利用废碱渣进行烟气脱硫的方法.pdf

本发明是一种利用废碱渣进行烟气脱硫的方法，包括以下步骤：1.由锅炉来的烟气首先经过除尘器除尘，除尘后的烟气进入减温吸收塔进行烟气降温和初步脱除SO2气体；2.减温吸收塔内喷淋下来的吸收剂浆液汇集到洗涤浆液循环池，洗涤浆液循环池内的部分浆液返回减温吸收塔内进行循环喷淋；3.经过初步脱硫后的烟气随后进入半干式烟气脱硫塔进一步脱硫，半干式烟气脱硫塔内喷入的浆液来自于洗涤浆液循环池；4.经过两次脱硫后的烟气经过除尘器从烟囱排出。本烟气脱硫方法具有脱硫效率高、吸收剂利用率高、无废水排放、脱硫塔内不易结垢，达到“以废治废”的特点。

1、  利用废碱渣进行烟气脱硫的方法，其基本步骤如下：
①由锅炉来的烟气首先经过除尘器除尘，除尘器收集下来的灰进入储灰罐贮存；
②除尘后的烟气随后进入减温吸收塔进行烟气降温和初步脱除SO₂气体，减温吸收塔的烟气出口温度控制在110℃～120℃范围内；减温吸收塔内喷淋下来的吸收剂浆液汇集到洗涤浆液循环池，洗涤浆液循环池内的部分浆液返回减温吸收塔内进行循环喷淋；
③初步脱硫后的烟气然后进入半干式烟气脱硫塔进一步脱硫，半干式烟气脱硫塔塔内的烟气流速控制在2m/s～4m/s范围内，半干式烟气脱硫塔内喷入的浆液浓度在20％～30％范围内；
④经过半干式烟气脱硫塔进一步脱硫后的烟气经过除尘器分离脱硫灰，干净的烟气通过引风机从烟囱排出。

2、  按照权利要求1所述的利用废碱渣进行烟气脱硫的方法，其特征在于：减温吸收塔是喷淋塔。

3、  按照权利要求1所述的利用废碱渣进行烟气脱硫的方法，其特征在于：减温吸收塔是填料塔。

4、  按照权利要求1所述的利用废碱渣进行烟气脱硫的方法，其特征在于：减温吸收塔塔内的烟气流速控制在1m/s～2m/s范围内。

5、  按照权利要求1所述的利用废碱渣进行烟气脱硫的方法，其特征在于：减温吸收塔每次新加入的废碱渣浆液比例为10％～15％。

6、  按照权利要求1所述的利用废碱渣进行烟气脱硫的方法，其特征在于步骤③半干式烟气脱硫塔出口布置有分离器，分离下来的颗粒送入半干式烟气脱硫塔内进行循环。

7、  按照权利要求1所述的利用废碱渣进行烟气脱硫的方法，其特征在于步骤③半干式烟气脱硫塔的烟气出口温度控制在80℃～90℃范围内。

8、  按照权利要求1所述的利用废碱渣进行烟气脱硫的方法，其特征在于步骤③半干式烟气脱硫塔为喷雾干燥式烟气净化塔。。

9、  按照权利要求1所述的利用废碱渣进行烟气脱硫的方法，其特征在于步骤③半干式烟气脱硫塔为流化床式烟气净化塔。

10、  按照权利要求1所述的利用废碱渣进行烟气脱硫的方法，其特征在于：除尘器分离下来的脱硫灰20％～40％送入半干式烟气脱硫塔内进行循环脱硫，20％～40％送入洗涤浆液循环池进行再次循环，剩余部分则排入脱硫灰仓。

利用废碱渣进行烟气脱硫的方法
技术领域：
本发明属于气体污染控制技术，是一种烟气脱硫方法。
背景技术：
我国是燃煤大国，长期以来煤炭在我国能源生产供应中一直占据着举足轻重的地位，由于煤炭燃烧污染物的排放，给我国的环境保护造成了巨大的压力。燃煤锅炉烟气的主要污染物是烟尘和二氧化硫。
目前，烟气脱硫的技术主要包括三种：干法、半干法和湿法。其核心技术原理是用碱性物质与燃煤烟气中的SO₂等酸性气体成分发生中和反应，达到脱除烟气中酸性气体的目的。所用的碱性物质大多是天然钙基矿物质(即石灰石，主要成分是CaCO₃)及其制成品(如CaO粉、Ca(OH)₂浆等)。湿法技术工艺成熟，脱硫效果好(脱硫率在90％以上)，吸收剂利用率高(吸收剂利用率在85％左右)，但工艺复杂、投资高，而且处理过程中产生废水，需要进一步处理废水。干法工艺简单，没有废水产生，投资和运行费用低，但吸收剂利用率低(吸收剂利用率在40％左右)，脱硫效果差(脱硫率在50％左右)。半干法烟气脱硫工艺具有系统简单，脱硫效果比较好(脱硫率在80％左右)，吸收剂利用率比较高(吸收剂利用率在70％左右)，对煤种适应性强等优点，但与湿法相比具有脱硫效率低，吸收剂的利用率偏低，脱硫吸收塔内容易结垢等的缺点，需要进一步改进。
应该指出，开采利用天然石灰石脱硫对环境造成负面影响，破坏了地貌景观，生产石灰要消耗大量的煤，排放大量的CO₂等有害气体，污染环境。
发明内容：
目前，我国的制碱工业每年产业几百万吨的废碱渣，根据对制碱工业产尘的废碱渣进行分析，发现碱渣中的Ca(OH)2、Mg(OH)2、KOH含量较高，分别约占45％、10％、5％左右，含水量约为35％左右，废碱渣溶解于水后，pH值较高(约为12.5)。根据分析结果，将制碱废渣经过进一步加工即可制成脱硫剂。
本发明的烟气脱硫方法，是以制碱工业产生的废碱渣作为脱硫剂，给出一种脱硫效率高，吸收剂利用率高，脱硫产物为干态，无废水排放，脱硫塔内不易结垢，“以废治废”的烟气脱硫方法。
利用废碱渣进行烟气脱硫的方法，其基本步骤如下：
①由锅炉来的烟气首先经过除尘器除尘，除尘器收集下来的灰进入储灰罐贮存；
②除尘后的烟气随后进入减温吸收塔进行烟气降温和初步脱除SO₂气体，减温吸收塔的烟气出口温度控制在110℃～120℃范围内；减温吸收塔内喷淋下来的吸收剂浆液汇集到洗涤浆液循环池，洗涤浆液循环池内的部分浆液返回减温吸收塔内进行循环喷淋；
③初步脱硫后的烟气然后进入半干式烟气脱硫塔进一步脱硫，半干式烟气脱硫塔塔内的烟气流速控制在2m/s～4m/s范围内，半干式烟气脱硫塔内喷入的浆液浓度在20％～30％范围内；
④经过半干式烟气脱硫塔进一步脱硫后的烟气经过除尘器分离脱硫灰，干净的烟气通过引风机从烟囱排出。
上述的减温吸收塔为喷淋塔或填料塔，其作用是对烟气进行降温、增湿以及初步脱除SO₂气体。在减温吸收塔外部没有洗涤浆液制备池，用来制备和储存废碱渣脱硫浆液。制备好的浆液通过泵从顶部送入减温吸收塔内，然后喷淋下来。随着烟气成分与烟气温度的不同，废碱渣浆液的废碱渣含量也不同，一般情况下废碱渣的质量浓度在10％～15％范围内。废碱渣浆液液滴在减温吸收塔内下落过程中，一边对烟气进行增湿和降温，一边与烟气中的SO₂气体进行反应，从而脱除烟气中的SO₂。
在减温吸收塔外设有洗涤浆液循环池，用以存放吸收塔内底部汇集的浆液，浆液通过重力作用或者浆液泵送入到洗涤浆液循环池内。为了提高脱硫利用率，洗涤浆液循环池内的部分浆液通过循环泵送入到吸收塔内，从顶部进行循环喷淋，另一部分浆液则通过浆液泵送入到后边的半干式烟气脱硫塔进一步脱硫。为了进一步提高脱硫剂的利用率，洗涤浆液循环池内添加一部分从除尘器分离下来的部分脱硫灰。
经过减温吸收塔减温、增湿和初步脱硫后的烟气随后进入到半干式烟气脱硫塔中进一步脱硫。该半干式烟气脱硫塔既可以采用喷雾干燥方式也可以采用流化床方式。该半干式烟气脱硫塔内所喷的脱硫浆液来自于洗涤浆液循环池，浆液浓度在20％～30％(以质量计)范围内。浆液喷入半干式脱硫塔内后，与从分离器和除尘器分离下来进行循环的颗粒进行强烈混合，随着烟气的流动，脱硫浆液液滴逐渐干燥，最后到达脱硫塔出口时，颗粒的含水量降到5％以下，为干态。为达到比较好的脱硫效果，半干式烟气脱硫塔的烟气出口温度控制在80℃～90℃范围内。在半干式烟气脱硫塔出口布置有分离器，用来分离烟气中所含有的固体颗粒，分离下来的颗粒送入半干式烟气脱硫塔内进行循环。经过半干式烟气脱硫塔进一步脱硫后的烟气经过除尘器除尘，干净的烟气通过引风机从烟囱排出。除尘器分离下来的脱硫灰20％～40％送入半干式烟气脱硫塔内进行循环脱硫，20％～40％送入洗涤浆液循环池进行再次循环，剩余部分则排入脱硫灰仓。废碱渣脱硫灰可用作路基材料添加剂、土壤改良剂、水泥厂的添加剂等。
在传统的半干式吸收工艺中，脱硫效率不高的主要原因是吸收塔入口烟气温度偏高，烟气含湿量低，吸收剂浆液颗粒的蒸发速度快，吸收剂浆液颗粒与烟气中的SO₂气体有效反应时间短。另外在传统的半干式吸收工艺中，吸收塔内很容易结垢，其主要原因是，入口烟气温度偏高，塔内用于烟气降温的喷水量大。而在本工艺中，由于在前一阶段烟气经过减温吸收塔减温增湿后，温度控制在110℃～120℃范围内，因此，半干式烟气脱硫塔的进口温度要比传统的半干式吸收工艺要低50℃～80℃，烟气含湿量要增加40％～60％，从而降低吸收剂浆液颗粒的蒸发速度，延长了吸收剂浆液颗粒与烟气中的SO₂气体有效反应时间，显著地提高了烟气脱硫效率，由于大大减少了吸收塔内喷水量，有效地避免了脱硫塔内结垢现象的发生。
优点：本发明中采用了两级脱硫技术，因而显著提高了整个系统总地脱硫效率。在第一级减温吸收塔中，脱硫效率约为60％～70％；第二级半干式烟气脱硫塔，脱硫效率约为80％～90％，总脱硫效率约为92％～97％。
本发明中采用了脱硫剂的多重循环方式，从而大大提高了脱硫剂的利用，包括：(1)脱硫剂在减温吸收塔与涤浆液循池之间进行循环；(2)脱硫剂在分离器与半干式烟气脱硫塔之间循环；(3)脱硫剂还在除尘器与半干式烟气脱硫塔之间循环。其循环路线是：除尘器——洗涤浆液循环池——减温吸收塔——半干式烟气脱硫塔——除尘器。
本发明中采用了废碱渣作脱硫剂，达到“以废治废”。
附图说明：
附图是利用废碱渣进行烟气脱硫的方法的工艺流程图。
图中，1是除尘器，2是储灰罐，3是喷淋塔，4是洗涤浆液循环池，5是洗涤浆液制备池，6流化床烟气脱硫塔，7为旋风分离器，8为袋式除尘器，9为脱硫灰仓。
具体实施方式：
实施例：
见附图，从锅炉排出的热烟气首先经过电除尘器1除尘，电除尘器1收集下来的灰进入储灰罐2贮存，然后可运至水泥厂、制砖厂作添加剂用；除尘后的烟气进入喷淋塔3进行烟气降温和初步脱除SO₂气体，喷淋塔的烟气出口温度控制在100℃～120℃范围内；在喷淋塔3外部设有洗涤浆液制备池5，用来制备废碱渣脱硫浆液，废碱渣浆液浓度为10％～15％，制备好的浆液通过泵从顶部送入喷淋塔内，然后喷淋下来；减温吸收塔内喷淋下来的吸收剂浆液汇集到洗涤浆液循环池4，洗涤浆液循环池内的部分浆液返回喷淋塔内进行循环喷淋；经过初步脱硫后的烟气随后进入流化床烟气脱硫塔6进一步脱硫，脱硫塔的烟气出口温度控制在80℃～90℃范围内，流化床烟气脱硫塔6内喷入的浆液来自于洗涤浆液循环池4，浆液浓度在20％～30％；经过进一步脱硫后的烟气经过旋风分离器7，分离下来灰返回流化床烟气脱硫塔6内进行循环；从旋风分离器7出来的烟气随后进入袋式除尘器8除尘，从袋式除尘器8出来的烟气经过鼓风机从烟囱排出，除尘器8分离下来的脱硫灰从20％～40％送入流化床烟气脱硫塔内6进行循环脱硫，20％～44％送入洗涤浆液循环池4进行循环，剩余部分则排入脱硫灰仓9。
上述中的半干式烟气脱硫塔为喷雾干燥式烟气净化塔，半干式烟气脱硫塔可用流化床式烟气净化塔。
洗涤浆液制备池5内放入的脱硫剂为制碱工业产生的废碱渣，其制备方法，是将废碱渣自然干燥或烘干，使其含水量低于10％(以质量计)后，破碎、过筛至使98％(以质量计)以上的颗粒粒径小于44微米。使用的洗涤浆液浓度为20％～30％。
如果设定锅炉出口烟气量为60000Nm3/h，烟气温度为210℃，SO₂含量是2250mg/Nm3，减温吸收为喷淋塔时，则塔内烟气速度为1.5m/s，塔出口温度为115℃，新加入的废碱渣浆液比例为10％～15％，半干式烟气净化塔塔内烟气速度2.5m/s，塔出口温度83℃，塔内喷入的浆液浓度为28％，除尘器分离下来的脱硫灰有20％送入到洗涤浆液循环池进行循环。脱硫效率为95.3％，碱渣利用率为88.6％。