CN105771578A - 一种原料加工与烟气脱硫一体化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原料加工与烟气脱硫一体化工艺，本发明将原料加工、干式喷射脱硫、湿式喷淋脱硫三种工艺结合在一起，实现了原料加工与烟气脱硫的一体化。对于含硫量较高的煤烟，通过两种工艺，脱硫效率可达99％以上，实现高效脱硫；采用分级式冲击磨对原料加工，通过调节分级机频率，筛选出粒径为2～74μm的碳酸氢钠细粉，新生的碳酸氢钠细粉瞬间具有新生的表面和高度的反应活性，能够迅速与硫氧化物发生反应；将该细粉以气体输送方式运输并通过多个喷嘴连续喷入烟气管道，形成原料加工与烟气脱硫同步进行，不仅大大提高了脱硫效率，而且节约了时间和运输成本；脱硫产物送入回收系统经净化后可以广泛应用于工业、医药中。

Description

一种原料加工与烟气脱硫一体化工艺

技术领域

本发明涉及烟气处理技术领域，具体涉及一种原料加工与烟气脱硫一体化工艺。

背景技术

我国是煤炭生产和消费大国，煤中的碳、氢、氧、氮、硫等元素，在燃烧过程中生成大量的SOx、NOx以及颗粒悬浮物，已经在我国形成了极大的危害，造成了难以估量的经济和社会损失；烟气中排放的硫氧化物还可以造成作物枯萎、死亡、土壤变质、农业减产等一系列危害；其产生的悬浮颗粒物对人体的危害也很大，长期吸入后会引起呼吸系统疾病。

国内外对烟气中的二氧化硫的处理进行了大量的研究，目前脱硫方法有上百种，但是技术成熟且广泛应用的不多，这主要受生产技术成熟度、原料成本、来源难易、操作费用及维护成本、副产品的后续处理等因素制约。

目前国内外使用较多的烟气脱硫技术是湿法脱硫，如石灰石石膏法，双碱法，电化学氧化等方法，这些方法对于一些硫氧化物、氮氧化物以及汞含量较低的烟气来说能够达到有效净化烟气的目的，但对于含有大量的粉尘及空气污染物的烟气来说，很难保证脱硫效率。

国内外采用的脱硫剂大多是采购的成品，在仓库中堆放时间长，占地面积大，运输成本高，不仅降低了脱硫剂的活性，而且耗费了大量的时间和成本。

如公告号为CN104028089A，名称为“一种烟气脱硫除尘新工艺”的中国专利公开了一种利用多个除尘器脱除烟气中的硫氧化物，采用工业生产过程中的碱性废水作为脱硫剂，具有运行成本较低，操作简单等特点，但是在多个除尘器中采用工业生产过程中的碱性废水作为脱硫剂具有不稳定性，对含硫量较高的烟气脱硫效率难以达到国家标准。

如公告号为CN203123773U，名称为“烟气脱硫装置”的中国专利公开了一种采用双层塔喷淋脱硫，采用活性炭吸附和水洗脱硫，活性炭吸附脱硫具有脱硫剂消耗少，无腐蚀，工艺比较简单，在5～60℃温度范围内活性炭脱硫剂具有较好的脱硫效率等特点。但在烟气温度高于60℃，由于活性炭表在吸附硫化物的能力变弱，其脱硫效果有所下降，此外活性炭脱硫剂在干燥的烟气中脱硫效果差。

如公告号为CN103752153A，名称为“烟气脱硫净化装置”的中国专利公开了一种喷撒雾化水和喷撒消石灰粉的脱硫装置，两个阶段的脱硫在同一个舱体中完成，节省了占地面积，结构简单，投资、运行费用低，但消石灰干粉的在70μm以上时钙的利用率比较低，会造成脱硫剂的浪费。

如专利号为4555391，名称为“Dryinjectionfluegasdesulfurizationprocess”的美国专利公开了一种干式喷射烟气脱硫的工艺，采用的天然碱吸附剂，运行成本较低，但天然碱含有较多的杂质，影响脱硫效率，同时对含硫量较高的烟气没有采取二次脱硫，很难达到国家标准。

如公告号为3932587，名称为“Absorptionofsulfuroxidesfromfluegas”的美国专利公开了一种碳酸钠干粉或者碳酸氢钠干粉，或者两者的干粉混合物在喷雾干燥塔中喷撒脱硫，产生的亚硫酸钠和硫酸钠经过两个阶段的再生后重新获得碳酸钠，形成一个循环过程。但是硫酸钠和亚硫酸钠的再生需要复杂的工艺过程，从而导致运行成本高，很难实现大范围的推广。

如期刊为advancesinenvironmentalresearch8(2004)655-666，名称为“AmodelfordrysodiumbicarbonateductinjectionfluegasDesulfurization”的文献描述了喷射碳酸氢钠脱硫的可行性，采用碳酸氢钠干粉喷射注入烟气管道，然后用袋式除尘器捕集细粉，对于粒径小于30μm的细粉，当温度为127～150℃时碳酸氢钠具有较高的脱硫效率。

传统的脱硫工艺采用的原料大部分是存储在仓库中的成品，放置时间较长，造成结块，钝化，分解，活性降低等问题，大大降低了脱硫效率；此外，产生的成品堆放在仓库占据了大量的空间；成品的运输也造成了时间和成本的浪费。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种原料加工与烟气脱硫一体化工艺，将原料加工与烟气脱硫有机地结合在一起，整个工艺采取自动化操作，节省了大量的人力和时间，具有投资少，脱硫效率高等优点。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种原料加工与烟气脱硫一体化工艺，包括如下步骤：

S1、取适量碳酸氢钠原料送入机械冲击式磨机粉碎后，经涡轮气流分级机分离出符合要求的粉体；

S2、使用多个喷嘴将步骤S1所得的粉体喷入烟气管道，粉体经烟气管道进入袋式除尘器后，初步脱除硫氧化物及其他酸性气体和颗粒物；

S3、通过袋式除尘器收集步骤S2喷入的粉体；

S4、将固体反应产物从除尘器底部排出送入回收处理系统；

S5、将经步骤S2初步脱硫的烟气送入吸收塔底部，与此同时，将碳酸氢钠水溶液作为脱硫剂从脱硫塔塔顶喷淋，烟气与碳酸氢钠溶液在脱硫塔中逆流接触，脱除烟气中的硫氧化物和其他酸性污染物；

S6、净化后的洁净空气从吸收塔顶部排出，吸收液从吸收塔底部排出送入回收系统。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明将原料加工、干式喷射脱硫、湿式喷淋脱硫三种工艺结合在一起，实现了原料加工与烟气脱硫的一体化。对于含硫量较高的煤烟，通过两种工艺，脱硫效率可达99％以上，实现高效脱硫。

2、采用分级式冲击磨对原料加工，通过调节分级机频率，筛选出粒径为2～74μm的碳酸氢钠细粉，新生的碳酸氢钠细粉瞬间具有新生的表面和高度的反应活性，能够迅速与硫氧化物发生反应；将该细粉以气体输送方式运输并通过多个喷嘴连续喷入烟气管道，形成原料加工与烟气脱硫同步进行，不仅大大提高了脱硫效率，而且节约了时间和运输成本。

3、烟气具有较高的温度，可以使喷入烟气管道的碳酸氢钠迅速分解，产生多孔状的碳酸钠，不仅增大了其比表面积，而且新产生的碳酸钠在生成瞬间具有高度的反应活性，迅速提高脱硫效率。

4、碳酸氢钠细粉和烟气同时进入袋式除尘器，在除尘器滤袋上形成一层滤饼，不仅除去了烟气中的颗粒物，而且达到了初步脱硫的目的。

5、吸收塔中碳酸氢钠溶液与烟气逆流接触，进一步脱除烟气中的硫氧化物和酸性污染物。

6、脱硫产物送入回收系统经净化后可以广泛应用于工业、医药中。

附图说明

图1为本发明实施例一种原料加工与烟气脱硫一体化工艺的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本具体实施所用的设备及其工作原理为：

碳酸氢钠原料在机械冲击式磨机中受到冲击、磨损、剪切等作用实现粉碎，粉碎后的物料与机械冲击式磨机主进气口进入的部分烟气混合后经过上升气流的带动，上升到折流环，部分较粗物料回落入内料斗，其余的随上升气流进入涡轮分级腔，合格的物料被分选出来，在引分机的作用下经过均流板，使物料以气体输送方式运输，由多个喷嘴喷入主烟气管道，以保证其在管道内均匀分散并与烟气迅速发生反应；粒度不合格的颗粒被离心力强制抛向筒壁，沿筒壁下落经二次风、折流环处的上升气流冲洗后落入料斗，与加料一起进入转盘再次被加速、碰撞、粉碎。

冲击式磨机采用电磁振动加料机加料，通过调节整流电压来控制电磁振动加料机的送料量，瞬时改变和启闭料流，保证脱硫剂均匀稳定地送入冲击式磨机。振动加料机的入排料溜槽，机下漏斗与机箱之间保持不小于40mm的最小工作间隙，为使给料机工作有效面积充分利用，入料溜槽应使物料均匀分布在整个槽面上，同时使物料进入加料机的初速度减至最小。为防止物料损坏机器，入料溜槽口至机面的垂直落差应不大于200mm。

冲击式磨机主机主要由粉碎磨盘、锤头、研磨轨道、筒体等部件组成。粉碎时，物料在锤头与研磨轨道之间受到强烈的冲击、摩擦和剪切力而被粉碎。冲击式磨机运行电流可控制在50A左右，以保证最大的生产效率的同时，也保护电机，延长电机使用寿命。

涡轮气流分级机由电机、分级轮及分级机筒体等组成。通过调节分级轮的转速和主风门大小，在分级区形成合理的气固两相流，利用分级轮旋转时产生的离心力和空气拽力的相互作用来实现对物料的精确分级。其中，分级机的转速由变频器调节；主风门的大小由蝶阀来调节。分级机的最低频率不能低于5Hz，避免碳酸氢钠细粉进入轴承。

粉碎分级后的物料由管道射流进入主烟气管道，在进口处设置均流板，使物料在很短的距离内与主管道烟气充分混合。

分级机出口安装在线激光粒度分析仪，实时监测粉碎后的碳酸氢钠的粒度，自动完成数据采集、分析处理。

采用DCS系统根据不同硫氧化物浓度在线调节加料量并控制分级粒度。通过烟气流量计在线监测、采样来确定烟气的含硫量，对含硫量较高的烟气自动增加加料量，并增大分级机的频率，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。

管道末端连接袋式除尘器，除尘器由壳体、滤筒、电磁脉冲阀、减压阀、脉冲控制仪等组成。管道内的烟气温度低于120℃时，考虑耐酸性和耐久性，滤筒常选用涤纶绒布和涤纶针刺毡覆膜滤料；烟气温度在120～250℃时，选用石墨化玻璃丝布覆膜滤料。

除尘器滤袋清灰方式选用电磁脉冲喷吹清灰方式，喷吹压力控制在0.2～0.8MPa之间，清灰间隔在8～30S之间。烟气颗粒物与碳酸氢钠干粉在滤袋上产生滤饼，通过脉冲喷吹的作用，可以脱除颗粒物和硫氧化物，其反应产物和烟气颗粒物在除尘器中被收集并送入回收装置处理。

冲击式磨机在运行结束时，应让脉冲喷吹控制仪继续工作一个周期或5min以上，以利于彻底清除滤料上的粉料。

袋式除尘器下料系统采用双层高气密翻板下料阀，可实现连续性下料不停机。

入口烟道材质选用C276合金，以防止磨损和腐蚀；脱硫塔进口上方设置折流板，使烟气以较低流速切向进入吸收塔，保证吸收塔内烟气的均匀分布。

脱硫塔内壁和顶部采用防腐内衬，在吸收塔内温度小于70℃区域一般采用橡胶衬里，温度大于70℃区域一般采用玻璃鳞片衬里。

喷淋管道用于把浆液均匀分布在各喷嘴，形成最佳雾化效果。喷淋管道的材质一般用FRP(玻璃钢管)。在吸收塔外，喷淋管道与循环浆液管道法兰连接。

如图1所示，本发明实施例提供了一种原料加工与烟气脱硫一体化工艺，包括如下步骤：

S1、取适量碳酸氢钠原料送入机械冲击式磨机粉碎后，经涡轮气流分级机分离出符合要求的粉体；

S2、使用多个喷嘴将步骤S1所得的粉体喷入烟气管道，粉体经烟气管道进入袋式除尘器后，初步脱除硫氧化物及其他酸性气体和颗粒物；

S3、通过袋式除尘器收集步骤S2喷入的粉体；

S4、将固体反应产物从除尘器底部排出送入回收处理系统；

S5、将经步骤S2初步脱硫的烟气送入吸收塔底部，与此同时，将碳酸氢钠水溶液作为脱硫剂从脱硫塔塔顶喷淋，烟气与碳酸氢钠溶液在脱硫塔中逆流接触，脱除烟气中的硫氧化物和其他酸性污染物；

S6、净化后的洁净空气从吸收塔顶部排出，吸收液从吸收塔底部排出送入回收系统。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种原料加工与烟气脱硫一体化工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、取适量碳酸氢钠原料送入机械冲击式磨机粉碎后，经涡轮气流分级机分离出符合要求的粉体；

S2、使用多个喷嘴将步骤S1所得的粉体喷入烟气管道，粉体经烟气管道进入袋式除尘器后，初步脱除硫氧化物及其他酸性气体和颗粒物；

S3、通过袋式除尘器收集步骤S2喷入的粉体；

S4、将固体反应产物从除尘器底部排出送入回收处理系统；

S5、将经步骤S2初步脱硫的烟气送入吸收塔底部，与此同时，将碳酸氢钠水溶液作为脱硫剂从脱硫塔塔顶喷淋，烟气与碳酸氢钠溶液在脱硫塔中逆流接触，脱除烟气中的硫氧化物和其他酸性污染物；

S6、净化后的洁净空气从吸收塔顶部排出，吸收液从吸收塔底部排出送入回收系统。