CN105251337A - 一种碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化方法及装置，其在焙烧炉出口设有的预除尘器去除焦油和粉尘的过程；进入全蒸发干底式冷却塔进行喷淋冷却降温的过程；降温后进入吸附反应分离器内与内循环氢氧化钙吸附剂进行一次吸附反应的过程，吸附反应分离器内收集的物料经过输送装置输送到含氟料仓内储存；再经过脱硫除氟反应器与新鲜加入的氢氧化钙吸附剂进行二次吸附反应，进行脱硫、脱氟的过程；然后进入布袋除尘器进行气体、固体分离过滤的过程，分离过滤后的气体通过引风机从烟囱排放。本发明采用氢氧化钙同时去除烟气中的二氧化硫和氟化物以及粉尘和焦油，达到脱硫、脱氟、除尘的目的，具有工艺合理、简单，操作方便，设备易制作、成本低，占地面积小、易维护，运行可靠，使用寿命长。

Description

一种碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化方法及装置

技术领域

本发明涉及碳素焙烧烟气净化的技术领域，具体地说是一种碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化方法及装置。能有效地处理碳素焙烧烟气中的二氧化硫、氟化物、焦油、苯丙芘等有害物质。

背景技术

目前，碳素厂配套有电解铝厂的普遍采用脱硫装置+氧化铝吸附烟气中的焦油和氟化物，经过吸附反应后的氧化铝表面含有焦油，对后续的电解铝生产带来生产工艺的波动，由于氧化铝的来回运输，增加生产成本，同时增加了氧化铝的破损。采用湿法脱硫容易造成二次污染。碳素厂没有配套电解铝厂的，普遍采用电捕焦油器处理烟气中的焦油，电捕焦油器净化后的烟气不能满足现行的国家排放标准，同时电捕焦油器随着时间的延长，设备运行不稳定，同时存在着火灾等安全因素。随着环保意识的提高和环保要求，对整套净化系统要求设备占地小、运行维护方便，无二次污染。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述技术的不足，提供一种碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化方法及装置，具有设备集中、占地面积小、运行维护方便的特点，其净化方法合理，设计结构简单，易制作，成本低，安装方便，使用安全。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化方法，其特征在于焙烧炉产生的烟气经过在焙烧炉出口设有的预除尘器去除焦油和粉尘的过程；进入全蒸发干底式冷却塔进行喷淋冷却降温的过程；降温后进入吸附反应分离器内与内循环氢氧化钙吸附剂进行一次吸附反应的过程，吸附反应分离器内收集的物料经过输送装置输送到含氟料仓内储存；再经过脱硫除氟反应器与新鲜加入的氢氧化钙吸附剂进行二次吸附反应，进行脱硫、脱氟的过程；然后进入布袋除尘器进行气体、固体分离过滤的过程，分离过滤后的气体经过引风机从烟囱排放，布袋除尘器分离过滤后的氢氧化钙循环利用，收集的氢氧化钙输送到吸附反应分离器前烟道内吸附反应。

一种碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，包括预除尘器、全蒸发干底式冷却塔、吸附反应分离器、脱硫除氟反应器、布袋除尘器，设有新鲜料仓和含氟料仓，新鲜料仓、含氟料仓、吸附反应分离器、脱硫除氟反应器和布袋除尘器之间通过物料输送设备进行连接，其特征在于焙烧炉烟道阀门出口设有预除尘器，其后部设有全蒸发干底式冷却塔进行喷淋降温，设有的吸附反应分离器与外部的含氟料仓相连接，在吸附反应分离器内有吸附剂循环氢氧化钙，对吸附后的氢氧化钙和粉尘进行收集，在吸附反应分离器下部有输送装置输送到含氟料仓内储存，新鲜料仓与脱硫除氟反应器相连接，在吸附反应分离器后部连接有脱硫除氟反应器，脱硫除氟反应器内有新鲜的氢氧化钙，在脱硫除氟反应器内有喷水增湿处理装置，脱硫除氟反应器后部连接有布袋除尘器进行气固分离，分离后的烟气经过引风机和烟囱排空；布袋除尘器收集的氢氧化钙循环利用，布袋除尘器连接有输送装置，收集的氢氧化钙输送到吸附反应分离器前的分散布料器内进行吸附反应，吸附反应分离器内收集的物料经过输送装置输送到含氟料仓内储存。

所述的新鲜料仓内的氢氧化钙通过过滤计量装置和新鲜输送溜槽输送到脱硫除氟反应器内。

所述的预除尘器内部安装有灭火水组，可喷射降温水。

所述的全蒸发干底式冷却塔为烟气流向与双流体雾化喷枪喷出的降温雾化水方向一致的顺喷模式，进塔、出口的温度差进行自动调节喷水量，烟气停留时间超过5s，出口温度控制在80±5℃。

所述的布袋除尘器有多组过滤单元。

所述的一次吸附反应的过程和二次吸附反应的过程后的物料进行了分离，减少吸附反应包含的物料的循环次数，减少物料的磨损和系统的设备阻力。

所述的吸附反应分离器内氢氧化钙吸附烟气中的焦油，与烟气中的二氧化硫进行反应，反应后对氢氧化钙和烟气进行分离。

所述的脱硫除氟反应器内氢氧化钙与烟气中的二氧化硫和氟化物进行反应，在脱硫除氟反应器中间位置能雾化增湿，增加脱硫和除氟的效率。氢氧化钙投入量和喷水量根据烟气量和二氧化硫含量进行调整。

所述的吸附反应分离器前分散布料器内循环氢氧化钙的用量可以根据烟气量和烟气中焦油、二氧化硫的含量进行调整。

所述的焙烧炉烟气经过烟道阀门控制可以分为净化模式、旁通模式和直通模式。

当焙烧炉产生的烟气超过180℃时，系统通过管道灭火水组和预除尘器内的大水灭火组进行喷水降温，若全蒸发干底式冷却塔进口烟气温度低于180℃，系统运行净化模式。

当全蒸发干底式冷却塔进口烟气温度高于180℃时，冷风阀开启向系统内吸入冷风，将烟气温度降低，达到系统运行净化模式。

当焙烧炉出口温度超过250℃或全蒸发干底式冷却塔进口烟气温度高于180℃时，烟气通过旁通烟道直接经过烟囱排空，防止烟气温度过高造成设备的损坏。为直通模式。

当焙烧炉出口检测到有发生火灾的火情时，系统自动转换到直通模式。

当焙烧炉在初期烘炉阶段，烟气通过引风机和烟囱排空，为旁路模式。

配有两台引风机，一台运行，一台备用。

本发明的净化方法合理简单，污染物排放低于有关标准；其装置设计合理，结构简单、紧凑，设备占地面积小、运行成本低、设备维护操作简单、运行可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中标记：1、烟道，2、冷风阀，3、管道大水灭火组，4、预除尘器，5、喷淋灭火组,6、增强反应泵站，7、全蒸发干底式冷却塔，8、全雾化泵站，9、喷淋水双流体雾化喷枪，10、过滤计量装置,11、新鲜料仓，12、增强反应喷枪，13、脱硫除氟反应器，14、气源站，15、除尘器，16、阀门，17、含氟料仓，18、引风机，19、烟囱，20、气力提升机，21、返回输送溜槽，22、提升气源，23、循环输送溜槽，24、吸附反应分离器，25、动力风源，26、分散布料器，27、新鲜输送溜槽，28、大水灭火泵组，29、旁通烟道，30、烟道阀门。

具体实施方式

由图1所示，碳素焙烧炉产生的烟气经过烟道1、烟道1入口处有冷风阀2，管道大水灭火组3、进入预除尘器4，在预除尘器4内去除部分粉尘和焦油，烟气进入全蒸发干底式冷却塔7内进行喷淋降温，在全蒸发干底式冷却塔7上部有喷淋水双流体雾化喷枪9，其与全雾化泵站8连接，保证全蒸发干底式冷却塔7出口温度控制在80±5℃，此温度可调节，经过降温后的烟气进入吸附反应分离器24，在吸附反应分离器24入口处有分散布料器26将循环氢氧化钙喷入，循环输送溜槽23输送氢氧化钙，氢氧化钙与烟气中的焦油、二氧化硫、氟化物进行一次吸附反应，在吸附反应分离器24进行气固分离，分离后的烟气进入脱硫除氟反应器13内与新鲜氢氧化钙进行二次反应，增强反应喷枪12与增强反应泵站6连接，增强反应喷枪12喷洒喷淋水，其目的增加烟气湿度，提高吸附效率；二次反应后的烟气进入除尘器14内进行气固分离，在除尘器15上部脉冲喷吹清灰与气源站14相连，除尘器15进口和出口安装有阀门16，分离后的烟气经过引风机18从烟囱19排空。除尘器15分离的固体进入除尘器15下部的返回输送溜槽21，在除尘器15底部有循环输送溜槽23和返回溜槽21，循环输送溜槽23、返回溜槽21、新鲜输送溜槽27与动力风源25相连接，返回溜槽121连接有气力提升机20，气力提升机20与提升气源22相连接。

氢氧化钙输送到新鲜料仓11内储存，新鲜料仓11内的氢氧化钙通过过滤计量装置10和新鲜输送溜槽27输送到脱硫除氟反应器13内，在脱硫除氟反应器13内烟气与新鲜氢氧化钙进行二次吸附反应，同时通过增强反应泵站6将高压雾化水通过增强反应喷枪9均匀喷洒在脱硫除氟反应器13内，增加氢氧化钙和二氧化硫、氟化物的吸附效率。反应后的烟气进入除尘器14内进行气固分离，除尘器15灰斗的氢氧化钙通过阀门控制和循环输送溜槽23输送到吸附反应分离器24入口的分散布料器26将循环料均匀喷洒在烟道内，吸附反应分离器24收集的氢氧化钙通过返回溜槽21输送到气力提升机20内，通过提升气源21提供动力风经气力提升机20内的物料输送到含氟料仓17内储存。除尘器15灰斗内的氢氧化钙可以通过阀门控制和返回溜槽21输送到到气力提升机20内，将物料输送到含氟料仓17内储存。含氟料仓内的物料可以外运，作为其他生产的原料。所述的吸附反应分离器前分散布料器内循环氢氧化钙的用量可以根据烟气量和烟气中焦油、二氧化硫的含量进行调整。吸附反应分离器内氢氧化钙吸附烟气中的焦油，与烟气中的二氧化硫进行反应，反应后对氢氧化钙和烟气进行分离。所述的一次吸附反应的过程和二次吸附反应的过程后的物料进行了分离，可减少吸附反应包含的物料的循环次数，减少物料的磨损和对系统的设备阻力。

全蒸发干底式冷却塔7为顺喷模式，烟气在全蒸发干底式冷却塔7内烟气流向与双流体雾化喷枪9喷出的降温雾化水方向一致，通过全雾化泵站8提供的雾化降温水通过高压雾化喷枪9喷出水珠小于100um的雾化水。烟气在全蒸发干底式冷却塔7内停留时间超过5s，保证全蒸发干底式冷却塔7出口的烟气温度达到80±5℃，此温度可调节。

全雾化泵站8提供的喷水量根据全蒸发干底式冷却塔7进口和出口的烟气温差进行自动控制，全雾化泵站8提供的喷淋水双流体雾化喷枪9在全蒸发干底式冷却塔7全部蒸发。双流体雾化喷枪9的数量和喷水量根据烟气量计算确定。

增强反应泵站6将高压雾化水通过增强反应喷枪12均匀喷洒在脱硫除氟反应器13内，增强反应泵站6提供的水量根据脱硫除氟反应器13出口的二氧化硫浓度进行自动调整，强反应泵站6提供的水通过增强反应喷枪12在脱硫除氟反应器13内全部雾化。增强反应喷枪12通过烟气量和二氧化硫含量计算确定喷洒量。所述的脱硫除氟反应器内氢氧化钙与烟气中的二氧化硫和氟化物进行反应，在脱硫除氟反应器中间位置能雾化增湿，增加脱硫和除氟的效率。氢氧化钙投入量和喷水量根据烟气量和二氧化硫含量进行调整。

新鲜输送溜槽27、循环输送溜槽23、返回输送溜槽21由动力风源25提供，动力风源25的风量根据新鲜输送溜槽27、循环输送溜槽23、返回输送溜槽21的长度和输送物料量确定。

除尘器15有多组过滤单元，可以通过除尘器15前后的阀门16进行控制，当1组过滤单元需要检修时，其他过滤单元能够正常工作，系统在净化模式运行。除尘器15的清灰分为定时和定压两种模式，当除尘器15内滤袋表面的粉尘达到一定厚度时，除尘器差压升高，清灰动力有气源站12提供。

新鲜仓11、含氟仓17的容积可以根据每天消耗的氢氧化钙用量及氢氧化钙运输情况确定。

当焙烧炉产生的烟气低于180℃时，烟气通过预除尘器4、全蒸发干底式冷却塔7、吸附反应分离器24、脱硫除氟反应器13、除尘器15、引风机18和烟囱19排空，为净化模式。

当焙烧炉产生的烟气超过180℃时，系统启动大水灭火泵组28向预除尘器4内的喷淋灭火组5和管道大水灭火组3提供喷淋水，分别向预除尘器4和管道内喷射喷淋水进行降温，若全蒸发干底式冷却塔7进口烟气温度低于180℃，系统运行净化模式；当全蒸发干底式冷却塔7进口烟气温度高于180℃时，可以开启冷风阀2向系统内吸入冷风，将烟气温度降低，达到系统运行净化模式。

当焙烧炉出口温度超过250℃或全蒸发干底式冷却塔7进口烟气温度高于180℃时，烟气通过旁通烟道29直接经过烟囱排空，防止烟气温度过高造成设备的损坏，为直通模式。

当焙烧炉出口检测到有发生火灾的火情时，系统自动转换到直通模式。

当焙烧炉在初期烘炉阶段，烟气通过引风机18和烟囱19排空，为旁路模式。

碳素焙烧炉烟气经过烟道阀门30控制可以分为净化模式、旁通模式和直通模式。引风机18为两台，一台运行一台备用，可以通过引风机18前后的电动阀门实现控制。

本发明设计合理、结构简单，制作容易，使用、操作方便。

Claims (17)

1.一种碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化方法，其特征在于焙烧炉产生的烟气经过在焙烧炉出口设有的预除尘器去除焦油和粉尘的过程；进入全蒸发干底式冷却塔进行喷淋冷却降温的过程；降温后进入吸附反应分离器内与内循环氢氧化钙吸附剂进行一次脱硫、脱氟的吸附反应的过程，吸附反应分离器内收集的物料经过输送装置输送到含氟料仓内储存；烟气再经过脱硫除氟反应器与新鲜加入的氢氧化钙吸附剂进行二次脱硫、脱氟的吸附反应的过程；然后进入布袋除尘器进行气体、固体分离过滤的过程，分离过滤后的气体通过引风机从烟囱排放，布袋除尘器分离过滤后的氢氧化钙循环利用，收集的氢氧化钙输送到吸附反应分离器前的烟道内进行吸附反应。

2.一种碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，包括预除尘器、全蒸发干底式冷却塔、吸附反应分离器、脱硫除氟反应器、布袋除尘器，设有新鲜料仓和含氟料仓，新鲜料仓、含氟料仓、吸附反应分离器、脱硫除氟反应器和布袋除尘器之间通过物料输送设备进行连接，其特征在于焙烧炉烟道阀门出口设有预除尘器，其后部设有全蒸发干底式冷却塔进行喷淋降温，设有的吸附反应分离器与外部的含氟料仓相连接，在吸附反应分离器内有吸附剂循环氢氧化钙，对吸附后的氢氧化钙和粉尘进行收集，在吸附反应分离器下部有输送装置输送到含氟料仓内储存，新鲜料仓与脱硫除氟反应器相连接，在吸附反应分离器后部连接有脱硫除氟反应器，脱硫除氟反应器内有新鲜的氢氧化钙，在脱硫除氟反应器内有喷水增湿处理装置，脱硫除氟反应器后部连接有布袋除尘器进行气固分离，分离后的烟气经过引风机和烟囱排空；布袋除尘器收集的氢氧化钙循环利用，布袋除尘器连接有输送装置，收集的氢氧化钙输送到吸附反应分离器前的分散布料器内进行吸附反应，吸附反应分离器内收集的物料经过输送装置输送到含氟料仓内储存。

3.根据权利要求2所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，其特征在于所述的新鲜料仓内的氢氧化钙通过过滤、计量装置和新鲜输送溜槽输送到脱硫除氟反应器内。

4.根据权利要求2所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，其特征在于所述的预除尘器内部安装有灭火水组，可喷射降温水。

5.根据权利要求2所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，其特征在于所述的全蒸发干底式冷却塔为烟气流向与双流体雾化喷枪喷出的降温雾化水方向一致的顺喷模式，根据全蒸发干底式冷却塔进塔、出口的温度差进行自动调节喷水量，烟气停留时间超过5s，出口温度控制在80±5℃。

6.根据权利要求2所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，其特征在于所述的布袋除尘器有多组过滤单元。

7.根据权利要求1所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化方法，其特征在于所述的一次吸附反应的过程和二次吸附反应的过程后的物料进行了分离，减少吸附反应包含的物料的循环次数，减少物料的磨损和系统的设备阻力。

8.根据权利要求1所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化方法，其特征在于所述的吸附反应分离器内氢氧化钙吸附烟气中的焦油，与烟气中的二氧化硫进行反应，反应后对氢氧化钙和烟气进行分离。

9.根据权利要求1所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化方法，其特征在于所述的脱硫除氟反应器内氢氧化钙与烟气中的二氧化硫和氟化物进行反应，在脱硫除氟反应器中间位置能雾化增湿，增加脱硫和除氟的效率。氢氧化钙投入量和喷水量根据烟气量和二氧化硫含量进行调整。

10.根据权利要求1所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化方法，其特征在于所述的吸附反应分离器前分散布料器内循环氢氧化钙的用量可以根据烟气量和烟气中焦油、二氧化硫的含量进行调整。

11.根据权利要求2所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，其特征在于所述的焙烧炉烟气经过烟道阀门控制可以分为净化模式、旁通模式和直通模式。

12.根据权利要求2所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，其特征在于当焙烧炉产生的烟气超过180℃时，系统通过管道灭火水组和预除尘器内的大水灭火组进行喷水降温，若全蒸发干底式冷却塔进口烟气温度低于180℃，系统运行净化模式。

13.根据权利要求2所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，其特征在于当全蒸发干底式冷却塔进口烟气温度高于180℃时，冷风阀开启向系统内吸入冷风，将烟气温度降低，达到系统运行净化模式。

14.根据权利要求2所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，其特征在于当焙烧炉出口温度超过250℃或全蒸发干底式冷却塔进口烟气温度高于180℃时，烟气通过旁通烟道直接经过烟囱排空，防止烟气温度过高造成设备的损坏。为直通模式。

15.根据权利要求2所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，其特征在于当焙烧炉出口检测到有发生火灾的火情时，系统自动转换到直通模式。

16.根据权利要求2所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，其特征在于当焙烧炉在初期烘炉阶段，烟气通过引风机和烟囱排空，为旁路模式。

17.根据权利要求2所述的碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化装置，其特征在于配有两台引风机，一台运行，一台备用。