專利名稱：用于通過(guò)吸收來(lái)從高溫工藝氣體中分離氣體污染物的方法和設(shè)備以及用于潤(rùn)濕粒狀粉塵 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從高溫工藝氣體如煙道氣中分離氣體污染物如二氧化硫的方法，在該方法中使工藝氣體通過(guò)接觸反應(yīng)器，其中將可與氣體污染物反應(yīng)的粒狀吸收性材料在潤(rùn)濕狀態(tài)下引入到工藝氣體中，以便將氣體污染物轉(zhuǎn)化成可分離的粉塵，之后使工藝氣體通過(guò)粉塵分離器，在其中將粉塵從工藝氣體中分離出來(lái)，并將經(jīng)凈化的工藝氣體從中排出。
本發(fā)明還涉及用于潤(rùn)濕粒狀粉塵的混合器，該粒狀粉塵可與工藝氣體如煙道氣中的氣體污染物發(fā)生反應(yīng)，以形成可分離的粉塵。
本發(fā)明還涉及用于從高溫工藝氣體如煙道氣中分離氣體污染物如二氧化硫的設(shè)備，所述設(shè)備具有用于使工藝氣體從中通過(guò)的接觸反應(yīng)器，該接觸反應(yīng)器具有用于將處于潤(rùn)濕狀態(tài)下的可與氣體污染物發(fā)生反應(yīng)的粒狀吸收性材料引入到工藝氣體中以便將氣體污染物轉(zhuǎn)化成可分離粉塵的裝置，所述設(shè)備還具有適于將粉塵從工藝氣體中分離出來(lái)并排出經(jīng)凈化的工藝氣體的粉塵分離器。
背景技術(shù)：
當(dāng)從工藝氣體如來(lái)自燒煤或燒油的火力發(fā)電廠的煙道氣中分離氣體污染物時(shí)，通常使用這樣的方法，其中將含石灰的吸收性材料引入到工藝氣體中，以便與氣體污染物發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)吸收性材料與氣體污染物反應(yīng)時(shí)，氣體污染物被化學(xué)性地或物理性地轉(zhuǎn)化成粉塵，然后在過(guò)濾器中分離粉塵。
WO 96/16722公開(kāi)了一種方法，其中在混合器中將含石灰的粉塵與水混合，然后將其引入接觸反應(yīng)器中以便與煙道氣中的氣體污染物發(fā)生反應(yīng)。然后粉塵在過(guò)濾器中被分離出來(lái)，并被再循環(huán)至混合器中以便與水再次混合，之后被再次引入到接觸反應(yīng)器中。因此，粉塵將在混合器中循環(huán)若干次。在每次循環(huán)中將少量粉塵從過(guò)濾器中除去，并將少量新鮮的含石灰材料如煅石灰即CaO或者含有一定量煅石灰的粉塵提供至混合器中。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以上方法導(dǎo)致了對(duì)所供應(yīng)煅石灰的較低程度的利用，即從過(guò)濾器中除去的粉塵也含有一些煅石灰，即某種類型的吸收性材料。這增加了煅石灰的消耗，并意味著從過(guò)濾器中除去的粉塵將含有大量尚未反應(yīng)的煅石灰。煅石灰的這種較低程度的利用增加了發(fā)電廠的運(yùn)行成本，并使得處理所除去的粉塵變得困難。
發(fā)明概要因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種從工藝氣體如煙道氣中分離氣體物質(zhì)的有效方法，在該方法中消除了或顯著減少了現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)。
該目的通過(guò)如導(dǎo)言中所述類型且特征如下所述的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，在第一步驟中通過(guò)與冷卻流體形成直接接觸來(lái)冷卻在粉塵分離器中被分離出的粉塵的循環(huán)部分，在第二步驟中使已冷卻的粉塵與含有水蒸氣的氣體混合，所述氣體的飽和溫度高于已冷卻粉塵的溫度，和將已通過(guò)水蒸氣的冷凝而被潤(rùn)濕的粉塵作為吸收性材料而引入到接觸反應(yīng)器中，以便與工藝氣體混合。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于對(duì)可從工藝氣體如煙道氣中分離氣體物質(zhì)的吸收性材料進(jìn)行處理的混合器，所述混合器消除了或顯著減少了現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)。
該目的通過(guò)如導(dǎo)言中所述類型且特征如下所述的混合器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該混合器具有第一端和第二端，并被分成兩個(gè)區(qū)，其中第一區(qū)是設(shè)在第一端處并設(shè)有用于供應(yīng)冷卻流體的裝置的冷卻區(qū)，第二區(qū)是設(shè)在第二端處并設(shè)有用于供應(yīng)含有水蒸氣的氣體的裝置的潤(rùn)濕區(qū)，該混合器適于首先使粉塵從設(shè)在第一端處的粉塵入口通過(guò)冷卻區(qū)，在冷卻區(qū)中供應(yīng)溫度比粉塵的溫度更低的冷卻流體，并使粉塵與該流體混合，然后使粉塵經(jīng)過(guò)潤(rùn)濕區(qū)，在潤(rùn)濕區(qū)中供應(yīng)含有水蒸氣且飽和溫度設(shè)于已冷卻粉塵的溫度的氣體，并使該氣體與已冷卻粉塵混合，然后通過(guò)設(shè)在第二端處的出口來(lái)將已潤(rùn)濕粉塵作為吸收性材料引入到工藝氣體中。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于從工藝氣體如煙道氣中分離氣體污染物的設(shè)備，該設(shè)備消除了或顯示減少了現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)。
該目的通過(guò)如導(dǎo)言中所述類型且特征如下所述的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，它具有用于冷卻在粉塵分離器中分離出來(lái)的粉塵的至少循環(huán)部分的冷卻區(qū)，用于將冷卻流體供應(yīng)至冷卻區(qū)以便通過(guò)流體與粉塵之間的直接接觸來(lái)冷卻粉塵的裝置，用于將已冷卻粉塵供應(yīng)給潤(rùn)濕區(qū)的裝置，用于將含有水蒸氣且飽和溫度高于已冷卻粉塵的溫度的氣體供應(yīng)至已冷卻粉塵中以便通過(guò)水蒸氣的冷凝而使其潤(rùn)濕的裝置，以及用于將已潤(rùn)濕粉塵供應(yīng)給接觸反應(yīng)器的裝置。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征從以下介紹和所附權(quán)利要求中可以清楚。
附圖簡(jiǎn)介現(xiàn)在將通過(guò)多個(gè)實(shí)施例并參考附圖來(lái)更詳細(xì)地介紹本發(fā)明。


圖1是設(shè)有用于凈化煙道氣的設(shè)備的發(fā)電廠的示意性側(cè)視圖。
圖2是根據(jù)圖1的混合器的詳細(xì)的示意性剖視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的混合器的示意性剖視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的示意性剖視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的示意性剖視圖。
本發(fā)明的詳細(xì)介紹在本發(fā)明中，粉塵被處理以便被引入到工藝氣體如煙道氣中。粉塵是可與工藝氣體中所含的氣體污染物發(fā)生反應(yīng)并與這些氣體污染物一起形成可分離粉塵的那些類型。粉塵被分離并可隨后全部地或部分地循環(huán)，以便再次處理和再次被引入到煙道氣中而與更多的氣體污染物反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明，粉塵在兩步步驟中進(jìn)行處理。在第一步驟中，粉塵通過(guò)與冷卻介質(zhì)直接接觸而被冷卻至合適的溫度。在第二步驟中，供應(yīng)含有水蒸氣且飽和溫度高于已冷卻粉塵的溫度的氣體。在第二步驟中，水蒸氣將冷凝在粉塵中的已冷卻顆粒上。因此，已經(jīng)經(jīng)過(guò)了第二步驟的粉塵中的顆粒將包覆上一層冷凝水膜。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該冷凝水膜大大提高了已處理粉塵與氣體污染物發(fā)生反應(yīng)和相結(jié)合的能力。對(duì)粉塵的與氣體物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的提高能力的一種可能的解釋是，冷凝膜比較薄和均勻，非常適合于溶解氣體污染物，因此氣體污染物可參與到與粉塵的反應(yīng)中。對(duì)粉塵的提高反應(yīng)性的另一可能的解釋是，冷凝水膜導(dǎo)致在單個(gè)顆粒中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量并使顆粒裂開(kāi)，使得其內(nèi)部也參與化學(xué)反應(yīng)。一個(gè)例子是含有煅石灰即CaO的粉塵，根據(jù)該解釋它可以被活化，即可更容易參與化學(xué)反應(yīng)，例如將在下文中介紹的熟化反應(yīng)。
粉塵在所述第一步驟中的直接冷卻具有多種好處。由于冷卻介質(zhì)與粉塵所含顆粒之間的接觸面較大，因此冷卻是高效的。供給粉塵的冷卻流體通?？删哂辛硗獾淖饔谩＿@種流體的例子為壓縮空氣和水，壓縮空氣可與冷卻作用同時(shí)地用于流化粉塵，而水可與冷卻作用同時(shí)地用于熟化粉塵中所含的煅石灰即CaO。通過(guò)使這些流體中的一種在所述第一步驟中與粉塵直接接觸而冷卻粉塵，就可以簡(jiǎn)單的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)非常高效的冷卻。通過(guò)熱交換器等的間接冷卻是不合適的，這是因?yàn)榭紤]到在工藝氣體凈化中所涉及的粉塵類型，熱交換器被堵塞的風(fēng)險(xiǎn)非常大。
在本發(fā)明中，已潤(rùn)濕粉塵隨后被供應(yīng)給工藝氣體，以便與工藝氣體進(jìn)行反應(yīng)。在該反應(yīng)中，氣體污染物與粉塵所含顆粒相結(jié)合，并因此轉(zhuǎn)化成可分離的粉塵。該粉塵在粉塵分離器中分離，并在集塵斗中收集起來(lái)。將收集在集塵斗中的部分粉塵除去以便進(jìn)行填埋或處理。所收集的大部分粉塵被供應(yīng)給混合器，在這里它被冷卻和潤(rùn)濕，以便以吸收性材料的形式而被再次被引入到工藝氣體中。混合器被連續(xù)地供應(yīng)一定量新鮮的吸收性材料，以便補(bǔ)償與氣體污染物發(fā)生反應(yīng)所消耗掉的吸收性材料。新鮮的吸收性材料適當(dāng)?shù)睾徐咽壹碈aO。煅石灰可以多種形式來(lái)提供。新鮮的吸收性材料的例子是新鮮的煅石灰和來(lái)自鍋爐澆注(boiler injection)的飛灰。常見(jiàn)的做法是將石灰石即CaCO3直接注入到鍋爐如燒油的鍋爐中，以便分離二氧化硫。然而，該凈化方法的效率較低，在設(shè)于鍋爐之后的粉塵分離器中所分離出的飛灰含有包括石膏表面和煅石灰即CaO芯的顆?！，F(xiàn)在已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)本發(fā)明，可以再利用來(lái)自鍋爐澆注的飛灰作為新鮮的吸收性材料。對(duì)此的一種可能解釋是，直接冷卻和蒸氣冷凝的結(jié)合使得可以活化顆粒內(nèi)的煅石灰。因此，一方面，新鮮吸收性材料可通過(guò)將石灰石供應(yīng)到鍋爐中形成煅石灰，并且隨后使煅石灰在粉塵分離器中收集起來(lái)并經(jīng)過(guò)冷卻區(qū)和潤(rùn)濕區(qū)來(lái)形成，另一方面，新鮮吸收性材料可通過(guò)被提供給混合器的、來(lái)自采用了石灰石鍋爐澆注的另一發(fā)電廠的被收集起來(lái)的飛灰來(lái)形成。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以采用來(lái)自焚燒含石灰燃料的鍋爐中的飛灰來(lái)作為新鮮吸收性材料。
另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明中可以使用以前未用過(guò)類型的新鮮煅石灰。這類煅石灰的例子是僵燒石灰，以及從含有大量作為污染物的鎂的石灰石中所生產(chǎn)出來(lái)的煅石灰。
在采用煅石灰即CaO來(lái)將氣態(tài)二氧化硫即SO2轉(zhuǎn)化成可分離粉塵時(shí)的總反應(yīng)如下所示
如從上式中所看出的那樣，在理想條件下，需要一摩爾CaO來(lái)分離出一摩爾SO2；該條件被稱為化學(xué)當(dāng)量＝1.0。在實(shí)踐中，所添加的CaO的摩爾量通常必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于SO2的摩爾量，以便實(shí)現(xiàn)所需的SO2分離?；瘜W(xué)當(dāng)量＝2.0意味著所供應(yīng)的CaO的摩爾量是未經(jīng)凈化的氣體中所含SO2的摩爾量的兩倍。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)本發(fā)明，可以低得多的化學(xué)當(dāng)量、即可以添加比現(xiàn)有技術(shù)所用量更少的CaO來(lái)分離一定量的SO2。
經(jīng)處理的吸收性材料具有與氣體污染物的提高反應(yīng)性的事實(shí)還具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在不減少?gòu)墓に嚉怏w中分離出氣體污染物的同時(shí)，可以減少必須循環(huán)通過(guò)混合器的粉塵量。因此，用于本發(fā)明中的混合器可制成為比較小，并消耗比現(xiàn)有技術(shù)中更少的能量。
可以特別方便地用水來(lái)作為冷卻區(qū)中的冷卻流體。水比較便宜，并且如果需要的話可以容易地冷卻至低于已分離粉塵溫度的溫度。如果新鮮吸收性材料含有煅石灰，那么水將根據(jù)以下熟化反應(yīng)來(lái)熟化石灰
因此，在該熟化反應(yīng)中產(chǎn)生了熱量，并且消耗了水。煅石灰在冷卻區(qū)中的熟化具有若干優(yōu)點(diǎn)。熟石灰即Ca(OH)2與氣體污染物的反應(yīng)性比煅石灰更好，這意味著吸收性材料與這些污染物相結(jié)合的能力將得以提高。另一優(yōu)點(diǎn)是，所提供的水在冷卻區(qū)中熟化了可在粉塵所含顆粒的表面上容易得到的煅石灰。當(dāng)粉塵到達(dá)潤(rùn)濕區(qū)時(shí)，從所提供蒸氣中冷凝的水將不會(huì)被熟化反應(yīng)消耗掉，也不會(huì)產(chǎn)生任何會(huì)較大程度地蒸發(fā)掉所形成的薄水膜的熱量。結(jié)果，在潤(rùn)濕區(qū)中冷凝在顆粒上的水可形成均勻和較薄的膜，其具有良好的溶解氣體污染物的能力。均勻和較薄的膜還似乎能夠通過(guò)微裂紋而滲透到顆粒中，以便通過(guò)顆粒內(nèi)的熟化反應(yīng)而使顆粒裂開(kāi)，因此，在下一次粉塵循環(huán)期間經(jīng)過(guò)冷卻區(qū)時(shí)，煅石灰的內(nèi)部能夠被熟化。
壓縮空氣是可用于冷卻區(qū)中的冷卻流體的另一示例。由壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣通常保持比較高的溫度，因此可方便地將壓縮空氣冷卻至較低溫度。例如可采用氣冷或水冷式熱交換器來(lái)進(jìn)行冷卻，或者通過(guò)直接與冷空氣或冷水混合來(lái)進(jìn)行冷卻。例如，冷卻的壓縮空氣可在實(shí)際的混合器中用作流化空氣，或者用于收集了在粉塵分離器中分離出的粉塵的容器中。
一種合適的混合器具有第一端和第二端。粉塵分離器的粉塵入口和冷卻區(qū)適當(dāng)?shù)卦O(shè)在第一端處，而潤(rùn)濕區(qū)和用于待引入到工藝氣體中的已潤(rùn)濕吸收性材料的出口設(shè)在第二端處。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在基本水平的方向上將粉塵從冷卻區(qū)輸送至潤(rùn)濕區(qū)是合適的。然而，也可在一定的角度下或垂直地將粉塵輸送通過(guò)混合器。非常重要的是，不要將已在潤(rùn)濕區(qū)中被潤(rùn)濕的吸收性材料以任何較大的程度而再循環(huán)到冷卻區(qū)中。為混合器提供機(jī)械攪拌器通常是比較合適的。該攪拌器應(yīng)使粉塵分別與冷卻流體和含有蒸氣的氣體混合，但不應(yīng)使?jié)櫇駞^(qū)中的粉塵與冷卻區(qū)中的粉塵混合。
第一步驟即直接冷卻粉塵可適當(dāng)?shù)貓?zhí)行一段達(dá)2-600秒、更優(yōu)選為2-20秒的時(shí)間。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在冷卻區(qū)中小于2秒的停留時(shí)間導(dǎo)致粉塵中的顆粒的不充分冷卻。結(jié)果，在隨后的潤(rùn)濕步驟中蒸氣的冷凝將是效率不高的。在600秒以上的停留時(shí)間下，顆粒的內(nèi)部也會(huì)被冷卻，這導(dǎo)致了所供應(yīng)的冷卻流體的利用效率不足。另外，較長(zhǎng)的停留時(shí)間具有需要較大混合器的缺點(diǎn)。在冷卻區(qū)中冷卻的粉塵應(yīng)在10秒內(nèi)輸送至潤(rùn)濕區(qū)。在較長(zhǎng)的期間內(nèi)，顆粒的較熱內(nèi)部將再次加熱顆粒表面，這不利于潤(rùn)濕步驟中的蒸氣冷凝。
第二步驟即粉塵的潤(rùn)濕可適當(dāng)?shù)貓?zhí)行一段平均為2-30秒的時(shí)間。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在潤(rùn)濕區(qū)中小于2秒的停留時(shí)間產(chǎn)生了水蒸氣在粉塵中的顆粒上的不均勻和不充分的冷凝。在潤(rùn)濕區(qū)中大于30秒的停留時(shí)間具有這樣的缺點(diǎn)，即來(lái)自顆粒內(nèi)部的熱量傳導(dǎo)至顆粒表面上，并導(dǎo)致冷凝的薄水膜蒸發(fā)。較長(zhǎng)的停留時(shí)間還要求較大的混合器，這導(dǎo)致投資成本增加并造成消耗了更多流化空氣。已潤(rùn)濕的吸收性材料應(yīng)在5秒內(nèi)被引入到工藝氣體中，以便使冷凝的薄水膜不會(huì)在顆粒內(nèi)部的熱量傳導(dǎo)至其表面的時(shí)候被蒸發(fā)。
含有水蒸氣且飽和溫度高于已冷卻粉塵溫度的氣體可通過(guò)將壓縮空氣和水蒸氣以合適的比例進(jìn)行混合來(lái)適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生。也可以設(shè)想只采用水蒸氣。由于氣體在潤(rùn)濕期間通常用于流化粉塵，因此要求有較大量的氣體。為此，在許多情況下可以方便地添加一定量的壓縮空氣，并用該壓縮空氣來(lái)稀釋水蒸氣。
含有水蒸氣的氣體可以具有比已冷卻粉塵的溫度高5-30℃的水蒸氣飽和溫度。如果氣體的飽和溫度比粉塵的溫度高不足5℃，則冷凝將因?yàn)檩^弱的驅(qū)動(dòng)力而變慢。還存在著并非整個(gè)顆粒都包覆有冷凝水薄膜的較大風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)氣體的飽和溫度比已冷卻粉塵的溫度高30℃以上時(shí)，存在著這樣的風(fēng)險(xiǎn)，即冷凝將變快，使得粉塵被局部地潤(rùn)濕和/或在混合器的某些部分中是有粘性的，而粉塵在混合器的其它部分中仍然是干燥的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，將一定量的水直接供應(yīng)到接觸反應(yīng)器中，在這里已潤(rùn)濕粉塵和工藝氣體如煙道氣混合起來(lái)。因此，一項(xiàng)特別的優(yōu)點(diǎn)在于，例如已在潤(rùn)濕區(qū)中因顆粒裂開(kāi)而被活化的煅石灰在接觸反應(yīng)器中通過(guò)所添加的水而被直接熟化成熟石灰，從而幾乎瞬時(shí)地與氣體污染物發(fā)生反應(yīng)。因此，已潤(rùn)濕粉塵的與氣體污染物發(fā)生反應(yīng)的能力得到進(jìn)一步的提高。直接供應(yīng)到接觸反應(yīng)器中的水可全部地或部分地取代在冷卻區(qū)中提供給粉塵的水。例如，可以在冷卻區(qū)中僅使用冷卻的壓縮空氣、冷卻的壓縮空氣和水的組合，或僅僅是溫度低于沉積器中所收集的粉塵的溫度的水，在這種情況下，熟化煅石灰并在接觸反應(yīng)器中提供合適溫度和含濕量所需的水的總量的全部和一部分被直接供給接觸反應(yīng)器。
優(yōu)選實(shí)施例的介紹圖1示意性地顯示了發(fā)電廠1。發(fā)電廠1具有其中煤在空氣中燃燒的燒煤鍋爐2。通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)4將空氣經(jīng)由預(yù)熱器6而供給到鍋爐2中。在燃燒中產(chǎn)生了含有粉塵如飛灰和氣體污染物如二氧化硫的煙道氣。熱煙道氣在管道8中通過(guò)其中煙道氣與來(lái)自鼓風(fēng)機(jī)4的燃燒空氣交換熱量的預(yù)熱器6，到達(dá)形式為靜電式粉塵分離器的粉塵分離器10，其也稱為靜電沉積器。粉塵在沉積器10中從煙道氣中分離出來(lái)。沉積器10具有三個(gè)集塵斗12，其可收集在沉積器10中分離出來(lái)的粉塵。
已凈化的煙道氣通過(guò)管道14而離開(kāi)沉積器10，并通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)16經(jīng)由管道18而提供給煙囪20，以便排到大氣中。
管道8具有構(gòu)成了接觸反應(yīng)器22的垂直管部?；旌掀?4與接觸反應(yīng)器22的下部連通。
圖2更詳細(xì)地顯示了混合器24?；旌掀?4具有第一端26和第二端28。在集塵斗12中收集的粉塵的循環(huán)部分經(jīng)由管道30而輸送給設(shè)在混合器24的第一端26處的入口32。在集塵斗12中收集起來(lái)的少量粉塵經(jīng)圖1所示的管道34而輸送至進(jìn)行處理或填埋。煅石灰即CaO形式的新鮮吸收性材料經(jīng)由管道36并通過(guò)設(shè)在混合器的第一端26處的吸收劑入口38而供應(yīng)到混合器24中。在第二端28處，混合器24具有出口40，其形成為設(shè)置在一個(gè)長(zhǎng)側(cè)面上的用于已潤(rùn)濕吸收性材料的溢流口。在圖2中未示出的另一長(zhǎng)側(cè)面上形成有用于已潤(rùn)濕吸收性材料的相應(yīng)出口?；旌掀?4的第二端28的一部分設(shè)置在接觸反應(yīng)器22中，使得經(jīng)由出口40離開(kāi)混合器24的已潤(rùn)濕的吸收性材料將被夾帶于在接觸反應(yīng)器22中向上流動(dòng)的煙道氣中。
混合器24具有機(jī)械攪拌器42，其具有從第一端26延伸至第二端28并由各端26，28中的軸承來(lái)支撐的軸44。電動(dòng)機(jī)46設(shè)置成可轉(zhuǎn)動(dòng)軸44和固定連接在該軸上的傾斜的橢圓片48。
在混合器24的下部50固定有可透氣的布料52。隔板54從混合器24的底部56延伸至布料52，并因此將布料52和底部56之間的空間分成第一腔室58和第二腔室60。在混合器24內(nèi)的第一腔室58之上設(shè)有一排噴嘴62。水管64設(shè)置成可將溫度比經(jīng)由粉塵入口32供應(yīng)至混合器24中的粉塵更低的水送到噴嘴62中?？諝夤芫€66設(shè)置成可將壓縮空氣提供給腔室58?；旌掀?4的在其第一端26處形成于第一腔室58和噴嘴62之間的空間將構(gòu)成冷卻區(qū)68，供應(yīng)給混合器24的粉塵與經(jīng)由噴嘴62來(lái)供應(yīng)的水在此處混合，并被水冷卻。
氣體管道70設(shè)置成可提供壓縮空氣至第二腔室60。經(jīng)由空氣管線72為氣體管道70供應(yīng)壓縮空氣，而經(jīng)由蒸氣管線74為氣體管道70供應(yīng)水蒸氣。測(cè)濕計(jì)76設(shè)置成可測(cè)量壓縮蒸氣和壓縮空氣混合物的含濕量?？刂茊卧?8設(shè)置成可接受來(lái)自測(cè)濕計(jì)76的信號(hào)，并響應(yīng)于該信號(hào)來(lái)控制水蒸氣經(jīng)由蒸氣管線74的供應(yīng)，使得在經(jīng)由氣體管道70供應(yīng)給第二腔室60的氣體中可得到所需的飽和溫度?？刂平?jīng)由氣體管道70來(lái)供應(yīng)的氣體的飽和溫度，使得處于混合器24壓力下的飽和溫度高于已在冷卻區(qū)68中冷卻的粉塵的溫度。
在操作混合器24時(shí)，來(lái)自沉積器10的粉塵和新鮮吸收性材料將分別經(jīng)由粉塵入口32和吸收劑入口38而連續(xù)地供應(yīng)給混合器。由于布料52可透氣，因此經(jīng)由管線66來(lái)供應(yīng)的壓縮空氣將流化被供給到第一腔室58上方的粉塵。經(jīng)由混合器24的第一端26處的粉塵入口32的粉塵供應(yīng)和流化將使粉塵在冷卻區(qū)68內(nèi)的混合和冷卻期間從混合器24的第一端26到其第二端28的方向上被輸送，如圖2中的箭頭P所示。經(jīng)由氣體管道70來(lái)供應(yīng)的氣體將流化第二腔室60上方的已冷卻粉塵。由于經(jīng)由氣體管道70來(lái)供應(yīng)的氣體的飽和溫度高于已冷卻粉塵的溫度，因此水蒸氣將在粉塵上冷凝。這樣，在混合器24的第二端28處將提供位于第二腔室60之上的潤(rùn)濕區(qū)80，其中已在冷卻區(qū)68中冷卻的粉塵通過(guò)經(jīng)由管道70來(lái)供應(yīng)并冷凝在粉塵所含顆粒的表面上的水蒸氣被潤(rùn)濕。已潤(rùn)濕粉塵沿著箭頭P的方向而輸送通過(guò)混合器24，并經(jīng)由出口40離開(kāi)混合器24。由于出口40與接觸反應(yīng)器22直接連通，因此已潤(rùn)濕粉塵將與煙道氣混合，并與煙道氣中所含的氣體污染物發(fā)生反應(yīng)。
圖3顯示了本發(fā)明的形式為混合器124的第二實(shí)施例?；旌掀?24與上述混合器24的不同之處主要在于冷卻區(qū)的設(shè)計(jì)。因此，混合器124的冷卻區(qū)168還包括噴淋反應(yīng)器169。噴淋反應(yīng)器169具有噴嘴162和設(shè)置成可將水供應(yīng)至噴嘴162的水管164。來(lái)自集塵斗12的粉塵經(jīng)由設(shè)于其上端處的入口131而供應(yīng)到噴淋反應(yīng)器169中。因此，噴淋反應(yīng)器169設(shè)置成可使溫度低于在沉積器10中分離出來(lái)的粉塵的水與粉塵的循環(huán)部分相混合，并因此冷卻粉塵。在噴淋反應(yīng)器169的下部具有出口132，已冷卻粉塵可經(jīng)由該出口132而在混合器124的第一端126處供應(yīng)到混合器124中。與混合器24類似，混合器124具有水平的可透氣布料152，其設(shè)置在其底部156的正上方。隔板154將布料152和底部156之間的空間分成設(shè)于混合器124的第一端126處的第一腔室158，以及設(shè)于混合器124的第二端128處的第二腔室160。壓縮空氣管線166設(shè)置成可供應(yīng)壓縮空氣至第一腔室158中，并流化和混合來(lái)自噴淋反應(yīng)器169的已冷卻粉塵。因此，位于第一腔室158之上的混合器124的空間將與噴淋反應(yīng)器169一起形成冷卻區(qū)168。氣體管道170設(shè)置成可將經(jīng)由壓縮空氣管線172供應(yīng)的壓縮空氣和經(jīng)由蒸氣管線174供應(yīng)的水蒸氣的混合物供應(yīng)到第二腔室160中，其方式與針對(duì)混合器24所述的類似。位于第二腔室160之上的混合器124的空間將因此而形成潤(rùn)濕區(qū)180。如圖3所示，熱交換器167可設(shè)置在壓縮空氣管線166上?？刹捎眠m當(dāng)?shù)赜盟鳛槔鋮s介質(zhì)的熱交換器167來(lái)將被供應(yīng)到第一腔室158中的壓縮空氣冷卻至比來(lái)自噴淋反應(yīng)器169的粉塵的溫度更低的溫度下。結(jié)果，由此而被冷卻的壓縮空氣將在混合器124內(nèi)的位于腔室158之上的空間中提供對(duì)粉塵的額外冷卻。
圖4顯示了本發(fā)明的形式為混合器224的第三實(shí)施例?；旌掀?24基本上與圖2所示的混合器24相同，因此具有第一腔室258和第二腔室260。壓縮空氣管線266設(shè)置成可將壓縮空氣供應(yīng)至第一腔室258中，以便流化粉塵。氣體管道270設(shè)置成可將經(jīng)由壓縮空氣管線272供應(yīng)的壓縮空氣和經(jīng)由蒸氣管線274供應(yīng)的水蒸氣的混合物提供到第二腔室260中，以便在將已潤(rùn)濕粉塵作為吸收性材料引入到接觸反應(yīng)器22(圖4中未示出)之前以與針對(duì)混合器24所述的類似方式來(lái)流化和潤(rùn)濕粉塵。水管264設(shè)置成可將水供應(yīng)至設(shè)于第一腔室258之上的多個(gè)噴嘴262中。沉積器10中的集塵斗12通到流化式收集容器214中。收集容器214具有可透氣的布料216。壓縮空氣管線218設(shè)置成可提供壓縮空氣至形成于容器214的布料216與底部220之間的空氣腔室222中，以便在容器214中使已被集塵斗12收集的粉塵流化。壓縮空氣管線218設(shè)有熱交換器225。溫度低于在沉積器10中分離出來(lái)的粉塵的溫度的水經(jīng)由管道227而供應(yīng)到熱交換器225中。熱交換器225具有一定的傳熱面，其可使經(jīng)由管線218供應(yīng)的壓縮空氣被冷卻至比在沉積器10中分離出來(lái)的粉塵的溫度更低的溫度下。供應(yīng)到容器214中的已冷卻壓縮空氣將在流化過(guò)程中冷卻粉塵。在容器214中冷卻的粉塵然后經(jīng)由粉塵管線230和設(shè)在混合器224的第一端226處的入口232而供應(yīng)到混合器224中，以便隨后被經(jīng)由噴嘴262供應(yīng)到混合器224中的水來(lái)進(jìn)一步冷卻。設(shè)置了管線(未示出)以除去容器214中所收集的少量粉塵以便填埋。圖4所示的實(shí)施例將因此而具有冷卻區(qū)268，其一方面包括收集容器214，另一方面包括混合器224的位于第一腔室258之上的空間。在該實(shí)施例中，混合器224的位于第二腔室260之上的空間還形成了潤(rùn)濕區(qū)280，其通向圖4中未示出的用于潤(rùn)濕粉塵的出口。
圖5顯示了本發(fā)明的第四實(shí)施例。在該實(shí)施例中，收集容器314用作冷卻區(qū)368，混合器324全部用作潤(rùn)濕區(qū)380。沉積器10中的集塵斗12通向流化式收集容器314，其具有可透氣的布料316。壓縮空氣管線318設(shè)置成可將壓縮空氣提供至形成于容器314的布料316和底部320之間的空氣腔室322中，以用于流化已收集在集塵斗12中的粉塵。壓縮空氣管線318設(shè)有熱交換器325。溫度低于在沉積器10中分離出來(lái)的粉塵的溫度的水經(jīng)由管道327而供應(yīng)到熱交換器325中。熱交換器325具有一定的傳熱面，其可使經(jīng)由管線318供應(yīng)的壓縮空氣可被冷卻至比在沉積器10中分離出來(lái)的粉塵的溫度更低的溫度。經(jīng)由管線318供應(yīng)到容器314中的已冷卻壓縮空氣將在流化過(guò)程中冷卻粉塵。在容器314中冷卻的粉塵然后經(jīng)由粉塵管線330和設(shè)在混合器324的第一端326處的入口332而供應(yīng)到混合器324中。
可透氣布料352固定在混合器324的下部350中?；旌掀?24的布料352和底部356之間的空間形成了腔室360。氣體管道370設(shè)置成可提供壓縮空氣至腔室360中?？山?jīng)由空氣管線372為氣體管道370供應(yīng)壓縮空氣，而經(jīng)由蒸氣管線374為氣體管道370供應(yīng)水蒸氣。以與參考圖2所述的方式來(lái)控制氣體的飽和溫度，使得該飽和溫度保持高于已冷卻粉塵的溫度。由于經(jīng)由氣體管道370供應(yīng)的氣體的飽和溫度高于已冷卻粉塵的溫度，因此水蒸氣將在潤(rùn)濕區(qū)380中冷凝在粉塵所含顆粒上。這樣潤(rùn)濕的顆粒經(jīng)由用于已潤(rùn)濕粉塵的出口340而離開(kāi)混合器324，該出口340設(shè)在混合器的第二端328處并形成為溢流口。粉塵與在鍋爐(圖5中未示出)中產(chǎn)生的煙道氣混合。鍋爐設(shè)有用于石灰石即CaCO3的鍋爐澆注的裝置。因此，在鍋爐中產(chǎn)生并通過(guò)經(jīng)出口340與混合器324連通的管道308來(lái)供應(yīng)的煙道氣還含有一些煅石灰即CaO，其因鍋爐澆注的結(jié)果而已在鍋爐中產(chǎn)生。在圖5所示的實(shí)施例中，鍋爐中產(chǎn)生的煅石灰將因此構(gòu)成了額外的新鮮吸收劑。當(dāng)管道308中的煙道氣通過(guò)出口340時(shí)，它將夾帶已潤(rùn)濕的粉塵，其經(jīng)由出口340離開(kāi)混合器324。然后使與已潤(rùn)濕粉塵相混合的煙道氣到達(dá)流化床322形式的接觸反應(yīng)器。已潤(rùn)濕粉塵、煙道氣、以及通過(guò)水管364和噴嘴362而注入到流化床322的下部321中的水在流化床322中混合。噴嘴362設(shè)計(jì)成使得水被霧化，并與煙道氣和已潤(rùn)濕粉塵混合。因此，通過(guò)在潤(rùn)濕區(qū)380中的處理而因顆粒裂開(kāi)被活化的煅石灰可被通過(guò)噴嘴362而注入到床322中的水熟化，因此立即與氣體污染物反應(yīng)。煙道氣和顆粒然后通過(guò)管道323從流化床322到達(dá)沉積器10，在這里顆粒被分離并再次傳送到收集容器314中，以便在冷卻區(qū)368中重新冷卻并隨后在潤(rùn)濕區(qū)380中潤(rùn)濕。在沉積器10中收集的粉塵的一部分被連續(xù)地除去，以便補(bǔ)償連續(xù)供應(yīng)的新鮮吸收性材料。例如，粉塵可從集塵斗12中、從實(shí)際容器314中或經(jīng)由圖5未示出的排放管線而從管線330中連續(xù)地除去，在第一種情況下，所除去的量不必在容器314中冷卻。
可以理解，在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍內(nèi)，可以構(gòu)思出上述實(shí)施例的多種修改。
例如，在不同于圖5所示實(shí)施例的其它實(shí)施例中，可以在粉塵的直接冷卻中僅使用冷卻空氣。在這種情況下，可以在如圖4所示的實(shí)施例中取消第一腔室和噴嘴，并且使混合器更短一些。因此，冷卻區(qū)完全地位于收集容器中，只有潤(rùn)濕區(qū)位于實(shí)際的混合器中。還可以提供一些水至收集容器中，以便進(jìn)一步增強(qiáng)直接冷卻。在某些情況下，所提供壓縮空氣的溫度即使在開(kāi)始時(shí)也足夠低，即低于已在沉積器中收集的粉塵的溫度，從而不必通過(guò)熱交換器來(lái)進(jìn)行冷卻。因此在這種情況下，可在如圖4和圖5所示的實(shí)施例中分別取消熱交換器225和325。
或者，上述靜電沉積器也可由包括其他一些合適的粉塵沉積器，例如織物過(guò)濾器如袋濾器，或者旋風(fēng)分離器，或者適用于粒狀材料的分離和再循環(huán)的其他一些過(guò)濾器。
如圖5所示的添加水至實(shí)際的接觸反應(yīng)器中也可在如圖2-4所示的實(shí)施例中進(jìn)行。因此，例如噴嘴可布置在圖2所示實(shí)施例中的接觸反應(yīng)器22中，以便噴入水并使水與已潤(rùn)濕粉塵和煙道氣混合。這是有利的，因?yàn)橐言跐?rùn)濕區(qū)80中活化的煅石灰可通過(guò)噴入到接觸反應(yīng)器中的水而在煙道氣中被直接熟化。這意味著已在潤(rùn)濕區(qū)中活化的煅石灰甚至可在與煙道氣的首次混合中便與氣體污染物反應(yīng)。
混合器的攪拌器可以各種方式來(lái)設(shè)計(jì)。一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)是根據(jù)圖2的縱向葉輪軸，或者多個(gè)縱向的葉輪軸。另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)涉及如美國(guó)專利6213629所述的平行的葉輪軸。也可以在混合器中不設(shè)置機(jī)械攪拌器，而是讓流化壓縮空氣或含有水蒸氣的流化氣體在混合器中進(jìn)行攪拌。重要的是，應(yīng)提供水或氣體與粉塵的令人滿意的混合，并且潤(rùn)濕區(qū)中的粉塵不應(yīng)與冷卻區(qū)中的粉塵發(fā)生任何較大程度的重新混合。
示例1通過(guò)如圖2所示類型的混合器24來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。使用了含有1000ppm的二氧化硫即SO2的合成煙道氣。煙道氣經(jīng)接觸反應(yīng)器22來(lái)供給，并通過(guò)混合器24的出口40，之后粉塵在織物過(guò)濾器形式的粉塵分離器中分離。已凈化的合成煙道氣具有約74℃的溫度。分離出來(lái)的粉塵然后再循環(huán)到混合器24中。在提供到混合器24中之前，粉塵的溫度為約72℃，即略微低于已凈化煙道氣的溫度。平均來(lái)說(shuō)，粉塵在被排出以進(jìn)行處理之前35次地循環(huán)通過(guò)混合器、接觸反應(yīng)器和過(guò)濾器。
采用從燒煤式發(fā)電廠中收集到的飛灰作為新鮮吸收劑，這種發(fā)電廠采用了石灰石的鍋爐澆注，這意味著將石灰石即CaCO3直接供應(yīng)至鍋爐中。飛灰含有30％重量的可用煅石灰即CaO含量(根據(jù)ASTMC25測(cè)得)。飛灰形式的新鮮吸收劑的供應(yīng)設(shè)定在1.6的化學(xué)當(dāng)量，即對(duì)于未凈化的煙道氣中的每摩爾SO2而言，要將1.6摩爾飛灰形式的CaO供應(yīng)至混合器中。
將水供應(yīng)到混合器的冷卻區(qū)68中。水具有約10℃的溫度。以公斤/秒為單位的水的量是以公斤/秒為單位的再循環(huán)粉塵的量的約二十分之一。當(dāng)經(jīng)過(guò)冷卻區(qū)時(shí)，粉塵的平均溫度降低約2-3℃，但在顆粒表面的局部位置上，可假定溫度已經(jīng)降低了相當(dāng)大的程度。粉塵在冷卻區(qū)中的平均停留時(shí)間為約10秒。
已冷卻粉塵然后離開(kāi)冷卻區(qū)，并幾乎瞬時(shí)地即在1秒內(nèi)通過(guò)潤(rùn)濕區(qū)80。經(jīng)由氣體管道70供應(yīng)到潤(rùn)濕區(qū)中的氣體是壓縮空氣和水蒸氣的混合物，其具有86℃的溫度，并在該溫度下飽和(氣體的含濕量為約60％)。因此，在混合器的潤(rùn)濕區(qū)中，大量的水蒸氣冷凝在粉塵的顆粒上。粉塵在潤(rùn)濕區(qū)中的平均停留時(shí)間為約15秒。粉塵然后作為已潤(rùn)濕的吸收性材料幾乎瞬時(shí)地、即在約1秒內(nèi)經(jīng)由出口40提供至接觸反應(yīng)器22。測(cè)量結(jié)果表明，未凈化煙道氣中所存在的約84％的SO2已經(jīng)轉(zhuǎn)化成可分離的粉塵，在已凈化的煙道氣中只發(fā)現(xiàn)了SO2總量的16％。
示例2在示例2中，使用了與示例1相同類型的混合器24。另外，其他實(shí)驗(yàn)參數(shù)也與示例1中的相同，不同之處在于，已凈化的煙道氣具有較低溫度，更具體地說(shuō)為65℃的溫度。另外，與示例1中的高14℃相比，示例2中的煙道氣的溫度僅比煙道氣的當(dāng)前飽和溫度高11℃。與示例1相比，因產(chǎn)生合成煙道氣的差異而導(dǎo)致的這兩種不同在同等條件下預(yù)期將會(huì)提高示例2中的SO2分離。
僅僅將壓縮空氣供應(yīng)到混合器的“潤(rùn)濕區(qū)”中，不供應(yīng)水蒸氣。因此，僅含有壓縮空氣并經(jīng)由氣體管道70供應(yīng)到潤(rùn)濕區(qū)中的氣體具有約12℃的飽和溫度，這對(duì)應(yīng)于約1.5％的含濕量和86℃的溫度。當(dāng)被供給混合器的冷卻區(qū)時(shí)，粉塵具有約63℃的溫度。因此在該示例中，在混合器的“潤(rùn)濕區(qū)”中幾乎沒(méi)有發(fā)生水蒸氣的任何冷凝。測(cè)量結(jié)果表明，未凈化煙道氣中只有約61％的SO2已經(jīng)轉(zhuǎn)化成可分離的粉塵，在已凈化的煙道氣中發(fā)現(xiàn)有多達(dá)SO2總量的39％。
示例3在與示例2基本相同的條件下，嘗試增大化學(xué)當(dāng)量，即相對(duì)于SO2量來(lái)增加煅石灰即CaO的量，以便增加被轉(zhuǎn)化和分離的SO2量。因此，將化學(xué)當(dāng)量從1.6增加至3.9。然而，測(cè)量結(jié)果表明，盡管大大增大了化學(xué)當(dāng)量，然而未凈化煙道氣中的只有略高于60％的SO2轉(zhuǎn)化成可分離的粉塵。
從上述示例中可以清楚，與示例2和3中所示的供應(yīng)到“潤(rùn)濕區(qū)”的氣體的飽和溫度未高于粉塵溫度的情況相比，如示例1所示的本發(fā)明在分離氣體污染物特別是SO2的能力方面具有較大的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種從高溫工藝氣體如煙道氣中分離氣體污染物如二氧化硫的方法，在所述方法中使工藝氣體通過(guò)接觸反應(yīng)器(22；322)，其中將可與氣體污染物反應(yīng)的粒狀吸收性材料在潤(rùn)濕狀態(tài)下引入到工藝氣體中，以便將氣體污染物轉(zhuǎn)化成可分離的粉塵，之后使工藝氣體通過(guò)粉塵分離器(10)，在其中將粉塵從工藝氣體中分離出來(lái)，并將經(jīng)凈化的工藝氣體從中排出，其特征在于在第一步驟中通過(guò)與冷卻流體形成直接接觸來(lái)冷卻在所述粉塵分離器(10)中被分離出的粉塵的循環(huán)部分，在第二步驟中使已冷卻的粉塵與含有水蒸氣的氣體混合，所述氣體的飽和溫度高于已冷卻粉塵的溫度，和將通過(guò)水蒸氣的冷凝而被潤(rùn)濕的粉塵作為吸收性材料而引入到所述接觸反應(yīng)器(22；322)中，以便與工藝氣體混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述已冷卻粉塵含有煅石灰即CaO，其在所述第一和第二步驟的至少之一中被至少部分地熟化成熟石灰即Ca(OH)2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，將新鮮的吸收性材料連續(xù)地供應(yīng)到工藝氣體中，在所述粉塵分離器(10)中分離出來(lái)的粉塵的一部分在不與所述冷卻流體直接接觸的情況下被除去。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，粉塵在所述第一步驟中通過(guò)與水混合而被冷卻，所述水具有比在所述粉塵分離器(10)中分離出來(lái)的粉塵更低的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述粉塵分離器中分離出來(lái)的粉塵的所述循環(huán)部分被引入到混合器(24；124；224)中，其具有位于第一端(26；126；226)處的入口(32；132；232)和位于第二端(28；128)處的出口(40)，在所述粉塵分離器(10)中分離出來(lái)的粉塵的所述循環(huán)部分從所述第一端(26；126；226)到所述第二端(28；128)水平地通過(guò)所述混合器(24；124；224)，并在與所述混合器(24；124；224)的第一端(26；126；226)相鄰的冷卻區(qū)(68；168；268)中與水混合和冷卻，以便隨后在與所述混合器(24；124；224)的第二端(28；128)相鄰的潤(rùn)濕區(qū)(80；180；280)中與含有水蒸氣的氣體混合。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述粉塵在所述第一步驟中通過(guò)與空氣混合而被冷卻，所述空氣具有比在所述粉塵分離器(10)中分離出來(lái)的粉塵更低的溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將空氣至少部分地供應(yīng)到與所述粉塵分離器(10)相連并用于收集分離出來(lái)的粉塵的收集容器(214)中。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將水直接供應(yīng)到所述接觸反應(yīng)器(322)中并與所述已潤(rùn)濕粉塵和工藝氣體混合。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一步驟的執(zhí)行時(shí)間平均為2-600秒，然后使所述已冷卻粉塵在10秒內(nèi)進(jìn)行所述第二步驟。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二步驟的執(zhí)行時(shí)間平均為2-30秒，然后將所述已潤(rùn)濕粉塵在5秒內(nèi)引入到工藝氣體中。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述氣體含有被混合至所需飽和溫度的空氣和水蒸氣。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，含有水蒸氣的所述氣體具有比所述已冷卻粉塵的溫度高5-30℃的飽和溫度。
13.一種用于潤(rùn)濕粒狀粉塵的混合器，其可與工藝氣體如煙道氣中的氣體污染物反應(yīng)以便形成可分離的粉塵，其特征在于，所述混合器(24；124；224)具有第一端(26；126；226)和第二端(28；128)，并被分成兩個(gè)區(qū)，其中第一區(qū)是設(shè)在所述第一端(26；126；226)處并設(shè)有用于供應(yīng)冷卻流體的裝置(62，64；162，164，166，167；262，264)的冷卻區(qū)(68；168；268)，而第二區(qū)是設(shè)在所述第二端(28；128)處并設(shè)有用于供應(yīng)含有水蒸氣的氣體的裝置(70；170；270)的潤(rùn)濕區(qū)(80；180；280)，所述混合器(24；124；224)適于首先使粉塵從設(shè)在所述第一端(26；126；226)處的粉塵入口(32；132；232)通過(guò)所述冷卻區(qū)(68；168；268)，在所述冷卻區(qū)中供應(yīng)具有比所述粉塵更低的溫度的冷卻流體，并使所述粉塵與該流體混合，然后使所述粉塵經(jīng)過(guò)所述潤(rùn)濕區(qū)(80；180；280)，在所述潤(rùn)濕區(qū)中供應(yīng)含有水蒸氣且飽和溫度高于所述已冷卻粉塵的溫度的氣體，并使該氣體與所述已冷卻粉塵混合，然后通過(guò)設(shè)在所述第二端(28；128)處的出口(40)來(lái)將所述已潤(rùn)濕粉塵作為吸收性材料引入到工藝氣體中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混合器，其特征在于，用于提供冷卻流體的所述裝置(62，64；162，164；262，264)設(shè)置成可供應(yīng)水至所述粉塵中。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的混合器，其特征在于，所述混合器具有裝置(166)，其用于將已冷卻的壓縮空氣供應(yīng)至所述冷卻區(qū)(168)中。
16.一種從高溫工藝氣體如煙道氣中分離氣體污染物如二氧化硫的設(shè)備，所述設(shè)備具有所述工藝氣體將從中通過(guò)的接觸反應(yīng)器(22；322)，其具有裝置(24，40；124；224；324；340)，用于將可與所述氣體污染物反應(yīng)的潤(rùn)濕狀態(tài)下的粒狀吸收性材料引入到所述工藝氣體中，以便將所述氣體污染物轉(zhuǎn)化成可分離的粉塵，所述設(shè)備還具有粉塵分離器(10)，其可從所述工藝氣體中分離出粉塵，并排出已凈化的工藝氣體，其特征在于，所述設(shè)備具有冷卻區(qū)(68；168；268；368)，其用于冷卻在所述粉塵分離器(10)中分離出來(lái)的粉塵的至少循環(huán)部分；裝置(62，64；162，164，166；218，262，264；318)，其用于將冷卻流體提供至所述冷卻區(qū)(68；168；268；368)中，以便通過(guò)粉塵和流體之間的直接接觸來(lái)冷卻所述粉塵；裝置(52；152；330)，其用于將所述已冷卻粉塵供應(yīng)給所述潤(rùn)濕區(qū)(80；180；280；380)；裝置(70；170；270；370)，其用于將含有水蒸氣且飽和溫度高于所述已冷卻粉塵溫度的氣體供應(yīng)至所述已冷卻粉塵中，以便通過(guò)水蒸氣的冷凝來(lái)潤(rùn)濕所述粉塵；以及裝置(40；340)，其用于將所述已潤(rùn)濕粉塵供應(yīng)給所述接觸反應(yīng)器(22；322)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)置了裝置(362，364)，其可將水噴入到所述接觸反應(yīng)器(322)中，并使其與所述已潤(rùn)濕粉塵和工藝氣體混合。
全文摘要
在一種從高溫工藝氣體中分離氣體污染物的方法中，使工藝氣體通過(guò)接觸反應(yīng)器(22)，其中引入潤(rùn)濕狀態(tài)下的粒狀吸收性材料，以便將氣體污染物轉(zhuǎn)化成可分離的粉塵。工藝氣體在粉塵分離器(10)中分離。分離出來(lái)的粉塵在第一步驟中通過(guò)與冷卻流體直接接觸而被冷卻。在第二步驟中，已冷卻的粉塵與含有水蒸氣的氣體混合，所述氣體的飽和溫度高于已冷卻粉塵的溫度。將通過(guò)水蒸氣冷凝而潤(rùn)濕的粉塵引入到接觸反應(yīng)器(22)中，以便與工藝氣體混合。用于潤(rùn)濕吸收性材料的混合器(24)具有第一端(26)和第二端(28)，并且被分成兩個(gè)區(qū)。第一區(qū)是設(shè)在第一端(26)中的冷卻區(qū)(68)。第二區(qū)是設(shè)在第二端(28)中的潤(rùn)濕區(qū)(80)。
文檔編號(hào)B01F3/12GK1700951SQ03825191
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月20日
發(fā)明者S·阿曼, N·布林福爾斯 申請(qǐng)人:阿爾斯托姆科技有限公司