得涤气级中几乎没有水的净冷凝发生。因此，通过维持高的涤气剂浓度实现很好的SO_x除去，从而有利地减少涤气剂和水的损失。