CN113209790A - 防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统及方法，属于防腐技术领域。在烟气进入易受酸露腐蚀结垢的设备前设置反应器，反应器入口处喷吹碱性脱硫干燥剂，对烟气中的SO3进行脱硫和干燥，同时降低烟气湿度，避免烟气生成水露，并降低SO3和水蒸气分压，从而降低烟气酸露点，避免烟气生成酸露，防止烟气对易腐蚀设备腐蚀、结垢。该发明解决了电除尘极板极线酸露腐蚀、结垢以及滤料糊堵问题，减少设备维修费用，实现节能；降低换热器制造成本，提高换热效率，回收更多烟气余热，降低进入脱硫塔烟气温度，改善脱硫条件，减少水消耗，减少气溶胶逃逸，并保证了烟气稳定达标排放。

Description

防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统及方法
技术领域：
本发明属于防腐技术领域，具体涉及一种防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统及方法。
背景技术：
工业烟气处理设备酸露腐蚀、粘结结垢，例如低温电除尘的酸露腐蚀、结垢和袋式除尘糊堵；以及低温换热器酸露腐蚀，一直是困扰业界的一个难题；由于烟气湿度、硫、温度的变化，不能经常保持设备在露点或酸露点以上运行，所以设备偶尔会在露点或酸露环境下工作，造成电除尘的极板、极线被酸腐蚀、结垢和袋式除尘糊堵滤料，导致设备不能正常工作，并影响设备寿命，也会影响换热器的换热效率；为了解决这个问题，电除尘即使更换成耐蚀材料，也是不可避免的形成水露或酸露粘附粉尘结构，影响极板极线放电，导致除尘效果不佳；袋式除尘虽然没有酸蚀，水露或酸露糊堵滤料也会造成阻力加大，甚至无法运行。例如很多烧结烟气和球团竖炉烟气电除尘器使用不到半年，腐蚀结构严重，影响生产运行，停产维修，造成了巨大浪费，耐火材料竖炉经常出现因除尘滤料糊堵停产的现象。对于低温换热器，不得不放弃部分低温余热，或者提高材料标准；有时即使提了高材料耐腐蚀性能，也会因为酸露结垢，影响换热效率。再有在设备刚刚启动时，往往不但烟气温度低，而且设备温度也低，如果烟气湿度大，经常会进入露点，造成设备结露，设备上的结露会粘接一些粉尘，形成结垢，严重影响设备的换热效率。
酸露点是指当燃烧使用含硫高的燃料时，燃烧后形成的SO2有一部分会进一步被氧化成SO3，且与烟气中的水蒸汽结合成硫酸蒸汽，烟气中硫酸蒸汽的凝结温度称为酸露点；烟气酸露点主要受烟气湿度、硫含量、环境气压和烟气的氧分压四个因素影响，湿度越大，酸露点越高；硫含量越高，酸露点越高；氧分压越高，SO2转变成SO3的比例就越大，酸露点就越高；环境压力越大，酸露点就越高。有些粉尘也对SO2转变成SO3有影响，通常SO2转变成SO3的比例在0.25％-5％。
除尘设备刚刚启动时都不可避免的存在烟气温度低、设备系统温度低，烟气温度经常会出现低于露点的现象，也会造成设备结露或布袋糊堵现在，从而导致电除尘的极板极线结露粘附粉尘影响除尘效率、袋式除尘增加阻力的现象。
为了解决上述问题，我们开发了一种向烟气喷吹脱硫干燥剂降低烟气露点和酸露点的技术，从而避免上述现象的发生。
发明内容：
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统及方法，在烟气进入这些易腐蚀、结垢设备前设置预脱硫干燥设备，在预脱硫干燥设备入口处喷吹碱性脱硫干燥剂，对烟气中的SO3进行脱硫和干燥，同时降低烟气湿度，避免烟气生成水露，并降低SO3和水蒸气的分压，从而降低烟气酸露点，避免烟气生成酸露，防止烟气对这些易腐蚀设备的腐蚀、结垢。
由于烟气酸露点受很多因素影响，计算起来很复杂，目前关于烟气酸露点的预测有很多种方法，但是业界公认最准确的是荷兰学者A.G.Okkes公式
Figure BDA0003088835300000021
式中:
Figure BDA0003088835300000022
烟气中水蒸气分压，Pa；
Figure BDA0003088835300000023
——烟气中SO3气体分压，Pa；
为此我们依据荷兰学者A.G.Okkes的酸露点计算公式，开发了一种烟气露点计算及喷粉控制软件，通过烟气在线检测的湿度和SO3数据，自动计算烟气酸露点，并根据计算结果与在线检测的烟气温度对比，按照我们设计的工艺要求自动调整控制喷粉系统，从而控制烟气酸露生成。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统，所述的设备为易受酸露腐蚀结垢的设备8，所述的处理系统包括预脱硫干燥反应器设备主体、烟气信息采集系统和控制指挥中心；
所述的预脱硫干燥反应器设备主体包括反应器5和喷粉装置6，所述的喷粉装置6设置于反应器5入口；所述的反应器5与易受酸露腐蚀结垢的设备8入口连接；
所述的烟气信息采集部件包括分别设置于反应器5的入口烟道1上及易受酸露腐蚀结垢的设备5末端的设备出口烟道9上的烟气温度、湿度、SO3浓度的检测仪；具体包括反应器5的入口烟道1上的入口烟气温度检测仪2，入口烟气温度检测仪3，入口烟气SO3检测仪4，和易受酸露腐蚀结垢的设备5末端的设备出口烟道9上的出口烟气温度检测仪10，出口烟气湿度检测仪11，出口烟气SO3检测仪12；
所述的控制指挥中心包括烟气信息计算系统和指挥操作系统，各系统依次连接；所述的烟气信息采集系统采集到的即时数据输送到烟气信息计算系统，利用荷兰学者A.G.Okkes的酸露点计算公式编制的计算软件，即时计算出需要喷粉量，指挥操作系统根据计算出的喷粉量，指挥喷粉装置按量喷吹脱硫干燥粉剂；
所述的设备为易受酸露腐蚀结垢的设备，具体为低温电除尘设备、滤料除尘设备或低温换热器，也即需要保护的设备。
所述的喷粉装置6所对应的反应器喷粉区域管道经耐磨处理，避免高速喷粉对管道的磨损。
所述的反应器底部设有粉料沉积槽13，用于收集大颗粒沉积的碱性粉料以及反应形成的固体物料，并定期清理。
所述的反应器5入口通过入口烟道1与燃烧设备连通，所述的反应器5出口处设有反应器烟气出口7。
防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的方法，采用上述处理系统，包括以下步骤：
待处理含硫烟气经入口反应器5喷粉，经脱硫干燥处理后，获得安全烟气进入易受酸露腐蚀结垢的设备8，过程中进行如下控制：
步骤1，水露控制：
在刚刚启动燃烧设备时，排出含硫烟气经由入口烟道1输送到反应器5，经烟气绝对湿度检测与碱性脱硫干燥剂喷吹量计算，进行碱性脱硫干燥剂喷吹，具体的：
在线烟气信息采集系统检测反应器入口处烟气的绝对湿度，烟气信息计算系统根据烟气的绝对湿度，计算出烟气单位时间内烟气的带水量，根据碱性脱硫干燥剂的吸水能力和烟气带水量，计算碱性脱硫干燥剂喷吹量，烟气信息计算系统将计算结果传输给指挥操作系统，指挥操作系统按照计算喷粉量指挥喷粉装置进行喷粉。此时的喷粉量很大，干法喷粉对脱除SO3的能力很强，这种烟气不会再有酸露生成，此时喷吹的粉剂大部分是用于吸水，因此都可以回收在其它工序利用，不会造成浪费。
具体计算过程为：
根据烟气信息采集系统采集的反应器5入口处烟气湿度，可以计算出烟气带水量。选用的碱性脱硫干燥剂需要事先做吸水能力实验，同一种材料不同的生产厂家、不同的生产批次的吸水能力都会有差别，因此采购碱性脱硫干燥剂时，材料的吸水能力要作为检测的主要指标。根据材料的吸水能力和烟气带水量，计算系统就可以计算出需要的喷粉量。
步骤2，设备平稳运行阶段酸露控制：
燃烧设备运行平稳时，根据易受酸露腐蚀结垢的设备末端SO3浓度和湿度计算排出含硫烟气酸露点，为T酸露点，易受酸露腐蚀结垢的设备末端排烟口烟气实测温度，为T排烟；
当T排烟-T酸露点＞5℃，不需要喷粉；
当T排烟-T酸露点≤5℃，启动喷粉装置，进行碱性脱硫干燥剂喷吹，并逐渐增加喷粉量，当增至二者差值＝10℃时停止增加喷粉量；
当二者差值＞10℃时，逐渐减少喷粉量，将二者差值控制在5-10℃；
获得出口烟气进入下一工序，其中：
所述的T酸露点计算过程为：根据烟气信息系统采集的易受酸露腐蚀结垢的设备末端出口处的烟气湿度和SO3浓度数据，利用荷兰学者A.G.Okkes的酸露点计算公式编制的计算软件计算出此状态下的烟气酸露点。
所述的步骤1中，反应器要有一定长度，以保证烟气与碱性脱硫干燥剂反应充分；所述的碱性脱硫干燥剂喷粉在反应器流速为3～20m/s，为改善烟气与粉剂反应的动力学条件，喷粉枪设计时要切向喷入，喷粉速度不能太低。喷粉区域材料要做耐磨处理或选择耐磨材料。
所述的步骤1中，燃烧设备低温启动阶段时，燃烧温度比较低，生成的硫化物基本是SO2，生成的SO3量很少，而且烟气温度低，即使生成SO3也是液态，会被烟尘颗粒吸附，不会对后部易受酸露腐蚀结垢的设备造成腐蚀，因此前期不用考虑酸露腐蚀，这个阶段主要考虑露点，防止烟气生成水露，造成设备粘接形成结垢。
大量喷吹碱性脱硫干燥剂后会影响除尘排放指标，但是逃逸的都是可以脱硫剂类物质，在后续进入脱硫塔后会被脱硫液捕捉，并参与脱硫，不会影响最终烟气排放指标。由于碱性脱硫干燥剂吸水效率受活性、有效成分和粒度分布等很多因素影响，所以计算值只是做为前期实验的参考值，在使用的碱性脱硫干燥剂指标确定后，根据一定量实际检测数据统计出经验数据，将经验数据输入软件系统，软件系统具有自学习功能，根据不断运行采集的数据对相关参数可以自行修正完善。
所述的步骤1中，反应器的截面积和长度需根据选择碱性脱硫干燥剂的特点和所要处理的烟气情况确定。碱性脱硫干燥剂粒度、比重、反应速度及烟气硫的浓度和含湿量，保证反应时间，保证碱性脱硫干燥剂不能沉积。碱性脱硫干燥剂粒径越小，反应速度越快，脱硫干燥效果越好，越不容易沉积；碱性脱硫干燥剂活性越好，反应时间越短，脱硫干燥效果越好；碱性脱硫干燥剂比重越小，越不容易沉积；烟气硫浓度越高、湿度越大，需要的反应时间就越长。具体设计时要先做小型实验，根据实验数据，结合现场空间情况确定反应器几何尺寸。
所述的步骤1中，碱性脱硫干燥剂为石灰粉、氧化镁粉粉或碳酸钠粉等，所述的碱性脱硫干燥剂的粒度为120目筛下部分占总质量的90％以上，优选粒度为180目筛下部分占总质量的90％以上。当为石灰粉或轻烧镁粉时，应避免过烧或生烧，粒径尽量小。
所述的步骤1中，碱性脱硫干燥剂和烟气在反应器内混合反应，碱性脱硫干燥剂同时起到脱硫作用，有效脱除烟气中的SO3，且能降低烟气湿度，两方面同时作用，降低烟气酸露点，保证烟气在通过易受酸露腐蚀结垢的设备时不能形成酸露，以避免易受酸露腐蚀结垢的设备受酸露腐蚀和酸露粘附结垢及糊堵滤料。
所述的步骤2中，在燃烧设备进入正常运行状态时，水露已经不需要在考虑，设备控制进入到酸露控制阶段。烟气信息采集系统时时采集需要保护设备末端烟气温度、SO3浓度、湿度，并传送给烟气信息计算系统，烟气信息计算系统根据软件计算出烟气酸露点，并与采集的温度对比，如果酸露点低于实测温度，就说明烟气不会生成酸露，对设备不会造成酸蚀，如果计算的酸露点高于实测温度，就说明烟气已经生成酸露，计算信息立刻传送给指挥操作系统，启动或加大喷粉量。很多设备正常运行时一般酸露点都会低于实测温度，只有系统的燃料、原料发生不正常变化时才有可能发生酸露点高于实测温度的现象。为了确保设备安全和避免设备频繁启动，设定在实测温度值减计算的酸露点温度值差值小于5℃时启动喷粉设备或加大喷粉量，二者差值到10℃时停止加大喷吹碱性脱硫干燥剂量，二者差值大于10℃时，逐渐减少喷粉量。
所述的步骤2中，当易受酸露腐蚀结垢的设备为低温电除尘设备或滤料除尘设备时，喷吹的碱性脱硫干燥剂被除尘器捕捉回收，因为在管道反应器内反应温度下，碱性脱硫干燥剂主要脱除烟气内部分SO3，碱性脱硫干燥剂含硫量增加有限，不影响使用。当待处理烟气为烧结烟气或球团竖炉烟气，除尘器回收的粉尘可以用于烧结做原料，当待处理烟气为锅炉烟气，易受酸露腐蚀结垢的设备回收的粉尘可以作为脱硫剂循环使用。
本发明的原理在于：在烟气温度已经进入酸露点时，向烟道中喷吹碱性脱硫干燥剂，喷枪为一个或多个，让碱性脱硫干燥剂尽快和烟气充分混合为目的，喷入的碱性脱硫干燥剂弥散在烟气中，碱性脱硫干燥剂吸附烟气中水汽并与烟气中的SO2和SO3反应进行脱硫，尤其是已经形成酸露的SO3会被并碱性材料吸附形成稳定的硫酸盐，然后烟气进入电除尘设备后被除尘器捕捉；由于喷入碱性脱硫干燥剂后烟气的湿度降低，同时能够形成酸露的SO3被脱硫吸附剂大量捕捉，浓度降低，因此，降低了酸露生成温度，保持除尘器在酸露点温度以上工作，避免了电除尘器极板极线的酸露腐蚀、结垢和袋式除尘滤料糊堵，保证了设备的长期稳定工作。
上述方法中，当碱性脱硫干燥剂为石灰粉时，反应器内发生的主要反应式为：
SO2+CaO→CaSO3、
SO3+CaO→CaSO4、
CaO+H2O→Ca(HO)2、
SO2+Ca(HO)2→CaSO3+H2O和
SO3+Ca(HO)2→CaSO4+H2O。
上述方法中，当碱性脱硫干燥剂为氧化镁粉时，反应器内发生的主要反应式为：
SO2+MgO→MgSO3、
SO3+MgO→MgSO4、
MgO+H2O→Mg(HO)2和
SO2+Mg(HO)2→MgSO3+H2O。
上述方法中，当碱性脱硫干燥剂为碳酸钠粉时，反应器内发生的主要反应式为：
SO2+Na2CO3→Na2SO3+CO2和
SO3+Na2CO3→Na2SO4+CO2
H2SO4+Na2CO3→Na2SO4+CO2+H2O
Na2CO3+H2O→Na2CO3·nH2O
本发明的碱性脱硫干燥剂也可以采用其他碱金属氧化物、碱、盐，但是受资源分布和储量及价格限制很少使用。
本发明的有益效果：
本发明通过向烟气中喷入碱性脱硫干燥剂与酸性气体反应，降低了酸气浓度并吸附了部分水汽，相对降低了酸露点，控制了酸雾的生成，避免了酸雾对除尘设备的腐蚀、结垢和糊堵；在接近露点时，干法脱硫效率很高；喷入碱性脱硫干燥剂保持设备运行温度始终在酸露点和露点以上；对于烟气湿度大且硫含量高的烟气，在易受酸露腐蚀结垢的设备前增加脱硫干燥反应室也是一个很好的脱硫措施，特别是对于脱除SO3效果非常好。喷入碱性脱硫干燥剂的量，要始终保持换热末端烟气的酸露点低于换热器末端的烟气温度，保持设备运行温度始终在酸露点和露点以上；为了避免脱硫粉料沉积，可以设计清灰系统，也可以在换热器下部留出沉积空间，定期清理；烟气流速8m/s以上时，基本不会有碱性脱硫干燥剂沉积；碱性脱硫干燥剂粒度最好180目通过率在90％以上，粒径越小反应效率越高，也越不容易沉积。
第一阶段喷吹的碱性脱硫干燥剂主要起干燥剂作用，防止生成水雾。
该工艺具有如下优点和效益：
1、解决了电除尘极板极线酸露腐蚀和结垢问题，减少了设备维修费用，也实现了节电；
2、解决了袋式除尘滤料糊堵问题，减少了设备阻力，实现了节能。同时也提高了滤料寿命；
3、解决了换热器酸露腐蚀和结垢问题，可以降低换热器制造成本，提高了换热效率，可以回收更多烟气余热，可以降低进入脱硫塔的烟气温度，改善脱硫条件，减少水消耗，减少气溶胶逃逸。
4、保证了烟气稳定达标排放；
5、提高了设备作业率。
附图说明：
图1为本发明实施例1的防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统整体结构示意图；
图2为本发明实施例1的防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统俯视图；
图3为本发明实施例1的防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统左视图；其中：
1-入口烟道，2-入口烟气温度检测仪，3-入口烟气温度检测仪，4-入口烟气SO3检测仪，5-反应器，6-喷粉装置，7-反应器烟气出口，8-易受酸露腐蚀结垢的设备，9-设备出口烟道，10-设备出口烟气温度检测仪，11-设备出口烟气湿度检测仪，12-设备出口烟气SO3检测仪，13-粉料沉积槽。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明实施例中为烧结机、球团竖炉和高纯镁竖炉。
本发明实施例中采用的石灰粉、氧化镁粉或碳酸钠粉为市购产品破碎后形成。
本发明实施例中的烧结烟气为烧结机工作过程中产生的烧结烟气，或者为竖炉烧结过程中产生的烧结烟气。
本发明实施例中喷吹脱硫干燥剂使用的载气为空气或氮气。
本发明实施例中脱硫干燥剂与烟气在反应器中反应的时间为1-3秒。
本发明实施例中喷粉装置包括鼓风机和喷枪，喷枪固定在烟道侧壁上，喷枪朝向反应器入口倾斜布置，让碱性脱硫干燥剂进入管道反应器后形成旋转，并在随烟气向后传输中与烟气充分接触反应；当喷枪为多个时，均匀布置。
以下实施例实施例1-3为除尘器防腐蚀的例子；
实施例4-5为换热器防腐蚀的例子。
实施例1
防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统，其整体结构示意图如图1所示，附图是如图2所示，左视图如图3所示，所述的设备为易受酸露腐蚀结垢的设备8，所述的处理系统包括预脱硫干燥反应器设备主体、烟气信息采集系统和控制指挥中心；
所述的预脱硫干燥反应器设备主体包括反应器5和喷粉装置6，所述的喷粉装置6设置于反应器5入口；所述的反应器5与易受酸露腐蚀结垢的设备8入口连接；
所述的烟气信息采集部件包括分别设置于反应器5的入口烟道1上及易受酸露腐蚀结垢的设备5末端的设备出口烟道9上的烟气温度、湿度、SO3浓度的检测仪；具体包括反应器5的入口烟道1上的入口烟气温度检测仪2，入口烟气温度检测仪3，入口烟气SO3检测仪4，和易受酸露腐蚀结垢的设备5末端的设备出口烟道9上的出口烟气温度检测仪10，出口烟气湿度检测仪11，出口烟气SO3检测仪12；
所述的控制指挥中心包括烟气信息计算系统和指挥操作系统，各系统依次连接；所述的烟气信息采集系统采集到的即时数据输送到烟气信息计算系统，利用荷兰学者A.G.Okkes的酸露点计算公式编制的计算软件，即时计算出需要喷粉量，指挥操作系统根据计算出的喷粉量，指挥喷粉装置按量喷吹脱硫干燥粉剂；
所述的易受酸露腐蚀结垢的设备为低温电除尘设备。
所述的喷粉装置6所对应的反应器喷粉区域管道经耐磨处理，避免高速喷粉对管道的磨损。
所述的反应器底部设有粉料沉积槽13，用于收集大颗粒沉积的碱性粉料以及反应形成的固体物料，并定期清理。
所述的反应器5入口通过入口烟道1与燃烧设备连通，所述的反应器5出口处设有反应器烟气出口7。
防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的方法，采用上述处理系统，包括以下步骤：
某烧结厂180平方米烧结机，烟气采用干法电除尘，烟气量90万Nm3/h，除尘器排烟温度90℃-135℃，硫含量1000～1500mg/Nm3，湿度11-12％，后部烟气脱硫采用石灰石石膏法脱硫。原来设备运行三个月就出现有电压无电流现象，维修时发现极板、极线腐蚀结垢；为解决上述问题，该厂采用本发明专利技术，采用在管道反应器向烟气喷吹活性石灰粉剂的工艺对烟气除湿脱硫。
在除尘器维修期间，在烧结机烟气出口与电除尘器的连接烟道上设置管道反应器，并在管道反应器烟气入口处设置喷粉装置；在管道反应器入口前和除尘器烟气出口处安装温度传感器、湿度传感器和SO3在线检测仪，并将信号时时传入控制系统。
在设备刚刚启动时，由于烟气和设备温度都很低，此时重点控制设备结水露导致极板极线粘附粉尘结垢。控制系统通过管道反应器前的湿度检测仪获得烟气总含水量，按照这些水全部析出计算出总喷粉量，按照计算的喷粉量控制系统实施喷粉。这个量会有一定的过量系数，因为喷吹使用后的活性石灰粉剂可以送烧结做原料，不会造成浪费。活性石灰粉剂有很强的吸水能力，会降低烟气的绝对湿度。喷吹足够的活性石灰粉剂会保证烟气在除尘器内一直保持不饱和状态，这样就可以确保除尘设备不结露。
当烧结机进入正常运行状态时，启动酸露点控制模式。控制系统根据管道反应器前湿度、SO3检测仪器检测的数据，计算出烟气的酸露点，然后与除尘器出口处设置的烟气温度检测仪测得的烟气温度进行比较，如果烟气温度高于计算的酸露点值，就可以停止喷粉。如果烟气温度低于计算的酸露点值，就需要继续喷粉。喷粉量由二者差值决定。根据设备运行数据积累的经验值预估喷粉量并增加一定过量系数，启动喷粉设备，然后控制系统根据除尘器出口处的烟气湿度和SO3检测仪检测的数据时计算出烟气酸露点值，与除尘器出口处温度检测仪测得的烟气温度进行比较，如果计算的酸露点值远低于烟气温度，就可以逐渐减少喷粉量，如果计算的酸露点值高于或接近烟气温度，就需要继续加大吹粉量。喷粉量由除尘器末端烟气湿度、温度和SO3浓度决定。计算系统根据烟气信息采集系统采集的除尘器末端的烟气湿度和SO3浓度，计算出此处的酸露点，然后与采集的此处温度进行比对，如果此处的烟气温度高于此处的酸露点，就证明烟气不会形成酸露，如果烟气温度低于酸露点，就证明烟气会生成酸露，就需要加大喷粉量。要保证计算的烟气酸露点值一直低于烟气温度，而且要留有一定的安全差值。具体安全差值由现场工程师根据设备运行的稳定程度确定。该厂确定的安全差值是5-10℃。即烟气温度减酸露点值小于5℃时加大喷粉量，大于10℃时减少喷粉量。根据反应器前数据计算的酸露点如果低于除尘器后的烟气温度超过5℃时，可以停止喷粉。
活性石灰粉剂和烧结烟气在烟道内混合，活性石灰粉剂对烧结烟气进行预脱硫和干燥，然后进入电除尘设备，烧结烟气中的粉尘、未反应的活性石灰粉剂和脱硫反应后的产物经电除尘器回收，然后送烧结工段做烧结原料；
设备运行3小时后，除尘器烟气出口温度105℃时烟气喷粉系统自动停止喷粉。
为检验设备，提高烧结速度，烟气温度降低，当除尘器出口烟气温度降到95℃时，喷粉设备再次启动，烟气温度越低，喷粉量越大。逐渐降低烧结速度，使烟气温度逐渐升高，喷粉速度逐渐减少，当除尘器出口烟气温度升105℃时，喷粉系统再次停止喷粉。
运行一年来一直工作正常，维修时没有发现腐蚀和结垢现象。
实施例2
防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统，其结构同实施例1。
某烧结厂，有90平方米烧结机，烟气采用干法电除尘，烟气量39万Nm3/h，除尘器排烟温度92℃-130℃，硫含量1300～1600mg/Nm3，湿度10.5-11.5％，后部烟气脱硫采用轻烧氧化镁法。原来设备运行2个月就出现电压很高，电流很小现象，维修时发现极板、极线腐蚀结垢；
维修后在烧结机烟气出口与电除尘器的连接烟道上设置管道反应器，并在管道反应器烟气入口处设置喷粉装置；在管道反应器入口前和除尘器的烟气出口处安装温度传感器、湿度传感器和SO3在线检测仪，并将信号时时传入控制系统。
在设备刚刚启动时，由于烟气和设备温度都很低，此时重点控制设备结水露导致极板极线粘附粉尘结垢。控制系统通过管道反应器前的湿度检测仪获得的数据，计算出烟气总含水量，根据喷吹轻烧氧化镁粉的吸水能力计算出喷粉量向管道反应器喷吹轻烧氧化镁粉，并增加一定的过量系数，因为喷吹使用后的轻烧氧化镁粉及反应产物和粉尘可以送烧结做原料，不会造成浪费。轻烧氧化镁粉有很强的吸水能力，会降低烟气的绝对湿度。喷吹足够的轻烧氧化镁粉会保证烟气在除尘器内一直保持不饱和状态，这样就可以确保除尘设备不揭露。
当烧结机进入正常运行状态时，启动酸露点控制模式。控制系统根据管道反应器前湿度、和SO3检测仪器检测的数据，计算出烟气的酸露点，与除尘器出口处设置的烟气温度检测仪测得的烟气温度进行比较，如果烟气温度高于计算的酸露点值，就可以停止喷粉。如果烟气温度低于计算的酸露点值，就需要继续喷粉。喷粉量由二者差值决定。根据设备运行数据积累的经验值预估喷粉量并增加一定过量系数，启动喷粉设备，然后控制系统根据除尘器出口处的烟气湿度和SO3检测仪检测的数据计算出时时烟气酸露点值，与除尘器出口处温度检测仪测得的烟气温度进行比较，如果计算的酸露点值远低于烟气温度，就可以逐渐减少喷粉量，如果计算的酸露点值高于或接近烟气温度，就需加大喷粉量。喷粉采取逐渐减量的模式。根据除尘器末端烟气信息采集系统采集的湿度SO3和浓度计算出经喷粉处理后烟气的酸露点，与除尘器末端烟气温度进行对比，如果烟气温度高于露点就说明烟气不会生成酸露，如果计算的酸露点值高于烟气温度，就说明烟气在除尘器内会生成酸露，就要加大喷粉量。要保证计算的烟气酸露点值一直低于烟气温度，而且要留有一定的安全差值。具体安全差值由现场工程师根据设备运行的稳定程度确定。该厂确定的安全差值是5-10℃。即烟气温度减酸露点值小于5℃时加大喷粉量，大于10℃时减少喷粉量。根据反应器前数据计算的酸露点如果低于除尘器后的烟气温度超过5℃时，可以停止喷粉。
轻烧氧化镁粉和烧结烟气在烟道内混合，轻烧氧化镁粉对烧结烟气进行预脱硫和干燥，然后进入电除尘设备，烧结烟气中的粉尘、未反应的轻烧氧化镁粉和脱硫反应后的产物经电除尘器回收，然后送烧结工段做烧结原料；
设备运行3小时后，除尘器烟气出口温度105℃时烟气喷粉系统自动停止喷粉。
为检验设备，提高烧结速度，烟气温度降低，当除尘器出口烟气温度降到95℃时，喷粉设备再次启动，烟气温度越低，喷粉量越大。逐渐降低烧结速度，使烟气温度逐渐升高，喷粉速度逐渐减少，当除尘器出口烟气温度升105℃时，喷粉系统再次停止喷粉。
运行7个月以来一直工作正常，维修时没有发现腐蚀和结垢现象。
实施例3
防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统，其结构同实施例1。
某耐火材料厂生产高纯镁竖炉，烟气量5万m3/h，采用布袋除尘，烟气量48万m3/h,排烟温度120℃-180℃，硫含量600-800mg/m3，烟气绝对湿度12-15％，原来设备运行过程中经常出现糊堵布袋现象，我们借鉴电除尘防止酸露腐蚀结垢经验，在布袋除尘防止糊堵布袋做了尝试。在竖炉排烟口和布袋除尘器之间设置了管道反应器，在管道反应器烟气入口处设置了喷粉设备，并在除尘器出口处安装了温度传感器、湿度传感器和SO3在线检测仪。
当竖炉开始点火时，由于原料温度、炉窑温度和管道设备温度都低，因此烟气温度已经低于露点，此时主要是控制烟气露点。设备启动时气温25℃，为了安全，设备启动时除尘气出口处温度按照25℃、烟气绝对湿度按照20％输入计算控制系统，由计算控制软件根据轻烧镁粉的吸水能力计算出喷粉量，并增加了一定的安全系数，向管道反应器喷吹轻烧镁粉。启动喷吹后，计算控制系统根据除尘器出口处烟气湿度检测仪和温度检测仪检测的烟气绝对湿度和温度，将烟气绝对湿度与此时烟气温度下的烟气饱和湿度值比较，如果此时的烟气绝对湿度大于烟气的饱和湿度值，就需要继续加大喷粉量，如果烟气绝对湿度小于烟气饱和湿度就可以减少喷粉，为了安全，一般要保持烟气相对湿度不大于90％。
该项目脱硫干燥剂采用的是轻烧镁粉，轻烧镁粉的粒度为180目筛下大于90％；
设备运行6小时后，设备进入正常温度状态。计算控制系统进入到酸露点控制模式。计算控制系统根据检测仪器检测的烟气湿度和SO3浓度，时时计算出烟气的酸露点，然后与温度检测仪检测的烟气温度进行比较，根据出口烟气温度与计算的酸露点差值大小，确定降低喷吹速度，逐渐减少喷粉量。当二者差值小于10℃时停止喷粉减量，如果二者差值小于5℃增加喷吹量。设备正常运行时，绝大部分时间在停止喷粉时，烟气温度仍然高于酸露点10℃以上，因此在正常运行时喷粉设备一直在停止喷粉状态。因此这类设备正常运行时都不会有酸露生成，除尘布袋糊堵都是发生在设备刚刚启动时产生的水露造成的，正常运行时氧化镁粉尘对SO3的吸附能力很强，不会生成酸露，因此不用考虑酸露造成的糊堵问题。这类系统也不必设SO3检测仪。
轻烧镁粉和竖炉烟气在烟道内混合，轻烧镁粉对竖炉烟气进行预脱硫和干燥，然后进入除尘设备，竖炉烟气中的粉尘、未反应的轻烧镁粉经除尘器回收。回收产物用于后部氧化镁法脱硫；
运行10个月一直工作正常，布袋一直没有糊堵现象。
实施例4
防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统，其结构同实施例1。
某烧结厂180平方米烧结机产生的烟气温度100℃～180℃，烟气量70Nm3/h，含湿量6.7％，硫含量1400～1900mg/Nm3，经人工多次检测SO3和SO2对应关系是1.8-2.0％，烟气中SO3含量为25-38mg/Nm3；在正常运行时入脱硫塔烟气温度高，具体为170-180℃，脱硫后排烟温度58～62℃，烟气带水量大，拖尾严重，烟气脱白困难，为此在脱硫塔入口前加装MGGH换热器，让入塔烟气温度降低30℃-40℃，这样既可以减少带入脱硫塔热量，降低脱硫塔后部排烟温度，减少烟气湿度，便于后部脱白，同时提取的热量可以用于后部烟气升温；但是由于烟气硫含量高，湿度大，由于生产经常有波动，换热器经常发生酸露腐蚀，因此换热器材料换成耐蚀材料，这样解决了酸露腐蚀问题，但是不久又出现酸露结垢问题，仍然影响换热效果。前期设备启动时，由于烟气温度低湿度大，换热器结露导致结垢现象也非常严重。
为了解决上述问题，在换热器的进口前设置了反应器，在反应器入口处设置了喷粉装置，在反应器前和换热器末端都分别设置了温度、湿度、SO3检测仪，并在管道反应器前设置了烟气流量检测仪。设备刚刚启动时，为解决生成水雾造成结垢，根据管道反应器前的湿度检测仪检测的烟气绝对湿度和换热器末端的温度检测仪检测的烟气温度及烟气流量，控制软件计算出需要脱出烟气中的水量，脱硫剂和干燥剂选择活性石灰粉剂，对石灰粉剂的活性、烧失量和粒度都有明确要求，每批进料都有检测。根据累积经验参数对理论计算不断做修正，并考虑一定安全系数确定启动喷吹粉剂量，通过换热器末端烟气绝对湿度与末端烟气温度对应的水饱和湿度值对比，如果烟气绝对湿度小于烟气饱和湿度，烟气就不能结露，运行就是安全的，反之就会产生结露，就是不安全的，就需要增加粉剂喷吹量。烟气绝对湿度小于烟气饱和湿度时，计算出烟气相对湿度，烟气相对湿度可以控制在90-95％，如果低于这个区间可以降低粉剂喷吹量，现场操作人员可以根据自己设备的运行稳定程度，确定合理安全系数，确保烟气相对湿度一直保持在小于100％，保证设备不结露。
设备进入正常状态时启动酸露控制模式。根据管道反应器前端烟气湿度和SO3浓度，通过软件计算出烟气酸露点，与换热器末端的烟气温度做对比，如果酸露点低于换热器末端烟气温度，就可以停止喷粉，如果酸露点高于换热器末端烟气温度，根据它们的差值大小，通过控制软件预判出初略的喷粉量，然后通过换热器末端的烟气湿度、SO3浓度，由控制软件计算出烟气酸露点，并与换热器末端烟气温度进行比较，如果酸露点低于烟气温度，就可以逐渐降低喷粉量。如果烟气酸露点高于烟气温度，就要加大喷吹脱硫干燥剂的量。喷吹粉剂的量由换热器末端烟气的酸露点和该处烟气温度的差值大小决定，由控制软件积累的数据经验做初步调整，由烟气的酸露点和温度比对值随时做精准调整。确保酸露点永远保持低于烟气温度。这样就可以保证设备永远没有酸露腐蚀也不会结垢。为了安全和便于调整，确定一个调整区间。
计算排出含硫烟气酸露点，为T酸露点，记录易受酸露腐蚀结垢的设备排烟口烟气温度，为T排烟；
当T排烟-T酸露点＞5℃，停止喷粉；
当T排烟-T酸露点≤5℃，持续喷粉至二者差值＞5℃；
所述的T酸露点计算过程为：采集反应器入口前烟气湿度、SO3浓度和换热器末端出口烟气温度，将管道反应器前烟气湿度和SO3浓度值转换成水蒸气分压值和SO3分压值，计算烟气初始酸露点值。
根据烟气信息采集系统采集的换热器末端烟气湿度和SO3浓度，计算系统计算出换热器末端的酸露点T酸露点2，然后与时时采集的换热器末端烟气温度T排烟与T酸露点2比较，如果T排烟大于T酸露点2，证明烟气不能形成酸露，如果二者差值大于10℃，就逐渐减少喷粉量，如果二者差值小于5℃就加大喷粉量，如果二者差值是负数，烟气就会形成酸露，就需要迅速加大喷粉量。
所述的碱性粉料为石灰粉，粒度按180目筛下部分占总质量的90％以上，活性度大于325ml/4N-HCl，烧失量要求小于10％；
由于烟气进入换热器前有50米距离，把这一段的管道作为反应器，就没有再设反应器，只是在喷粉处对管道做了耐磨处理。石灰粉进入管道后，与烧结烟气充分混合，石灰粉在烟道中对烧结烟气进行预脱硫，SO3很容易被石灰粉吸附；同时活性石灰粉有很强的吸水性，降低烟气的含湿量，同时降低了烟气的水蒸气和SO3分压，降低了烟气的酸露点，控制软件的精准调整控制，保证了换热器一直在酸露点以上温度工作。
部分细小颗粒的粉剂会随烟气逃逸出换热器，未反应的石灰粉及反应产物一并进入后部的除尘器，大部分被除尘器捕捉，也会有部分会逃逸到后部的脱硫塔，参与后部脱硫。除尘器捕捉的石灰粉和反应产物一并随含铁粉尘送到烧结工段做烧结原料；
换热器下部设置了大颗粒粉剂沉积空间，并设置了波清灰系统，运行过程中很少启动，基本没有沉积粉剂。
设备运行六个月，入脱硫塔烟气温度降至88～118℃，出脱硫塔烟气温度降低到48～52℃用回收余热加热脱硫后低温烟气到80-86℃，烟气基本无白烟排放，烟气SO3排放量为2mg/Nm3，明显低于原来的7mg/Nm3；检修时换热器没有发现腐蚀、结垢和堵塞现象。
实施例5
防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统，其结构同实施例1，区别在于，易受酸露腐蚀结垢的设备8为低温换热器。
某烧结厂90平方米烧结机产生的烟气温度110～160℃，硫含量1300～1800mg/Nm3，湿度10.5％，烟气量为39万Nm3/h，SO3和SO2对应关系是1.8-2.0％，烟气中SO3含量为23-36mg/Nm3；由于进入脱硫塔的烟气温度高，导致脱硫塔的排烟温度在58-60℃，烟气拖尾严重，脱硫池补水量大。为降低进入脱硫塔的烟气温度，在如脱硫塔前加装换热器做余热回收，为了避免换热器酸蚀、结垢，采用本专利技术，在烟气进入换热器前对烟气做预处理。
方法同实施例1，不同点在于：
(1)碱性粉料为轻烧氧化镁粉，轻烧氧化镁粉的粒度按325目筛下部分占总质量的90％以上，烧失量小于8％；
(2)后部脱硫剂是采用轻烧氧化镁粉，湿法脱硫；
(3)经余热回收如脱硫塔烟气温度从110～160℃，降至80-95℃；
(4)在换热器底部设置了大颗粒粉剂沉积槽，并设置声波清灰系统。运行过程中基本没有粉剂沉积。所以清灰系统很少启动。所述的换热器底部设有大颗粒粉剂沉积槽；
运行7个月后，入脱硫塔烟气温度降至85～110℃，出脱硫塔烟气温度降低到45～50℃，减轻白烟排放，烟气SO3排放量为2.5mg/Nm3，明显低于原来的6mg/Nm3。设备检修时没有发现换热器腐蚀、结垢和堵塞现象，设备运行正常。
从以上的应用案例可以看出，在采用了本发明工艺后，含硫烟气温度降至较低时也不会有酸露腐蚀和结垢现象出现，因此可以利用余热回收系统回收更多的热量。换热器材料也可以采用普碳钢，降低设备造价，而且换热效率也会提高。选择的预脱硫干燥剂与后部脱硫工艺所选用的脱硫剂为同种材料，在换热器前喷入预脱硫干燥剂解决了换热设备腐蚀结垢问题，脱硫干燥剂全部回收利用，没有增加运行成本。脱硫后烟气排放的SO3浓度明显降低。由此可见，此工艺方法是节能降耗的环保技术。

Claims (7)

1.防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统，其特征在于，所述的设备为易受酸露腐蚀结垢的设备，所述的处理系统包括预脱硫干燥反应器设备主体、烟气信息采集系统和控制指挥中心；
所述的预脱硫干燥反应器设备主体包括反应器和喷粉装置，所述的喷粉装置设置于反应器入口；所述的反应器与易受酸露腐蚀结垢的设备入口连接；
所述的烟气信息采集部件包括分别设置于反应器的入口烟道上及易受酸露腐蚀结垢的设备末端的设备出口烟道上的烟气温度、湿度、SO3浓度的检测仪；
所述的控制指挥中心包括烟气信息计算系统和指挥操作系统，各系统依次连接。
2.根据权利要求1所述的防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统，其特征在于，所述的易受酸露腐蚀结垢的设备为低温电除尘设备、滤料除尘设备或低温换热器。
3.根据权利要求1所述的防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统，其特征在于，所述的喷粉装置所对应的反应器喷粉区域管道经耐磨处理。
4.根据权利要求1所述的防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的处理系统，其特征在于，所述的反应器底部设有粉料沉积槽。
5.防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的方法，其特征在于，采用上述处理系统，包括以下步骤：
待处理含硫烟气经入口反应器喷粉，经脱硫干燥处理后，获得安全烟气进入易受酸露腐蚀结垢的设备，过程中进行如下控制：
步骤1，水露控制：
在刚刚启动燃烧设备时，排出含硫烟气经由入口烟道输送到反应器，经烟气绝对湿度检测与碱性脱硫干燥剂喷吹量计算，进行碱性脱硫干燥剂喷吹，具体的：
在线烟气信息采集系统检测反应器入口处烟气的绝对湿度，烟气信息计算系统根据烟气的绝对湿度，计算出烟气单位时间内烟气的带水量，根据碱性脱硫干燥剂的吸水能力和烟气带水量，计算碱性脱硫干燥剂喷吹量，烟气信息计算系统将计算结果传输给指挥操作系统，指挥操作系统按照计算喷粉量指挥喷粉装置进行喷粉；
所述的喷粉量具体计算过程为：
根据烟气信息采集系统采集的反应器入口处烟气湿度，计算出烟气带水量，根据碱性脱硫干燥剂的吸水能力和烟气带水量，计算出需要的喷粉量；
步骤2，设备平稳运行阶段酸露控制：
燃烧设备运行平稳时，根据易受酸露腐蚀结垢的设备末端SO3浓度和湿度计算排出含硫烟气酸露点，为T酸露点，易受酸露腐蚀结垢的设备末端排烟口烟气实测温度，为T排烟；
当T排烟-T酸露点＞5℃，不需要喷粉；
当T排烟-T酸露点≤5℃，启动喷粉装置，进行碱性脱硫干燥剂喷吹，并逐渐增加喷粉量，当增至二者差值＝10℃时停止增加喷粉量；
当二者差值＞10℃时，逐渐减少喷粉量，将二者差值控制在5-10℃；
获得出口烟气进入下一工序，其中：
所述的T酸露点计算过程为：根据烟气信息系统采集的易受酸露腐蚀结垢的设备末端出口处的烟气湿度和SO3浓度数据，计算出此状态下的烟气酸露点。
6.根据权利要求5所述的防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的方法，其特征在于，所述的步骤1中，反应器长度保证烟气与碱性脱硫干燥剂反应充分；所述的碱性脱硫干燥剂喷粉在反应器流速为3～20m/s，喷粉枪为切向喷入。
7.根据权利要求5所述的防止烟气处理过程中设备酸露腐蚀结垢的方法，其特征在于，所述的步骤1中，碱性脱硫干燥剂为石灰粉、氧化镁粉粉或碳酸钠粉，所述的碱性脱硫干燥剂的粒度为120目筛下部分占总质量的90％以上。
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