一种利用喷淋塔脱除烟气中的酸性气体的方法.pdf

公开了一种利用喷淋塔采用赤泥浆液作为吸收剂的脱除烟气中的酸性气体的方法，包括下列步骤：1)让烟气由进气口进入喷淋塔的吸收区，烟气在上升的过程中与由一个或多个喷淋层喷出的雾状赤泥浆液和从喷淋塔的底部通入的氧化气接触来进行塔内净化处理；2)让经过塔内净化处理后的烟气穿过设置在喷淋塔上部的除雾器来除去其中夹带的细小的雾状液滴而产生净烟气，然后净烟气直接或者经过设置在塔外的烟囱到大气中；3)将经过塔内净化处理的赤泥浆液从赤泥浆液池的底部送往排放系统排放或堆置；其中在净化处理过程中，通过赤泥浆液管线来加入或者补充赤泥浆液。

1.  一种利用喷淋塔采用赤泥浆液作为吸收剂的脱除烟气中的酸性气体的方法，包括下列步骤：
1)让烟气由进气口进入喷淋塔的吸收区，烟气在上升的过程中与由一个或多个喷淋层喷出的雾状赤泥浆液和从喷淋塔的底部通入的氧化气接触来进行塔内净化处理；
2)让经过塔内净化处理后的烟气穿过设置在喷淋塔上部的除雾器来除去其中夹带的细小的雾状液滴而产生净烟气，然后净烟气直接或者经过设置在塔外的烟囱到大气中；
3)将经过塔内净化处理的赤泥浆液从赤泥浆液池的底部送往排放系统排放或堆置；
其中在净化处理过程中，通过赤泥浆液管线来加入或者补充赤泥浆液。

2.  根据权利要求1所述的方法，其中借助于循环泵让赤泥浆液池中的赤泥浆液循环回到喷淋层喷出，从而使烟气、赤泥浆液和氧化气在塔内反复接触来提高净化处理的效果。

3.  根据权利要求1或2所述的方法，其中所述的烟气是含有SO₂、SO₃、HF、HCl或其它酸性气体或其混合物的烟气。

4.  根据权利要求1或2所述的方法，其中所述的烟气是含有SO₂、SO₃或其混合物的含硫烟气。

5.  根据权利要求1或2所述的方法，其中所述的氧化气是氧气、空气或其它含有氧气的气体。

6.  根据权利要求1或2所述的方法，其中所述加入或补充的赤泥浆液的pH值为11-14，优选为12.5～13。

7.  根据权利要求1或2所述的方法，其中经过塔内净化处理的赤泥浆液的pH值为5-8，优选为6.0-7.0。

8.  根据权利要求1或2所述的方法，其中通过控制烟气和加入或补充的赤泥浆液的相对数量来控制经过塔内净化处理的赤泥浆液的pH值。

9.  根据权利要求1或2所述的方法，其中烟气、赤泥浆液和氧化气在喷淋塔内发生中和反应和氧化反应。

10.  根据权利要求1或2所述的方法，其中在赤泥浆液池中装有搅拌器。

11.  根据权利要求10所述的方法，其中所述的搅拌器是机械搅拌器、磁力搅拌器或超声波搅拌器。

一种利用喷淋塔脱除烟气中的酸性气体的方法
技术领域
本发明涉及一种利用氧化铝生产过程中排放的赤泥作为吸收剂的喷淋塔脱酸性气体(特别是含硫气体)的方法。
背景技术
赤泥是铝土矿经强碱浸出氧化铝后产生的残渣。每生产1吨氧化铝即有1～2吨左右的赤泥出现。据估计，每年全世界铝工业产生的赤泥约6000万吨。目前，世界各国大多数氧化铝厂是将赤泥堆积或倾入深海。赤泥的存放不仅占用大量土地和农田、耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的剩余碱能向地下渗透，造成地下水污染。由于赤泥特有的理化性质，化学和物相组成复杂，一直是氧化铝工业三废治理的重点和难点。在土地资源日趋紧张、环境保护日趋重要的当今社会，如何限制赤泥的环境危害，多渠道的综合治理赤泥已成为氧化铝企业健康发展的瓶颈。
目前国内普遍应用的湿法烟气脱硫装置(FGD)所使用的吸收剂大多为石灰石，虽然石灰石本身价格低廉，但是在进入FGD系统前需要磨细制成粉状并加水制成浆液，这增加了动力消耗并提高了脱硫成本。而赤泥中含有大量的碱，其pH值为11-14，或者为12.5～13，与SO₂、SO₃反应有很强的活性。并且赤泥作为氧化铝厂的废弃物，利用它来作为燃煤电厂的脱硫剂，具有节能、节水、减少石灰石资源消耗等多方面的现实意义。脱硫后生产的赤泥还可以作为生产水泥的原料，实现“以废治废、变废为宝”。
中国专利ZL200610200499.6和ZL200610098706.1分别报道了采用赤泥吸收烟气中SO₂的工艺方法。两专利中采用的吸收塔型均为填料塔，虽然填料塔的气液接触面积较大，但是由于在运行过程中压降较大，增加了动力消耗，并且由于赤泥本身的性质，采用填料塔会导致结垢、堵塞等问题，严重时甚至会使系统停运。
因此对现有的赤泥烟气脱硫技术进行改进，提高脱硫系统的稳定性和可靠性，对推动节能减排保护环境具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种利用氧化铝生产过程中排放的赤泥作为吸收剂的喷淋塔脱酸性气体(特别是含硫气体)的方法。
具体地，本发明涉及一种利用喷淋塔采用赤泥浆液作为吸收剂的脱除烟气中的酸性气体的方法，包括下列步骤：
1)让烟气由进气口进入喷淋塔的吸收区，烟气在上升的过程中与由一个或多个喷淋层喷出的雾状赤泥浆液和从喷淋塔的底部通入的氧化气接触来进行塔内净化处理；
2)让经过塔内净化处理后的烟气穿过设置在喷淋塔上部的除雾器来除去其中夹带的细小的雾状液滴而产生净烟气，然后净烟气直接或者经过设置在塔外的烟囱到大气中；
3)将经过塔内净化处理的赤泥浆液从赤泥浆液池的底部送往排放系统排放或堆置；
其中在净化处理过程中，通过赤泥浆液管线来加入或者补充赤泥浆液。
在本发明的一种优选的实施方式中，其中借助于循环泵让赤泥浆液池中的赤泥浆液循环回到喷淋层喷出，从而使烟气、赤泥浆液和氧化气在塔内反复接触来提高净化处理的效果。
在本发明的另一种优选的实施方式中，其中所述的烟气是含有SO₂、SO₃、HF、HCl或其它酸性气体或其混合物的烟气。
在本发明的另外一种优选的实施方式中，其中所述的烟气是含有SO₂、SO₃或其混合物的含硫烟气。
在本发明的另外一种优选的实施方式中，其中所述的氧化气是氧气、空气或其它含有氧气的气体。
在本发明的另外一种优选的实施方式中，其中所述加入或补充的赤泥浆液的pH值为11-14，优选为12.5～13。
在本发明的另外一种优选的实施方式中，其中经过塔内净化处理的赤泥浆液的pH值为5-8，优选为6.0-7.0。
在本发明的另外一种优选的实施方式中，其中通过控制烟气和加入或补充的赤泥浆液的相对数量来控制经过塔内净化处理的赤泥浆液的pH值。
在本发明的另外一种优选的实施方式中，其中烟气、赤泥浆液和氧化气在喷淋塔内发生中和反应和氧化反应。
在本发明的另外一种优选的实施方式中，其中在赤泥浆液池中装有搅拌器。更优选地，其中所述的搅拌器是机械搅拌器、磁力搅拌器或超声波搅拌器。
例如，脱硫工艺的原理为：
喷淋塔型采用逆流喷雾空塔。烟气由进气口进入吸收塔的吸收区，在上升过程中与雾状赤泥浆液逆流接触，在塔内处理后的烟气经过布置在吸收塔顶部的除雾器除去水滴后出塔，进入烟道。赤泥浆液通过循环泵从喷淋层喷出形成雾状吸收浆液。吸收了酸性气体(特别是SO₂、SO₃等)的再循环浆液落入吸收塔反应池。吸收塔反应池装有搅拌器。氧化风机将氧化空气鼓入反应池，赤泥浆液吸收的SO₂形成的亚硫酸盐被完全氧化成稳定的硫酸盐。新鲜的赤泥浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的pH值，同时吸收SO₂后的赤泥浆液通过泵排出吸收塔系统。
该工艺采用喷淋空塔。调节进入吸收塔的赤泥浆液的固含量为5～40％，较佳的是15～30％。将已配好浓度的赤泥浆液泵入烟气脱硫系统，液气比控制为4～15，较佳值为5～10；吸收塔内浆液浓度为10～35％，较佳值为15～30％；控制吸收浆液pH值为5.0～10.0，较佳值为6.0～8.0；浆液停留时间控制为5～20小时，较佳值为7～15小时。脱硫效率可达85～95％。
本发明采用氧化铝厂排放的赤泥浆液做吸收剂，以废制废，实现了资源的重复利用。本发明根据赤泥的物性，对吸收塔型及其系统操作参数进行优化，不仅可提高赤泥的利用率，而且减小了脱硫系统堵塞、结垢的风险，为脱硫装置可靠运行提供了保障。
附图的简要说明
图1是示意性地说明根据发明方法的一种实施方式的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
调节进入吸收塔的赤泥浆液固含量为15％，在循环泵的作用下，吸收浆液从喷淋塔上部的喷射装置呈雾状喷出，与从塔中部进入的烟气进行充分的逆流接触，控制液气比为9.0，吸收浆液pH值为6.0。烟气中的SO₂与赤泥浆液以及鼓入的氧化空气进行化学反应后，烟气中的SO₂被脱除。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴后排入烟囱，脱硫后的副产物赤泥用泵排出吸收系统。控制吸收塔内浆液浓度为20％，浆液停留时间为7小时。吸收塔入口SO₂含量为4387mg/Nm³，出口含量为573mg/Nm³，脱硫效率86.9％。
实施例2
调节进入吸收塔的赤泥浆液固含量为20％，在循环泵的作用下，吸收浆液从喷淋塔上部的喷射装置呈雾状喷出，与从塔中部进入的烟气进行充分的逆流接触，控制液气比为8.0，吸收浆液pH值为7.0。烟气中的SO₂与赤泥浆液以及鼓入的氧化空气进行化学反应后，烟气中的SO₂被脱除。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴后排入烟囱，脱硫后的副产物赤泥用泵排出吸收系统。控制吸收塔内浆液浓度为25％，浆液停留时间为8小时。吸收塔入口SO₂含量为4622mg/Nm³，出口含量为413mg/Nm³，脱硫效率91.1％。
实施例3
调节进入吸收塔的赤泥浆液固含量为25％，在循环泵的作用下，吸收浆液从喷淋塔上部的喷射装置呈雾状喷出，与从塔中部进入的烟气进行充分的逆流接触，控制液气比为7.0，吸收浆液pH值为8.0。烟气中的SO₂与赤泥浆液以及鼓入的氧化空气进行化学反应后，烟气中的SO₂被脱除。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴后排入烟囱，脱硫后的副产物赤泥用泵排出吸收系统。控制吸收塔内浆液浓度为30％，浆液停留时间为8小时。吸收塔入口SO₂含量为5120mg/Nm³，出口含量为389mg/Nm³，脱硫效率92.4％。