[发明专利]干式处理燃烧废气的方法

说明书

本发明涉及干式处理由锅炉、熔炉和垃圾焚烧炉等排出的燃烧废气以控制空气污染的方法，更具体地讲，本发明涉及从燃烧废气或烟气中脱除酸性气体如硫氧化物(SOx)和氯化氢(HCl)的方法和同时脱除所述酸性气体和氮氧化物(NOx)的方法。

现在仍需建立一种从燃烧气或烟气中同时脱除SOx和NOx的方法，目前的方法采用不同工艺分别脱除这些氧化物。典型的脱硫方法是石灰浆法，其中用石灰浆洗涤废气以吸收SOx。这一方法技术上已经成熟并被许多运行的装置实施着。然而，该方法为湿法，需要水以及对流出物和白烟的处理。因此出现了对不需满足这些要求的干法的需要。典型的干法是炉内脱硫法，其中是将Ca脱硫剂(如CaCO₃或Ca(OH)₂)直接置于粉煤燃烧锅炉的炉内或垃圾焚烧炉内吸收和脱除炉内产生的SO₂和HCl。这是一种完全的干法，没有上述湿法的问题，但其最严重的问题是脱硫效率低。目前，这一方法有待实施。

另一方面，主要采用的脱氮方法是选择性催化还原法，其实施中采用氨作为还原剂并使用钛一钒催化剂，已证明该方法适用于许多情形。已知的另一脱氮方法是将氨引入到至少900℃的高温区非催化脱除NOx。这一方法采用氨，或根据具体条件采用可热分解生成氨的化合物，例如碳酸铵、尿素、甲酸铵或草酸铵。然而，这一方法与催化方法相比需要较大量的还原剂且脱氮效率低至约50％。

在需要同时脱除SOx和NOx的情况下，采用了石灰浆湿法：和使用氨的选择性催化还原法的结合。这一组合方法已经得到了广泛的实施且优异之处在于该方法实现了高脱硫效率和高脱氮效率。然而，这一方法实施上是两种方法拼合，由于拼合方法复杂，用湿法实现脱硫以及初始成本和操作成本都高，因此并不总是令人满意的。

炉内脱硫法的低效率被认为与下述原因有关。

炉内脱硫法通常使用Ca脱硫剂，典型的是CaCo，和Ca(OH)₂。

当将脱硫剂投入炉的高温区时，发生下述反应吸收SO₂。

CaCo₃或Ca(OH)₂在高温区分解：

            (1)

   (2)

脱硫剂在高温区吸收SO₂：

然而，就式(3)的反应而言，SO₂吸收反应速度随时间急剧下降，原因如下(a)至(e)所述。

(a)伴随SO₂吸收，在Cao颗粒表面上形成CaSO₄层，该层降低了反应速度。

(b)伴随So₂吸收，Cao颗粒表面附近的SO₂浓度下降，由此降低了反应速度。

(c)炉内温度通常是越向下游越低，因此温度降低导致反应速度下降。

(d)在炉内脱硫法中，一般是以糊末或浆液的形式将脱硫剂均匀投入炉中使其分散和与废气接触。由于这一接触是在大的空间内实现的，接触效率低。

(e)由于脱硫剂与气体的反应速率是由脱硫剂颗粒的表面积确定的，需要使脱硫剂的粒度更小以增加有利于反应的表面积。然而使细颗粒在炉内均匀分散在技术上是有困难的。

由于上述原因，常规的炉内脱硫法被认为效率低是不可避免的。

假定投入炉中的Ca量(mol/小时)与炉中产生的SO₂气体量(mol/小时)之比为Ca/S摩尔当量比(以下称为“Ca/S当量比)”，根据EPA(美国环境保护署)最近公开的数据，炉内脱硫效率在Ca/S＝3时为约60％。这一低效率显然是由于上述原因，不排除这些原因，便不能实现高效率脱硫。

本发明的一个目的是提供一种干式脱硫法其中使用一种特定脱硫剂以实现可与湿法相比的高脱硫效率。

本发明的另一目的是提供一种以低成本高效率同时脱除SOx和NOx的方法。

本发明提供了一种炉内脱硫方法，包括将一种脱硫剂供入炉中或烟道中使其吸收废气中的SO₂，所述脱硫剂是用酸至少部分中和钙脱硫剂所得到的一种盐(以下称为第一方案)。