專利名稱：一種燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫的方法和裝置，特別是含主要以硫鐵礦形式存在的無(wú)機(jī)硫的燃煤鍋爐生成的煙氣的除塵脫硫的方法和裝置。
上述含硫燃料燃燒后的煙氣不可避勉地含有SO2，SO3等硫的氧化物成分，這是目前造成大氣環(huán)境污染的原因之一，因此對(duì)這些含硫氣體作脫硫處理是十分重要和必須的。目前對(duì)這類含硫煙氣進(jìn)行脫硫，大量采用的是以石灰石或熟石灰等堿性吸收劑作脫硫劑的方法，其結(jié)果脫硫后伴隨有大量的石膏(硫酸鈣)的生成，其利用價(jià)值不高，又難于處理。
此后，人們對(duì)上述的煙氣脫硫進(jìn)行了長(zhǎng)期持續(xù)并深入的研究，許多新的脫硫劑及凈化煙塵和硫氧化物的方法的文獻(xiàn)相繼刊出，但上述方法都必須在處理工藝中引入脫硫劑，其后果是伴隨著這些脫硫劑的引入，不可避勉地產(chǎn)生新的需要處理的組分，從而增加了后處理的復(fù)雜性，甚至造成二次污染。
本發(fā)明的目的在于提供一種全新的燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫的方法，該方法通過(guò)將洗滌水的PH控制在較低的范圍內(nèi)運(yùn)作，即可達(dá)到除塵脫硫的目的，而不需要引入上述的脫硫劑。
本發(fā)明的目的還在于提供一種實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，該裝置設(shè)備簡(jiǎn)單，投資低，運(yùn)行費(fèi)用少，運(yùn)行可靠，便于維護(hù)管理。
本發(fā)明的特征在于在煙氣除塵脫硫過(guò)程中洗滌水的PH控制在較低范圍內(nèi)，而不需加入脫硫劑，其原理在于當(dāng)煤中含有主要以硫鐵礦形式存在的無(wú)機(jī)硫時(shí)，在煤燃燒過(guò)程中FeS2跟著燃燒，生成(1)當(dāng)空氣不足時(shí)，燃燒不充分時(shí)，反應(yīng)為(2)上述的煙氣混合物用循環(huán)洗滌水處理，只有其PH降到一定值以下(一般為3以下)，水呈現(xiàn)明顯的酸性時(shí)，F(xiàn)e2O3和Fe3O4才被溶解，F(xiàn)e+在水中才有一定的溶解量，溶解于水中的Fe+離子起到將煙氣中的SO2溶于水后生成的H2SO3氧化成H2SO4的氧化劑作用，由于SO3-離子被除去，從而打破了SO2的溶解平衡反應(yīng)，使煙氣中的SO2能不斷溶解于水，增大了脫硫效果，又因水成酸性，就更增加了由煙塵帶來(lái)的全屬氧化物在水中的溶解速度和溶解度，特別是煙塵中含量最大，單位重量中和酸能力最強(qiáng)的金屬氧化物--AL2O3的被溶出，更增加了中和酸的能力。由于在SO3-離子被除去的同時(shí)，H+離子也被除去，再加上在一定酸度條件下，有利于煙氣中的氧對(duì)循環(huán)洗滌水中Fe+離子的氧化作用，所以比在堿性和中性條件下有更好的脫硫效果。
試驗(yàn)證明，按照本發(fā)明的方法脫硫率可達(dá)80％以上，除塵效率達(dá)95％以上，粒徑50微米的塵?？杀怀?。
本發(fā)明的方法依次包括如下步驟(a)將由鍋爐(1)排出的含有煙塵和SO2的高溫?zé)煔馑腿胛那鹄镱A(yù)處理器(2)用水進(jìn)行冷卻，預(yù)除塵，預(yù)脫硫的步驟；(b)將上述預(yù)處理的煙氣再送入除塵脫硫洗滌塔(4)與水充分接觸交換進(jìn)行二級(jí)除塵，脫硫的步驟；(c)將上述預(yù)處理的煙氣和灰、水分離后，灰水與二級(jí)除塵脫硫后的灰水沉清液一起作循環(huán)洗滌水的步驟；(d)將上述二級(jí)除塵，脫硫步驟后的煙氣和灰水分離后，排灰并進(jìn)行水處理再返回系統(tǒng)作循環(huán)洗滌水的步驟。
(e)將上述二級(jí)除塵脫硫的煙氣排出的步驟。
上述的水是工業(yè)循環(huán)水，其PH在1-3的范圍內(nèi)，壓力為1.2-2.5MPa表壓，文丘里預(yù)處理器的液氣比為0.2-2.3kg/M3，除塵脫硫汽滌塔(4)的液氣比為0.8-1.4kg/M3。
在從燃煤鍋爐排出的煙塵中還含有Fe2O3，F(xiàn)e2O4等鐵氧化物；根據(jù)待處理的煙氣量，所需的循環(huán)洗滌水量，補(bǔ)充清水，根據(jù)監(jiān)控的洗滌水的PH來(lái)調(diào)節(jié)待處理煙氣，以保持洗滌水的PH在1-3的范圍內(nèi)。
本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，該裝置包括(a)將由鍋爐(1)排出的含有煙塵和SO2的高溫?zé)煔馑腿胛那鹄镱A(yù)處理器(2)，用水進(jìn)行冷卻，預(yù)除塵，預(yù)脫硫的裝置；(b)將上述預(yù)處理的煙氣再送入除塵脫硫洗滌塔(4)與水充分接觸交換進(jìn)行二級(jí)除塵，脫硫的裝置；(c)將上述預(yù)處理的煙氣和灰，水分離后，灰水與二級(jí)除塵脫硫后的灰水沉清液一起作循環(huán)洗滌水的裝置；(d)將上述二級(jí)除塵，脫硫過(guò)的煙氣和灰，水分離后排灰并進(jìn)行水處理再返回系統(tǒng)作循環(huán)洗滌水的裝置；(e)將上述二級(jí)除塵，脫硫過(guò)的煙氣排出的裝置；按照本發(fā)明的方法和裝置，由于在酸性條件運(yùn)行，沒(méi)有結(jié)垢問(wèn)題，不用外加脫硫劑，因而流程簡(jiǎn)單，排污量少，工藝性能好，洗滌水可完全循環(huán)，不存在二次污染問(wèn)題，本發(fā)明的方法與國(guó)外曾用于燃油鍋爐的外加鐵離子作氧化催化劑脫硫的方法比較，由于該方法生成的酸濃度太低不便于處理，而濃度太高對(duì)SO2吸收又不利，因此一般把酸濃度控制在2-5％，生成的酸多用石灰乳中和成石膏排放。而本法則是利用待處理煙塵中所有能被酸性循環(huán)水所溶解的金屬氧化物作酸中和劑，除去水中的SO3-和H+離子，使得水對(duì)SO2的吸收能在較高的PH下進(jìn)行，從而有利于SO2的吸收；因此，本發(fā)明的方法兼有酸堿中和法和鐵離子催化氧化法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了它們的不足，由于無(wú)需外加脫硫劑，又無(wú)二次污染，所以是非常理想的脫硫工藝。
本發(fā)明的方法和裝置通過(guò)下述的實(shí)施例并參照附圖進(jìn)行詳細(xì)描述，本領(lǐng)域的專業(yè)人員可以對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行變化和改進(jìn)，但是上述變化和改進(jìn)的實(shí)施例都應(yīng)視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明的精神和范圍由后續(xù)的權(quán)利要求來(lái)限定。


圖1是按照本發(fā)明方案的裝置流程簡(jiǎn)圖；參見(jiàn)圖1，其中(1)鍋爐，(2)文丘里預(yù)處理器，(3)氣水分離器，(4)除塵脫硫洗滌塔，(5)排風(fēng)機(jī)，(6)煙囪，(7)渣水分離器，(8)文丘里集水槽，由燃煤鍋爐排出的含SO2，F(xiàn)e3O3，F(xiàn)e3O4等煙塵的煙氣被送入文丘里預(yù)處理器(2)用循環(huán)洗滌水冷卻，預(yù)除塵和預(yù)脫硫，其中液氣比為0.2-2.3Kg/M3，水壓為1.2-2.5MPa表壓，接著經(jīng)氣水分離器(3)分離的煙氣再送入除塵脫硫洗滌塔(4)中與循環(huán)洗滌水充分接觸，交換進(jìn)行最后的除塵，脫硫后由排風(fēng)機(jī)(5)排入煙囪(6)，隨即排出大氣。
從除塵脫硫洗滌塔(4)底部排出的含有大量塵的循環(huán)洗滌水經(jīng)渣水分離器(7)渣、水分離后，渣從分離器(7)底部排出，水從上部排入文丘里集水槽(8)，在此與從氣水分離器(3)下來(lái)的塵和水混合，在集水槽(8)中塵，水進(jìn)一步分離，塵從底部排出，水被循環(huán)洗滌水泵(9)分別泵入文丘里預(yù)處理器(2)和除塵脫離洗滌塔(4)，所述的渣水分離設(shè)備可以是各種型式的如過(guò)濾的，沉淀的……等等根據(jù)待處理的煙氣量，循環(huán)洗滌水量，補(bǔ)充清水，根據(jù)監(jiān)控的洗滌水的PH值來(lái)調(diào)節(jié)待處理煙氣量，以保持洗滌水的PH在1-3范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫的方法，依次包括如下步驟(a)將由鍋爐(1)排出的含有煙塵和SO2的高溫?zé)煔馑腿胛那鹄镱A(yù)處理器(2)，用水進(jìn)行冷卻，預(yù)除塵，預(yù)脫硫的步驟；(b)將上述預(yù)處理的煙氣送入除塵脫硫洗滌塔與水充分接觸交換進(jìn)行二級(jí)除塵，脫硫的步驟；(c)將上述預(yù)處理煙氣和灰、水分離后，排灰并進(jìn)行水處理再送入系統(tǒng)作循環(huán)洗滌水的步驟。(d)將上述二級(jí)除塵，脫硫后的煙氣和灰、水分離后，排灰并進(jìn)行水處理再送入系統(tǒng)作循環(huán)洗滌水的步驟。(e)將上述處理過(guò)的煙氣排出的步驟。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述水的PH在1-3的范圍內(nèi)，壓力為1.2-2.5MPUa表壓，文丘里預(yù)處理器(2)的液氣比為0.2-2.3Kg/M3，除塵脫硫洗滌塔(4)的液氣比為0.8-1.4Kg/M3。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所述的注入文丘里預(yù)處理器(2)，除塵脫硫洗滌塔(4)的水是工業(yè)循環(huán)水。
4.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-2的任一個(gè)的方法的裝置包括(a)將由鍋爐(1)排出的含有煙塵和SO2的高溫?zé)煔馑腿胛那鹄镱A(yù)處時(shí)器(2)用水進(jìn)行冷卻，預(yù)除塵，預(yù)脫硫的裝置；(b)將上述預(yù)處理的煙氣送入除塵脫硫洗滌塔(4)與水充分接觸交換進(jìn)行二級(jí)除塵、脫硫的裝置；(c)將上述預(yù)處理煙氣和灰、水分離后排灰，并進(jìn)行水處理，再返回系統(tǒng)作循環(huán)洗滌水的裝置；(d)將上述二級(jí)除塵，脫硫步驟中煙氣和灰水分離后，排灰并進(jìn)行水處理再返回系統(tǒng)作循環(huán)洗滌水的裝置；(e)將上述處理過(guò)的煙氣排出的裝置；
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃煤鍋爐煙氣除塵、脫硫的方法和裝置，該方法的特征在于不需加入脫硫劑，使洗滌水的pH值在1-3的范圍內(nèi)而達(dá)到脫硫除塵的目的，該法工藝簡(jiǎn)單，又無(wú)二次污染，是非常理想的脫硫工藝。
文檔編號(hào)B01D53/48GK1136976SQ9510742
公開(kāi)日1996年12月4日 申請(qǐng)日期1995年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月6日
發(fā)明者李笑林, 謝載衡, 陳兵元, 郭威, 李建民 申請(qǐng)人:北京市市政工程機(jī)械公司