[其他]提高石灰石利用率的钠—石灰石双重碱处理烟道气脱硫工艺

说明书

本发明是关于一个烟道气脱硫（FGD）的工艺。该工艺用石灰石来再生废弃的含亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的碱性吸收液。

利用既含亚硫酸钠又含亚硫酸氢钠的碱性吸收液从烟道气中脱除硫的氧化物，如脱除SO₂的烟道气脱硫工艺是人所共知的。该工艺是连续操作的，同时用石灰或石灰石来再生废弃的吸收液。与直接用石灰或石灰石处理烟道气的单次碱处理工艺相比，这样的石灰/石灰石-钠盐工艺通常称之谓双重或两次碱处理工艺。

以下的美国专利中曾经描述过这种利用石灰石作为再生剂的双重碱处理工艺：美国专利4，410，500号，发明人王等;美国专利4，431，618号，发明人鲍沃特（Boward）等（该专利是关于工艺的控制方法的）;美国专利，3，848.070号，发明人奥诺朱卡（Onozuka）;美国专利3，944，649号，发明人菲尔德等;美国专利3，989，796号，发明人莫利特（Morita）等。

石灰石再生是典型地在一系列带搅拌的罐式反应器中进行的连续操作，并在第一个罐中使石灰石与废弃的吸收液接触。通常再生罐系统操作时固体浓度比较稀，例如，约1～3%（重量），这是一种亚硫酸钙/硫酸钙和未经反应的石灰石的混合物。

用石灰石把由于吸收二氧化硫而形成的亚硫酸氢盐再生成亚硫酸盐的一个缺点是它的反应活性低。因此，为了在再生罐系统中获得足够高的石灰石利用率，比如说，高于90%的利用率，需要相对长的停留时间。

上述的王等人及鲍沃特等人的专利用了少于化学计量的石灰石。因此他们的过程对于造成石灰石的低活性的那些因素，例如磨过的粗的石灰石的粒子大小是很易受责难的。石灰石反应活性的任何较明显的下降都将要求一个无法接受的大的反应器容量，因为此时为了在再生步骤中获得足够高的石灰石利用率需要很长的停留时间。在以前关于处理石灰石的低活性的文章中曾描述了各种观点。

上面提到的奥诺朱卡等人、菲尔德等人和莫利特等人的专利指出：为了在再生期间完全中和亚硫酸氢盐至少应该用化学计量的石灰石量。虽然过量的石灰石能增加总的再生反应速率，但石灰石的利用率通常会随之降低，而这反过来影响了总的FGD工艺的经济性。

在一些专利中描述了对惯用的带搅拌的罐再生系统的改进以作为改善石灰石再生操作的手段。

周等人的美国专利4，388，282号用水力旋流器分离带搅拌的罐式反应器固体中粗的未反应的石灰石粒子和较小的亚硫酸钙粒子，石灰石粒子再循环作进一步反应以提高总的石灰石利用率。由于这个分离步骤依靠石灰石粒子和亚硫酸钙/硫酸钙再生副产品固体大小差异的存在，所以对于仔细磨过的石灰石，这个步骤可能是无效的。副产品固体大小受再生罐系统的化学和机械设计的影响的这一事实也使该过程复杂化。

在威尔亥姆的美国专利4，540，556号和4，462，969号中，还提出了另一种方法，该方法的基础是运用了二个反应阶段，其中包含一层约含15～40%的固体的淤浆层。尽管这个过程减少所要求的总的液相停留时间（和再生罐尺寸），因为难以提供液相与含未反应的石灰石的沉降的固体层之间的充分的接触，所以人们所得的石灰石利用率仍旧较低。

多尔曼（Dauerman）等人的美国专利4，251，962号，描述了一个较简单的方法。该方法省去了一个多级罐再生系统，并且讲到用一个Y型的混合喷咀来促进石灰石淤浆与吸收液在再生期间的混合与反应。该专利权人推荐，用超过化学计量的石灰石以使他们的发明的优点达到最大。但是增加石灰石的用量必然会降低石灰石的利用效率。

本发明提供了一个在一个常用的带搅拌的再生罐系统中，不必借助应用专门设计的设备而获得超过90%的出色的石灰石利用率的简单的方法。

本发明是一种适用于一个用于烟道气连续脱硫的钠-石灰石双重碱处理工艺的改进。本发明在一个使用一种亚硫酸钠和亚硫酸氢钠水溶液的吸收器中从一种含SO₂的烟道气中多步吸收二氧化硫，本发明至少分出部分吸收器流出液以便用石灰石再生，本发明通过把石灰石导入分出的吸收器流出液中从而把亚硫酸氢盐转化成亚硫酸盐把副产物固体与石灰石处理后的溶液分离开来，并使再生后的溶液返回到吸收器。

根据本发明，通过改进增加了再生操作期间所用的石灰石的利用率。这些改进包括：

（a）把大部分分出的用于石灰石再生的吸收器流出液引入一个再生罐系统;

（b）使再生罐系统中的吸收器流出液与磨碎的石灰石接触。再生罐系统中的固体含量保持在5%（重量）以下;