專利名稱:含硫廢氣的凈化工藝的制作方法
本發(fā)明涉及含硫廢氣的凈化工藝，在該工藝中，通過(guò)向噴射吸收器提供氫氧化鈣灰漿實(shí)現(xiàn)脫硫作用，隨后廢氣經(jīng)除塵處理并被重新加熱。
在噴射吸收器含硫廢氣凈化期間，必須將其冷卻至60到80℃，以便可能最大程度地實(shí)現(xiàn)脫硫作用。在此溫度時(shí)，常常不能輕易將廢氣輸送到排氣煙囪，因?yàn)樗鼈兛偸腔蚨嗷蛏俚匕羝?，以致在低于露點(diǎn)的溫度下，必定會(huì)發(fā)生相當(dāng)大的腐蝕損害。
為此，已經(jīng)提出重新加熱經(jīng)過(guò)除塵處理的脫硫廢氣的各種建議。
如果以未經(jīng)冷卻的部分廢氣流，通入凈化設(shè)備周圍的盤管，來(lái)實(shí)現(xiàn)重新加熱，則廢氣流被凈化的程度必將低于其全部通過(guò)凈化設(shè)備而被凈化的程度。
但如果通過(guò)摻入為凈化目的而生產(chǎn)的熱氣體實(shí)現(xiàn)重新加熱，這將需要另外的能量費(fèi)用，這可能相當(dāng)影響凈化工藝的經(jīng)濟(jì)性，并且同廢氣不經(jīng)凈化的生產(chǎn)方法比較，也不利于該生產(chǎn)方法的競(jìng)爭(zhēng)力。特別將涉及這種情況，如果必須將廢氣和加熱氣體混合物中的污染成份保持在一定的極限以下，因此必須用燃燒時(shí)不產(chǎn)生污染物或產(chǎn)生的污染物在允許標(biāo)準(zhǔn)下的燃料生產(chǎn)加熱氣體。
為此，上文中開(kāi)始提及的凈化工藝的目的是不產(chǎn)生上述缺點(diǎn)，也就是可能最大程度地凈化廢氣流，并在相當(dāng)大的凈化速度時(shí)不需要另外能量和整個(gè)工藝過(guò)程是經(jīng)濟(jì)的方式，實(shí)現(xiàn)必需的重新加熱。
按照本發(fā)明方法可以達(dá)到上述目的，在本發(fā)明方法中，由于脫硫而生成的硫化鈣被氧化成硫酸鈣，因此而釋放出來(lái)的熱用于重新加熱廢氣。在最佳實(shí)踐中，通過(guò)爐內(nèi)空氣氧化硫化鈣，由此而產(chǎn)生的氣體去除硫酸鈣而被凈化，然后直接摻到將要重新加熱的廢氣里。在另一種情況中，從氧化而產(chǎn)生的廢氣中去除硫酸鈣，并在熱交換器內(nèi)將上述氣體用于重新加熱廢氣，可能是最理想的。
在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，在固體撲集器內(nèi)從廢氣中撲集灰塵，在撲集器內(nèi)撲集的Ca SO3同在噴射吸收器內(nèi)獲得的Ca SO3一起被氧化，由于氧化而釋放出來(lái)的熱用于重新加熱廢氣。另一個(gè)可供選擇的方法是，可以從Ca SO3氧化產(chǎn)生的氣體中撲集灰塵，然后該氣體可與廢氣混合，由此而產(chǎn)生的混合物在固體撲集器內(nèi)最后進(jìn)行除塵處理。
如果要求溫差相當(dāng)大的重新加熱?；蛘咴趦艋^(guò)程期間，僅以相當(dāng)?shù)偷乃俣全@得硫化鈣，可以用富氧空氣或在極端情況下用純氧燃燒上述硫化鈣。最后，在按照本發(fā)明的工藝中。提供初始能量，以便在生產(chǎn)加熱氣體中補(bǔ)償少量或暫時(shí)的能量不足是可能的。
除了上述少量或暫時(shí)的能量不足外，在按照本發(fā)明的工藝中，生產(chǎn)加熱氣體完全不需要初始能量，并且能夠利用凈化過(guò)程本身獲得的廢物，實(shí)現(xiàn)凈化過(guò)程。而在其它方法中，上述廢物無(wú)用，并且不易將其清除。因?yàn)榘凑毡景l(fā)明方法，將硫化鈣氧化成硫酸鈣(石膏)，能夠進(jìn)一步處理和清除所生成的產(chǎn)物，并且提供必須重新加熱廢氣所需要的能量。很明顯，從這彼此之間完全不同的兩方面來(lái)看，本工藝是非常有利的。
參照在圖1和圖2中示出的圖解示意布置、并參照熱平衡。將更詳細(xì)地解釋本發(fā)明工藝的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)。
在圖1中示出的實(shí)施例中，將要凈化的廢氣通過(guò)管道1供入噴射吸收器2，并且供入氫氧化鈣灰漿使廢氣脫硫。已脫硫的廢氣通過(guò)管道3離開(kāi)噴射吸收器2，并通過(guò)氣體混合器4和管道5流到除塵器6，從除塵器6通過(guò)管道7排到廢氣煙囪。在噴射吸收器2內(nèi)收集的殘留物，可能含有多達(dá)約80%的硫化鈣和約20%的硫酸鈣，并通過(guò)管道8和10將其供入爐子12，將在除塵器內(nèi)撲集的、可能含有硫化鈣(尤其是高濃度硫化鈣)的灰塵，通過(guò)管道9和10也供入爐子12。硫化鈣氧化所需的燃燒空氣可以富含氧，將上述空氣和(或)任一種添加燃料通過(guò)管道11供入爐子12。氧化產(chǎn)生的熱氣通到管道13供入除塵器14，并通過(guò)管道15通入氣體混合器4，在氣體混合器4內(nèi)熱氣與將要重新加熱的廢氣混合。在爐子12和除塵器14內(nèi)收集的殘留物基本上由硫酸鈣組成，并通過(guò)管道16從裝置排入管道18。
在圖2中示出的另一個(gè)實(shí)施例中，將需要凈化的廢氣通過(guò)管道1也供入噴射吸收器2，并通過(guò)管道5將其輸入除塵器6。然后，將已脫硫和已除塵的廢氣通過(guò)管道7供入熱交換器19，并通過(guò)管道20排到廢氣煙囪。來(lái)自噴射吸收器2的殘留物含有80%的硫化鈣，將上述殘留物以及在電除塵器內(nèi)撲集的含有硫化鈣的灰塵通過(guò)管道8、9和10供入爐子12。在爐子12內(nèi)，用通過(guò)管道11供給的燃燒空氣氧化硫化鈣而生成硫酸鈣。因此而產(chǎn)生的熱燃燒氣通過(guò)管道13離開(kāi)爐子12，并通過(guò)除塵器14和管道15流入熱交換器19，最后通過(guò)管道21排到廢氣煙囪。爐子12和除塵器14的殘留物通過(guò)管道16從裝置排入管道18。
就每一各不相同情況來(lái)說(shuō)，在圖1和圖2示出的兩種布置中必須確定哪一個(gè)更好。可以認(rèn)為，本發(fā)明的基本原理也可以體現(xiàn)在另一種形式中。本發(fā)明的要點(diǎn)在于，將硫化鈣用于因脫硫已被冷卻的廢氣所必須的重新加熱，而該硫化鈣由于脫硫而生成，不經(jīng)進(jìn)一步處理是無(wú)法利用或貯存的。這種實(shí)踐解決了以前在利用氫氧化鈣灰漿的廢氣脫硫中引起相當(dāng)大困難的兩個(gè)問(wèn)題。附表1列出關(guān)于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)米3廢氣的物質(zhì)和能量傳遞平衡的重要根據(jù)，在上述1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)米3的廢氣中含有4或者6克的二氧化硫(SO2)。假定干凈空氣含有400毫克SO3/Sm3(標(biāo)準(zhǔn)立方米)。當(dāng)Ca SO3氧化成Ca SO4時(shí)，以61.8千卡/摩爾的速率釋熱。由此而產(chǎn)生的加熱氣體的比熱Cp等于0.31千卡/Sm3℃。
從表1最后一行可看出，如果未經(jīng)處理的氣體每標(biāo)準(zhǔn)米3含有4克或6克SO2，利用本發(fā)明原理可以將廢氣的溫度分別提高9℃或14℃。盡管初看起來(lái)溫度上升并不大，在許多情況中卻足以把已凈化廢氣的溫度充分地提高到露點(diǎn)以上，以致直到廢氣已經(jīng)離開(kāi)煙囪，都能安全地避免溫度降到露點(diǎn)以下。如果采用本發(fā)明原理，重要的是使用未經(jīng)處理的氣體實(shí)現(xiàn)較大的溫升。上述未經(jīng)處理的氣體硫含量高，以致將需要在噴射吸收器內(nèi)進(jìn)行較為嚴(yán)格的處理和相當(dāng)大的溫降。在這種要求中，處理過(guò)程在某種程度上是自行控制的，因此在圖1或圖2示出的裝置中，能夠不依靠未經(jīng)處理氣體的實(shí)際硫含量和不增加費(fèi)用實(shí)現(xiàn)廢氣脫硫。
表1關(guān)于1標(biāo)準(zhǔn)米3廢氣的能量和物質(zhì)傳遞平衡1行未經(jīng)處理氣體中SO2，克/標(biāo)準(zhǔn)米34 62行撲集的SO2，克 3.6 5.63行殘留物1)，克CaSO35.4 8.4CaSO48.4 2.38CaSO2)3摩爾 0.045 0.07釋熱Q3)，千卡 2.781 4.326溫升△T4)，℃ 9 141)殘留物由80%CaSO3和20%CaSO4組成CaSO3＝ 120/64 ×0.8×2行數(shù)值CaSO4＝ 130/64 ×0.2×2行數(shù)值2)CaSO3摩爾數(shù)＝(3行的CaSO3數(shù)值/120)3)Q＝CaSO3摩爾數(shù)×61.8千卡/摩爾4)△T＝Q/Cp
權(quán)利要求
1.含硫廢氣的凈化工藝，在該工藝中，通過(guò)向噴射吸收器提供氫氧化鈣灰漿實(shí)現(xiàn)脫硫，隨后廢氣經(jīng)除塵處理并被重新加熱，其特征在于，由于脫硫而生成的硫化鈣被氧化成硫酸鈣，因此而釋放出來(lái)的熱，用于重新加熱廢氣。
2.按照權(quán)利要求
1的工藝，其特征在于，通過(guò)爐內(nèi)空氣氧化硫化鈣，由此而產(chǎn)生的氣體去除硫酸鈣而被凈化，然后將其直接摻入將要重新加熱的廢氣。
3.按照權(quán)利要求
1的工藝，其特征在于，從氧化而生成的氣體中去除硫化鈣，然后在熱交換器內(nèi)將該氣體用于重新加熱廢氣。
4.按照權(quán)利要求
1到3任一項(xiàng)的工藝，其特征在于，在固體撲集器內(nèi)從廢氣中撲集灰塵，在撲集器內(nèi)撲集到的Ca SO3和在噴射吸收器內(nèi)可獲得的Ca SO3一起被氧化，由于氧化而釋放出來(lái)的熱，用于重新加熱廢氣。
5.按照權(quán)利要求
2的工藝，其特征在于，在Ca SO3氧化時(shí)生成的氣體經(jīng)初步除塵處理，然后將其與廢氣混合，并在固體撲集器內(nèi)再次進(jìn)行除塵處理。
6.按照權(quán)利要求
1的工藝，其特征在于，使用富氧空氣或純氧氧化硫化鈣。
7.按照權(quán)利要求
1的工藝，其特征在于，通過(guò)提供初始能量補(bǔ)償重新加熱氣體而發(fā)生的少量或暫時(shí)的能量不足。
專利摘要
除非在相當(dāng)?shù)偷臏囟认逻M(jìn)行處理，通過(guò)噴射氫氧化鈣灰漿是無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效率廢氣脫硫的。這樣低的溫度可能引起腐蝕，因?yàn)樵谘b置的后續(xù)部分，例如除塵器或煙囪內(nèi)的溫度可能降到露點(diǎn)以下。為此，經(jīng)常需要重新加熱廢氣。
文檔編號(hào)F23J15/08GK85105509SQ85105509
公開(kāi)日1986年7月23日 申請(qǐng)日期1985年7月18日
發(fā)明者漢斯·沃特·凱勒·雷恩斯帕克 申請(qǐng)人:金屬股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan