專利名稱:用回收煙道飛灰直接脫硫的方法
本發(fā)明涉及一種燃燒裝置燃燒的含有害氣體化合物的廢氣的凈化方法，特別是用于低灰量燃料的燃燒或除灰程度較高的爐篦燃燒，借助于一種粉塵狀的堿性添加劑，該添加劑能吸附燃燒中生成的有害氣體化合物，在這當(dāng)中廢氣中攜帶的飛灰，特別是飛灰-添加劑-混合物從廢氣中分離出去，至少有一部分被分離的飛灰進(jìn)行水合反應(yīng)，并用空氣風(fēng)選，接著至少將部分的干飛灰送回廢氣凈化。
在燃燒裝置，例如蒸汽鍋爐的燃燒區(qū)域中用堿性添加劑使有害氣體進(jìn)行化合的處理方法都可視為基本的廢氣凈化方法。作為有害氣體在廢氣中除了硫的化合物外，還有鹵素化合物，如HCl和HF。在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求
書(shū)中，對(duì)飛塵這個(gè)概念可以理解為來(lái)自廢氣凈化的添加劑，該添加劑不僅有來(lái)自燃料的飛灰，而且也包括那些不是來(lái)自燃料的飛灰。
作為添加劑可以加入，例如金屬鈣或鎂的氫氧化物或碳酸鹽、或其混合物，但最好使用石灰石。該方法的主要問(wèn)題是添加劑只能部分地發(fā)揮作用。在此，應(yīng)注意的一個(gè)條件是為了使有害氣體化合的反應(yīng)溫度。這個(gè)溫度取決于所用的添加劑的溫度-時(shí)間狀況，盡可能不使其超過(guò)1250℃。這樣不單能避免表面活性添加劑被燒結(jié)，而且也能避免該添加劑不被由于燃燒而形成的飛灰包上一層膜。
另一個(gè)條件是添加劑在脫除其有害氣體化合物時(shí)，在凈化廢氣流中的有效停留時(shí)間，此停留時(shí)間特別受處于廢氣中的添加劑的混合和分布狀態(tài)以及在燃燒裝置中停留時(shí)間的長(zhǎng)短的強(qiáng)烈影響。因此，所有方法的改進(jìn)，其措施內(nèi)容都是針對(duì)提高添加劑的使用效率和由此而要達(dá)到的凈化效果。
德國(guó)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)3428502揭示了一種含有飛灰廢氣的干法脫硫方法，例如燃燒褐煤的蒸汽鍋爐的廢氣。根據(jù)上述方法在燃燒區(qū)域中作為添加劑加入了石灰石粉，在廢氣中經(jīng)過(guò)一定的停留時(shí)間后，與伴隨的飛灰一起作為煙灰被分離出去，接著用干蒸汽處理后又將其送回已冷卻的廢氣流中。在水蒸汽處理過(guò)程中通過(guò)一流化床底部的水蒸汽射流使添加劑粉碎，該床類似于具有兩個(gè)對(duì)向的噴咀的噴射式磨機(jī)。經(jīng)過(guò)處理后的添加劑顆粒又恢復(fù)其新的活性表面。同時(shí)沒(méi)有被轉(zhuǎn)化的游離的氧化鈣被水蒸汽水合。但這種措施取決于放熱反應(yīng)的水合反應(yīng)速度，分離的飛灰-添加劑混合物的性能，以及水與氧化鈣的比例。當(dāng)水與氧化鈣的比減小時(shí)，舉例來(lái)說(shuō)，則添加劑顆粒的燒結(jié)附聚增加。這種燒結(jié)附聚作用阻礙了添加劑顆粒通過(guò)粉碎過(guò)程形成新的表面。因此采取了一種努力爭(zhēng)取的改進(jìn)辦法，即把已處理過(guò)的飛灰-添加劑混合物送回到冷卻的廢氣氣流中，以提高其停留時(shí)間。此外使用干水蒸汽增加了方法中的能量平衡負(fù)擔(dān)，反正按已知方法水蒸汽是不應(yīng)冷凝的。
本發(fā)明的任務(wù)是，進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有的已知方法，使在欲凈化的廢氣流中的添加劑的停留時(shí)間及其使用效率能進(jìn)一步提高，而且能提高凈化效率，避免前面已述的一些弊端。
解決這個(gè)任務(wù)采用了使未粉碎的煙灰與噴成露狀的水均勻混合，以進(jìn)行其水合作用，而且將部分的煙灰流送回燃燒裝置的燃燒室。
用噴成霧狀的水進(jìn)行水合作用，是水分子透過(guò)表面膜擴(kuò)散到未粉碎的煙灰顆粒內(nèi)部。把已處理的煙灰送回到燃燒裝置的燃燒區(qū)域，同時(shí)可以達(dá)到以下目的，一方面使有害氣體化合所需的顆?；钚员砻?，主要是先在反應(yīng)室中通過(guò)溫度決定的顆粒炸裂形成的，另一方面一部分加入的添加劑的停留時(shí)間幾乎增加一倍，這樣不僅可以提高凈化效率，特別是脫硫效率，約可達(dá)80%，而且可以降低能耗和添加劑用量。
用超過(guò)化學(xué)計(jì)量的水進(jìn)行水合作用將是特別適宜的。為此應(yīng)調(diào)準(zhǔn)被噴成細(xì)霧的水量，使適應(yīng)煙灰的氧化鈣含量。
水合反應(yīng)以后，應(yīng)通過(guò)干燥去掉留在煙灰中的過(guò)剩水份。但應(yīng)避免使混合物中存在的濕度-這種濕度在有少量過(guò)量水時(shí)或有很小的不均勻時(shí)會(huì)導(dǎo)致煙灰粘合和糊住-引起很大的操作困難。
由于水合反應(yīng)是放熱過(guò)程.因此特別適合在水合作用以后，通過(guò)自熱干燥去掉留在煙灰中的過(guò)量水份，以得到有流動(dòng)性的煙灰。
若將塵狀的混合物用空氣篩選，然后得到顆粒餾分，其中一定的顆粒富集，有的顆粒則變少。由于這種原因，可以在水合以前和/或以后通過(guò)空氣篩選取得返回的部分煙灰流，以使在當(dāng)時(shí)的部分煙灰流中的氧化鈣或氫氧化鈣的含量富集。以這種方式可以進(jìn)一步提高添加劑的使用效率和凈化效率。
此外若用氫氧化鈣或碳酸鈣作為粉狀的堿性添加劑是特別適宜的。
此外，若被送回的部分煙灰流與送入燃燒系統(tǒng)中的新鮮添加劑相混合，將是特別有利的。
現(xiàn)在根據(jù)附圖詳述-優(yōu)選的方法實(shí)施方案最好是氫氧化鈣在蒸汽鍋爐(2)的爐篦燃層上(1)，與燃料加料口(3)分開(kāi)，至少通過(guò)加料點(diǎn)(4)，將粉狀的堿性添加劑最好是氫氧化鈣由添加劑儲(chǔ)罐(5)，以空氣作為載流體，以最佳的混合與分布形式加入到含有硫化合物和鹵素化合物的熱廢氣流中(6)。加料點(diǎn)(4)位于燃燒位置(1)上。在這里廢氣流具有的溫度可以避免添加劑的反應(yīng)活性表面燒結(jié)和與伴隨的飛灰形成包膜。接著把含煙灰的廢氣送過(guò)蒸汽鍋爐(2)的加熱表面，在此廢氣首先在1-2秒鐘內(nèi)被冷卻至大約750℃。進(jìn)一步冷卻以后，廢氣流(6)進(jìn)入塵粉分離裝置(7)，該(7)可以是織物過(guò)濾器，在那里進(jìn)行塵粒與廢氣的分離。然后把幾乎無(wú)塵粒的廢氣(8)，借助于抽力通風(fēng)機(jī)(9)，通過(guò)煙囪(10)排出系統(tǒng)外。
把在塵粒分離裝置(7)中分離出的飛塵-添加劑混合物送入第一個(gè)空氣篩選器(12)中，把其中富集氧化鈣的餾分(13)分出來(lái)，并進(jìn)行水處理。在水處理過(guò)程中，使富集氧化鈣餾分支流(13)在混合器(15)中用稍過(guò)于化學(xué)計(jì)量的被噴成霧狀的水(14)增濕。把上述增濕的飛塵-添加劑混合物(16)送入反應(yīng)器(17)中。在(17)中該飛塵-添加劑混合物進(jìn)行完全的水合作用。由于水合反應(yīng)是放熱過(guò)程，因此在反應(yīng)器(17)中的留在飛塵-添加劑混合物(16)中的多余的水分被蒸發(fā)出去。由此所生成的蒸汽通過(guò)廢蒸汽管(18)從反應(yīng)器(17)中排出。根本方法水合作用應(yīng)該這樣進(jìn)行，即從反應(yīng)器(17)中排出干燥的有流動(dòng)性的飛塵-添加劑混合物(19)并送入另一個(gè)空氣篩選器(20)中。將在空氣篩選器(20)中形成的富集氫氧化鈣的餾分支流(21)存放在一個(gè)中間容器(22)中，從這里至少使部分已處理過(guò)的飛塵-添加劑混合物(23)與來(lái)自儲(chǔ)槽(5)的新鮮添加劑，在位于爐篦燃層(1)入口前的混合-運(yùn)輸設(shè)備(24)中相摻混。
按照分離的飛塵-添加劑混合物(11)的特性和在混合器(15)以及反應(yīng)器(17)中進(jìn)行的水合作用的情況，有可能放棄不用第一個(gè)空氣篩選器(12)或另一個(gè)空氣篩選器(20)，也有可能完全放棄不用這兩個(gè)篩選器。
把處理過(guò)的飛塵-添加劑混合物的不直接脫硫回送的支流部分(25)從中間容器(22)中排出并送入混合設(shè)備(26)中。在(26)中重新用水(28)處理以便下一步的排除(27)。為此，在混合設(shè)備(26)中使欲排除的飛塵-添加劑-混合物(25)與在爐篦燃層(1)中形成的爐灰(29)以及從空氣篩選器(12)中出來(lái)的氧化鈣貧乏的餾分部分(30)和/或從空氣篩選器(20)中出來(lái)的氫氧化鈣貧乏的餾分部分相摻混。
根據(jù)本發(fā)明，也有可能把處理過(guò)的飛塵-添加劑混合物中要送回爐篦燃層(1)的部分不用混合-運(yùn)輸設(shè)備(24)，而是通過(guò)自有的加料裝置送入燃燒系統(tǒng)中。
(本文附有一張圖)
權(quán)利要求
1.燃燒裝置燃燒的含有害氣體化合物的廢氣的凈化方法，特別是用于低灰量燃料的燃燒或除灰程度較高的爐篦燃燒，借助于一種粉塵狀的堿性添加劑，該添加劑能吸附燃燒中生成的有害氣體化合物，在這當(dāng)中廢氣攜帶的飛灰，特別是飛灰-添加劑-混合物從廢氣中分離出去，至少有一部分被分離的飛灰進(jìn)行水合反應(yīng)，并用空氣風(fēng)選，接著至少將部分的干飛灰送回廢氣凈化，其特征在于，通過(guò)使未破碎的飛灰與噴成霧的細(xì)水粒均勻混合進(jìn)行水合反應(yīng)，并使飛灰部分支流返回燃燒裝置的爐腔。
2.按照權(quán)利要求
1的方法，其特征在于，用過(guò)于化學(xué)計(jì)量的水進(jìn)行水合反應(yīng)。
3.按照權(quán)利要求
2的方法，其特征在于，在水合作用以后，通過(guò)干燥脫除飛灰中的過(guò)量剩余水分。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2或3的方法，其特征在于，在水合作用以后，通過(guò)自然干燥脫除在煙灰中的過(guò)量剩余水。
5.按照權(quán)利要求
1-4中之一的方法，其特征在于，在水合作用前和/或之后通過(guò)空氣風(fēng)選得到返回的部分支流。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1-5中之一的方法，其特征在于使用氫氧化鈣或碳酸鈣作為堿性的塵粉狀的添加劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1-6之一的方法，其特征在于煙灰的返回的部分支流與進(jìn)入燃燒爐腔的新鮮補(bǔ)充的添加劑相混合。
專利摘要
在一燃燒裝置燃燒的含有害氣體化合物的廢氣 的凈化方法中，特別是用于低灰量燃料的燃燒或除灰 程度較高的爐箅燃燒，借助于一種粉塵狀的堿性添加 劑，除添加劑能吸附燃燒中生成的有害氣體化合物， 在這當(dāng)中廢氣中攜帶的飛灰，特別是飛灰—添加劑— 混合物從廢氣中分離出去，至少有一部分被分離的飛 灰進(jìn)行水合反應(yīng)，并用空氣選，接著至少將部分的干 飛灰送回廢氣凈化，根據(jù)本發(fā)明的規(guī)定，通過(guò)未被破 碎的飛灰與噴成霧的細(xì)小水滴均勻混合進(jìn)行水合反 應(yīng)，使部分煙灰支流返回燃燒裝置的爐膛中。
文檔編號(hào)B01D53/50GK87107795SQ87107795
公開(kāi)日1988年6月15日 申請(qǐng)日期1987年10月15日
發(fā)明者亞卡·朱泰, 福爾克馬·西特 申請(qǐng)人:L及C斯泰米勒股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan