CN1034555C - 一种处理废气脱硫装置中吸收液的装置 - Google Patents

一种处理废气脱硫装置中吸收液的装置 Download PDF

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Abstract

一种用来从废气脱硫装置中所用吸收液中分离出飞灰的吸收液处理装置，包括一个将含飞灰吸收液引入窄通道的收缩流动通道部分，一个安装于所述窄通道一侧外部的电磁铁，所述电磁铁装有定时器以间歇地从外部施加磁场，一个连接于所述窄通道出口的扩张流动通道部分，一个将所述扩张流动通道分成两个通道的分隔板，一个通道位于电磁铁侧，另一个通道在相对于电磁铁侧，和经过两个分成的通道将吸收液分别排出的出口。

Description

一种处理废气脱硫装置中吸收液的装置
本发明涉及到一种用来处理废气脱硫装置中吸收液的装置，特别是一种用来处理在废气(如煤燃烧废气)脱硫过程中产生的含有飞灰吸收液的装置。
在通常采用的湿石灰废气脱硫方法中，废气中含有HF和SOX等有害组份。
在煤燃烧废气中，这类有害组份的量可以是，例如，SOX约1000ppm，HF约40ppm。当采用CaCO3作为SO2吸收剂，在一个湿式废气处理塔中处理上述废气时，发生下述反应：
        (1)
    (2)
众所周知，当废气中含有大量飞灰时，飞灰中的Al溶解于吸收液中，并与废气中的HF发生反应生成Al的氟化物(以下表示为AlFX)，产生的AlFX妨碍了石灰石(CaCO3)的溶解作用。
为了解决此问题，已提出向废气中加入碱性钠盐的方法，由此避免了该问题的发生(日本公开特许167023/1980号)。因此，可以推知：在处理含SO2和HF废气时，如果向废气中加入相应于HF量的碱性钠盐，这种工艺可以有效地用作解决AlFX产生问题的废气处理方法。
然而，在这种情况下，由于加入的碱性钠盐溶解在吸收液中，当设法降低排放量时，吸收液中钠浓度将不利地增加，而且当设法从吸收液中回收石膏时，回收的石膏纯度将下降。
此外，另一种周知的方法是将碱性化合物以脉冲方式间歇加入吸收液，以暂时增加吸收液的PH值，因此可避免由AlFX产生的问题(日本公开特许122029/1985号)。
可是在该方法中，吸收液的脱硫效率在开始下降到恢复期间内将不利地降低，尽管效率的下降只持续一段较短时间。此外，从湿石灰方法副产物石膏的纯度来看，飞灰混于石膏中降低其纯度也是个问题。
考虑到上述技术水平，本发明的目的是提供一种可避免常规方法存在问题的处理废气方法。
本发明的要点在于一种用来处理在湿石灰废气脱硫装置中所用含有飞灰不纯物吸收液的装置，该装置包括一个将吸收液引入窄通道处的收缩流动通道，一个装有定时器用来间歇产生磁场的电磁铁，该电磁铁安装在所述窄通道处一侧外部，一个连于所述窄通道出口的扩张流动通道。一个将所述扩张流动通道分成两个通道的分隔板，所分隔的两个通道，一个在电磁铁侧，另一个在相对于电磁铁侧，和用于排出分别流过每个通道所述吸收液的排出口。
虽然飞灰的组成随燃料(例如煤)组成而变，通常飞灰主要含有硅、铝和铁的氧化物。
在这些飞灰的组成中，铁的氧化物有很强的磁性，因此借助于使用电磁铁或永久磁铁形成磁力线会聚的磁场，当含有飞灰的吸收液浆液进入该磁场时，由于磁力作用，飞灰向磁铁方向移动并借此被分离和收集。本发明是该原理的应用。
通常，吸收液浆液除含飞灰外，还含有未反应的碳酸钙和石膏悬浮颗粒的混合物，但是这些物质磁性很小，使得上述在磁场中通过分离单独回收飞灰成为可能。
因此，由于现在可以从吸收液浆液中分离出飞灰(即分离出Al)，在分离飞灰后，通过全部或部分循环吸收液浆液到吸收段，不仅解决了AlFX带来的问题，而且可以降低混入由过滤吸收液浆液得到的副产品石膏中飞灰的量。
例如，有时吸收液浆液中含有20％(重量百分数)悬浮物，如果假设18％(重量百分数)的悬浮物是石膏，0.5％(重量百分数)是石灰石，1.5％(重量百分数)是混入的飞灰，并且假设过滤后副产物石膏与浆液中石膏有同样的组成，这样副产物石膏的纯度为90％(重量百分数)。
当本发明的装置用于分离浆液中的飞灰时，飞灰的移出率为90％，相应于上例，在吸收浆液中飞灰的浓度为0.15％(重量百分数)，这样得到的副产物石膏的纯度可提高到96.5％(重量百分数)。
下面，应用上述原理的本发明装置的功能将参照图1予以详细阐述。借助于泵之类的设备，含有飞灰的吸收液从图1上部箭头方向被输送入收缩流动通道部分“a”。
该吸收液穿过收缩流动通道部分“a”进入窄流动通道部分“b”。
向窄流动通道部分“b”施加一个电磁铁“c”产生的磁场，在所述吸收液中的飞灰被吸向电磁铁“c”侧的管壁。
通过形成窄通道部分，可缩小电磁铁磁极和吸收液间的距离，这样飞灰可受到强磁力的作用。
一部分被吸引的飞灰沿管壁落下，并作为富集于飞灰的吸收液从排出口“g”排出。
大部分剩余的飞灰在电磁铁“c”处被吸向管壁而富集。
在电磁铁被通电确定时间后，通过定时器“d”按予定的一段时间切断电源。在这种情况下，由于磁力作用富集于管壁的飞灰借助于重力落下。
在这种情况下，飞灰沿扩径流动通道“e”被分隔板“f”分成的其中一条流动通道，即在电磁铁侧流动通道落下，并在上述排出口“g”被排出。当飞灰浓度高时，把定时器拨到向电磁铁供电时间较短处，浓度低时，则把定时器拨到供电时间较长处。
当电磁铁失去磁力时，富集的飞灰很快地从管壁上脱落并落下，因此非供电时间可以比供电时间短。
已除去飞灰的吸收液沿扩径流动通道被隔板“f”分成的其中一条流动通道，即相对于电磁铁侧流动通道流动，并从排出口“h”被排出。
当必须以高速度移出飞灰时，可采用带有多级如图1所示构造的装置。也就是说，采用一组分离装置，从排出口“h”排出的吸收液又被送到下一级分离装置收缩管部分“a”。
图1是解释本发明废气脱硫装置吸收液作用的简图，和
图2是使用本发明装置的废气脱硫装置一种实施方案的简图。
下面，一种采用本发明装置的实施方案将参照图2来解释。
废气以200Nm3/n(标米3/小时)从一个小型烟煤燃烧炉(未示于图中)排出，进入如图2所示吸收液处理***。
借助于换热器(未示于图中)，将待处理废气在入口处温度调至110℃，并且利用旋风分离器和袋滤器(未示于图中)将飞灰浓度调至约400mg/Nm3(毫克/标米3)。待处理废气中SO2浓度为3000ppm，HF浓度为40ppm。
待处理废气通过管线1被引入吸收塔2中，并在SO2、HF、和飞灰被从气体中分出后，经管线3排出。
在吸收塔2下部，有一个装有吸收液浆液的浆液罐4，把氧化用的空气经管线6供应到吸收塔底部。
吸收液浆液借助于吸收液泵5从浆液罐4循环到吸收塔2上部。
部分吸收液浆液经管线7排出，并进入飞灰分离器8，分离器8是本发明装置的一部分。
飞灰分离器的结构和功能和上述图1所示相同。
飞灰浓度已减小的被处理过的吸收液，经罐9进入离心分离机10，并在其中分离得到高纯度石膏。
分离石膏后剩余的滤液，经管线12去石灰石浆液准备罐13。
石灰石粉经管线14进入石灰石浆液准备罐13，该粉以予定浓度进入石灰石浆液，确定量的备好的石灰石进入浆液罐4。
除了滤液外，经管线16从***外向石灰石浆液准备罐13供入补充水。
另一方面，飞灰浓度增加的处理过的吸收液，经管线17排出***。如果偶尔需要，石膏和飞灰可利用离心机之类设备(未示于图中)在管线17中分离。在上述条件下，当间歇地向飞灰分离器8窄流动通道部分(图1中b部分)施加700高斯磁场，可实现装置的稳态操件。结果，当浆液罐4中吸收浆液的PH值为5.6时，经管线3排放气体中SO2浓度为170ppm，并可实现装置的稳态操作。而且，吸收液中CaCO3浓度达到0.056mol/l(摩尔/升)，CaCO3反应率很高。
此外，测定的吸收液滤液中铝和氟化物浓度非常小，分别低于1.0mol/l(摩尔/升)和25mg/l(毫克/升)。而且，分析得到的石膏纯度大于96％，且为白色。
此外，当向飞灰分离器8的窄流动通道部分(图1中部分b)施加700高斯磁场时，收集图2中管线7中浆液(进入飞灰分离器8之前的浆液)和将浆液送至罐9管线中的浆液，将得到的浆液过滤并在60℃干燥，随后分析其组成，结果列于表1。
表1：通过飞灰分离器前后浆液组成分析结果
                   通过前浆液      通过后浆液CaSO4·2H2O(wt％)        92.1              96.2CaSO4·_H2O(wt％)      0.01或更小        0.01或更小CaCO3(wt％)                2.5               2.6SiO2＋IAC*(wt％)          5.4               1.2*IAC代表酸不溶物，即将浓盐酸加入浆液并煮沸混合物后所剩固体物质。
SiO2和酸不溶物总量约正比于浆液中飞灰的量，从表1中可以看出，在浆液通过飞灰分离器后，该部分被从浆液中移出。〔比较实例〕
采用与实施例1同样装置和在同样条件下操作来处理废气，除停止向电磁铁供电外，其它操作条件与例1相同。
在这个比较实例中，操作开始后，浆液罐中吸收液PH值开始下降，最终达到4.3。由于吸收液中CaCO3浓度采用如实施例1同样方式调节，故CaCO3浓度为0.057mol/l(摩尔/升)，基本与实施例1中CaCO3浓度相等，但与实施例1相比。由于PH值降低，CaCO3反应率显然大大降低。此外，在管线3排出气体中SO2浓度为320ppm，脱硫率也降低。
此外，该吸收液中铝和氟化物浓度分别为85ml/l(毫升/升)和138mg/l(毫克/升)。分析得到的石膏纯度为92％，并且由于混有飞灰，石膏为浅灰色。
此外，在该例中，飞灰分离器8(未操作)前后浆液，即在管线7和送浆液至罐9管线中浆液，被过滤且在60℃干燥。然后对已处理浆液进行组成分析，结果列于下面表2：
表2：通过未操作飞灰分离器前后浆液组成分析结果
                通过前浆液    通过后浆液CaSO4·2H2O(wt％)     92.1           92.2CaSO4·_H2O(wt％)  0.01或更小    0.01或更小CaCO3(wt％)            2.5            2.6SiO2＋IAC*(wt％)      5.4            5.3*IAC与表1中相同
SiO2和酸不溶物总量约正比于浆液中飞灰的量，从表2中可以看出，当停止向附着于飞灰分离器的电磁铁供电时，浆液中该部分物质浓度在浆液通过该分离器前后并未改变，因此飞灰并未被移出。

Claims (2)

1.一种用于处理在湿式废气脱硫装置中使用的含有飞灰不纯物吸收液的吸收液处理装置，所述的装置包括：一个将所述吸收液引入窄通道处的收缩流动通道；一个安装于所述窄通道一侧外部的电磁铁，所述电磁铁有定时器以间歇产生电磁场；一个连接于所述窄通道出口的扩张流动通道部分；一个将所述扩张流动通道部分分成一个在电磁铁侧通道和一个相对于电磁铁侧通道的分隔板；和用来分别将流过任一由所述扩张流动通道部分分成的两个通道的吸收液排出的排出口。
2.根据权利要求1所述的废气脱硫装置中的吸收液处理装置，其中石膏从相对于所述电磁铁流动通道排出口排出的吸收液中分离出来。
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