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TW201521856A - 從製程氣體去除粉塵及硫氧化物之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種藉由濕式方法自冶金製程所產生之製程氣體去除粉塵中固體及硫氧化物之方法。將至少部分鹼性液體進給至至少一個串接洗滌器中之含固體氣流中，以最遲在潤濕串接洗滌器之水空間中的氣體及固體期間，使鹼性液體與待清潔的氣體及固體混合，且引導含有鹼性液體、潮濕氣體及固體之混合物以在各串接洗滌器中獲得串流噴淋，以自氣體去除硫及固體。

Description

從製程氣體去除粉塵及硫氧化物之方法
本發明係關於一種藉由濕式方法自冶金製程所產生之製程氣體去除粉塵中固體及硫氧化物之方法。該方法係於至少一個串接洗滌器中進行。
美國專利3,795,486係關於一種可有效率地自工業氣體去除污染物顆粒及氣態污染物之濕式洗滌器系統。洗滌液體向下串流通過一系列連續的洗滌區或階段。以水平陣列使用複數個元件來提供用於使向下串流之洗滌液體與向上氣流之方向反向地朝洗滌器之下端流出且轉向的衝擊表面。此美國專利3,795,486之液體包含水及/或呈漿液之水與石灰石之混合物，其向下串流於各連續下方洗滌區中的元件上，同時另一方面，氣體於相反方向向上流動通過洗滌器外殼。利用包含濕石灰石漿液之洗滌液體，獲得氣體中之硫之氧化物形成亞硫酸鈣及/或硫酸鈣的反應。洗滌液體亦可包含水與氫氧化鎂或氫氧化鈉或氫氧化銨之混合物。自氣流中沈澱出之材料最終移動至外殼之下端在氣體入口下方的收集池中。經如此去除的濃縮材料以實質上不含二氧化硫及顆粒之潔淨狀態離開氣體，且氣體經由位於外殼上端的出口離開。
根據US專利4,322,392，在由驟冷器迴路及吸收迴路所組成的鹼洗滌器中將二氧化硫自鍋爐煙道氣洗除，以控制來自脫水系統的回收水。氣流首先在驟冷迴路中經含有鹼(碳酸鈣CaCO3)的水驟冷，然後於第二迴路中於二氧化硫吸收器中經與第一水漿液分開且含有鹼的第二水漿液洗滌。藉由於液體-固體濃縮器中將自氣體二氧化硫吸收器排出之水漿液分離成低固體溢流及高固體溢流來控制回收水。使經洗滌氣流通過除霧器及用水洗滌除霧器，且將此洗滌水添加至來自第二迴路中之洗滌器的排出液體。
US專利5,779,999係關於使用鹼性漿液來自公用事業及工業燃燒氣體去除酸性氣體的氣體-液體接觸器，其中清潔流體之氧化產生可經棄置或回收的沈澱物。將含氧氣體注入至槽中以使含鹼流體向上流動通過結構上由槽構成的第一區域及向下流入結構上由槽構成的第二區域，因此在流入至第二區域中之前利用第一區域氧化含鹼流體。
US專利3,687,613描述一種用於製備用來在濕式洗滌器中與含硫煙道氣反應之添加劑的方法及裝置。將呈固態的添加劑傳送至傳輸室且於通過其中之煙道氣的侷限流中輸送，並進一步傳送至漿液補充區域，在此其經引導至與水接觸以潤濕並分離添加劑。此經分離的添加劑經收集成為漿液且引入至濕式洗滌器。預煅燒添加劑容許其更輕易地溶解於水中且以更快的速率與氣態硫化合物反應。
此等先前技術公開案係專注於處理洗滌器中之含鹼漿液，但此等公開案並未描述有效的串接操作。此外，當於含硫氣體之洗滌過程中利用含鹼添加劑時，鹼添加劑之處理需要在自氣體去除含硫材料之前及之後的額外製程步驟。
本發明之目的為除去先前技術之一些缺點，及藉由將鹼性液體進給至至少一個串接洗滌器中之濕式方法來達成自冶金製程所產生之製程氣體去除粉塵中固體及硫氧化物的改良方法。本發明之基本特徵羅列於隨附之申請專利範圍中。
在根據本發明之方法中，藉由在於各串接洗滌器中之串接洗滌操作之前將鹼性液體(諸如水)進給至至少一個串接洗滌器中來處理來自冶金製程之含硫氧化物及粉塵中固體的煙道氣。根據本發明之一具體例，在待清潔之含固體氣流傳送至串接洗滌器操作之前，將至少部分的鹼性液體直接進給至該氣流中。根據本發明之另一具體例，在串接洗滌器的水空間中將至少部分的鹼性液體進給至該待清潔的氣流中。根據本發明，該方法係結合燒結製程進行，但該方法亦可結合其他冶金製程利用。
根據本發明之方法較佳係應用於串接洗滌器中，該串接洗滌器包含中心部件(諸如中心管)、洗滌器部件(諸如洗滌器管)、及轉向器作為主要部件。儘管於根據本發明之方法中應用之串接洗滌器在本文中係經描述為基本上具有主要部件之圓柱形橫截面，但在本發明之串接洗滌器中之主要部件的至少一部分亦可具有矩形或甚至多邊形橫截面。主要的串接洗滌器部件係設置於外殼內，該外殼包含用於氣體之至少一個入口及至少一個出口、用於洗滌水之至少一個入口及至少一個出口、用於自於氣體內帶入之固體獲得之沈澱物的至少一個出 口及用於鹼性液體之至少一個入口。在外殼中，為獲得有效的串接操作，其基本上分成衝擊區、洗滌器區及串接噴淋區。中心管的下部係至少部分地同軸安裝於洗滌器管內。洗滌器管於其包圍中心管之末端附近的直徑有利地朝中心管之外表面變窄，以獲得供串流用的有利流動條件。中心管之定位於串接管外部的部分設有包圍中心管外部的板狀物體，以作為轉向器運作，而有效地實現於洗滌器中的串流噴淋。亦可有利地將洗滌器管之下端成形為圓錐形部件，以獲得關於洗滌器管中之壓力條件的改良效應。
在本發明之方法中，待於串接洗滌器中清潔之含硫氧化物之氣體及含粉塵之固體係於串接洗滌器中通過外殼中之氣體入口朝向中心管之上部進給。用於清潔氣體及含粉塵固體之鹼性液體係進給至設有至少一個用於鹼性液體之入口的中心管中。洗滌器管具有經填充洗滌水的水空間，其基本上至少接近至與設置於洗滌器管內部之中心管末端相同的高度。鹼性液體係至少部分在洗滌器管之水空間中的水表面液位之上或至少與中心管末端相同之高度、及至少部分在洗滌器管之水空間的水表面液位之下噴入至中心管中。鹼性液體亦可能僅進給至洗滌器管之水空間中之水表面液位上方的中心管中，或鹼性液體僅進給至洗滌器管之水空間中之水表面液位下方之洗滌器管的水空間中。待清潔之氣體及粉塵及鹼性液體有利地在氣體、粉塵及鹼性液體與洗滌器管之水空間中之洗滌水混合之前至少部分地混合在一起。隨後將濕氣體朝向洗滌器管之壁引導且於洗滌區中流動至有利地與中心管同軸設置之洗滌器管的上端。濕氣體通過洗滌器管之狹窄端流出洗滌器管向上至包圍中心管之外部的板狀物體、偏向器。板狀物體、偏向器導致濕氣體作為串流噴淋向下流動。藉由串流噴淋，硫及粉塵 中之固體最終自氣體去除，且經清潔的氣體朝向位於外殼上部的氣體出口流動，同時自氣體分離之硫及固體向下流至位於外殼下部的固體出口。
根據本發明，將鹼性液體進給至串接洗滌器之中心管中，以最遲於氣體及粉塵之潤濕期間與待清潔的氣體及粉塵混合，且引導含有鹼性液體、潮濕氣體及粉塵之混合物以獲得串流噴淋，以自氣體去除硫及固體。
根據本發明之方法，將鹼性液體調整至8-14、較佳11.5-12.5之pH範圍。pH調整係藉由將石灰產品(諸如熟石灰或鹼性熔渣)、或鹼液添加至洗滌液體中來達成。關於鹼性液體，亦可使用以來自其他製程之鹼性廢液循環的液體。藉由pH測量或分析經清潔氣體中之硫氧化物含量來控制所需添加劑之進料或鹼性廢液之進料。
通過外殼中之至少一個入口及進一步通過中心管中之至少一個入口將根據本發明之鹼性液體進給至洗滌中。有利地，中心管設有複數個用於鹼性液體之入口。在中心管中之複數個入口的情況中，該等入口係有利地在中心管之壁中的相同高度且以相距彼此的期望距離相互對稱地設置。中心管中之入口亦可設置在中心管之壁中的至少兩個高度。中心管中之鹼性液體的入口有利地設有噴嘴，以引起通過入口朝向待清潔氣體的強力流動。使用噴嘴導致鹼性液體流動速度更高，且因此與進給至製程中之水相比，提供更多反應時間及反應表面積來去除硫及固體。氣體及粉塵中固體之洗滌亦可藉由進給至洗滌器管之水空間下部中的壓縮空氣來加強。
根據本發明，中心管中之鹼性液體入口的至少部分係設置於洗滌器管中之水表面液位之上，以在氣體及粉塵流與洗滌水接觸 之前將鹼性液體進給至氣體及粉塵流中。在鹼性液體流動通過設置於水表面液位上方之入口的情況中，鹼性液體係有利地以大氣壓力進給，但亦可使用經壓縮的鹼性液體。在鹼性液體流動通過設置於洗滌水表面液位下方之入口的情況中，鹼性液體較佳係以經壓縮狀態進給，以獲得與待清潔氣體及粉塵的良好接觸，但亦可使用大氣壓的鹼性液體。亦可配置成將一部分鹼性液體通過設置於洗滌水之表面液位之上的入口進給至氣體及粉塵流中及將一部分鹼性液體通過設置於洗滌水之表面液位之下的入口進給至氣體及粉塵流中。
儘管描述外殼包含一個串接洗滌器，但亦可加大外殼，在此情況，一個外殼可具有多於一個串接洗滌器。隨後，串接洗滌器具有一個包圍洗滌器之共同外殼，且該等串接洗滌器具有至少一個用於氣體及粉塵之共同入口及出口、至少一個用於鹼性液體之共同入口及至少一個用於洗滌水及固體之共同出口。

Claims (15)

  1. 一種藉由濕式方法自冶金製程所產生之製程氣體去除粉塵中固體及硫氧化物之方法，其特徵在於將至少部分鹼性液體進給至至少一個串接洗滌器中之含固體氣流中，以最遲在潤濕串接洗滌器之水空間中的氣體及固體期間，使鹼性液體與待清潔的氣體及固體混合，且引導含有鹼性液體、潮濕氣體及固體之混合物以在各串接洗滌器中獲得串流噴淋，以自氣體去除硫及固體。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該鹼性液體之pH值係介於8及14之間。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中，該鹼性液體之pH值係介於11.5至12.5之間。
  4. 如申請專利範圍第1、2或3項之方法，其中，該鹼性液體係在中心管之水空間中的水表面液位上方進給。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中，該鹼性液體係在中心管之水空間中的水表面液位下方進給。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中，該鹼性液體係部分在中心管之水空間中的水表面液位上方進給及部分在中心管之水空間中的水表面液位下方進給。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之方法，其中，該鹼性液體係在大氣壓力下進給。
  8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之方法，其中，該鹼性液體係以壓縮狀態進給。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之方法，其中，將壓縮空氣進給至串接洗滌器之水空間的下部中。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之方法，其中，該鹼性液體係水。
  11. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之方法，其中，該鹼性液體係以來自其他製程之鹼性廢液循環。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中，該鹼性液體係鹼性熔渣。
  13. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之方法，其中，該鹼性液體係熟石灰。
  14. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之方法，其中，該鹼性液體係鹼液。
  15. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該方法係結合燒結製程進行。
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