CN1320946C - 酸性溶液喷雾干法烟气脱硫处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酸性溶液喷雾干法烟气脱硫处理方法，适用于干法烟气脱硫或脱氮及烟气调质领域。向燃煤锅炉尾部到除尘器之间的烟道或脱硫反应器中含有粉煤灰或脱硫剂颗粒物的烟气以雾状形式喷入PH≤5.5的酸性溶液，使雾滴有效捕捉烟气中的粉煤灰或脱硫剂颗粒物并在其表面形成液膜，随着雾滴中水份的迅速蒸发，剩余液膜的PH值趋于更低、酸性更强，更有利于碱性金属离子及具有催化氧化作用的过渡态金属离子的溶出，使颗粒物含有的脱硫有效成份得到活化并参与脱硫反应，强化降低粉尘比电阻的烟气调质和对脱硫副产物的氧化程度，降低不稳定的亚硫酸盐的比例，减少烟气中CO₂对Ca基脱硫剂的消耗，提高干法脱硫剂的利用率和脱硫效率。

Description

酸性溶液喷雾干法烟气脱硫处理方法

技术领域

本发明涉及烟气脱硫或脱氮及除尘领域，特别是涉及针对燃煤锅炉烟气的干法脱硫或脱氮及降低电除尘烟尘排放的烟气调质处理技术领域。

背景技术

现有的燃煤锅炉烟气脱硫技术，从脱硫剂的使用及脱硫产物的干湿形态大体上可分为湿法、半干法、干法及特种方法。其中，湿法已成为中高含硫燃煤和300MW及以上大型燃煤机组的主流脱硫技术；而半干法和干法特别是干法脱硫工艺，由于其设备造价低、工艺简单、运行费用低、耗水量小、电耗低、占地省、检修维护工作量小等特点，则较为适用于中低含硫燃煤和200MW及以下中小燃煤机组的烟气脱硫，尤其成为了对已有老机组的脱硫改造等领域的主流技术之一。

涉及干法脱硫技术的有如①炉内喷钙尾部增湿活化脱硫工艺(周全等，下关电厂炉内喷钙炉后活化烟气脱硫工程评述，电力环境保护，2001，NO.2 P1～7)，②炉内喷钙催化脱硫工艺(中国专利文献ZL01114878.8)，③吸收剂荷电干式喷射脱硫技术(陈德放，荷电干式吸收剂喷射脱硫系统，能源研究与信息，1999，NO.1，P18～27)，④煤自身燃烧脱硫及增湿活化工艺(周月桂等，干式烟气脱硫技术进展及其应用前景分析，能源技术，2001，NO.3 P18～27)，⑤烟气喷雾增湿简易脱硫技术(陶国龙，烟气喷雾增湿提高电除尘器效率的研究与实践，电除尘及气体净化，2003，NO.3，P1～11)等。

因为燃煤在燃烧过程中产生的碳、氮、硫的氧化物均为酸酐，溶于水后形成酸性溶液，基于这样的认识，所以目前的干法脱硫工艺一般采用偏中性或碱性水作为增湿活化液，以中和水吸收上述氧化物后产生的酸性、促进烟气中的SO₂在水溶液中的吸收和水解，期望使其在液相中与从脱硫剂或粉煤灰中溶出的作为脱硫活化物质的碱金属离子进行反应，以提高脱硫的效率，因此有时所用增湿活化液的PH甚至高达11以上，并认为如果采用酸性溶液作增湿活化液势必要影响溶液对烟气中的SO₂的吸收进而影响脱硫速率，从而造成脱硫效果变差。但是，目前的这些干法脱硫工艺普遍存在以下一种或多种不足：

(1)脱硫剂的有效利用率低，从而造成脱硫剂的用量较大。

如上述①、②公开的炉内喷钙脱硫工艺，其脱硫吸收剂的表观利用率只有26～30％，特别是技术①的炉内喷钙尾部增湿活化脱硫工艺，当剔除尾部增湿条件下粉煤灰自身产生的15％左右的相对脱硫效率后，其脱硫剂的实际利用率也只有20～25％。

(2)增湿活化环节的活化效果差，相对脱硫效率低，一般只有30～50％。

(3)上述干法脱硫工艺除炉内喷钙催化脱硫工艺由于脱硫剂中加入了催化氧化剂致使炉内脱硫的产物以CaSO₄为主外，其余工艺中脱硫产物氧化率低，不稳定的CaSO₃含量远远大于CaSO₄，从而影响脱硫产物的利用。

(4)易造成后续电除尘器粉尘排放超标，在某些场合的应用越来越受到一定的限制。

干法脱硫工艺由于吸收剂利用率低，使用吸收剂用量大，且脱硫副产物中含有大量未参与反应的CaO，因此不可避免地出现电除尘器入口烟气的含尘浓度显著增加，且烟尘比电阻增高等不利于除尘的情况。如果不采取大幅度增湿并将烟温降低到80℃以下以及预除尘等一系列措施，则后续电除尘器粉尘排放必然会大幅度增加并超标，既使采取了上述措施，对于高比电阻烟尘的情况，也很难保证满足≤100mg/Nm³甚至更严格的≤50mg/Nm³的标准要求。

对于上述问题，人们普遍认为是选用的脱硫剂的效率不高，所以试图采用更高效的脱硫剂或氧化催化剂以提高脱硫效果，但工程应用效果仍然不很理想，且增加了处理成本。

本发明人对现有的干法脱硫工艺进行了长期的研究，认为现有的干法脱硫工艺存在上述问题的原因并非完全是由于脱硫剂本身的问题，而很大程度上还在于人们对增湿活化过程认识不足和因技术上的偏见，在强调采用偏中性特别是碱性增湿活化液更有利于吸收SO₂的同时，忽略了在干法脱硫工艺中粉煤灰或脱硫剂固体颗粒物中碱性金属离子和具有催化氧化作用的过渡态金属离子等脱硫有效成份的溶出速率和溶出量对脱硫过程的制约这一关键环节。因为，实际上制约干法脱硫工艺脱硫效率的除了SO₂的吸收溶解速率外，还有一个十分重要的因素，就是是否有充足的有利于脱硫的离子溶出作保证来消耗增湿活化液所吸收的SO₂，如果粉煤灰或脱硫剂固体颗粒物中脱硫有效成份的溶出速率和溶出量跟不上，不能及时消耗液滴吸收的SO₂，则不仅限制了增湿活化液滴进一步吸收SO₂的进程，而且在液滴中吸收的SO₂随液体蒸发又会返回烟气，同样会大大降低增湿活化环节的脱硫效率，不能有效发挥增湿活化的作用。这在湿法和半干法脱硫工艺中根本不成问题，因为在这两种工艺中脱硫剂和粉煤灰是以浆滴的形式喷入，浆液中就已经溶出有足够的用于脱硫的离子，而且浆液是在不断地循环使用。而在干法脱硫工艺中从增湿活化环节到后续除尘器的行程较短，脱硫剂、雾滴与烟气的接触共存时间很短，一般只有几秒，在如此短的时间内，固体颗粒中活性离子的溶出速率和溶出量就显得尤为重要，成为影响脱硫速率的主要因素。而现有的干法脱硫工艺则恰恰是只强调了活化液对SO₂的吸收溶解，而忽略了离子溶出这一关键问题。主要因为：

(1)由于脱硫剂或粉煤灰中真正起脱硫作用及催化氧化作用的成份是以氧化物的形式存在，而现有喷雾干法脱硫技术采用的喷雾增湿活化液一般均为PH≥6的偏中性或碱性，而在这种环境下，脱硫剂和粉煤灰中所含的有利于脱硫的碱性金属离子Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺等的溶出率低、溶出速率慢；而对SO₂具有催化氧化作用的过渡态金属离子Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ti²⁺、Zn²⁺等则更难于溶出，且增湿活化液的PH值越高，这种溶出特性越差，当PH≥5.5时，几乎很难溶出，特别是对于催化效果较好且又低廉、富含的Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺来说，即使有微量Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺的溶出，也会因为溶液PH较高，会与溶液中的OH^-反应生成不溶的氢氧化物沉淀。这些原因造成了对脱硫有利的活性成份的真正有效利用率较低，大量的有效成份来不及溶出或无法溶出而不能参与脱硫化学反应，因此造成在增湿活化环节对脱硫剂和粉煤灰的活化效果很差，难以发挥活化环节的脱硫作用。

(2)烟气中CO₂的再碳酸化生成CaCO₃沉积物与溶液PH值有十分密切的关系，PH越高，再碳酸化现象越突出，在较高PH值的增湿活化环境中，脱硫剂中的Ca²⁺与增湿液中溶解CO₂形成的CO₃ ^2-极易形成不溶的CaCO₃，造成Ca基脱硫剂中Ca²⁺的很大浪费。由于燃煤烟气中CO₂的含量一般为13％左右，而SO₂的含量一般也只有0.04～0.4％，CO₂浓度约是SO₂浓度的32～325倍，而现有技术的偏中性或碱性增湿活化液极易从烟气中吸收大量的CO₂生成CO₃ ^2-，进而与脱硫剂中溶出的Ca²⁺反应生成CaCO₃，在这种条件下烟气中的CO₂大量与SO₂争夺脱硫剂中的Ca生成CaCO₃沉淀析出，造成脱硫有效成份的很大浪费。例如较为典型的炉内喷钙尾部增湿活化脱硫工艺，经过对脱硫产物进行分析发现，其尾部增湿活化环节脱硫剂与SO₂反应新生成的脱硫产物消耗的Ca只占总Ca的2～3％，而与CO₂反应新生成CaCO₃消耗的Ca占到总Ca的约30％以上，可见脱硫剂中有效脱硫成份Ca²⁺的浪费极为严重，这也是此类工艺增湿活化环节脱硫剂利用率和脱硫效率偏低的主要原因之一。

(3)在偏中性或碱性增湿活化条件下，SO₃ ^2-的氧化速率很低，而且由于起催化氧化作用的过渡态金属离子又不易溶出，从而造成干法脱硫的产物中以CaSO₃为主。而CaSO₃的化学性质不稳定，一是容易分解造成二次污染，二是如果CaSO₃含量过多，在大气环境或氧气充足条件下逐步被氧化成CaSO₄并发生不利于使用的体积膨胀，进而影响脱硫产物或粉煤灰的使用。

发明内容

针对现有的干法脱硫工艺存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种酸性溶液喷雾干法烟气脱硫处理方法，通过改善对脱硫有利的碱性金属离子和具有催化氧化作用的过渡态金属离子的溶出特性，促进CaSO₄的生成，以针对性地解决现有的干法脱硫工艺存在的上述问题。

本发明的酸性溶液喷雾干法烟气脱硫及调质强化方法，包括下述过程：

(1)向燃煤锅炉尾部到除尘器之间的烟道或脱硫反应器中把含有粉煤灰或脱硫剂颗粒物的烟气以雾状形式喷入含Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ti²⁺、Zn²⁺其中一种或一种以上离子浓度≥20mg/L且PH≤5.5的酸性溶液；

(2)喷入的酸性雾滴捕捉烟气中的粉煤灰或脱硫剂颗粒物并在其表面形成液膜，随着液膜中水份的迅速蒸发，PH值趋于更低，酸性更强，强化了颗粒物含有的碱性金属离子和具有催化氧化作用的过渡态金属离子的溶出和活化，并与烟气中的SO₂发生脱硫反应；

(3)烟气中颗粒物到达除尘器入口前雾滴蒸发完毕，脱硫产物以干态颗粒物形式被除尘器收集处理，同时酸性雾滴的蒸发强化了降低粉尘比电阻的作用。

本发明的机理在于：(1)喷入酸性溶液雾滴使其有效捕捉烟气中的粉煤灰或脱硫剂颗粒物并在其表面形成液膜，在燃煤烟气正常排烟条件下，酸性雾滴中溶剂水份远远优先于溶质成份迅速蒸发，随着水份蒸发，雾滴、液膜的PH趋于更低、酸性更强，试验表明在这种条件下碱金属氧化物以及过渡态金属氧化物发生的溶出反应很容易进行，所以对脱硫有利的碱性金属离子Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺等，以及对SO₂具有催化氧化作用的过渡态金属离子Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ti²⁺、Zn²⁺等能够容易地溶出且溶出速率和溶出率均较高，而使这些金属元素以活性离子形态溶解于颗粒物表现的酸性液膜中，与烟气中的硫氧化物或氮氧化物发生反应，产生较好的脱硫效果并附带有一定的脱氮效果；(2)因液膜中溶有的过渡态金属离子的催化氧化作用的充分发挥和较强的酸性环境，使硫化物更多的以稳定的SO₄ ^2-形态存在；(3)酸性溶液中更多H⁺的存在，抑制了CO₂溶于水中产生CO₃ ^2-，溶解度降低，减少因CaCO₃的生成而造成的与SO₂争夺Ca²⁺的趋势，使更多Ca²⁺参与脱硫反应而被有效利用；(4)在到达除尘器入口前烟气中雾滴和颗粒物表面液膜均基本蒸发完毕，而酸性雾滴的蒸发和颗粒物表面剩余或吸附形成的酸性成份，又对烟气起到有利于电除尘器收尘处理的降低粉尘比电阻的强化调质作用，最终脱硫副产物以干态颗粒物被除尘器收集处理，从而实现以酸性溶液喷雾干法对烟气进行脱硫强化处理。

作为本发明的进一步的改进，还可以在喷入酸性溶液并在酸性雾滴与烟气接触1秒之后再以PH≥6的偏中性或碱性溶液向烟道或脱硫反应器中含有粉煤灰或脱硫剂颗粒物的烟气中喷入雾滴。通过组合喷雾实现酸性喷雾活化后的吸附脱硫反应与中、碱性喷雾后的溶解吸收脱硫反应相结合的优化组合喷雾，即能够充分发挥金属氧化物中脱硫剂的脱硫效果以及催化氧化效果，提高脱硫剂及催化氧化剂的利用率，充分挖掘粉煤灰/脱硫剂颗粒物的脱硫潜力，又能发挥中、碱性溶液较好地溶解吸收烟气中SO₂进而与经酸性雾滴活化后的颗粒物发生脱硫反应，优势互补，从两个方面进一步提高粉煤灰或脱硫剂的利用率和脱硫效果。

酸性溶液的初始PH值不宜太低，通常不宜低于3.0，否则对系统的腐蚀会加剧，相应的防腐要求会更严，如果系统的防腐蚀能力较强，则酸性溶液的初始PH值可以更低一些，但仍不宜太低，否则会影响SO₂在溶液中的存在形态，反而不利于脱硫。

所述的酸性溶液优选PH≤5的溶液，以期缩短通过水份蒸发获得更强酸性条件的时间以及与粉煤灰或脱硫剂颗粒物接触后在极短时间内就能够充分发挥酸性溶液的优势。

所述酸性溶液优选为硫酸溶液，因为在燃煤正常排烟条件下的烟气中酸露点温度远远高于水露点温度，也就是说烟气中水份的饱和程度远低于以硫氧化物为主的酸性成份的饱和程度，且硫酸的沸点比水的沸点高出230℃以上，因此，酸性雾滴中水份的蒸发速率远远高于硫酸成份的蒸发速率，在喷入后，使雾滴有效捕捉烟气中的粉煤灰或脱硫剂颗粒物并在其表面形成液膜，溶液受到烟气加热，水份迅速蒸发从而使溶液的PH值越来越低，酸性越来越强，更加有利于有用的金属离子的溶出；对于盐酸、硝酸酸性溶液，因为盐酸及硝酸相对比较容易挥发且沸点低于水的沸点，使得粉煤灰或脱硫剂颗粒表面液膜的酸性不易保持，其效果要远比采用硫酸溶液差。使用硫酸的另一个优点还在于，使用的硫酸溶液可以使用由少量现场烟气中SO₂通过吸附并水解制取的稀硫酸，或废硫酸溶液、或工业硫酸配制而成，同时又能达到以废治废的效果。

所述酸性溶液也可以是含Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ti²⁺、Zn²⁺其中一种或一种以上离子浓度≥20mg/L且PH≤4.5的酸性溶液，以利用酸性溶液中含有的活性金属离子的催化氧化作用增强对烟气中SO₂的催化氧化，使酸性溶液喷入后与烟气接触即可产生较好的脱硫效果，延长其有效的脱硫时间。这种酸性溶液可以通过从粉煤灰或废料中浸取、或以电化学方法所得。

所述酸性雾滴和/或偏中、碱性雾滴大小控制目标优选为≤100μm，以达到较好的分散效果并缩短蒸发时间，并通过喷雾流场的组织确保从喷雾环节到后续除尘器入口无工艺废液产生，进入除尘器以前蒸发充分、无集液，无明水进入除尘器。

所述的酸性溶液喷雾干法烟气脱硫及调质强化方法，可以是对含有粉煤/脱硫剂颗粒物的烟气实施酸性喷雾脱硫/调质；也可以是在实施酸性喷雾的同时，喷入干式脱硫剂颗粒物，以获得更高的脱硫效率。

本发明的酸性溶液喷雾干法烟气脱硫强化方法，还可以是对已有的干法脱硫工艺实施酸性溶液喷雾，以强化原脱硫工艺脱硫效果、提高脱硫剂利用率以及对脱硫产物的氧化程度。

本发明的优点是：

①活化效果强，充分发挥粉煤灰自身的脱硫潜力以及脱硫剂的脱硫潜力及催化氧化物的催化氧化作用。

酸性溶液更有利于脱硫剂或粉煤灰颗粒中可用于脱硫的碱性金属离子和过渡态金属离子的溶出，特别是煤燃烧后产生的粉煤灰中富含的Fe₂O₃、MnO₂、TiO₂、ZnO等只有在PH≤5时才能溶出Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ti²⁺、Zn²⁺等对烟气中SO₂和NOx有明显催化氧化作用的过渡态金属离子，而且酸性越强、PH值越低、温度越高，这些离子的溶出速率和溶出率也越高。在燃煤烟气正常排烟条件下，由于烟气的酸露点温度远远高于水露点温度，一般至少约高出50℃以上，同时硫酸的沸点比水的沸点约高出230℃以上，因此在向烟气以雾状形式喷入硫酸配制而成的酸性溶液后，雾滴很快升温至接近于100℃，且其中的水份远远优先于硫酸蒸发，剩余雾滴的酸性越来越强，PH值趋于更低，从而具备了高温且低PH值的强溶出条件，有更多的碱性金属离子和过渡态金属离子溶出并参与脱除烟气中SO₂的反应，增强了活化效果，充分发挥了煤燃烧后烟气中飞灰的脱硫潜力。而这种效果在通常的偏中性或碱性喷雾条件下是无法实现的。

②提高对脱硫产物的氧化程度，减少脱硫产物中不稳定成份亚硫酸钙CaSO₃的含量，提高稳定成份硫酸钙CaSO₄的比例。

低PH值环境对亚硫酸盐的氧化十分有利，试验表明当PH值＞5时，氧化速率急剧下降，PH值在≤5的范围内亚硫酸盐的氧化速率较高。因此酸性溶液特别是PH≤5的酸性溶液喷雾并在水份逐步蒸发的过程十分有利于将亚硫酸盐氧化为稳定的硫酸盐，显著地减少脱硫产物中不稳定成分CaSO₃的比例。

③提高Ca基脱硫剂的利用率。

酸性雾滴大大减小CO₂大量消耗脱硫剂中Ca生成CaCO₃造成的Ca离子浪费的程度，使更多Ca离子与SO₂进行脱硫反应，提高Ca基吸收剂的利用率。

④提高脱硫效率。

由于减少了Ca基脱硫剂的浪费，提高了利用率，同时较好地发挥了粉煤灰的脱硫潜力特别是过渡态金属离子的催化氧化作用，因此，在相同脱硫剂消耗量情况下，可获得较高的脱硫效率。

⑤降低后续电除尘器出口的粉尘排放。

由于降低了脱硫剂用量，使后续电除尘入口含尘浓度减少，同时酸性气氛可大幅度降低粉尘比电阻，提高收尘效率，从而减少电除尘出口的粉尘排放。

⑥配制酸性溶液的母液来源易得。

燃煤烟气中的SO₂由于浓度较低，通常很难获得高浓度的H₂SO₄加以回收利用，但用烟气的SO₂通过吸附法获得30％左右浓度稀硫酸溶液的技术已很成熟，该溶液作为本发明配制PH≤5.5酸性溶液的母液已完全满足，而且烟气用量也很少，一般只用锅炉燃烧产生烟气量的0.2％～2％(具体根据烟气中SO₂浓度来确定)极少量烟气就能满足要求，因此现场极易获取配制酸性溶液的母液。

⑦喷雾系统不结垢，避免管路及喷嘴的堵塞。

碱性喷雾很容易造成喷雾系统结垢及喷嘴的堵塞，而酸性喷雾则基本上无结垢现象。

⑧由于粉煤灰中含有的可用于脱硫的成分被充分活化并有效利用，且脱硫剂的利用率也大大提高，所以可以减少脱硫剂的用量，明显降低脱硫成本。

⑨因地制宜，以废治废。

充分利用锅炉燃烧后烟气中粉煤灰的脱硫有效成份和少量烟气中的SO₂来实现或强化烟气中SO₂的脱除，并附带有一定的脱除NOx的效果，因地制宜，就地取材，以废治废，在一定程度上体现了资源化、减量化、无害化的循环经济思想。

附图说明

图1为用烟气中SO₂制取酸性溶液母液并对烟气中已有颗粒物实施酸性喷雾活化的示意图；

图2为用烟气中SO₂制取酸性溶液母液并在实施酸性喷雾活化的同时喷入干态脱硫剂的示意图；

图3为用废硫酸溶液或工业硫酸为酸性溶液母液并对烟气中已有颗粒物实施酸性喷雾活化的示意图；

图4为用废硫酸溶液或工业硫酸为酸性溶液母液并在实施酸性喷雾活化的同时喷入干态脱硫剂的示意图；

图1～图4中：

1、未脱硫或未完成脱硫的烟气；

2、制酸烟气；

3、普通工业水或废水；

4、吸附脱硫制酸装置；

5、酸性溶液；

6、烟道或脱硫反应器；

7、脱硫后的含尘烟气；

8、除尘器；

9、脱硫除尘净化后的烟气；

10、脱硫副产物；

11、制酸后的烟气；

12、烟囱；

13、干态脱硫剂；

14、废硫酸溶液或工业硫酸；

15、稀释缓冲容器；

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容进一步举例说明。

实施例1：

如图1所示，从未脱硫或未完成脱硫的烟气1中取少量烟气为制酸烟气2，通过现有技术的吸附脱硫制酸装置4和普通工业水或废水3利用制酸烟气2中所含的SO₂获得稀硫酸，并进一步稀释成PH＝5的酸性溶液5，以雾状形式将酸性溶液5喷入含有粉煤灰或脱硫剂颗粒物的未脱硫或未完成脱硫的烟气1通过的烟道或脱硫反应器6中，雾滴直径≤50μm，通过流场合理组织使酸性雾滴能够有效捕捉烟气中的颗粒物，随着酸性雾滴中水分的迅速蒸发，颗粒物表面液膜的酸性越强，PH趋于更低，使颗粒物中含有的脱硫有效成份迅速活化溶出，并与烟气中SO₂发生脱硫反应，脱硫后的含尘烟气7在到达后续除尘器8入口前，雾滴基本蒸发完毕，干态粉尘颗粒物被除尘器8从烟气中分离收集成干态的脱硫副产物10，同时脱硫除尘净化后的烟气9与制酸后的烟气11一起通过烟囱12正常排放。

喷雾后的烟温控制在比酸露点温度高5℃及以上，以此根据喷雾前的烟温和烟气量计算喷液量并复核酸露点温度、修正喷液量，根据所需喷液量计算配制PH≤5的酸性溶液所需酸量并进一步根据烟气中SO₂浓度以及吸附脱硫制酸装置脱除SO₂的效率(一般可达70％以上)即可确定所需抽取的制酸烟气量。

喷雾系统及喷雾环节应考虑一定的防腐措施。

实施例2：

如图2所示，在实施例1的基础上，向烟道或脱硫反应器6喷入干态脱硫剂13，以获取更高的脱硫效率。

实施例3

如图3所示，本实施例中配制酸性溶液5所需的母液直接用废硫酸溶液或工业硫酸14与普通工业水或废水3通过稀释缓冲容器15进行稀释配制而成，酸性溶液5的PH值为5.0，以雾状形式将酸性溶液5喷入含有粉煤灰或脱硫剂颗粒物的未脱硫或未完成脱硫的烟气1通过的烟道或脱硫反应器6中，雾滴直径≤50μm，通过流场合理组织使酸性雾滴能够有效捕捉烟气中的颗粒物，随着酸性雾滴中水分的迅速蒸发，颗粒物表面液膜的酸性越强，PH趋于更低，使颗粒物中含有的脱硫有效成份迅速活化溶出，并与烟气中SO₂发生脱硫反应，脱硫后的含尘烟气7在到达后续除尘器8入口前，雾滴基本蒸发完毕，干态粉尘颗粒物被除尘器8从烟气中分离收集成干态的脱硫副产物10，同时脱硫除尘净化后的烟气9通过烟囱12正常排放。也可用废硝酸溶液或工业硝酸代替废硫酸溶液或工业硫酸14，或以废硫酸溶液与废硝酸溶液的混合物代替废硫酸溶液或工业硫酸14以弥补可用废硫酸溶液量不足的情况。

实施例4：

如图4所示，在实施例3的基础上，向烟道或脱硫反应器6喷入干态脱硫剂13，以获取更高的脱硫效率，其它部分与实施例3中相同。

实施例5：

在实施例1～4基础上，酸性溶液5为用粉煤灰或废料浸取，即用酸性溶液浸泡粉煤灰或其它含有Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺、Ti²⁺等无机盐或氧化物的其它废料，或以电化学方式电解获得的含有Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺、Ti²⁺其中一种或一种以上的离子浓度≥20mg/L、且PH＝4.0的酸性溶液，按实施例1～4中的方式喷入，以增强对烟气中SO₂的催化氧化作用，并附带有一定的脱除NO_x的效果。

实施例6

在实施例1～5中，酸性喷雾并在酸性雾滴与烟气接触1秒之后，再向烟道或脱硫反应器6的后段喷入PH≥6的偏中性或碱性溶液。酸性喷雾后，随着酸性雾滴中水分的迅速蒸发，颗粒物表面液膜的酸性越强，PH趋于更低，使颗粒物中含有的脱硫有效成份迅速活化溶出；偏中性或碱性溶液喷雾则更加容易、迅速的吸收溶解SO₂进而与酸性喷雾活化溶出的碱性金属离子和过渡态金属离子发生反应，以获得更好的脱硫效果，脱硫后的含尘烟气7在到达后续除尘器8入口前雾滴基本蒸发完毕并通过除尘器8将烟气中含有的干态粉尘分离收集成脱硫副产物10，同时脱硫除尘净化后的烟气9通过烟囱12正常排放。

Claims (7)

1、一种酸性溶液喷雾干法烟气脱硫处理方法，其特征在于该方法包括如下过程：

(1)向燃煤锅炉尾部到除尘器之间的烟道或脱硫反应器中把含有粉煤灰或脱硫剂颗粒物的烟气以雾状形式喷入含Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ti²⁺、Zn²⁺其中一种或一种以上离子浓度≥20mg/L且PH≤5.5的酸性溶液；

(2)喷入的酸性雾滴捕捉烟气中的粉煤灰或脱硫剂颗粒物并在其表面形成液膜，随着液膜中水份的迅速蒸发，PH值趋于更低，酸性更强，强化了颗粒物含有的碱性金属离子和具有催化氧化作用的过渡态金属离子的溶出和活化，并与烟气中的SO₂发生脱硫反应；

(3)烟气中颗粒物到达除尘器入口前雾滴蒸发完毕，脱硫产物以干态颗粒物形式被除尘器收集处理，同时酸性雾滴的蒸发强化了降低粉尘比电阻的作用。

2、如权利要求1所述的酸性溶液喷雾干法烟气脱硫处理方法，其特征在于：在酸性溶液喷雾并在酸性雾滴与烟气接触1秒之后再以PH≥6的偏中性或碱性溶液向烟道或脱硫反应器中含有粉煤灰或脱硫剂颗粒物的烟气喷入雾滴。

3、如权利要求1或2所述的酸性溶液喷雾干法烟气脱硫处理方法，其特征在于：所述酸性溶液为PH≤5的酸性溶液。

4、如权利要求1或2所述的酸性溶液喷雾干法烟气脱硫处理方法，其特征在于：所述酸性溶液是含Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ti²⁺、Zn²⁺其中一种或一种以上离子浓度≥20mg/L，且PH≤4.5的溶液。

5、如权利要求1或2所述的酸性溶液喷雾干法烟气脱硫处理方法，其特征在于：所述的酸性溶液为硫酸溶液。

6、如权利要求1或2所述的酸性溶液喷雾干法烟气脱硫处理方法，其特征在于：所述雾滴大小为≤100μm，且从喷雾环节到后续除尘器入口无工艺废液产生，进入除尘器前雾滴蒸发充分、无集液，无明水进入除尘器。

7、如权利要求1或2所述的酸性溶液喷雾干法烟气脱硫处理方法，其特征在于：在实施酸性喷雾的同时，还喷入干式脱硫剂颗粒物。

Images