CN104941391B

CN104941391B - 一种烟气脱除氯化氢气体的装置

Info

Publication number: CN104941391B
Application number: CN201410812242.0A
Authority: CN
Inventors: 张旭; 刘永峰
Original assignee: Great Huan Group Co Ltd
Current assignee: Great Huan Group Co Ltd
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2017-08-29
Anticipated expiration: 2034-12-23
Also published as: CN104941391A

Abstract

本发明提出一种烟气脱除氯化氢气体的装置。包括吸收室、布水器、供水箱、溢流阀、档板、收水器、循环水泵、循环水箱以及溢流阀；多个档板垂直安装在吸收室的顶部形成若干个吸收氯化氢气体的网格化空间；每个网格化空间顶部安装一个布水器，每个网格化空间的下方安装一个收水器；多个布水器与供水箱连接，多个收水器与循环水箱连接，循环水箱通过循环水泵与供水箱连接；溢流阀与循环水箱连接。本发明具有初始投资成本小，运行维护成本低，脱除氯化氢气体效率高，不会导致烟气中水蒸气饱和的优点，不会影响后续脱硫工艺，可提高脱硫灰的应用范围。

Description

一种烟气脱除氯化氢气体的装置

技术领域

本发明属于吸收氯化氢气体的技术领域，具体涉及一种半干法脱硫工艺中烟气在进入脱硫塔前脱除氯化氢气体的装置。

背景技术

当前，越来越多的燃煤电厂、烧结厂及球团厂采用了不同的烟气脱硫装置来减少二氧化硫排放。由于烧结烟气工况的特殊性，半干法脱硫技术在该领域得以大面积推广应用，由此产生的大量脱硫产物的资源化应用成为非常紧迫的任务。

半干法脱硫灰具有烧失量高、高钙高硫、氯离子含量高、颗粒细度大等特点，可以加入到矿渣微粉灰或水泥中作为调凝剂使用。例如矿渣微粉可以加入最高至2％，对于水泥可以加入最高至于5％。但由于脱硫灰(尤其是烧结脱硫灰)中氯离子含量达4-5％，为了保证氯离子含量不超过国家规定的水泥、矿渣微粉中氯离子含量≤0.06％和0.08％要求，脱硫灰添加量将降低70-80％，脱硫灰中的氯离子含量成为制约脱硫灰应用的主要因素。

在脱硫过程中，由于氯化氢比SO₂酸性强，干法、半干法脱硫时95％以上的氯化氢会被吸收，氯离子进入脱硫灰不可避免。因此，必须在烟气进入脱硫塔之前就脱除大部分氯化氢气体，才能减少脱硫灰中氯离子含量。

氯化氢与水有极强的溶解性，利用这个特点，常直接使用水或者稀盐酸或者碱液来洗涤吸收氯化氢。如梅钢的煤气脱氯采用氢氧化钠溶液洗涤的方法。

中国发明专利CN 201110400545.8提出一种从高温氯化冶金烟气中分离和回收有价金属氯化物与氯化氢的方法，其中洗脱烟气用水或稀盐酸吸收氯化氢，脱除烟气中的氯化氢，并制得盐酸。中国实用新型专利CN 201020033058.3提出了一种利用烟气脱氯生产盐酸的工艺在氨法烟气脱硫中应用的装置，包括一级水吸塔、二级水吸塔、引风机、冷却器、循环泵甲和循环泵乙，其对氯化氢气体的吸收采用水洗塔喷淋吸收的方式。脱氯效率可达95％以上，成本低，投资低，能耗低，实现氯化氢和SO₂回收价值的最大化。上述脱氯技术在半干法脱硫前直接使用是行不通。因为上述脱氯均使用洗涤方式，脱氯装置后的气体中水蒸汽已经饱和，烟气中已没用空间再容纳后期脱硫过程中喷入的水或者浆液中的水。

中国发明专利CN201010129274.2提出一种利用错流移动床去除水泥窑炉烟气有害成分的装置及方法，烟气中的氯、硫等有害成分冷凝到吸附载体颗粒上；排料阀控制吸附载体的排料速率；清洗装置完成对吸附载体的洗涤与干燥后，将吸附载体颗粒送回，实现载体颗粒的循环利用。中国发明专利CN200710097522.8提出利用Ca-Al-Si反应剂已粉末喷入或者做成填料床中填料将高温(400-950℃)烟气中的氯化氢气体脱除，效率高达90-99％。上述两种方案存在初始投资成本高、运行成本高的问题，导致推广困难。

综上所述，目前已有的烟气脱除氯化氢气体技术存在初投资成本高、运行成本高、脱除氯化氢过程使得烟气中水蒸气饱和等问题。因此急需一种初始资成本小，运行维护成本低，不能导致烟气中水蒸气饱和的脱除氯化氢气体的技术解决方案。

发明内容

本发明提出一种烟气脱除氯化氢气体的装置,适用于半干法脱硫工艺的烟气脱除氯化氢气体，其具有初始投资成本小，运行维护成本低，脱除氯化氢气体效率高，不会导致烟气中水蒸气饱和的优点，不会影响后续脱硫工艺，可提高脱硫灰的应用范围。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种烟气脱除氯化氢气体的装置，包括：吸收室，作为用水滴吸收烟气中氯化氢气体的场所，设置有烟气入口和烟气出口；布水器，安装在所述吸收室的顶部，用于产生所述水滴。

较佳地，还包括：供水箱，用于为布水器供水；溢流阀，设置在水箱沿高度方向上的位置，用于调节供水箱水位。

较佳地，还包括档板、收水器、循环水泵、循环水箱以及溢流阀；多个档板垂直安装在吸收室的顶部形成若干个吸收氯化氢气体的网格化空间；每个网格化空间顶部安装一个布水器，每个网格化空间的下方安装一个收水器；多个布水器与供水箱连接，多个收水器与循环水箱连接，循环水箱通过循环水泵与供水箱连接；溢流阀与循环水箱连接。

较佳地，循环水箱配备有补水泵。

较佳地，布水器包括箱体、进水管、第一布水板、布水管；进水管位于箱体顶部并与水箱连接；第一布水板上开设有多个与布水管内径相适应的进水孔，多个布水管在与其对应的进水孔的位置垂直安装在第一布水板的下方；第一布水板水平安装在布水器箱体内部；布水器箱体的底板作为第二布水板，在第二布水板上开设有多个布水孔。

较佳地，收水器包括箱体和出水管，出水管安装在收水器箱体底部并与循环水箱连接；收水器箱体的顶板作为收水板，在收水板上开设有多个收水孔。

较佳地，收水器和布水器在垂直方向上一一对应；布水管、布水孔以及收水孔的数量相同，且在垂直方向上一一对应。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于，通过精确设计布水器的进水流速、布水管的直径、布水器高度及布水孔的直径，确保布水器产生的水柱在下落过程中生成大量300μm以上直径的水滴，这些水滴在吸收氯化氢气体的同时因表面积的限制不会因受热大量蒸发，也不会被烟气携带进入后续脱硫环节，在初投资及运行费用较低的情况下氯化氢气体的脱除率能稳定在80％左右，且对后续脱硫影响不大，但大大降低了脱硫灰中氯离子的含量。

附图说明

图1是本发明烟气脱除氯化氢气体的装置整体结构示意图。

图2是本发明中的布水器结构示意图。

图3是本发明布水器中第一布水板和布水管示意图。

图4是本发明布水器中第二布水板和布水孔示意图。

图5是本发明中收水器结构示意图。

具体实施方式

容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本发明烟气脱除氯化氢气体的装置的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限制或限定

本发明以某450m2烧结机SDA半干法脱硫为例，原始烟气参数如下：

序号	项目	单位	450m²烧结机
				1	烟气量	m³/h	198×10⁴
2	烟气温度	℃	130
				3	含尘量	mg/m³	100
4	SO₂浓度	mg/Nm³	1200
				5	含湿量	Vol％	12％

序号	项目	单位	450m²烧结机
				6	含氧量	Vol％	16％
7	NOx	mg/Nm³	160
				8	HCl	mg/Nm³	150
9	HF	mg/Nm³	3

上述烟气排放时要求含尘量不大于100mg/m³,SO₂浓度不高于1200mg/Nm³。在未脱氯时，脱硫灰中的氯离子4％，要求通过脱氯降低至于1％。

本实施例可确保将烟气中的氯化氢气体脱除至30mg/Nm³以下，参照图1，本实施例由吸收室2、烟气入口3、烟气出口4、隔板5、布水器6、供水箱7、收水器8、循环水泵9、补水泵10、循环水箱11以及溢流阀12组成；其中，

烟气入口3位于吸收室2的左侧下方位置，烟气出口4位于吸收室2的右侧上方位置；

多个档板5垂直安装在吸收室2的顶部，将吸收室2的上部空间分割成若干个吸收氯化氢气体的网格化空间；每个吸收氯化氢气体的空间内配备一个布水器6和一个收水器8，具体讲多个布水器6设置在吸收室2的顶部并对应于每个网格化空间，用于在网格化空间中产生脱除烟气中氯化氢气体的水滴；收水器8设置在吸收室2的底部，用于收集落下的水滴并排除出去；

布水器6与供水箱7连接，收水器8与循环水箱11连接，循环水箱11通过循环水泵9与供水箱7连接；在供水箱7沿高度方向上布置有多个溢流阀12，溢流阀12与循环水箱11连接，溢流阀12用于调节水箱7内水位的高度。

参照图2、图3和图4，本实施例布水器6包括箱体、进水管13、第一布水板15、布水管16、第二布水板17组成，进水管13位于箱体顶部并与水箱7连接；第一布水板15上开设有多个与布水管16内径相适应的进水孔，多个布水管16在与其对应的进水孔的位置垂直安装在第一布水板15的下方；第一布水板15水平安装在布水器6箱体内部；布水器6箱体的底板作为第二布水板17，第二布水板17上开设有多个布水孔17。本实施例中每个布水器6有一一对应的23个布水管16和23个布水孔18，其中心位于同一垂直方向上，布水管16和布水孔18的进口要求光滑无肉眼可见毛刺，布水管16和布水孔18的出口要求锐缘无肉眼可见毛刺，布水管内部管壁要求光滑。

参照图5，本实施例收水器8包括箱体和出水管24，出水管24安装在收水器8箱体底部并与循环水箱11连接；收水器8箱体的顶板作为收水板20，在收水板20上开设有多个收水孔21。收水器8和布水器6在垂直方向上一一对应，每个收水器8也有23个收水孔21，收水孔21的中心也与布水器6的布水管16和布水孔18在垂直方向上一致。

在本实施例中，相关构建的参数数据如下：

吸收室2长宽高：10.5m*10.5m*5m；

布水器6进口水流速：0.025-0.05m/s；

布水器6长宽高：0.5m*0.5m*0.6m(高度不含进水管13)；

布水器6数量：20*20；

布水管直径：10mm；

布水孔18直径：20mm；

收水器8长宽高：0.5m*0.5m*0.2m(高度不含出水管24)；

收水器8数量：20*20；

循环水量：500m³/h；

吸收室2中水柱最大下落速度：≤12m/s；

吸收室2中水滴直径：≥300μm；

氯化氢气体脱除率：≥80％；

烟气中水分增加：≤5％。

本实施例的工作流程为：

循环水泵9从循环水箱11中将水抽入到供水箱7中，水箱7中有一系列的溢流阀12，溢流阀12的作用是将水箱7中的水位保持在某一固定水位，超过水位的水通过溢流阀回到循环水箱11，从而确保布水器6入口的水流速度控制在0.025-0.05m/s；水进入布水器6，通过布水管16自由下落，形成水柱；在自由下落过程中由于周围空气的卷吸作用以及重力加速度的作用，在水平和高度方向上水会被拉伸，形成大小不一的水团和水滴，其中小颗粒水滴会在空间出现弥散，而大颗粒由于惯性作用不会太大偏移垂直下落路线，第二布水板17上的布水孔18将允许大颗粒水滴通过，而小颗粒水滴会落在第二布水板17上汇聚成较大水滴后继续从布水孔18落下；通过布水器6后的水基本是较大的水团和水滴，在吸收室2中继续被烟气卷吸，以及在重力加速度下继续被拉伸，破碎，下落速度控制在12m/s左右，最终形成的水滴绝大部分都在300μm以上，这些水滴分布在吸收室2内，对烟气中的氯化氢气体进行吸收；档板5的作用是阻碍烟气在吸收室2的顶部流动，因为水滴在吸收室2的顶部分布较少，吸收效率较低。最后大颗粒水滴直接通过收水器8的收水孔21回到循环水箱11，而较小颗粒水滴可能会落在收水器8的收水板20上，最终汇聚成大水滴或水流后从收水孔21回到循环水箱11。由于烟气和水滴不可避免存在换热，会导致水分的蒸发，因此循环水箱11还配备了补水泵10用于定期补水。

Claims

1.一种烟气脱除氯化氢气体的装置，其特征在于，包括：

吸收室，作为用水滴吸收烟气中氯化氢气体的场所，设置有烟气入口和烟气出口；

布水器，安装在所述吸收室的顶部，用于产生所述水滴；

供水箱，用于为布水器供水；

溢流阀，设置在水箱沿高度方向上的位置，用于调节供水箱水位；

还包括档板、收水器、循环水泵、循环水箱；

多个档板垂直安装在吸收室的顶部形成若干个吸收氯化氢气体的网格化空间；每个网格化空间顶部安装一个布水器，每个网格化空间的下方安装一个收水器；

多个布水器与供水箱连接，多个收水器与循环水箱连接，循环水箱通过循环水泵与供水箱连接；溢流阀与循环水箱连接。

2.如权利要求1所述烟气脱除氯化氢气体的装置，其特征在于，循环水箱配备有补水泵。

3.如权利要求1所述烟气脱除氯化氢气体的装置，其特征在于，布水器包括箱体、进水管、第一布水板、布水管；进水管位于箱体顶部并与水箱连接；第一布水板上开设有多个与布水管内径相适应的进水孔，多个布水管在与其对应的进水孔的位置垂直安装在第一布水板的下方；第一布水板水平安装在布水器箱体内部；布水器箱体的底板作为第二布水板，在第二布水板上开设有多个布水孔。

4.如权利要求1所述烟气脱除氯化氢气体的装置，其特征在于，收水器包括箱体和出水管，出水管安装在收水器箱体底部并与循环水箱连接；收水器箱体的顶板作为收水板，在收水板上开设有多个收水孔。

5.如权利要求4所述烟气脱除氯化氢气体的装置，其特征在于，收水器和布水器在垂直方向上一一对应；布水管、布水孔以及收水孔的数量相同，且在垂直方向上一一对应。