[发明专利]采用固体脱硫剂的湿式烟道气脱硫设备和方法

说明书

工业领域

本发明涉及一种使用固体脱硫剂的湿式烟道气脱硫设备和方法，更具体地述，本发明涉及一种采用固体脱硫剂以经济地除去从燃烧设备如锅炉中排出的烟道气中的硫氧化物的湿式烟道气脱硫设备和方法，该设备和方法脱硫率高、粉碎固体脱硫剂如石灰石的能耗降低及由于吸收剂中的铝和氟成分而造成的脱硫率下降程度减少。

发明背景

在热电厂的矿物燃料燃烧产生的烟道气中的硫氧化物，特别是二氧化硫(下文中简称为SO₂)，是引起全球环境问题如空气污染及酸雨等的主要原因。因此，对于脱除SO₂的烟道气脱硫的研究及烟道气脱硫设备的开发就成为极为重要的课题。

业已提出了多种烟道气脱硫方法，其中湿式脱硫方法为主要方法。湿式方法又包括分别使用钠、钙和镁化合物作为吸收剂的钠法、钙法和镁法。上述方法中钠法在吸收剂与SO₂反应性方面是优良的，但是所使用的钠化合物非常贵。这就是使用相对便宜的钙化合物如碳酸钙的钙法更为广泛地用于热电厂中大型锅炉的烟道气脱硫系统的原因。

使用该种钙化合物作为吸收液的脱硫方法通常依据气液接触方法分为以下几类：喷淋系统、湿壁系统和鼓泡系统。而每一个系统又有其独特的突出特性，喷淋系统更为普遍且可靠性强，在世界上广泛采用。常规的喷淋脱硫系统包含三个塔，即用于冷却及除去废气中的灰尘的冷却塔、用于将吸收液喷淋至废气上以与SO₂反应的脱硫塔和用于氧化在脱硫塔中形成的亚硫酸钙的氧化塔。近来，已开发了单塔式脱硫系统(罐内氧化方法)，其中脱硫塔负担冷却及氧化作用，该系统正逐渐成为最流行的喷淋系统。

图39显示了常规的喷淋式单塔脱硫设备。通常，该单塔脱硫设备包括：塔体1、入口导管2、出口导管3、喷嘴4、吸收液泵5、循环槽6、搅拌装置7、吹送装置8、除雾器9、吸收液排出管10、石膏排出管11、石灰石供料管12、脱水机13、pH计21等。若干个喷嘴水平设置，其各级以垂直方向设置。搅拌装置7和吹送装置8与循环槽6连接，循环槽6位于脱硫塔的下部，其中贮留有吸收液，而除雾器9则设置在脱硫塔的最上部或设置在出口导管3中。

从锅炉中排出的废气A经入口导管2引入脱硫塔体1中，经出口导管3排出。在此过程中，经吸收液排放管10由吸收液泵5将吸收液泵送至脱硫塔中，并经多个喷嘴4喷淋以进行吸收液与废气A的气液接触。经喷淋，由吸收液从废气A中选择性地吸收SO₂以形成亚硫酸钙。包含有所形成的亚硫酸钙的吸收液驻留于循环槽6中，在其中，借助于搅拌装置7进行搅拌，由经吹送装置8供料的空气B氧化吸收液中的亚硫酸钙形成石膏C。将脱硫剂如石灰石D经石灰石供料管12加至循环槽6中的吸收液中。将共存有石灰石D和石膏C的循环槽6中的一部分吸收液再由吸收液泵5经吸收液排出管10泵送至喷嘴4中，将另一部分吸收液经石膏排放管11泵送至脱水机13。经喷嘴4喷出并雾化的吸收液的较小的液滴被废气A夹带并由设置在脱硫塔的最上部的除雾器9收集。

如上所述的现有技术存在的问题如下。

(1)吸收液不仅包含吸收SO₂的碳酸钙(石灰石)，而且包含大量的对于吸收不起作用的石膏。当增加吸收液中石灰石的比例以增强脱硫效率时，石膏的质量会降低以至于其不具用应用价值。

(2)为粉碎石灰石需大量的能耗。

(3)当铝和氟成分共存于吸收液中时，在石灰石颗粒表面上形成包含铝和氟的不活泼成分，从而降低了脱硫效率。

相应地，本发明的一个目的是提供一种为了解决如上所述的常规问题并可经济地达到较高脱硫效率的烟道气脱硫设备和方法。

本发明的另一个目的是提供一种能增加脱硫效率但不会降低由固体脱硫剂形成的固体产物质量的烟道气脱硫设备和方法。

本发明的再一个目的是提供一种具有较高的脱硫效率且能减少粉碎固体脱硫剂的能耗的烟道气脱硫设备和方法。

本发明的还有一个目的是提供一种具有较高的脱硫效率且能易于将含于吸收液中的固体脱硫剂和由固体脱硫剂形成的固体产物分离开的烟道气脱硫设备和方法。

本发明的这些和其它目的将在下述实施例中描述。

发明概述