[其他]烟道气脱硫吸收剂的氧化方法及其生产的产品

说明书

本发明所指的是氧化烟道气脱硫废吸收剂生产有用的最终产品的方法及用此过程生产的氧化产品。

在动力工厂中，煤的燃烧产生大量的固体和气体污染物，包括飞灰和二氧化硫。二氧化硫已被确认为酸雨中的要犯，并且，主要的努力方向是减少或消除烧煤锅炉排放到大气中的二氧化硫的量。完成这一目的一条路线，系将锅炉排气（烟道气）用含钙化合物进行处理生成钙-硫化合物以除去其中的二氧化硫，然后将这些钙-硫化合物，如果是淤渣状，就挖池处置，如果是干的，就用来填地处置。

最普通的烟道气脱硫（FGD）过程，是熟知的“湿法过程”。在湿法过程中，含二氧化硫的烟道气，用含氢氧化钙或其它碱性吸收剂浆液淋洗。淋洗可在塔中进行（举例）;在塔中，烟道气逆流而与下行的浆液紧密接触;在塔内浆液可以浸没填料或塔盘。这种FGD过程的废浆液产物中，含有亚硫酸钙和硫酸钙二种物质。将空气或其它含氧的气体鼓泡通过浆液将亚硫酸钙转化成硫酸钙产品是有利的，例如在1977年5月17日公布的美国专利4，024，220中就提到了这样的过程。硫酸钙产品可用于制造壁板。其它报导“湿法过程”各种型式的美国专利有：

4，371，508

4，366，132

4，328，195

4，069，300

4，024，220

3，985，860

FGD系统的另一类型是生产干的废物。一个典型的干法FGD系统包括：（1）一个前置-灰尘捕集器，用来除去飞灰;它包括一个静电沉降器、旋风分离器或其它除尘设备;（2）一个硫淋洗系统;它包括一个浆液制备系统，用来制备石灰浆液吸收剂乳液和一个喷雾干燥塔;在塔中，将吸收剂喷入烟道气中吸收其中的二氧化硫（SO₂），和（3）一个后置粉尘捕集系统。

在干法FGD过程系统中，含二氧化硫的烟道气被通入喷雾干燥器中，并喷入含石灰的液体与烟道气接触，在石灰与烟道气中的二氧化硫之间就发生反应，浆液中的液体则同时蒸发掉，从而生产出主要含钙-硫化合物的干粉。例如，这样一个过程在1980年4月8日公布的美国专利4，197，278中就描述过。干粉产物中含有亚硫酸钙和硫酸钙，并且建议按上述“湿法过程”的先前工艺的办法，将这种干粉再制成浆液，然后通入空气鼓泡使其氧化，将亚硫酸钙转化成硫酸钙。

如上所述，干法FGD系统的特点是，新吸收剂，注入喷雾-干燥塔，当烟道气离开塔时，吸收剂液相近乎完全蒸发掉。成细粉粒子的干废吸收剂，首先被携带入脱过硫的烟道气中，然后部分分离并收集在喷雾-干燥塔的底部，带进去的其余部分则在后置粉尘捕集系统中-通常为一袋式过滤器-从烟道气中除去。

新的或配制的吸收剂，常以干态（生石灰）供给FGD系统，在系统中必须用水熟化使成乳液。

制备和喷射液体吸收剂的系统包括：

1.混合器，用来混合固体吸收剂成乳液或浆液;混合器常常安装有滤网将不能很好悬浮的粗粒物质滤除;

2.泵，在系统内输送浆液，和从混合器输送至喷雾-干燥塔，和

3.一个或多个喷嘴，安装在喷雾-干燥塔上，用来将吸收剂乳液分散至烟道气流中。

一部分收集下来的干的废吸收剂，再与新的乳液-吸收剂混合，以改善吸收剂的利用，因为未反应的吸收剂总要带出喷雾干燥器。通常在单独的混合容器中混合，循环比为3∶1，即3份循环的废吸收剂对1份生进料。

下表说明干法FGD系统的FGD产品的一些典型性质，其中石灰乳液用作喷入烟道气中的吸收剂：

表1

化学组成    重量%

CaSO₃·1/2H₂O 40-70

CaSO₄·2H₂O 5-15

CaCO₃0-10

Ca（OH）₂5-15

CaCl₂·XH₂O（X＝1，2，或4） 0-10

飞灰    5-25

粒度    100%小于100微米（150目）

70-90%小于50微米

石灰乳液与气体二氧化硫反应时，直接生成亚硫酸钙。在FGD系统的喷雾-干燥塔正常操作温度70-150℃范围内，由于烟道气中只有3-5%的比较低的含氧水平，仅仅只有一小部分的亚硫酸钙被氧化成硫酸盐形态。