CN1231286C - 一种添加铁质飞灰的循环流化床烟气净化方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种添加铁质飞灰的循环流化床烟气净化的方法及其装置，其特点是，将燃烧设备排出的烟气加速后喷入以钙基脱除剂和吸附剂为床料的流动床反应器中并带动床料一起流化，在流化床反应器内加入生石灰浆液和铁质飞灰形成活性吸附剂与脱硫剂颗粒，这种颗粒，不仅能提高脱硫效率，还能有效地脱除细颗粒PM2.5和重金属As，Se，Hg。本发明与现有技术相比，具有脱除污染物种类多、脱除效率高、工艺与装置简单、负荷适应性强的特点。
Description
本发明属于烟气干法尾气净化技术领域，尤其涉及煤粉锅炉、垃圾焚烧炉、层燃锅炉或其它燃烧设备捧出的烟气中污染物脱除的方法与装置。
目前燃煤锅炉或其他的燃烧设备所使用的钙基脱硫剂的半干法或干式烟气脱硫技术主要有喷雾烟气脱硫法、炉内喷钙加增湿活化法(LIFAC)和尾部烟气干式循环流化床脱硫法。前两项技术钙基脱硫剂利用率较低，一般在0.3-0.4。脱硫效率也不高，在Ca/S为2时，为0.5-0.8。同时在反应器或增湿活化器内壁易腐蚀和结垢。尾部烟气循环流化床脱硫方法，有效的克服了上述的缺陷，它的钙基利用率较高，可达0.7，其烟气脱硫效率也较高。此种脱硫系统主要包括循环流化床反应器，分离器和外回送装置。其工艺过程是将锅炉或其他的燃烧设备排出的烟气，送入循环流化床反应器，其床料为钙基脱硫剂或脱硫剂与飞灰的混合物。烟气中的硫氧化物与床料反应，形成固体化合物，然后定量排出脱硫系统。随循环流化床排出烟气一起离开的未完全反应的脱硫剂颗粒悬浮物，进入设置在流化床反应器外部的不同形式的常规的颗粒分离器，并把分离器分离下来的固体颗粒返回到循环流化床反应器中，完成循环过程。在实际的工程项目中，上述使用普通飞灰作为循环物料的方法脱硫效率受到一定限制，而且对于燃煤过程中产生的细颗粒PM2.5和重金属As，Se，Hg等有害物质无法有效的脱除，直接影响烟气的净化效果。
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种添加铁质飞灰的循环流化床烟气净化方法及其装置。使用它不仅能防止管道内壁腐蚀和结垢，进一步提高脱硫的效率，而且能够有效的脱除烟气中的细颗粒PM2.5和重金属元素As，Se，Hg等有害物质。
本发明的技术方案采用如下方式实现：
一种添加铁质飞灰的循环流化床烟气净化方法，其步骤为：
1.将燃烧设备捧出的烟气经过缩放喷管加速后喷入以钙基脱除剂和吸附剂为床料的流动床反应器中并带动床料一起流化；
2.通过设置在循环流化床反应器周围的喷嘴喷入生石灰浆液和铁质飞灰与喷入的烟气在流化过程中充分接触混合，发生碱性物质对硫氧化物中和反应，将硫氧化物转化为可脱除的固体化合物；
3.用生石灰浆与铁质飞灰形成的脱除剂颗粒在与烟气的充分接触混合过程中对烟气中的细颗粒PM2.5和重金属元素As，Se，Hg等进行强烈吸附；
4.将反应和吸附后形成的物料留在脱除剂中以固定形式和未完全反应的床料一道随烟气送入气固分离器；
5.经气固分离器分离后，固体颗粒进入流化床反应器循环使用，净化后的洁净烟气通过引风机由烟囱达标排放。
实现上述添加铁质飞灰的循环流化床烟气净化方法及其装置，它包括以钙基脱除剂和吸附剂为床料的流动床反应器、气固分离器。其结构特点是，所述流化床反应器的底部入口端设有可使烟气加速的缩放喷管，缩放喷管另一端与烟气进气管相接。流化床反应器的下部周围设有铁质飞灰入口与石灰浆入口。流化床反应器的上部是烟气出口通过连接与气固分离器相接。气固分离器的上方置有与引风机连接的净化气出口，气固分离器的下方置有可循环物料的连接管并接入流化床反应器中。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：
(1)在传统干式循环流化床烟气净化技术基础上，利用含有铁质飞灰的钙基脱除剂反应去除尾气中的酸性气体，同时脱除细颗粒PM2.5和重金属元素As，Se，Hg等有害物质。本发明工艺简单，结构紧凑，节省资金和占地面积，烟气净化效果好，完全满足环保要求，烟气捧放大大低于目前环保标准。
(2)在脱除污染物的过程中，床料保持相对干燥状态，有效避免了湿法和半干法净化系统中的管道腐蚀和堵塞问题。
(3)由于采用干式循环流化床脱硫技术，设备所需水分极少，而且产物为干态，减少了用水量，避免了湿法中的水污染问题，并降低了产物的处理成本。
下面结合附图及具体的实施方式对本发明做进一步描述。
附图是实施本发明方法的装置结构连接图。
本发明方法的具体步骤为：(1)将燃烧设备捧出的烟气经过缩放喷管加速后喷入以钙基脱除剂和吸附剂为床料的流动床反应器中并带动床料一起流化，流化速度设计为5-10m/s：(2)通过设置在循环流化床反应器周围的喷嘴喷入生石灰浆液和铁质飞灰与喷入的烟气在流化过程中充分接触混合，发生碱性物质对硫氧化物中和反应，将硫氧化物转化为可脱除的固体化合物，所述的铁质飞灰颗粒的粒度小于100μm，其中Fe2O3含量不低于10％；(3)用生石灰浆与铁质飞灰形成的脱除剂颗粒在与烟气的充分接触混合过程中对烟气中的细颗粒PM2.5和重金属元素As，Se，Hg等进行强烈吸附；(4)将反应和吸附后形成的物料留在脱除剂中以固定形式和未完全反应的床料一道随烟气送入气固分离器；(5)经气固分离器分离后，固体颗粒进入流化床反应器循环使用，净化后的洁净烟气通过引风机由烟囱达标捧放。
参看附图，实施本发明方法的装置，它包括以钙基脱除剂和吸附剂为床料的流动床反应器3、气固分离器6。所述流化床反应器3的底部入口端设有可使烟气加速的缩放喷管1，缩放喷管1的形状呈中间细两端粗的双曲线圆管。缩放喷管1另一端与烟气进气管9相接。流化床反应器3的下部设有铁质飞灰入口8与石灰浆入口2。流化床反应器3上部是烟气出口通过连接管4与气固分离器6相接。气固分离器6的上方置有与引风机连接的净化气出口5，气固分离器6的下方置有可循环物料的连接管7并接入流化床反应器3中。
该装置使用时，从燃烧设备出来的烟气，由烟气进气管9，经过缩放喷管1加速后，进入循环流化床反应器3，烟气在流化床反应器3中与从石灰浆喷入口2进入的石灰浆液和原有的床料充分接触，带动床料一起流化，流化速度高达3-10m/s，同时进行充分传热和传质。另外，通过流化床反应器3下部的铁质飞灰入口8补充加入循环物料中的铁质飞灰。在此过程中，尾气中酸性气体如二氧化碳、三氧化硫等与含有铁质飞灰的钙基碱性化合物发生中和反应，生成固体钙盐，同时尾气中细颗粒PM2.5和重金属元素As，Se，Hg等有害物质在与床料充分混合过程中被床料中的含有铁质飞灰的脱除剂所吸附而去除。反应和吸附后的固体颗粒随气流经过反应器的烟气出口通过连接管4进入气固分离器6，净化后的气体经引风机通过净化气出口5排放。气固分离器6脱除下来的固体颗粒通过循环物料连接管7返回到流化床反应器3中循环使用。本装置脱硫效率可达95％以上，细颗粒PM2.5和重金属元素As，Se，Hg等有害物质脱除率在90％以上。
Claims (5)
1.一种添加铁质飞灰的循环流化床烟气净化方法，其步骤为；①将燃烧设备排出的烟气经过缩放喷管加速后喷入以钙基脱除剂和吸附剂为床料的流动床反应器中并带动床料一起流化；②通过设置在循环流化床反应器周围的喷嘴喷入生石灰浆液和铁质飞灰与喷入的烟气在流化过程中充分接触混合，发生碱性物质对硫氧化物中和反应，将硫氧化物转化为可脱除的固体化合物；③用生石灰浆与铁质飞灰形成的脱除剂颗粒在与烟气的充分接触混合过程中对烟气中的细颗粒(PM2.5)和重金属元素As，Se，Hg等进行强烈吸附：④将反应和吸附后形成的物料留在脱除剂中以固定形式和未完全反应的床料一道随烟气送入气固分离器；⑤经气固分离器分离后，固体颗粒进入流化床反应器循环使用，净化后的洁净烟气通过引风机由烟囱达标排放。
2.按照权利要求1所述的添加铁质飞灰的循环流化床烟气净化方法，其特征在于：所述循环流化床反应器内的流化速度设计为3-10m/s。
3.按照权利要求1或2所述的添加铁质飞灰的循环流化床烟气净化方法，其特征在于：所述铁质飞灰颗粒的粒度小于100m，其中Fe2O3含量不低于10％。
4.实现权利要求1或3所述的添加铁质飞灰的循环流化床烟气净化方法的装置，它包括以钙基脱除剂和吸附剂为床料的流动床反应器(3)、气固分离器(6)，其特征在于：所述流化床反应器(3)的底部入口端设有可使烟气加速的缩放喷管(1)，编放喷管(1)另一端与烟气进气管(9)相接，流化床反应器(3)的下部设有铁质飞灰入口(8)与石灰浆入口(2)，流化床反应器(3)的上部是烟气出口通过连接管(4)与气固分离器(6)相接，气固分离器(6)的上方置有与引风机连接的净化气出口(5)，气固分离器(6)的下方置有可循环物料的连接管(7)并接入流化床反应器(3)中。
5.按照权利要求4所述的添加铁质飞灰的循环流化床烟气净化方法的装置，其特征在于：所述的缩放喷管(1)的形状呈中间细两端粗的双曲线圆管。
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