CN1222349C - 固结废气中污染物的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种固结一个或多个燃烧设备的废气中污染物的方法，该一个或多个燃烧设备之一包括一炉子、一与该炉子连接的废气通道、一设在废气通道内的接触反应器、一设在废气通道内接触反应器后的除尘器和一连接该除尘器和该接触反应器的灰尘再循环管道，该再循环管道具有一布置在其中的加湿装置，和布置在接触反应器下面的灰尘保持箱。该方法除了其它特征外还包括：保持反应进行，造成在该炉子中产生含有污染物的废气；使得废气流过该废气通道进入该除尘器，在其中含有未反应氧化钙的灰尘从废气中分离；引导一部分分离的灰尘进入该加湿装置，其中最高达灰尘50%重量百分比的水混合到该灰尘中；将加湿的灰尘混合在流入该接触反应器的废气中，由此灰尘由废气携带进入该除尘器，因此固结废气中的污染物；使得加湿并混合入该废气的灰尘的一部分落下进入该灰尘保持箱中；水合该灰尘中的至少一部分的氧化钙以便在该保持箱中形成氢氧化钙；将至少一部分灰尘从该保持箱循环至一个或多个燃烧设备中至少一个。

Description

固结废气中污染物的方法和装置
技术领域
本发明涉及固结一个或多个燃烧设备例如流化床锅炉和/或悬浮燃烧锅炉的废气通道和炉子内的废气中污染物的方法和装置。
上述一个或多个燃烧设备中的一个通常包括一炉子、一与该炉子连接的废气通道、一设在废气通道内的接触反应器、设在废气通道内接触反应器后的除尘器和连接该除尘器和该接触反应器的灰尘循环管道，该循环管道具有布置在其中的加湿装置。该方法包括以下步骤：
(a)保持造成在该炉子中产生含有污染物的废气的反应进行；
(b)将石灰石或形成氧化钙的其他物料引入该炉子，用于固结该炉子废气中的污染物；
(c)使得废气流过该废气通道进入该除尘器，其中含有未反应氧化钙的灰尘从废气中分离；
(d)引导部分从该废气中分离的灰尘进入该加湿装置，其中最高达灰尘50％重量百分比的水混合到灰尘中，以及
(e)将步骤(d)中加湿的灰尘混合入流入该接触反应器的废气中，其中灰尘由废气携带进入该除尘器，因此固结废气中的污染物。
背景技术
锅炉中含硫燃料的燃烧产生二氧化硫(SO2)。从炉子释放的废气中的硫含量可通过湿式、半干式和干式脱硫方法降低。采用这些方法，使得废气与固结硫化合物反应，该化合物是液体、湿式(但在处理过程中干燥)或初始干燥的形式。
也可通过直接将固结硫的化合物引入炉子降低废气的硫含量，该化合物例如氢氧化钙(Ca(OH)3)，或例如生成固结硫的化合物如氧化钙(CaO)的石灰石或白云石的物料。上述方法特别在流化床锅炉上有效，这是因为固结硫的化合物在炉子内的保留时间十分长。
在流化床中，石灰石或白云石中的碳酸钙(CaCO3)煅烧产生固结二氧化硫的氧化钙(CaO)并生成硫酸钙(CaSO4)和亚硫酸钙(CaSO3)。在这处理中的问题是在与二氧化硫反应的氧化钙颗粒表面上形成很厚一层硫酸钙，该层硫酸钙阻止了颗粒中的氧化钙参与反应。因此，为使固结硫的水平达到90％以上，供给到流化床中物料的钙对硫的摩尔比，即Ca/S比在某些工艺状态下要高到3～5或更高。
石灰的煅烧需要能量，由此将大量的石灰引入炉子降低了锅炉的效率。流化床中石灰的高含量同样增加锅炉中NOx的释放量。另外，当大量石灰引入炉子时，存在着在后部烟道形成沉积的危险。
大量吸着剂的消耗增加了成本，也增加了工厂产生的固体废料量。另外，如果灰尘中包括相当多的煅石灰，灰尘中的石灰在储存或堆放之前必须熟化(即，用化学方法与水结合)。
燃烧设备中固结硫的吸着剂的使用率可通过回收底灰或飞灰中的未反应氧化钙并将其喂入废气或在活化后返回炉子改善。该吸着剂的活化可通过从氧化钙颗粒表面提取硫酸钙层和熟化石灰，即通过水合氧化钙(CaO)以便得到多孔的氢氧化钙(Ca(OH)3)来实现。
美国专利No.4,185,080公开了一种多阶段方法，其中从流化床或飞灰中分离氧化钙，去除硫酸钙，在单独的熟化设备中通过化学计量的水熟化氧化钙以产生干燥、颗粒极其细的氢氧化钙，该氢氧化钙循环至燃烧区域或从燃烧区域释放的气体中。
美国专利No.4,309,393公开了根据使用单独的水合设备的另一方法，其中底灰的未反应氧化钙通过大量的水水合并作为湿式悬浮物供应到废气中。
美国专利No.4,279,873公开了一种方法，其中允许废气在喷雾干燥器内与由飞灰和在单独的水合设备中产生的熟化石灰组成的水悬浮液反应。该悬浮液的水含量经调整以获得高于饱和温度8～40℃的废气温度。已发现在此条件下，氧化硫可通过氢氧化钙更有效地固结。此专利还公开从喷雾干燥器底部收集的干燥粉末循环到该悬浮物的方法。
公布的专利申请WO96/16722公开了一种从废气中去除二氧化硫的方法，其中飞灰与在循环过程中要添加的新鲜的氧化钙通过除尘器和废气通道的加湿装置循环。水在加湿装置中混合到灰尘中，该混合物允许在系统中如需要可循环多次，以便氧化钙有足够的时间完全水合。因此，在此方法中没有使用单独的水合装置。当采用该方法时，每次循环颗粒在加湿的状态下只有10～20秒，由此为实现克分的水合循环次数必须足够多。因此，废气中的颗粒含量很高，并造成腐蚀。另外，该系统的除尘器的尺寸必须大大增加。
美国专利No.5,795,548公开了一种设备，该设备包括一喷雾干燥器和一该喷雾干燥器上游的颗粒分离器。从该颗粒分离器、该喷雾干燥器底部和最后的除尘器得到的灰尘中的氧化钙在一单独熟化设备中熟化。接着包含氢氧化钙的所产生物料变成浆体，该浆体泵入该喷雾干燥器并由该喷雾器混合在废气中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单的方法和装置，用于固结一个或多个燃烧设备的废气通道和炉子内的废气中的污染物，其中大大减小或克服所述现有技术中的问题。
特别是，本发明的目的在于提供一种简单和灵活的方法和装置，用于控制固结废气中污染物的吸着剂的制备和给料。
本发明的另一目的在于提供一种方法和装置，通过该方法和装置可在不同的工艺条件下提高燃烧设备的吸着剂的使用率。
本发明的再一目的在于降低锅炉中释放的NOx并提高锅炉的效率。
本发明的又一目的在于降低成本并降低在炉子后部烟道形成沉积的危险。
本发明的又一目的在于降低由燃烧设备产生的固体废物量并简化该废物处理。
为实现上述目的，并考虑到此说明书第一和第二页讨论的方法，本发明方法的特征在于灰尘保持箱布置在该接触反应器之下，该方法还包括以下步骤：
(f)使得在步骤(d)中加湿并混合入该废气的灰尘的一部分落下至灰尘保持箱中。
(g)在该保持箱中水合灰尘中的至少一部分氧化钙以便形成氢氧化钙；以及
(h)将至少一部分灰尘从该保持箱循环至一个或多个燃烧设备中至少一个。
为解决所述现有技术的问题，本发明装置的特征在于灰尘保持箱布置在钙接触反应器之下，在加湿装置中加湿并混合入该废气的一部分灰尘落入灰尘保持箱中，其中包含在灰尘中的氧化钙的至少一部分水合形成氢氧化钙，一返回管道连接到该灰尘保持箱上以便将灰尘从该保持箱循环至一个或多个燃烧设备中至少一个。
当采用该方法时，加入最高达该灰尘重量的50％的水，最好是15～30％在该加湿装置中混合入废气中。由于将废气冷却到所需温度需要供给某一总量的水，按照本发明的方法循环使用的灰尘中含有相对高的水分含量，造成循环的灰尘量相对较少，由此可使用常规除尘器。加湿的灰尘可送入该接触反应器，由于该加湿器位于与该接触反应器接触，使得灰尘尽可能直接地从该加湿器送入该接触反应器中。
已知在喷雾干燥器中将稀浆加入废气，其喷雾嘴将该稀浆转变成迅速干燥的小滴。在本发明的方法中，送入废气的物料不是可以泵送的湿稀浆，而是加湿的物料。喷雾嘴不适合用作将物料引入废气通道。而是使用简单的喷嘴，允许物料通过其开口落入废气通道。在本发明的方法使用的物料中可容易形成这样大的颗粒，使得废气不能携带它们很长时间，而它们落入废气通道，最后到该接触反应器的底部的最低部分。按照本发明，令人惊奇的发现由落下物料造成的问题可通过在该接触反应器底部布置保持箱有利地利用，此处收集在该箱子中的灰尘水合并循环至燃烧设备。
由于按照本发明的方法循环灰尘的水合是在该接触反应器之下的灰尘保持箱中而不是在加湿装置中实现的，该加湿装置的尺寸或该灰尘循环的体积不必为达到充足的水合时间而增加。
该加湿装置的体积必须足够大以便当物料通过该加湿装置时有足够时间充分混合入水。另一方面，该加湿装置的体积最好尽量小以便很快实现加湿，并且仅水合过程的一小部分发生在该加湿装置。由于该水合过程主要发生在灰尘保持箱中，水合过程中释放的热量还加速了水合并同时尽可能有效地干燥保持箱中的灰尘。
当采用本发明时，由废气携带的主要细颗粒灰尘与落入保持箱的更粗粒灰尘的量的比率在很大范围内变化。最好是，废气携带30～95％的加湿灰尘到该除尘器，5～70％的灰尘落入灰尘保持箱中。
在本发明的设备中，文氏管最好布置在该接触反应器中，循环管道连接到该文氏管上。因此，该文氏管使废气处在强烈的紊流运动中，以便将该灰尘有效地混合入该废气中。该接触反应器和文氏管其尺寸构造成便于提供充分的气体速率来实现将加湿的灰尘按照需要分成由废气携带的部分和落入灰尘保持箱的部分。
将加湿的灰尘分成由废气携带的部分和落入灰尘保持箱的部分可同样由该接触反应器的气流控制。这可例如通过在该接触反应器的底部布置元件来产生，当需要时通过它们所需量的气体例如空气、蒸气或废气可再循环。
采用某些加湿装置的参数例如超过根据灰尘质量的极限的湿度值，颗粒开始出现在该加湿装置中，该颗粒在接触反应器内没有由废气携带而是落入其底部。因此，将加湿的灰尘分成由废气携带的部分和落入灰尘保持箱的部分还可通过调整该加湿装置的参数例如供给水的量、混合速度或混合时间来控制。
按照本发明的优选实施例，直接从炉子得到的底灰或从循环流化床反应器的热循环分离器得到的灰尘以及从该除尘器得到的飞灰送入该加湿装置。只有一定大小的颗粒还可以从灰尘中经筛选以便使用。
从炉子得到或从循环流化床反应器的热循环分离器得到的物料比飞灰更粗粒和温度更高，由此提供到该接触反应器的物料温度和颗粒尺寸分布可由其控制。为提高从炉子或分离器得到的灰尘部分增加大颗粒的比例并使灰尘的温度更高。同时，增加该物料落入灰尘保持箱的部分使得该箱内的水合过程更有效。最好是，混合物中灰尘重量的5～60％是粗粒物料，其Dp50大于150·m，并且40～95％是细粒物料，其Dp50大于150·m。
水合后的灰尘从该灰尘保持箱输送作为另外的用途，其含水量典型小于5％，由此该灰尘便于输送.最好是，该再循环管道可连接到该接触反应器足够高处，使得落下灰尘颗粒的表面在其落入灰尘保持箱时有时间干燥至某一程度。同时，废气的温度下降并且其相对和绝对湿度增加。由灰尘保持箱内水合过程释放的热量进一步干燥该灰尘。
该灰尘保持箱最好布置成与该接触反应器连接，使得来自炉子方向的含有灰尘的废气也达到该灰尘保持箱。因此，同样来自炉子方向的灰尘和废气干燥了该灰尘保持箱内的物料。该保持箱内和之上释放的蒸气与该废气混合并向前导入废气通道。
最好是，没有水供给到该灰尘保持箱中，但水合过程所需的水可从该加湿装置加湿的灰尘得到。该灰尘保持箱内的物料可由干燥蒸气干燥。同时，引入该箱的蒸气或作为选择热废气或空气可保持该灰尘运动并防止堵塞该保持箱。来自该箱的蒸气、废气或空气也可增强该接触反应器中的气流，由此，对于该部分，同样影响由废气携带的灰尘量和落入灰尘保持箱的灰尘量的比率。
该灰尘保持箱必须足够大使得该保持箱内的灰尘的保持时间足以使包含在该灰尘内的氢氧化钙有时间几乎完全水合。因此，该灰尘保持箱使得该保持箱内的灰尘的保持时间优选在10～90分钟内，最好大约10～20分钟。
在该灰尘保持箱内的形成的氢氧化钙可再循环到炉子和/或到该加湿装置。从该保持箱中得到的干燥的氢氧化钙通常是多孔的，由此可在炉子内有效地吸收二氧化硫。水合还降低该灰尘的颗粒大小，由此通过该加湿装置进入该接触反应器的氢氧化钙的颗粒将很有可能由废气携带，因此参与废气中二氧化硫的固结。在某些情况下，例如，如果离开该保持箱的物料的含水量相对很高，例如5％，氧化钙同样可直接再循环到该接触反应器。
当采用该方法时，燃烧设备的废气通道经常在该接触反应器之前具有落下对流通道，此处布置有空气预热器，和在该空气预热器之后具有底部料斗，此处收集从对流通道内废气中分离的飞灰。因此，该灰尘保持箱可布置在该接触反应器的底部，使得其形成该空气预热器的底部料斗。
从系统中除灰主要发生在炉子的底部和从该除尘器到储料仓处。由于粗粒物料还可聚集在该灰尘保持箱的底部，也需要在该灰尘保持箱的底部布置除灰。
通过使用本发明，可以在有利条件下，当Ca/S比率小于1.5时，固结95％的硫，当Ca/S比率小于2时，固结98％的硫。因此本发明降低生石灰的消耗量，提高了效率并降低从燃烧设备释放的NOx以及固体废物量。
另外，当送入炉子的生石灰量降低时，在后部通道形成沉积的危险更小。当使用本发明，加湿的废物不再难于处理，也不产生含有大量的必须在存储或堆积之前熟化的煅石灰的废物。
与美国专利NO.5,795,548相比，本发明技术方案的特别优点在于水合灰尘中氧化钙的方法通过利用在该过程中释放的热量产生可容易输送到燃烧设备不同部位的干燥的氢氧化钙。另外，按照本发明，由于落下加湿的物料不是问题而是该设备操作的基本部分，加湿的物料可用相当简单的方式引入废气通道中。
当采用本发明时，可在很广的范围内控制物料流，由此可在不同的工艺条件下实现优化的生石灰的消耗量和硫的固结。
附图说明
本发明将参考附图在下述描述中进一步说明，其中：
图1是按照本发明第一实施例的燃烧设备的简单说明；以及
图2是按照本发明第二实施例的燃烧设备的一部分的简单说明。
具体实施方式
如图1所示，含硫燃料通过管道12和石灰石或生成氧化钙的其他物料通过管道14供给到燃烧设备100例如流化床锅炉或悬浮燃烧锅炉的炉子10中。燃料中的硫释放出并在炉子中形成二氧化硫。送入炉子的石灰石中的碳酸钙煅烧并生成固结二氧化硫以便生成硫酸钙的氧化钙。
硫酸钙在氧化钙颗粒表面上形成质密层，由此未反应的氧化钙和废气通过废气排放通道16从炉子中排放。通过管道18从炉子底部排放的底灰也含有未反应的氧化钙。
排放通道16引导至对流通道20，其具有热交换表面，例如过热器22、输入水预热器24和空气预热器26。下行废气通道28和上升的接触反应器30在废气的流动方向上位于对流通道20的下游。在接触反应器30之后是除尘器40，该除尘器可以是例如静电除尘器或袋式过滤器。
净化颗粒后的气体通过管道42从除尘器42排放。分离的固体物料例如含有氧化钙的飞灰通过管道44或者沿管道46排放到储料仓48或者通过管道50排放到加湿装置52中。在加湿装置52中，水以适合的比例通过管道54引入并与该固体物料混合。供给水的质量最高可达固体物料质量的50％，最好是15～30％。
从除尘器40到接触反应器30的再循环管道的最后部分是排放管道56，通过该管道加湿的物料输送到接触反应器30以便与上升废气流混合。接触反应器30形成在废气通道28的一部分内，此处输入加湿装置52的灰尘与废气反应。接触反应器30必须足够长以便从加湿装置52送入并由废气携带的灰尘在除尘器40之前有时间干燥。
为促进废气和从加湿装置52送入的物料的混合，文氏管58布置在接触反应器30内，文氏管58使废气处于强的紊流运动下。文氏管58和接触反应器30的尺寸构造成使得从加湿装置通过排放管道56送入的加湿物料的所需部分通常是30～95％由废气携带输送到除尘器40。在完全负载下，接触反应器30内废气的速度通常是10～20m/s。
废气中的二氧化硫溶解在含有灰尘颗粒的水中。当输送到除尘器40时，颗粒干燥，由此废气的温度下降到例如60～140℃。同时，在溶解的二氧化硫中的硫形成可由除尘器40从废气中除去的固体硫酸钙或亚硫酸钙。
当选择要从加湿装置52送入到接触反应器30的物料的量时，边界条件之一是所需的废气温度。当所需的废气最终温度是例如110℃时，必须供给一定量的水，由此物料的含水量决定固体物料量。如果为了送入相对干燥的物料，其含水量例如是10％，与送入更高含水量的物料的情况相比需要送入更大量的固体物料。
本发明的优点之一在于可以使用简单设备送入含水量相当高的物料，由此不需要将大量的固体物料送入接触反应器30。当使用本发明的方法时，接触反应器30内的废气颗粒含量少于0.5kg/Nm3，最好少于200g/Nm3。
通过排放管道56送入的加湿物料部分通常有5～70％不由废气携带，其逆流落入布置在接触反应器30底部的灰尘保持箱60中。物料在保持箱60中干燥和包含在灰尘内的氧化钙的至少一部分水合形成氢氧化钙。
由于通过排放管道56进入接触反应器30的物料的含水量和颗粒大小分布影响在废气通道16中物料的输送，将加湿的灰尘分成由废气携带的部分和落入灰尘保持箱60的部分可通过调整加湿装置52的参数来控制，例如混入灰尘的水量、混合器的速度或保持在该设备中的灰尘量以及同时灰尘的通过时间。
另一可能性是通过调整接触反应器30的气流控制加湿灰尘分成由废气携带的部分和落入灰尘保持箱60的部分。这可例如通过布置在该文氏管上游或下游的一个或多个管道70、70’、70”将空气、废气或蒸气送入接触反应器30来实现。
旁路管道72也可布置在废气通道28中，通过该管道一部分废气可通过文氏管58。旁路管道72装有最好是控制阀的控制元件74，通过该元件可以控制废气通过文氏管58的流量。因此，控制元件74可用于控制流过文氏管58的废气流量并因此调整加湿灰尘分成由废气携带的部分和落入灰尘保持箱60的部分。
可优选地使用控制元件74使得与在低负荷下相比在更高负荷下以更大的废气流流过文氏管58。优选的方式是调节控制元件74使得不同负荷下相同量的废气从炉子10流过文氏管58，由此文氏管58的操作不取决于该负荷。另一优选的方式是调节控制元件74使得将加湿灰尘分成由废气携带的部分和落入灰尘保持箱60的部分以预定方式取决于该负荷。
含有氢氧化钙的干燥物料可从保持箱6通过返回管道620再循环到炉子10和/或通过返回管道64再循环到加湿装置52。在保持箱60内的水合过程中，至少一部分灰尘颗粒分解，由此很有可能再一次来自加湿装置52到接触反应器30的水合物料将由废气携带输送到除尘器40并参与硫的固结。在某些情况下，直接将灰尘从保持箱60再循环到接触反应器30也可能是有利的。
水合的钙颗粒的大部分是小的和多孔的，其硫酸钙层消失了。因此，从返回管道62输送到炉子10的物料使得炉子10内的硫的固结更有效。如果在保持箱60内收集的物料比可以用于炉子10或废气通道28内固结硫的物料多，多余物料可通过管道66排放到储料仓48。
含有未反应的氧化钙的来自炉子10的底灰也可从管道18通过管道68引导到加湿装置52。由于底灰的颗粒大小大于飞灰的颗粒大小，加湿装置52内的物料温度和颗粒大小分布通过控制引导到加湿装置52的底灰量来调整。增加底灰的部分来增加粗粒灰尘的比例并因此增加落入保持箱60的物料量。同时，可提高物料温度而加速发生在保持箱60内的水合过程。如果燃烧设备100是循环流化床锅炉，来自锅炉热循环颗粒分离器的灰尘而不是底灰也可引导进入加湿装置52。最好是，加湿装置52内灰尘重量的5～60％是粗粒物料，其Dp50大于150μm，并且40～95％是细粒物料，其Dp50小于100μm。
加湿物料在从保持箱60排放之前必须干燥以便有助于物料从保持箱输送到所需地点。因此，可以将再循环通道的排放管道56的连接点在接触反应器30内布置足够高，使得在钙颗粒落入保持箱60之前颗粒表面有时间干燥到一定程度。然而，由于水合过程需要大量的水，不允许颗粒在进入保持箱60之前干燥太多。
保持箱60内的物料也可通过将从炉子10的方向来的灰尘和废气转向以便冲击保持箱60的灰尘表面或位于灰尘表面之上来干燥。自然地，水合过程中释放的热量也干燥保持箱60内的物料。在一些情况下，在水合过程中释放的热量足以干燥该物料。为了大部分的水合热量能尽可能用于干燥保持箱60内的物料，加湿装置52必须非常小，使得没有显著的水合有时间发生在加湿装置52内。
保持箱60内的加湿物料也可由通过管道70供给的蒸气干燥。由于管道70布置在保持箱60的底部，其还可用于保持物料运动并防止其粘结。
保持箱60最好足够大，使得灰尘在保持箱60内的保持时间对于包含在灰尘内的氢氧化钙足够长以便有时间几乎完全水合。在保持箱60内的保持时间优选为10～90分钟，最好为10～20分钟。
在燃烧设备100对流通道20的端部，特别作为其下行部分的最后部分，经常布置空气预热器26和在空气预热器26之后的底部料斗。在此情况下，该下行部分可通至废气通道上升部分开始的同一点，并且灰尘保持箱60可在同时作为空气预热器26的底部料斗。
图2说明的本发明的第二优选实施例基本上类似于图1的第一优选实施例。在图2实施例中与图1的部件基本相对应的部件以与图1相同的参考数字说明仅前面加上“1”。
图2中本发明的第二优选实施例的方法与图1的第一优选实施例的方法不同之处在于，与加湿装置152和接触反应器130连接的排放管道156连接到废气通道180的下行部分182上。因此，主要发生污染物固结的接触反应器130由排放管道156的连接点186和除尘器之间的部分形成。
当使用图2的实施例时，从加湿装置152送入的灰尘的一部分由废气携带至废气通道180的上升部分184，和另一部分特别是灰尘的最大颗粒落入与下行部分182和上升部分184的连接点186相连的保持箱160内。
在保持箱160内，灰尘中的氧化钙水合，并因此活化的吸着剂通过管线164输送回加湿装置152或通过管线162输送回该炉子。管线162也可连接到另一燃烧设备，例如悬浮燃烧锅炉，此处其可通向炉子或其他适合的注入位置。
在图2的实施倒中，保持箱160不是直接在接触反应器130的底部，而是在接触反应器130的底部之下，使得短通道176连接接触反应器130的底部和保持箱160。在此方法中，由来自加湿装置152的再循环物料和携带在来自炉子的废气中的轻颗粒组成的烟雾178在保持箱之上的废气通道180内形成。当废气以快速例如10～30m/s运动时，撞击颗粒烟雾178，颗粒的一部分由废气携带。
由于引入废气通道180的物料分成由废气携带的部分和落入灰尘保持箱160的部分发生在废气通道的下行部分182和上升部分184的连接点186处，在接触反应器130的上升部分内没有文氏管。因此，其横截面大致保持恒定。
本发明于此通过实例结合至今认为最优选的实施例描述完毕，应明白本发明不局限于所述实施例，而试图覆盖其特征与包括在如所附权利要求限定的本发明的范围内的其他应用的各种结合。该实例描述了二氧化硫(SO2)的固结，但对于本领域技术人员显而易见的是按照本发明权利要求的原理可同样适用于废气中的其他污染物例如氯化氢(HCl)和氟化氢(HF)。

Claims (29)

1.一种固结一个或多个燃烧设备的废气中污染物的方法，该方法包括以下步骤：
(a)在一个或多个燃烧设备的炉子中燃烧燃料，造成含有污染物的废气的产生；
(b)将氧化钙、石灰石和白云石中的至少一种引入该炉子，用于固结该炉子废气中的污染物；
(c)使得废气流过(i)废气通道、(ii)其尺寸设定成在步骤(e)中将湿润灰尘按照需要分成携带在废气内的部分和落入与废气通道相关设置的保持箱内的另一部分的文式接触反应器以及(iii)接着流过将含有未反应氧化钙的灰尘和废气分离的除尘器；
(d)将步骤(c)中从废气中分离的灰尘的一部分引导到加湿装置，该加湿装置将高达灰尘50％重量百分比的水混合到该灰尘中；
(e)将步骤(d)中加湿的灰尘引导到接触器，以便将湿润的灰尘混合到废气中；
(f)使得在步骤(e)中混合到废气内的灰尘的第一部分由废气携带到除尘器，以便固结废气内的污染物；
(g)使得步骤(e)中混合到废气内的灰尘的第二部分落下进入由于布置在接触反应器下面的灰尘保持箱；
(h)水合该灰尘中的至少一部分的氧化钙以便在该保持箱中形成氢氧化钙；
(i)在水合步骤(h)期间造成灰尘干燥；以及
(j)将至少一部分灰尘从该保持箱循环到一个或多个燃烧设备的至少之一中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，废气通道连接到一个或多个燃烧设备的炉子上，并具有上升部分，并且该接触反应器布置在该废气通道的上升部分内，该方法还包括使得在步骤(g)中落下进入该保持箱的灰尘逆着该废气流落入该保持箱。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中加湿的灰尘的30～95％由废气携带输送到该除尘器，而其5～70％下落进入该灰尘保持箱中。
4.如权利要求1所述的方法，还包括将底灰从该炉子引导到该加湿装置。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该炉子是具有热循环分离器的循环流化床反应器，该方法还包括将由该流化床反应器的热循环分离器分离的灰尘引导到该加湿装置。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该加湿装置中的物料重量的5～60％是粗粒物料，其Dp50大于150μm，并且其重量的40～95％是细粒物料，其Dp50小于100μm。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过该文氏管的旁路管道连接到该废气通道，该旁路管道具有流量调节器，并且该方法还包括通过调整该流量调节器控制将该加湿的灰尘分成由废气携带的部分和落入该灰尘保持箱的部分。
8.如权利要求1所述的方法，还包括通过调整该接触反应器的气流流速控制该加湿的灰尘分成由废气携带的部分和落入该灰尘保持箱的部分。
9.如权利要求1所述的方法，还包括通过控制(i)在该加湿装置中混入该灰尘的水量、(ii)将水混合到灰尘中的混合器的速度和(iii)该灰尘的通过时间中的至少之一个来调整该加湿灰尘的颗粒大小分布以便控制该加湿的灰尘分成由废气携带的部分和落入该灰尘保持箱的部分。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(h)中从该炉子方向进入该保持箱的灰尘和废气干燥该保持箱内的物料。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(h)中在该水合过程中释放的热量干燥该保持箱内的物料。
12.如权利要求1所述的方法，还包括在步骤(h)中将干燥蒸气、热废气和空气中的至少之一引入该保持箱以便干燥该保持箱内的灰尘并保持其活动性。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(h)中该灰尘保持箱内灰尘的保持时间大约为10～90分钟。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(h)中该灰尘保持箱内灰尘的保持时间大约为10～20分钟。
15.如权利要求1所述的方法，还包括在步骤(j)中将氢氧化钙循环到该炉子。
16.如权利要求1所述的方法，还包括在步骤(j)中将氢氧化钙循环到该加湿装置。
17.如权利要求1所述的方法，还包括在步骤(j)中将氢氧化钙循环到该接触反应器。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法用于固结在两个燃烧设备中废气的污染物，并还包括在步骤(j)中将该灰尘的至少一部分从该保持箱循环到该第二燃烧设备。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，该第一燃烧设备是流化床锅炉，而该第二燃烧设备是悬浮燃烧锅炉。
20.如权利要求1所述对方法，还包括在步骤(d)中将该灰尘重量15～30％的水混合到该灰尘中。
21.如权利要求1的方法，其特征在于，设置废气循环导管，其连接除尘器和连接到该文氏管或位于该文氏管之上的接触反应器。
22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述所需划分造成大约30％到95％的加湿灰尘携带在废气中。
23.一种固结一个或多个燃烧设备的废气中污染物的设备，该一个或多个燃烧设备之一包括炉子、与该炉子连接的废气通道、设在废气通道内的接触反应器、设在废气通道内接触反应器后的除尘器和连接该除尘器和该接触反应器的灰尘再循环管道，以及布置在再循环管道中的加湿装置，该设备包括：
布置在该接触反应器之下的灰尘保持箱，在该加湿装置中加湿的并混入该废气的灰尘的一部分落入其中，并且包含在该灰尘中的氧化钙的至少一部分在其中水合以形成氢氧化钙；以及
连接到该灰尘保持箱并用于将灰尘循环到该一个或多个燃烧设备至少之一的返回管道；
该接触反应器还包括文氏管，该再循环管道连接到该文氏管上，并且该接触反应器和该文氏管的尺寸构造成便于实现将该加湿的灰尘按照需要分成由废气携带的部分和落入该灰尘保持箱的部分。
24.如权利要求23所述的设备，其特征在于，该灰尘保持箱的尺寸构造成使得其中该灰尘的保持时间为10～90分钟。
25.如权利要求23所述的设备，其特征在于，该灰尘保持箱的尺寸构造成使得其中该灰尘的保持时间大约为10～20分钟。
26.如权利要求23所述的设备，其特征在于，该返回管道将该灰尘保持箱连接到该燃烧设备的炉子上。
27.如权利要求23所述的设备，其特征在于，该返回管道将该灰尘保持箱连接到该加湿装置上。
28.如权利要求23所述的设备，其特征在于，该返回管道将该灰尘保持箱连接到该接触反应器上。
29.如权利要求23所述的设备，其特征在于，该设备用于固结两个燃烧设备中的污染物，并且该返回管道连接到该灰尘保持箱以便将灰尘循环到该第二燃烧设备。
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