CN113996166B - 对热烟气进行脱酸的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热处理技术领域，特别涉及一种对热烟气进行脱酸的方法和装置。该对热烟气进行脱酸的方法，依次包括预冷步骤和脱酸步骤，预冷步骤利用喷淋头对热烟气进行冷却水喷淋，脱酸步骤利用喷淋头对热烟气进行碱液喷淋，得到脱酸烟气，将脱酸烟气部分导回预冷步骤和/或脱酸步骤，导回的脱酸烟气用于对喷淋头进行气体冲刷。利用本发明提供的方法和装置对酸性热烟气进行脱酸处理，可以提高降温和脱酸的效率，同时能减少喷淋头被腐蚀和堵塞的概率。
Description
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，特别涉及一种对热烟气进行脱酸的方法和装置。
背景技术
当前，在诸多危险废物处理技术中，热解技术具有无害化最彻底、减容化最显著、可资源化利用程度最高的优势。在热解过程中，不可避免地会产生一些污染物，主要包括酸性气体（HCl、SO2、NOx等）、粉尘颗粒物、有机毒性污染物等。HCI气体源于废物中含CI元素的成分热解生成，以有机氯化物（以聚氯乙烯为代表）及无机氯化物（以KCI为代表）。例如，医疗废弃物的主要成分为PVC类含氯有机物，因此医疗废弃物在热解过程中会产生较多的酸性气体，酸性气体会腐蚀金属元件，影响设备的正常运行，增加维修成本。因此，有必要采取一定的措施来减缓酸性气体对设备的影响。中国专利文献CN 212565800 U公开了一种危险废弃物焚烧处理系统，处理对象是高硫、高卤素危险废弃物，通过利用干法脱酸剂脱酸，再通过除尘器去除烟气中的颗粒物，再通过预冷塔去除易溶性气体并降低温度，最后通过两级碱洗塔去除酸性气体。但上述系统旨在提高脱酸效果，对酸性气体腐蚀设备的减缓效果弱，且工艺流程复杂，成本投入大。中国专利文献CN 113398741 A公开了一种一体化脱酸除雾塔装置，包括多层除雾板、压力表传感、防腐材料、可快速拆卸更换的雾化喷头、可视化操作窗、不锈钢壳体和可快速拆卸更换的喷淋管，烟气中的酸性气体与脱酸药剂发生反应以去除酸性气体，然后烟气经过多层除雾板脱除湿气后排放，此外，通过可快速拆卸更换的喷淋装置来解决喷头堵塞的问题。但上述装置治标不治本，频繁地更换喷淋装置会造成设备成本的增加。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷，提供一种对热烟气进行脱酸的方法和装置，在增加气液接触概率的同时，减少酸性气体对普通喷淋头的腐蚀。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种对热烟气进行脱酸的方法，依次包括预冷步骤和脱酸步骤，预冷步骤利用喷淋头对热烟气进行冷却水喷淋，脱酸步骤利用喷淋头对热烟气进行碱液喷淋，得到脱酸烟气，将脱酸烟气部分导回预冷步骤和/或脱酸步骤，导回的脱酸烟气用于对喷淋头进行气体冲刷。
本申请的发明构思在于：
现有对热烟气的脱酸方法为：热烟气垂直上升，喷淋液垂直下落，部分烟气不与喷淋液直接接触。本申请将部分脱酸气体导回预冷步骤和脱酸步骤，可以增加对高温烟气的搅动，从而增加气液接触的概率，有利于提高降温脱酸的效率。更重要的是，增加脱酸烟气对着喷淋头的喷射后，一方面可以驱散喷淋头附近高浓度的酸性气体，在喷淋头附近形成保护气氛，同时起到稀释喷淋头周围酸性气体浓度的作用，可以减缓对普通喷淋头的腐蚀。气体喷射在驱散喷淋头附近高浓度的酸性气体的同时，还能驱散高温烟气中的粉尘颗粒，喷淋头被堵塞的概率也相对减少。众所周知，碱液喷淋时由于溶液蒸发导致的溶质析出会造成喷淋头的阻塞，本申请所述的方案可以减少喷零头阻塞的概率。
此外，对高氯危险废物进行热解时，产生的热烟气中HCl的含量较高，为了保证烟气中HCl的含量达到排放标准，将脱酸烟气导回脱酸步骤进行二次脱酸处理，有利于提高脱酸效率。
其次，由于本申请所用的冲刷气体实际为降温脱酸处理后的烟气，运行过程中不会引入额外的气体对有毒有害的气体进行稀释，不增加总的烟气总量。
进一步地，所述导回的脱酸烟气用于对喷淋头进行横向冲刷，与纵向冲刷相比，横向冲刷对喷淋头的冲刷面积更大，冲刷效果好。
进一步地，所述预冷步骤在预冷塔中进行，预冷塔的烟气进口和烟气出口均位于预冷塔的侧面，喷淋头位于预冷塔的顶部。该布置模式能减少喷淋头与烟气的直接接触，从而减少酸性烟气对喷淋头的腐蚀。
进一步地，所述喷淋头分成上下两层错开设置，使热烟气在预冷步骤和/或脱酸步骤中呈S形运动，有利于增加热烟气的横向流动，使热烟气冷却和/或脱酸更充分。
本发明还提供了一种对热烟气进行脱酸的装置，包括预冷塔和脱酸塔，预冷塔和脱酸塔内设置喷淋头，脱酸塔具有脱酸烟气导出管，脱酸烟气导出管上开设烟气回用管，烟气回用管的出口端位于喷淋头处使降温脱酸后的烟气对喷淋头进行气体冲刷。
进一步地，所述烟气回用管的出口端包裹于喷淋头处的喷淋用水管上，使得烟气回用管的出口端的脱酸烟气可以在喷淋头处形成保护气氛，降低酸性气体对喷淋头的腐蚀。
进一步地，所述脱酸烟气导出管上设置有烟气在线监测仪，烟气在线监测仪位于烟气回用管与脱酸烟气导出管的连接点之前，当检测到脱酸烟气不达标时，可将脱酸烟气导回脱酸塔中进行进一步脱酸。传统的脱酸塔一般分成两级，即1个预冷塔配2个脱酸塔组成一套脱酸装置，本申请可以仅用1个预冷塔和1个脱酸塔，脱酸烟气可用烟气回用管导回脱酸塔实现二次脱酸或三次脱酸。可以减少设备的占地空间，最重要的是，可以减少碱液喷淋时喷淋头的堵塞概率。
进一步地，所述预冷塔和脱酸塔内的喷淋头均位于预冷塔和脱酸塔的顶部，预冷塔和脱酸塔内的烟气进口和烟气出口均位于预冷塔的侧面，预冷和脱酸后的烟气直接即从侧面的烟气出口出去，减少了烟气与喷淋头的直接接触，更好地保护了喷淋头。
进一步地，所述预冷塔和脱酸塔内的喷淋头均包括上层喷淋头和下层喷淋头，上层喷淋头和下层喷淋头错开设置使热烟气在预冷塔和脱酸塔内呈S形运动，有利于增加热烟气的横向流动，使热烟气冷却和/或脱酸更充分。
进一步地，所述下层喷淋头位于烟气进口的一侧。
综上所述，利用本发明提供的方法和装置对酸性热烟气进行脱酸处理，可以提高降温和脱酸的效率，同时能减少喷淋头被腐蚀和堵塞的概率。
附图说明
图1为本发明实施例1预冷塔和脱酸塔的结构示意图；
图2为本发明实施例2预冷塔和脱酸塔的结构示意图；
图3为本发明预冷塔上烟气回用管与喷淋头的配合关系示意图。
图中：10、预冷塔；20、脱酸塔；30、烟气进口；40、烟气出口；50、喷淋头；51、喷淋用水管； 60、脱酸烟气导出管；70、烟气回用管；71、回用管连接件；80、回用风机；90、烟气在线监测仪。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明所述的对热烟气进行脱酸的装置，主体为1个预冷塔10和1个脱酸塔20，预冷塔10设置在脱酸塔20前，预冷塔10用工业水进行喷淋冷却，脱酸塔20用碱液进行脱酸冷却。
预冷塔10和脱酸塔20的侧面均设置有烟气进口30和烟气出口40。酸性热烟气首先进入预冷塔10。预冷塔10的顶部设置有喷淋头50。热烟气与喷淋头50出来的细小液粒逆流接触，实现热烟气的降温，热烟气中的易溶性气体也同时被脱除。本发明的创新之处在于：将处理后的脱酸烟气部分导回预冷步骤和/或脱酸步骤，导回预冷塔10的脱酸烟气用于对喷淋头50进行横向的气体冲刷，使酸性热烟气与从喷淋头50出来的工业水接触得更加充分，同时降低喷涂头50周围酸性气体的浓度。
如图3所示，烟气回用管70通过回用管连接件71固定于预冷塔10的壁面，烟气回用管70的出口端包裹于喷淋头50处的喷淋用水管51上。从烟气回用管70的出口端喷射出的脱酸烟气可以防止烟气中的粉尘颗粒堵塞喷淋头50，同时驱散喷淋头50附近高浓度的酸性气体，在喷淋头50附近形成保护气氛，从而降低酸性气体对喷淋头50的腐蚀。与从上往下对喷淋头50进行纵向冲刷相比，横向冲刷对喷淋头50的冲刷面积更大，对高温烟气的搅动效果也更好。
从预冷塔10导出的烟气进入脱酸塔20进行碱液脱酸，碱液一般为NaOH溶液或Na2CO3溶液。之后从脱酸烟气导出管60导出。脱酸烟气导出管60上开设烟气回用管70，烟气回用管70设有回用风机80用于将脱酸后的烟气打回至预冷塔10和脱酸塔20。烟气回用管70上设有气量调节阀，用于脱酸烟气的分配与气量的调节，此为常识，故不在说明书附图中予以标注和说明。
脱酸烟气导出管60上设置有烟气在线监测仪90，烟气在线监测仪90位于烟气回用管70与脱酸烟气导出管60的连接点之前，当检测到脱酸烟气不达标时，可将脱酸烟气导回脱酸塔20中进行反复脱酸。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：
1、预冷塔10和脱酸塔20内的喷淋头50不再是单独一层，而是设置成两层，包括上层喷淋头和下层喷淋头，下层喷淋头位于烟气进口30的一侧。上层喷淋头和下层喷淋头错开设置使热烟气在预冷塔10和脱酸塔20内呈S形运动，有利于增加热烟气的横向流动，使热烟气冷却和脱酸更充分。
2、预冷塔10和脱酸塔20的烟气出口40不再设置在预冷塔10和脱酸塔20侧面，而是设置在预冷塔10和脱酸塔20的顶部，高温酸性烟气经处理后从位于预冷塔10和脱酸塔20顶部的烟气出口40流出。
Claims (8)
1.对热烟气进行脱酸的方法，依次包括预冷步骤和脱酸步骤，预冷步骤利用喷淋头对热烟气进行冷却水喷淋，脱酸步骤利用喷淋头对热烟气进行碱液喷淋，得到脱酸烟气，其特征在于：将脱酸烟气通过烟气回用管部分导回预冷步骤和/或脱酸步骤，烟气回用管的出口端包裹于喷淋头处的喷淋用水管上，导回的脱酸烟气用于对竖直向下的喷淋头进行气体横向冲刷。
2.如权利要求1所述的对热烟气进行脱酸的方法，其特征在于：所述预冷步骤在预冷塔中进行，预冷塔的烟气进口和烟气出口均位于预冷塔的侧面，喷淋头位于预冷塔的顶部。
3.如权利要求1所述的对热烟气进行脱酸的方法，其特征在于：所述喷淋头分成上下两层错开设置，使热烟气在预冷步骤和/或脱酸步骤中呈S形运动。
4.对热烟气进行脱酸的装置，包括预冷塔和脱酸塔，预冷塔和脱酸塔内设置喷淋头，脱酸塔具有脱酸烟气导出管，其特征在于：所述脱酸烟气导出管上开设烟气回用管，烟气回用管的出口端包裹于喷淋头处的喷淋用水管上，使降温脱酸后的烟气对竖直向下的喷淋头进行气体横向冲刷。
5.如权利要求4所述的对热烟气进行脱酸的装置，其特征在于：所述脱酸烟气导出管上设置有烟气在线监测仪，烟气在线监测仪位于烟气回用管与脱酸烟气导出管的连接点之前。
6.如权利要求4所述的对热烟气进行脱酸的装置，其特征在于：所述预冷塔和脱酸塔内的喷淋头均位于预冷塔或脱酸塔的顶部，预冷塔和脱酸塔内的烟气进口和烟气出口均位于预冷塔或脱酸塔的侧面。
7.如权利要求4所述的对热烟气进行脱酸的装置，其特征在于：所述预冷塔和脱酸塔内的喷淋头均包括上层喷淋头和下层喷淋头，上层喷淋头和下层喷淋头错开设置使热烟气在预冷塔和脱酸塔内呈S形运动。
8.如权利要求7所述的对热烟气进行脱酸的装置，其特征在于：所述下层喷淋头位于烟气进口的一侧。
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