专利名称:用回收烟道飞灰直接脱硫的方法
本发明涉及一种燃烧装置燃烧的含有害气体化合物的废气的净化方法，特别是用于低灰量燃料的燃烧或除灰程度较高的炉篦燃烧，借助于一种粉尘状的碱性添加剂，该添加剂能吸附燃烧中生成的有害气体化合物，在这当中废气中携带的飞灰，特别是飞灰-添加剂-混合物从废气中分离出去，至少有一部分被分离的飞灰进行水合反应，并用空气风选，接着至少将部分的干飞灰送回废气净化。
在燃烧装置，例如蒸汽锅炉的燃烧区域中用碱性添加剂使有害气体进行化合的处理方法都可视为基本的废气净化方法。作为有害气体在废气中除了硫的化合物外，还有卤素化合物，如HCl和HF。在说明书和权利要求
书中，对飞尘这个概念可以理解为来自废气净化的添加剂，该添加剂不仅有来自燃料的飞灰，而且也包括那些不是来自燃料的飞灰。
作为添加剂可以加入，例如金属钙或镁的氢氧化物或碳酸盐、或其混合物，但最好使用石灰石。该方法的主要问题是添加剂只能部分地发挥作用。在此，应注意的一个条件是为了使有害气体化合的反应温度。这个温度取决于所用的添加剂的温度-时间状况，尽可能不使其超过1250℃。这样不单能避免表面活性添加剂被烧结，而且也能避免该添加剂不被由于燃烧而形成的飞灰包上一层膜。
另一个条件是添加剂在脱除其有害气体化合物时，在净化废气流中的有效停留时间，此停留时间特别受处于废气中的添加剂的混合和分布状态以及在燃烧装置中停留时间的长短的强烈影响。因此，所有方法的改进，其措施内容都是针对提高添加剂的使用效率和由此而要达到的净化效果。
德国公开说明书3428502揭示了一种含有飞灰废气的干法脱硫方法，例如燃烧褐煤的蒸汽锅炉的废气。根据上述方法在燃烧区域中作为添加剂加入了石灰石粉，在废气中经过一定的停留时间后，与伴随的飞灰一起作为烟灰被分离出去，接着用干蒸汽处理后又将其送回已冷却的废气流中。在水蒸汽处理过程中通过一流化床底部的水蒸汽射流使添加剂粉碎，该床类似于具有两个对向的喷咀的喷射式磨机。经过处理后的添加剂颗粒又恢复其新的活性表面。同时没有被转化的游离的氧化钙被水蒸汽水合。但这种措施取决于放热反应的水合反应速度，分离的飞灰-添加剂混合物的性能，以及水与氧化钙的比例。当水与氧化钙的比减小时，举例来说，则添加剂颗粒的烧结附聚增加。这种烧结附聚作用阻碍了添加剂颗粒通过粉碎过程形成新的表面。因此采取了一种努力争取的改进办法，即把已处理过的飞灰-添加剂混合物送回到冷却的废气气流中，以提高其停留时间。此外使用干水蒸汽增加了方法中的能量平衡负担，反正按已知方法水蒸汽是不应冷凝的。
本发明的任务是，进一步改进现有的已知方法，使在欲净化的废气流中的添加剂的停留时间及其使用效率能进一步提高，而且能提高净化效率，避免前面已述的一些弊端。
解决这个任务采用了使未粉碎的烟灰与喷成露状的水均匀混合，以进行其水合作用，而且将部分的烟灰流送回燃烧装置的燃烧室。
用喷成雾状的水进行水合作用，是水分子透过表面膜扩散到未粉碎的烟灰颗粒内部。把已处理的烟灰送回到燃烧装置的燃烧区域，同时可以达到以下目的，一方面使有害气体化合所需的颗粒活性表面，主要是先在反应室中通过温度决定的颗粒炸裂形成的，另一方面一部分加入的添加剂的停留时间几乎增加一倍，这样不仅可以提高净化效率，特别是脱硫效率，约可达80%，而且可以降低能耗和添加剂用量。
用超过化学计量的水进行水合作用将是特别适宜的。为此应调准被喷成细雾的水量，使适应烟灰的氧化钙含量。
水合反应以后，应通过干燥去掉留在烟灰中的过剩水份。但应避免使混合物中存在的湿度-这种湿度在有少量过量水时或有很小的不均匀时会导致烟灰粘合和糊住-引起很大的操作困难。
由于水合反应是放热过程.因此特别适合在水合作用以后，通过自热干燥去掉留在烟灰中的过量水份，以得到有流动性的烟灰。
若将尘状的混合物用空气筛选，然后得到颗粒馏分，其中一定的颗粒富集，有的颗粒则变少。由于这种原因，可以在水合以前和/或以后通过空气筛选取得返回的部分烟灰流，以使在当时的部分烟灰流中的氧化钙或氢氧化钙的含量富集。以这种方式可以进一步提高添加剂的使用效率和净化效率。
此外若用氢氧化钙或碳酸钙作为粉状的碱性添加剂是特别适宜的。
此外，若被送回的部分烟灰流与送入燃烧系统中的新鲜添加剂相混合，将是特别有利的。
现在根据附图详述-优选的方法实施方案最好是氢氧化钙在蒸汽锅炉(2)的炉篦燃层上(1)，与燃料加料口(3)分开，至少通过加料点(4)，将粉状的碱性添加剂最好是氢氧化钙由添加剂储罐(5)，以空气作为载流体，以最佳的混合与分布形式加入到含有硫化合物和卤素化合物的热废气流中(6)。加料点(4)位于燃烧位置(1)上。在这里废气流具有的温度可以避免添加剂的反应活性表面烧结和与伴随的飞灰形成包膜。接着把含烟灰的废气送过蒸汽锅炉(2)的加热表面，在此废气首先在1-2秒钟内被冷却至大约750℃。进一步冷却以后，废气流(6)进入尘粉分离装置(7)，该(7)可以是织物过滤器，在那里进行尘粒与废气的分离。然后把几乎无尘粒的废气(8)，借助于抽力通风机(9)，通过烟囱(10)排出系统外。
把在尘粒分离装置(7)中分离出的飞尘-添加剂混合物送入第一个空气筛选器(12)中，把其中富集氧化钙的馏分(13)分出来，并进行水处理。在水处理过程中，使富集氧化钙馏分支流(13)在混合器(15)中用稍过于化学计量的被喷成雾状的水(14)增湿。把上述增湿的飞尘-添加剂混合物(16)送入反应器(17)中。在(17)中该飞尘-添加剂混合物进行完全的水合作用。由于水合反应是放热过程，因此在反应器(17)中的留在飞尘-添加剂混合物(16)中的多余的水分被蒸发出去。由此所生成的蒸汽通过废蒸汽管(18)从反应器(17)中排出。根本方法水合作用应该这样进行，即从反应器(17)中排出干燥的有流动性的飞尘-添加剂混合物(19)并送入另一个空气筛选器(20)中。将在空气筛选器(20)中形成的富集氢氧化钙的馏分支流(21)存放在一个中间容器(22)中，从这里至少使部分已处理过的飞尘-添加剂混合物(23)与来自储槽(5)的新鲜添加剂，在位于炉篦燃层(1)入口前的混合-运输设备(24)中相掺混。
按照分离的飞尘-添加剂混合物(11)的特性和在混合器(15)以及反应器(17)中进行的水合作用的情况，有可能放弃不用第一个空气筛选器(12)或另一个空气筛选器(20)，也有可能完全放弃不用这两个筛选器。
把处理过的飞尘-添加剂混合物的不直接脱硫回送的支流部分(25)从中间容器(22)中排出并送入混合设备(26)中。在(26)中重新用水(28)处理以便下一步的排除(27)。为此，在混合设备(26)中使欲排除的飞尘-添加剂-混合物(25)与在炉篦燃层(1)中形成的炉灰(29)以及从空气筛选器(12)中出来的氧化钙贫乏的馏分部分(30)和/或从空气筛选器(20)中出来的氢氧化钙贫乏的馏分部分相掺混。
根据本发明，也有可能把处理过的飞尘-添加剂混合物中要送回炉篦燃层(1)的部分不用混合-运输设备(24)，而是通过自有的加料装置送入燃烧系统中。
(本文附有一张图)
权利要求
1.燃烧装置燃烧的含有害气体化合物的废气的净化方法，特别是用于低灰量燃料的燃烧或除灰程度较高的炉篦燃烧，借助于一种粉尘状的碱性添加剂，该添加剂能吸附燃烧中生成的有害气体化合物，在这当中废气携带的飞灰，特别是飞灰-添加剂-混合物从废气中分离出去，至少有一部分被分离的飞灰进行水合反应，并用空气风选，接着至少将部分的干飞灰送回废气净化，其特征在于，通过使未破碎的飞灰与喷成雾的细水粒均匀混合进行水合反应，并使飞灰部分支流返回燃烧装置的炉腔。
2.按照权利要求
1的方法，其特征在于，用过于化学计量的水进行水合反应。
3.按照权利要求
2的方法，其特征在于，在水合作用以后，通过干燥脱除飞灰中的过量剩余水分。
4.根据权利要求
2或3的方法，其特征在于，在水合作用以后，通过自然干燥脱除在烟灰中的过量剩余水。
5.按照权利要求
1-4中之一的方法，其特征在于，在水合作用前和/或之后通过空气风选得到返回的部分支流。
6.根据权利要求
1-5中之一的方法，其特征在于使用氢氧化钙或碳酸钙作为碱性的尘粉状的添加剂。
7.根据权利要求
1-6之一的方法，其特征在于烟灰的返回的部分支流与进入燃烧炉腔的新鲜补充的添加剂相混合。
专利摘要
在一燃烧装置燃烧的含有害气体化合物的废气 的净化方法中，特别是用于低灰量燃料的燃烧或除灰 程度较高的炉箅燃烧，借助于一种粉尘状的碱性添加 剂，除添加剂能吸附燃烧中生成的有害气体化合物， 在这当中废气中携带的飞灰，特别是飞灰—添加剂— 混合物从废气中分离出去，至少有一部分被分离的飞 灰进行水合反应，并用空气选，接着至少将部分的干 飞灰送回废气净化，根据本发明的规定，通过未被破 碎的飞灰与喷成雾的细小水滴均匀混合进行水合反 应，使部分烟灰支流返回燃烧装置的炉膛中。
文档编号B01D53/50GK87107795SQ87107795
公开日1988年6月15日 申请日期1987年10月15日
发明者亚卡·朱泰, 福尔克马·西特 申请人:L及C斯泰米勒股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan