专利名称：脱除烟气或煤气中酸性气体的高效方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种酸性气体净化装置，特别是一种适用于焚烧炉和矿热炉等的 烟气或煤气脱酸的高效净化装置，属于环保技术领域。
背景技术：
现代工业装置(如焚烧炉和矿热炉等)在生产中，易产生含有一定量HCl、HF、SO2 或H2S等酸性气体的烟气或煤气，通常同时含有CO、CO2，这些酸性气体如果直接排放至大 气，将会造成严重的环境污染，在高温换热过程中还会腐蚀设备。为保护环境和防止设备腐 蚀，必须对这些酸性气体进行净化处理。烟气通过脱酸装置后，就可以得到洁净的气体，从 而达到排放标准；煤气经过脱酸处理后，就能够得到干净的可燃气体，可以实现洁净燃烧， 不但保证排放清洁，而且不会腐蚀锅炉设备。通常的酸性气体净化装置采用碱液脱酸方法，碱性溶液为NaOH或Ca(OH)2,这些 加入的脱酸剂往往也可以与(X)2反应，即发生2Na0H+(X)2 = Na2C03+H20或Ca(0H)2+(X)2 = CaC03+H20的副反应，消耗碱液中大量的有效脱酸成分，这些副反应减少了脱酸效率，导致脱 酸剂消耗过大，而且碱液必须频繁更新，因此需要设计一种脱除烟气或煤气中酸性气体的 高效装置，对焚烧炉和矿热炉等产生的烟气或煤气进行彻底脱酸处理。
发明内容
本发明专利的目的在于提供一种适用于焚烧炉和矿热炉等的烟气或煤气脱酸的 高效净化装置，使得处理后的烟气达到国家排放标准，或者处理后的煤气能够实现清洁燃
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JyCi。本发明专利的目的是通过以下技术方案来实现的脱除烟气或煤气中酸性气体的高效方法与装置，其特征在于采用碱性Al (0!1)3或 Fe (OH) 3作为脱酸剂脱除烟气或煤气中的HCl或HF气体，脱酸剂不会与烟气或煤气中的CO2 发生副反应。脱除烟气或煤气中酸性气体的高效方法与装置，其特征还在于包括耐酸降温装 置、耐酸布袋除尘系统、一级脱酸系统、二级脱酸系统、引风机。所述耐酸降温装置、耐酸布袋除尘系统、一级脱酸系统、二级脱酸系统、引风机依 次通过烟气或煤气管道串联连接。所述耐酸降温装置由水冷、空冷装置或者换热器组成；由所述酸性气体源排放的 烟气或煤气进入耐酸降温装置。所述耐酸布袋除尘系统由耐酸布袋除尘器和灰斗组成；通过烟气或煤气管道与耐 酸降温装置相连；所述耐酸布袋除尘器与灰斗相连，将过滤出的粉尘送入灰斗。所述一级脱酸系统由一级脱酸填料塔、耐酸泵、水液池、富液处理装置组成；由所 述耐酸布袋除尘系统排出的烟气或煤气通过管道进入一级脱酸系统，在该一级脱酸填料塔 内通过水液吸收实现粗脱酸；
所述一级脱酸填料塔、耐酸泵、水液池、富液处理装置通过循环管路依次连接构成 一循环系统，在该循环系统内有水液循环；所述水液池还与富液处理装置相连，在富液处理 装置中通过加入碱性溶液处理富液。所述二级脱酸系统由二级脱酸反应器、再生装置、氨水池、氨水泵和储液池组成；所述二级脱酸反应器由二级脱酸固定床反应器或者二级脱酸液固反应器实现脱 酸；所述二级脱酸固定床反应器由Al (OH)3或!^e (OH)3颗粒床组成；所述二级脱酸液固反应 器由水液和々1(0!1)3或!^(0!1)3颗粒形成液固反应器；由所述一级脱酸系统排出的烟气或煤 气通过管道输送至二级脱酸系统，烟气或煤气中的HCl和HF与Al (OH) 3或狗(OH) 3发生反 应生成A1C13、FeCl3> AlF3或!^eF3以实现精脱酸。以HCl为例，脱酸剂将发生以下反应2A1 (OH) 3+6HCI = 2A1C13+6H202Fe (OH) 3+6HCl = 2FeCl3+6H20假设当碱性Al (OH) 3或Fe (OH) 3颗粒与烟气或煤气中的CO2反应生成Al2 (CO3) 3或 Fe2 (CO3) 3时，Al2 (CO3) 3或(CO3) 3会瞬间水解成Al (OH) 3或！^ (OH) 3，即发生以下水解反 应3C0 广+2A13++3H20 = 2A1 (OH) 3+3C023C0广+2Fe3++3H20 = 2Fe (OH) 3+3C02可见，由于烟气或煤气中总存在一些水分，当Al (OH)3或!^e(OH)3颗粒吸收(X)2生 成Al2(CO3)3或Fe2 (CO3)3时，它们将遇水瞬间分解，重新释放出CO2,因此碱性Al (OH)3或 Fe (OH) 3颗粒在吸收酸性气体HCl或HF时，不会同时吸收CO2,这保证了脱酸剂的高效利用。当Al (OH) 3或佝(OH) 3吸收酸性气体成为A1C13、FeCl3> A1F3、FeF3后，在再生装置 中采用氨水使Al (OH) 3或狗(OH) 3再生(例如通过反应A1C13+3NH3 -H2O = Al (OH) 3+3NH4Cl 和 A1F3+3NH3 · H2O = Al (OH) 3+3NH4F)。所述引风机通过管道与二级脱酸系统相连，将处理后的清洁烟气或煤气排出；清 洁烟气通过烟 排放，清洁煤气进入煤气管道用于燃烧或其它用途。本发明专利的效果是采用碱性々1(0!1)3或!^(0!1)3作为脱酸剂脱除烟气或煤气中 的HCl或HF气体，脱酸剂不会与烟气或煤气中的CO2发生副反应，保证了脱酸剂的高效利 用；通过将烟气或煤气依次通过耐酸降温装置、耐酸布袋除尘系统、一级脱酸系统、二级脱 酸系统，不但可以实现烟气或煤气的降温除尘，而且更重要的是高效脱除烟气或煤气中的 HCl或HF气体，达到清洁排放和防止燃烧设备腐蚀的目的。
图1为脱除烟气或煤气中酸性气体的高效装置的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明专利作进一步描述。图1为脱除烟气或煤气中酸性气体的高效装置的示意图。图中，该脱除烟气或煤 气中酸性气体的高效装置包括耐酸降温装置1、耐酸布袋除尘系统2、一级脱酸系统3、二 级脱酸系统4、引风机5。该耐酸降温装置1、耐酸布袋除尘系统2、一级脱酸系统3、二级脱
4酸系统4、引风机5依次通过烟气或煤气管道串联连接。该引风机5设置在烟气或煤气管道 的末端，用于向外排出净化后的烟气或煤气。在引风机5的带动下，使得烟气或煤气从酸性 气体源6进入该脱除烟气或煤气中酸性气体的高效装置，并且沿烟气或煤气管道依次通过 上述耐酸降温装置1、耐酸布袋除尘系统2、一级脱酸系统3、二级脱酸系统4进行降温、除尘 和脱酸处理。该耐酸降温装置1通过水冷、空冷装置或者换热器，将烟气或煤气的温度降至 150°C以下。该耐酸降温装置1可以产生蒸汽或热水，到达余热利用的目的。该耐酸降温装 置1的换热器表面涂有防腐涂层，可以防止换热器的腐蚀。该耐酸布袋除尘系统2由耐酸布袋除尘器和灰斗组成，可以脱除烟气或煤气中的 灰尘，使得烟气或煤气中的灰尘浓度低于10mg/Nm3，达到烟气排放的环保标准或者煤气燃 烧的技术要求。该耐酸布袋除尘器21采用耐酸布料制作布袋。该耐酸布袋除尘系统2下 方布置有灰斗22，用于储存灰尘。该一级脱酸系统3由一级脱酸填料塔31、耐酸泵32、水液池33和富液处理装置34 组成。所述烟气或煤气管道与一级脱酸填料塔31相连，将除尘后的烟气或煤气从一级 脱酸填料塔31下方引入，与一级脱酸填料塔31上方流下的水液充分接触。由于HCl或HF 气体很容易溶解于水，因此一级脱酸填料塔31可以达到初步脱酸的目的。脱酸后的水液进 入水液池33，水液通过耐酸泵32打入一级脱酸填料塔31上方，实现水液的循环。当水液中 的酸性气体浓度较高时，使得水液进入富液处理装置34，这时可以通过向富液处理装置34 中加入NaOH或Ca(OH)2溶液来中和酸性溶液。该二级脱酸系统4由二级脱酸反应器41、再生装置42、氨水池43、氨水泵44和储 液池45组成。所述烟气或煤气管道与二级脱酸反应器41相连，将初步脱酸后的烟气或煤气从 二级脱酸反应器41下方引入，与二级脱酸反应器41内部的碱性Al (OH) 3或狗(OH) 3发生反 应，生成AlCl3或FeCl3 (以脱除HCl为例)，达到高效脱酸的目的。当Al (OH) 3或Fe (OH) 3充 分吸收酸性气体后，使得AlCl3或!^eCl3进入再生装置42，将氨水池43中的氨水通过氨水泵 44打入再生装置42中，通过反应(以AlCl3为例):A1C13+3NH3 · H2O = Al (OH) 3+3NH4Cl，实 现Al (OH) 3的再生。再生后的Al (OH) 3经过处理后可以重新加入二级脱酸反应器41，实现 循环利用。从再生装置42流出的含NH4Cl富液进入储液池45中，可以经过处理实现NH4Cl 的分离，NH4Cl可以用作肥料。所述烟气或煤气管道与引风机5相连，将高效脱酸后的烟气或煤气从二级脱酸反 应器41上方引出，排入大气。综上所述，本发明专利所设计的脱除烟气或煤气中酸性气体的高效方法与装置， 采用碱性Al (OH) 3或狗(OH) 3作为脱酸剂脱除烟气或煤气中的HCl或HF气体，脱酸剂不会 与烟气或煤气中的CO2发生副反应，保证了脱酸剂的高效利用；该装置通过将烟气或煤气依 次通过耐酸降温装置1、耐酸布袋除尘系统2、一级脱酸系统3、二级脱酸系统4，不但可以实 现烟气或煤气的降温除尘，而且更重要的是高效脱除烟气或煤气中的HCl或HF气体，达到 清洁排放和防止燃烧设备腐蚀的目的。
权利要求
1.脱除烟气或煤气中酸性气体的高效方法与装置，其特征在于采用碱性々1(0!1)3或 Fe (OH) 3作为脱酸剂脱除烟气或煤气中的HCl或HF气体，脱酸剂不会与烟气或煤气中的(X)2 发生副反应；脱除烟气或煤气中酸性气体的高效方法与装置，其特征还在于包括耐酸降温装置、耐 酸布袋除尘系统、一级脱酸系统、二级脱酸系统、引风机；所述耐酸降温装置、耐酸布袋除尘系统、一级脱酸系统、二级脱酸系统、引风机依次通 过烟气或煤气管道串联连接。
2.如权利要求1所述的酸性气体脱除装置，其特征在于所述耐酸降温装置由水冷、空 冷装置或者换热器组成；由所述酸性气体源排放的烟气或煤气进入耐酸降温装置。
3.如权利要求1所述的酸性气体脱除装置，其特征在于所述耐酸布袋除尘系统通过 烟气或煤气管道与耐酸降温装置相连；所述耐酸布袋除尘器与灰斗相连，将过滤出的粉尘 送入灰斗。
4.如权利要求1所述的酸性气体脱除装置，其特征在于所述一级脱酸系统由一级脱 酸填料塔、耐酸泵、水液池、富液处理装置组成；由所述耐酸布袋除尘器排出的烟气或煤气 通过管道进入一级脱酸填料塔，在该填料塔内通过水液吸收实现粗脱酸。
5.如权利要求4所述的酸性气体脱除装置，其特征在于所述一级脱酸填料塔、耐酸 泵、水液池、富液处理装置通过循环管路依次连接构成一循环系统，在该循环系统内有水液 循环；所述水液池还与富液处理装置相连，在富液处理装置中通过加入碱性溶液处理富液。
6.如权利要求1所述的酸性气体脱除装置，其特征在于所述二级脱酸系统由二级脱 酸反应器、再生装置、氨水池、氨水泵和储液池组成。
7.如权利要求6所述的二级脱酸系统，其特征在于所述二级脱酸反应器由二级脱酸 固定床反应器或者二级脱酸液固反应器实现脱酸；所述二级脱酸固定床反应器由Al(OH)3 或!^e (OH) 3颗粒床组成；所述二级脱酸液固反应器由水液和Al (OH) 3或狗(OH) 3颗粒形成液 固反应器；由所述一级脱酸系统排出的烟气或煤气通过管道输送至二级脱酸系统，烟气或 煤气中的HCl和HF与Al (OH)3或!^e(OH) 3发生反应生成A1C13、FeCl3> AlF3或!^eF3以实现 精脱酸。
8.如权利要求6所述的二级脱酸系统，其特征在于当Al(OH)3或!^e (OH)3吸收酸性气 体成为氯化物或氟化物后，在再生装置中采用氨水使Al (OH) 3或狗(OH) 3再生。
9.如权利要求1所述的酸性气体脱除装置，其特征在于所述引风机通过管道与二级 脱酸反应器相连，将处理后的清洁烟气或煤气排出；清洁烟气通过烟 排放，清洁煤气进入 煤气管道用于燃烧或其它用途。
全文摘要
本发明提供了一种脱除烟气或煤气中酸性气体的高效方法与装置，其特征在于采用碱性Al(OH)3或Fe(OH)3作为脱酸剂脱除烟气或煤气中的HCl或HF气体，脱酸剂不会与烟气或煤气中的CO2发生副反应，保证了脱酸剂的高效利用；该脱除烟气或煤气中酸性气体的高效装置包括耐酸降温装置、耐酸布袋除尘系统、一级脱酸系统、二级脱酸系统、引风机；通过将烟气或煤气依次通过耐酸降温装置、耐酸布袋除尘系统、一级脱酸系统、二级脱酸系统，不但可以实现烟气或煤气的降温除尘，而且更重要的是高效脱除烟气或煤气中的HCl或HF气体，达到清洁排放和防止燃烧设备腐蚀的目的。
文档编号B01D53/50GK102133501SQ20111004312
公开日2011年7月27日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者魏欢 申请人:魏欢