烟道气的净化方法及设备 本发明涉及含水蒸气和污染物，具体地是含重金属和诸如卤化氢之类的酸性污染物的烟道气的净化。例如涉及来自于生活垃圾，工业垃圾或者医院废料(垃圾)焚烧(化)炉的烟道气的净化。
在法国公开专利FR2592812中描述了能降低废料(垃圾)焚化炉燃烧烟道气中酸性污染物含量的设备。这种已知的设备包括安放在烟道上的热交换器，温度低于烟道气露点温度的载热流体通过该热交换器，以便使烟道气中的水蒸气在交换器表面冷凝，并将酸性污染物引入到冷凝液体中。这种设备能够非常满意地提取烟道气中重金属，尤其是汞。然而，这种设备有一些缺陷。为了耐烟道气的腐蚀，该热交换器有多个高成本的浸渍石墨管状构件。另外，该设备必需在烟道气送到热交换器之前将其除尘，并且必需有一个管道通刷装置以避免因固体残余物在管状构件之间积累而堵塞通道。最后，这种设备由于除尘器和浸渍石墨管状构件热交换器使用的最高温度相当低，而对于处理直接来自于垃圾焚烧(化)炉的高温烟道气是非常不适合的。
本发明的目的在于克服这些缺陷，并提出一种烟道气净化设备，这种设备建造与使用费用比已知设备的低，并且还能处理高温烟道气，如来自于适度容量焚化炉的烟道气，尤其是废料(垃圾)熔融与玻璃化炉的烟道气。
本发明是通过下述设备达到的，这种设备包括烟道气被输送到其中的喷洒塔；由塔底提升水溶液并将水溶液再注入地一些装置，在热交换器中冷却之后，在低于烟道气露点温度的温度下与烟道气接触，以便通过混合冷凝在提取酸性污染物的同时从烟道气中提取重金属。
在本发明的优选实施中，该设备另外还包括一个在烟道气送到塔之前，烟道气所通过的冷却烟道气的容器，以及将水溶液喷洒到所述冷却容器里的装置，有利地是塔底抽取其溶液，抽取点位于喷洒到塔里的喷洒水溶液抽取点的高度之下。这样，抽取塔中水溶液，并将其溶液喷洒到冷却容器中所使用的泵的供料更为安全，当烟道气送到冷却室之前对烟道气没有除尘时，从塔底抽取的水溶液含有来自于烟道气的固体残留物，其固体残留物可用澄清(净化)器予以除去。
因此，本发明的内容是关于净化烟道气的方法，该方法特征性地包括的步骤在于将烟道气送去直接与分散的水溶液接触，水溶液的温度低于烟道气露点温度，以便使通过混合冷凝在提取酸性污染物的同时从烟道气中提取重金属。
有利地是，烟道气与分散的水溶液接触是在喷洒中进行的，其水溶液从塔底抽出，并在通过起冷却作用的热交换器之后以细滴状再注到该塔中。
更有利地是，本发明方法包括的步骤在于借助水溶液喷洒的方式在将烟道气送到塔中之前在其通过的冷却容器中冷却该烟道气。
本发明的其它特点与优点将体现在下面所详细描述的、非限制性的本发明实施例之中，以及参照下述附图时显示出来，图中的情况是：
-图1是本发明净化设备的总体图
-图2详细地示出了图1所表示的一部分设备。
图1示出的设备用于处理来自于垃圾焚烧炉2的烟道气流1，例如这类焚烧炉包括在等离子矩或电燃烧器作用下的灰熔室以便使其玻璃化。待处理的烟道气输送一些固体颗粒、还含有垃圾燃烧时生成的水蒸气、诸如HCl或HF之类的酸性气体和有机或无机污染物，尤其是含有高含量的重金属(汞、铅等)、烟道气的温度很高，可能达到1250℃。
在本发明的一种实施中，烟道气流1不经除尘直接送到混合冷凝处理单元3，该单元还称之为混合冷凝器3。按变化方案来说，将其烟道气预先冷却直至达到与使用的除尘器相容的温度，并通过专用的过滤器4使至少大部分固体颗粒截留住，而固体颗粒由5加以回收。
优选地，如图所示，处理单元3包括来自于焚烧炉2的烟道气所通过的冷却容器6，或者如有必要，烟道气从过滤器4出来，还包括要将离开冷却容器6的烟道气输送去的喷洒塔7。将水溶液8的温度保持低于烟道气露点温度，按照与烟道气逆流的方式将水溶液喷洒到塔7中。更准确地说，采用以层迭方式配置的喷嘴9喷洒水溶液，以便在塔7中形成多层液体(以本身已知的方式)。烟道气连续穿过喷洒的水溶液层而其中所含有的水蒸气与水溶液8的细滴接触时而被冷凝，伴随着吸收酸性污染物。在得到的酸性冷凝物中捕集了几乎全部的重金属。由于烟道气中的酸性气体溶于溶液中，所形成的水溶液的酸度有利于除去重金属。
喷嘴9由供料回路12供料，该回路包括在10处抽取塔底7水溶液的泵11，和位于泵11下游的热交换器13。阀14与喷嘴串联以便将每个喷嘴的流量调节到所要求的值。
装配热交换器13适合于在供料回路12中循环的水溶液与二次冷却回路15中的水之间进行热交换，其水温当然低于待喷洒的水溶液所要求的温度。以本身已知的方式在塔7上部配备一个除雾装置20，该除雾装置20用于截留住在21处离开塔的烟道气所带走的液滴。当通过的物料损失超过指定的界限时，通过由阀42与城市水网43连结的喷嘴41降水来清洗该除尘装置20。
冷却容器6对于建造塔7来说允许使用耐较低温度的稳定材料，该温度低于处在较高温度的烟道气下容器6所要求的温度。这样就降低了该设备的总成本。用一个或多个喷嘴16将水溶液喷洒到容器6中。优选地，如图所示，这些喷嘴16由回路29供料，该回路29包括一台抽取塔7中水溶液8的泵17，于塔底18处，即位于塔7的最低点并在前述抽取点10的高度之下抽取水溶液。在烟道气送到塔7时未经过预先除尘处理的情况下，最好在回路29中加进水澄清器40，以便除去水溶液8中含有的大部分固体残留物，这些固体残留物趋于沉积在塔7底中。于39处将这些固体残留物抽到水处理单元35，但也可将这些固体残留物送到垃圾焚烧炉。冷却的烟道气随着由喷嘴16喷洒的溶液于19处离开容器6，以便在喷嘴9之下成切线地流入塔7中。
水溶液8大部分按封闭式循环。然而，当水溶液中从烟道气提取的重金属或其它污染物浓度很高时，排放回路23能采用倾析溢流方式进行，并且，供水22能支援(如果发生这种情况的话)喷嘴16的供给。该供水22一侧与给水箱或火灾网相连，通过阀24于位于回路23上，在喷嘴16上游并且由逆止阀26与泵17相隔开的点25处与另一侧相连。排放回路23在高于抽取点10和18的高度从塔7中排出，此排放回路能倾析从烟道气提取的酸性污染物，以及(如果发生这种情况的话)烃和悬浮物质。供给喷嘴41水以便补偿水溶液的损失，尤其是在倾析的量超过烟道气中含有的被冷凝的水蒸气的量情况下更是如此。倾斜的塔底配备一斜板27，通过阀28供给较低压力的压缩空气，以便在起动该设备之前搅动水溶液。
脱去卤化氢和重金属的烟道气离开塔7并被送到脱硫单元30，再用鼓风机31从其单元30抽出烟道气，再由烟囱排到大气里。这种单元30本身是已知的，于32处进水，在33处进碱性添加剂，以便制得碱性洗涤液。将降低浓度的洗涤水于34处排列废水处理单元35，该单元还接收来自排放回路23的水溶液。有利地是，由于离开塔7的烟道气的温度低，可得到高脱硫率而且SO2残留量极低，约为几个ppm。
处理单元35本身是已知的，在36处加入沉淀重金属和其它污染物(如悬浮状物质)所必需的添加剂，以便在过滤沉淀物之后回收滤饼37和已处理的水38。
最后，本发明在使用坚固耐用、不太昂贵，易于维修的构造设备的同时还能有效地净化具有高含量重金属、尤其是汞的含卤烟道气并且是具有高温的烟道气。
当然，本发明并不受已描述的实施例的限制。例如，可以去掉冷却容器6，那时喷洒塔7的第一阶段起相同的作用，还可在喷洒塔高处加入脱硫单元，在那种情况下要配置一个烟道气与碱性洗液的分离盘。可以用并流喷洒塔代替逆流喷哂塔7。