专利名称：炉内除硫方法
技术领域：
本发明是关于一种适用于工业及民用锅炉、冶金、化学及其它工业炉等的炉内除硫方法。
在以往的炉子燃烧气体除硫方法中，广泛地采用石灰石，在这些方法中，石灰石的应用采取了几种不同的形式，例如将石灰石直接导入炉子的燃烧室，从而在炉子里完成除硫(炉内除硫);使废气与含有粉状石灰石的碱性浆料接触，通过气液反应由该浆料吸收二氧化硫、使石灰转变成石膏，从而实现除硫(石灰-石膏除硫);将石灰石等的碱性浆料喷到烟道气中以使烟道气中的SOX被吸收到浆料的液滴中，该液滴中的水在与烟道气接触的过程中被蒸发掉，其中的固体成分与飘尘一起被收集到集尘器中(半干法除硫)。
虽然炉内除硫所用设备简单、价格便宜，并且操作并不困难，但其除硫效率较低。石灰-石膏除硫可以达到较高的除硫效率，但它使用的设备复杂且价格昂贵。半干法除硫需要用较高比率的石灰即CaO或Ca(OH)2。
本发明的目的是消除上述现有技术的缺点。
本发明的第一个方面是对炉子的燃烧气体进行炉内除硫的方法，它包括将主要由碳酸钙构成的除硫材料送入炉内，对燃烧气体进行第一步干法除硫;用集尘器将含有夹带的除硫材料的燃烧废气中的颗粒分离出;将所分离出的颗粒与适量的水混合，制成浆料;将该浆料喷入经过上述第一步除硫的烟道气中以进行第二步湿法除硫。
在多数情况下，使用石灰石粉末作为除硫材料。
按照本发明的这第一方面，可以提供一种能以高效率工作的、简单且便宜的除硫系统，该系统不需要象常规的半干法除硫那样使用生石灰(CaO)或熟石灰[Ca(OH)2]。
本发明的第二方面是一种对炉子的燃烧气体进行炉内除硫的方法，它包括将基本上由碳酸钙组成的除硫材料供入炉内，对燃烧气体进行第一步干法除硫;用集尘器将含有夹带的除硫材料的燃烧废气中的颗粒分离出;使用湿磨机将所分离出的颗粒与适量的水混合，制成细粉碎颗粒的浆料;将该浆料喷到经过第一步除硫的烟道气中，进行第二步湿法除硫。
除硫材料的颗粒即粉末状的石灰石在被废气夹带着从炉内排出之后，大部分是以CaO的形式存在的，这些颗粒上覆盖了一层由于与SOX反应而形成的CaSO3、CaSO4等表皮层即覆盖了一层烧成的非活性的钝化层。按照本发明的上述第二个方面，通过强力的湿碾磨，将CaO颗粒的这一表皮层除去，使新鲜的活性表面暴露出来，这样，由于颗粒被粉碎，这些颗粒与含SOX的气体的接触表面增大，从而使除硫反应容易进行。
图1所示为按实施例1所述的本发明第一个方面的一个实施方案的流程图。
图2所示为按实施例2所述的本发明第二个方面的一个实施方案的主要部分的流程图。
图3所示为按照本发明的第二个方面所使用的湿碾机的一个实例的轴向剖面图。
图4是一个表明除硫率与除硫材料数量之间关系的曲线图。
实施例1下面，参照图1通过一个具体实例详细地说明本发明的第一个方面。
如图1中所示，以粉末状石灰石作为除硫材料，将其从石灰供料进口2送入锅炉的燃烧室1中，进行第一步的干法炉内除硫。从锅炉加煤机1排出的废气通过排气管3流出，到达湿法除硫室4，该除硫室的形式类似喷雾干燥器。在湿法除硫室4中，通过浆料喷嘴10将除硫材料的浆料喷入流动的废气中，进行第二步湿法除硫。废气离开除硫室4后进入集尘器5，在这里除去废气中夹带的颗粒物，然后将废气导入烟囱(图中未示出)。
将一部分所收集到的颗粒(下文中称之为粉尘)重新循环到粉尘再循环系统7中，其余的粉尘通过一个粉尘处理系统6排出，例如排出到粉尘贮槽(图中未示出)。在粉尘再循环系统7中，将粉尘与适量的水混合制成浆料。
在上述粉尘中有相当一部分是未反应的、大部分已转变成CaO的石灰，在第二步湿法除硫中用它作为浆料，此外，含有一些可利用的CaO的煤燃料其燃烧所产生的飘尘也有助于第二步湿法除硫。
浆料贮存在浆料贮罐8中，利用料浆泵9将其从贮罐8输送至湿法除硫室4上的料浆喷嘴10。借助热交换器可以利用由集尘器出口11排出的废气的热含量，从而有利于节能。
按照实施例1的方案，第一步炉内除硫与在废气中第二步湿法除硫结合进行，其中，第一步炉内除硫所使用的石灰石(CaCO3)在燃烧室中热解成为生石灰(CaO)。这样生成的生石灰在干法炉内除硫过程中可以得到有效的利用。但是，在干法炉内除硫过程中所消耗的石灰中，有相当大的一部分在被燃烧气体带出炉外后仍未反应。根据本发明，将这部分未反应的石灰与水制成料浆，使其转变成熟石灰[Ca(OH)2]供湿法除硫使用，从而使这部分未反应的石灰得以有效地被利用。
通过调整所收集到的、将要再循环的粉尘与石灰料浆配制料的比例，可以实现对除硫效率的控制。若使用静电除尘器，则这种再循环比率的调整可以通过控制在回收一侧及在排出一侧的颗料上的静电电荷来实现。
前已述及，根据本发明的第一个方面，通过制备粉尘的料浆并将其喷到废气中，利用留在集尘器中所收集的粉尘中的剩余的CaO来进行废气中的第二步湿法除硫。这样，提高了石灰石原料的利用率，此外，通过喷射料浆进行第二步湿法除硫，实现了高效除硫，并具有降低石灰石消耗的优点。在本发明中可以免去常规的半干法除硫中的生石灰或熟石灰供料，提供了一套高效、简单且生产成本低的除硫系统。
实施例2本实施例相当于本发明的第二个方面，它可以采用图2中所述的除硫系统来实现。如图2中所示，在炉子21的燃气出口(此处气体温度通常在1000℃左右)附近设置有石灰进料口20，从该进料口向锅炉21内供入石灰石除硫材料，进行炉内除硫。炉内除硫反应按下列反应图解进行
含有供料的颗粒状石灰的飘尘被收集在设置在烟道管中的集尘器25中。该飘尘含有来自燃煤的煤灰以及反应产物CaSO4和相当数量未反应的CaO。将这部分未反应的石灰制成料浆，并把所得到的料浆喷入湿法除硫室23，使这部分未反应的石灰得到有效的利用。
在本发明的第二方面中，使用湿碾机30制备粉尘的料浆以便进一步粉碎料浆悬浮液中的颗粒。如图3所示，湿碾机30是园筒形卧式碾磨机。在驱动螺旋给料器32的同时将一部分收集到的粉尘从第一进料口31导入碾磨机30中，进料口31设置在园筒型螺旋给料器32的一端，给料器与碾磨机30同轴。与此同时，由进水口34向碾磨机30内供水，使粉尘与水在低稠度碾磨室33中相混合。碾磨被加入的颗粒的机构是普通类型的，因此这里就不再描述了。该混合物具有较低的粘度，使这低稠度料浆通过带孔的隔板35，贮存在贮料室36中。借助于提升板37，通过输送管38将贮存在贮料室36中的低稠度料浆送入高稠度碾磨室39。由第二进料口40通过另一螺旋给料器41将可调整的、一定量的粉尘送进上述高稠度碾磨室39中，在高稠度碾磨室39中对料浆颗粒进行碾磨。该碾磨机构也是常规类型的，此处略去说明。通过带孔的隔板42将上面所形成的高稠度料浆输送到料浆排放室43，从这里通过许多设置在排料室43的整个园周上的排料孔再经过一个兼作喷溅防护器的集料出口44将其排出。该料浆被送至雾化器23(图2)。
由此可见，实施例2的方法除去了石灰颗粒的表皮层，暴露出新的活性表面，并通过碾磨将颗粒粉碎而增加了颗粒与含SOX气体相接触的表面积，因而提供了有效的除硫。
图4表明，由于这一方法中包括了粉尘颗粒的碾磨，除硫率明显地提高了。Ca/S摩尔比变化曲线表明，经过在湿碾机中碾磨的料浆比未经碾磨的料浆更为有效地吸收SOX。
将上述经过碾磨的料浆通过喷嘴喷入雾化器23，从而将其导入废气中。在这里，发生下列反应
前已述及，生石灰与二氧化硫的反应是在固体和气体的界面之间进行的。在废气中的生石灰颗粒覆盖了一层CaSO3或CaSO4，颗粒内部的CaO无法与含SOX的气体接触，因此不能发生反应。
使用经过湿碾磨的料浆可以有效地除硫，这可能是由于剥除了石灰颗料表皮层的缘故。如果将未在湿碾机中碾磨的料浆喷入烟道(气体温度约150℃)，将导致较低的除硫率。
实施例2表明，由于对集尘粉尘的料浆进行了湿碾磨，显著地提高了除硫率，这可能是由于剥去石灰颗粒表皮层以及增加了颗粒比表面积的缘故。
权利要求
1.一种对炉子的燃烧气体进行炉内除硫的方法，该方法包括将主要由碳酸钙构成的除硫材料输送到炉内，对燃烧气体进行第一步干法除硫；利用集尘器将含有被夹带的除硫材料的燃烧废气中的颗粒分离出；将所分离出的颗粒与适量的水混合，制成料浆；将该料浆喷到经过第一步除硫后的废气中，进行第二步湿法除硫。
2.一种对炉子的燃烧气体进行炉内除硫的方法，该方法包括将主要由碳酸钙构成的除硫材料输送到炉内，对燃烧气体进行第一步干法除硫;利用集尘器将含有被夹带的除硫材料的燃烧废气中的颗粒分离出来;使用湿碾机将分离出的颗粒与适量的水混合，制备成细粉碎颗粒的料浆;将此料浆喷到经过第一步除硫的废气中，进行第二步湿法除硫。
全文摘要
一种用于对炉子燃烧气体进行炉内除硫的方法，包括将主要由碳酸钙构成的除硫材料(例如石灰石)输送到炉内，对燃烧气体进行第一步干法除硫；利用集尘器将含有夹带的除硫材料的燃烧废气中的颗粒分离出来；将所分离出的颗粒与适量的水混合，制成料浆；将该料浆喷到经过第一步除硫后的废气中，进行第二步湿法除硫。
文档编号B01D53/50GK1054129SQ9110088
公开日1991年8月28日 申请日期1991年1月18日 优先权日1990年1月18日
发明者柳田乔夫, 西村功, 桥本彰, 池本善彦, 德田军代, 冈元章泰 申请人:三菱重工业株式会社