半干式烟气净化方法及其装置.pdf

一种半干式烟气净化方法及其装置，将碱性中和剂在混合器中与水均匀混合，水的加入量为干物质重量的2％－15％；增湿后的碱性中和剂在雾化喷水之前加入烟气；增湿后的碱性中和剂加入烟气后，与烟气混合、反应的停留时间≥0.5秒，再开始雾化喷水；对原始温度从50℃到1000℃的烟气排放源，确定一个“临界温度”T1，并且110℃＜T1＜150℃；当烟气温度低于T1时，雾化喷水停止工作；当烟气温度超过T1时，启动雾化喷水，并将雾化喷水后的温度控制在T1的温度水平。该装置包括与烟道串联的雾化喷水反应器和除尘器，其烟道连接雾化喷水反应器之前先连接混合器。本发明防止腐蚀和结垢，尤其适用于温度变化范围较大的工业窑炉。

1、  一种半干式烟气净化方法，其方法的特征在于：
将碱性中和剂在一混合器中与水均匀混合，水的加入量为干物质重量的2％-15％；
增湿后的碱性中和剂在雾化喷水之前加入烟气；增湿后的碱性中和剂加入烟气后，与烟气混合、反应的停留时间≥0.5秒，再开始雾化喷水；
对原始温度从50℃到1000℃的烟气排放源，确定一个“临界温度”T1，并且110℃＜T1＜150℃；当原始烟气温度低于T1时，雾化喷水停止工作；当原始烟气温度超过T1时，启动雾化喷水，并将雾化喷水后的温度控制在T1的温度水平。

2、  一种半干式烟气净化装置，包括与烟道串联的雾化喷水反应器和除尘器，上述除尘器有排烟口和出灰口，其特征在于：烟道连接雾化喷水反应器之前，先连接混合器，该混合器具有水加入口和碱性中和剂加入口。

3、  根据权利要求2所述的半干式烟气净化装置，其特征在于：上述除尘器的出灰口由管路与混合器相通。

4、  根据权利要求2所述的半干式烟气净化装置，其特征在于：上述除尘器的出灰口由管路既与混合器相通，又与除尘器入口相通。

5、  根据权利要求2或3或4所述的半干式烟气净化装置，其特征在于：上述雾化喷水反应器的外壳是反应塔或烟道本身。

6、  根据权利要求2或3或4所述的半干式烟气净化装置，其特征在于：上述除尘器是袋式除尘器或静电除尘器。

半干式烟气净化方法及其装置
(一)技术领域
本发明属于烟气净化工艺及其装置。
(二)背景技术
向烟气中雾化喷入石灰乳是半干式烟气净化中常使用的一种方法。实际工程中为保持石灰乳的较好的流动性，乳液的浓度不能过高。当原始烟气较低时，烟气中所含的热量也较低，这种情况下喷入石灰乳后会引起烟气温度过低，以至于无法保持系统的温度足够高于系统的露点，从而引起系统的腐蚀和结垢。
另一种方法是在碱性中和剂中加入一定量的水，经混合后喷入烟气(如ABB公司NID系统)可达到降低原始烟气温度增加烟气相对温度的作用。但是为防止粘结在碱性中和剂中加入的水量很有限，所以在原始烟气温度变化时，水量及碱性中和剂加量的控制都过于复杂。特别是实际运行中当原始烟气温度增加过高时，碱性中加剂中所含的水迅速蒸发，而且由于水量小达不到增加烟气相对温度的效果。
(三)发明内容
本发明提出一种半干式烟气净化方法及其装置，解决了传统半干式烟气处理工艺无法满足原始烟气温度大范围变化的局限和净化效率低的问题；还解决了传统半干式烟气处理工艺易引起系统腐蚀和结垢的问题。
本发明的技术方案：这种半干式烟气净化方法的特征在于：
将碱性中和剂在一混合器中与水均匀混合，水的加入量为干物质重量的2％-15％；
增湿后的碱性中和剂在雾化喷水之前加入烟气；增湿后的碱性中和剂加入烟气后，与烟气混合、反应的停留时间≥0.5秒，再开始雾化喷水；
对原始温度从50℃到1000℃的烟气排放源，确定一个“临界温度”T1，并且110℃＜T1＜150℃；当原始烟气温度低于T1时，雾化喷水停止工作；当原始烟气温度超过T1时，启动雾化喷水，并将雾化喷水后的温度控制在T1的温度水平。
上述除尘器有排烟口和出灰口，其特征在于：烟道连接雾化喷水反应器之前，先连接混合器，该混合器具有水加入口和碱性中和剂加入口。
上述除尘器的出灰口由管路与混合器相通。
上述除尘器的出灰口由管路既与混合器相通，又与除尘器入口相通。
上述雾化喷水反应器的外壳是反应塔或烟道本身。
上述除尘器是袋式除尘器或静电除尘器。
该工艺系统的控制基本原理如下：对一个确定的烟气排放源，经详细计算，考虑原始烟气量，原始烟气温度变化范围以及原始烟气含湿量变化范围确定一个“临界温度”T1，且110℃＜T1＜150℃。当原始烟气温度低于T1时，雾化喷水停止工作。碱性中和剂增湿后所含的水分有效促进酸性气体在颗粒表面的反应，而且保持系统温度足够高于相应含水量下的露点温度。原始烟气温度超过T1时启动雾化喷水并将雾化喷水后的温度控制在T1的温度水平。
半干法烟气净化系统中使烟气在一定的湿度下其湿度高于露点，从而系统保持干燥状态。除了碱性中和剂的特性外，烟气的湿度、温度对去除酸性气体的效率有重要影响。通常相对湿度增加有利于酸性气体的去除。
有益效果：本发明通过设置临界温度对雾化喷水进行相应启动、停止，操作简单、灵活，结构简单、紧凑，通过碱性中和剂增湿和雾化喷水的方法，使增湿处理后的碱性中和剂在雾化喷水之前加入烟气系统，有效地利用了烟气在雾化喷水反应器中的停留时间，增加了吸附，吸收和中和反应效率，提高了净化效率和运行可靠性，充分发挥碱性中和剂在不同温度下的反应效率。本发明解决了传统半干式烟气处理工艺无法满足原始烟气温度大范围变化的局限，防止系统腐蚀和结垢，尤其适用于温度变化范围较大的工业窑炉，适用范围广，系统阻力低，在钙硫比1.1-1.3下可达到90％以上的脱硫效率。
(四)附图说明
附图是本发明的结构示意图。
1—烟道、2—雾化喷水反应器、3—除尘器、4—水、5—混合器、6—新鲜碱性中和剂、7—压缩空气雾化水、8—除尘器出灰外排、9—除尘器出灰返回增湿反应器、10——除尘器出灰返回烟道、11—净化后烟气。
(五)具体实施方式
实施例如附图所示，这种半干式烟气净化工艺方法用于去除燃烧废气中的酸性气体成分，其工艺方法：
碱性中和剂在一混合器中与水均匀混合，水的加入量为干物质的2％-15％(重量比)，从而增加碱性中和剂的含湿量，促进吸附，吸收和中和反应。
增湿后的碱性中和剂在雾化喷水之前加入烟气，以有效利用烟气在雾化过程的停留时间，促进反应。
增湿后的碱性中利剂加入烟气后在烟道(或专门构造的混合器)中与烟气混合、反应。中和剂的加入点与雾化水的加入点之间烟气的停留时间≥0.5秒。
当原始烟气温度低于“临界温度”T1(110℃＜T1＜150℃)时，雾化喷水停止工作，但由于此情况下系统温度较低，碱性中和剂中所含的水分蒸发速度较慢，仍能有效促进反应，达到对酸性气体高的去除率。
半干式烟气净化工艺系统，雾化喷水控制方法，使系统能满足原始烟气温度从50℃到1000℃的范围，同时保证系统的干燥状态。
半干式烟气净化工艺系统，中和剂的加入点到雾化水的加入点的停留时间的要求，其特征在于预先进入增湿的碱性中和剂混合反应，然后雾化喷水，从而碱性中和剂有效利用雾化喷水反应器的停留时间进行反应，从而实现了系统紧凑、简单，有效利用系统停留时间的效果。
本发明的工艺与系统由以下主要部分组成：新鲜的碱性中和剂4与水6混合增湿。混合器5中可加入部分从除尘器3收集的残余中和剂和发应生成物。加水量控制在为干物质的2％-15％(重量比)。经过增湿处理后，碱性中和剂加入到烟气中并与烟气混合，经增湿处理后的碱性中和剂颗粒与烟气中酸性气体进行吸附、吸收，中和反应。在后续的雾化喷水反应器2中向烟气喷入经压缩空气雾化的水7以降低烟气温度，增加烟气相对湿度，同时碱性中和剂与酸性气体进一步反应。雾化喷水反应器2可以是专门构建地反应塔，也可是烟道本身。反应产物以及残余中和剂在除尘器3中所收集。除尘器出灰外排8可形成除尘器出灰返回烟道10的部分和/或返回除尘器出灰返回增湿反应器9的部分，除尘器可为袋式除尘器式静电除尘器。