专利名称：用于除去废气中的酸性气体的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去废气中酸性气体的装置，以及使用该装置除去酸性气体的方法。
背景技术：
通常使用矿物燃料诸如煤、重油或类似物作为热源的燃烧装置包括用于除去废气中的硫氧化物的湿式脱硫装置、用于除去废气中的氮氧化物的脱硝单元、以及用于除去废气中的颗粒物质(如粉尘)的电吸尘器或后置过滤器(back filter)。图1为显示了从传统煤或重油燃烧锅炉排出的废气中除去空气污染物的方法的方框图。如图1所示，使燃烧锅炉排出的温度为330°c -360°c的废气经过高温脱硝单元(SCR)以除去废气中的氮氧化物，随后使脱硝后的废气经过热交换器以冷却至 170°C -180°C，接着使冷却后的废气进入低温电吸尘器中除去颗粒物质(如其中的粉尘)， 然后使除去了粉尘的废气进入湿式脱硫装置内从而除去其中的硫氧化物并使其冷却至室温，接下来，使脱硫后的废气进入热交换器中加热至80-90°C，随后通过烟道将加热后的废气排放到大气中。此时，由于高温脱硝单元(SCR)直接与燃烧锅炉中排出的颗粒物质(如粉尘或其类似物)等发生接触，因此这些颗粒物质(如粉尘)等会附着在脱硝催化剂表面上进而破坏脱硝催化剂的活性。此外，由于必须使除去颗粒物质(如粉尘或其类似物)的低温电吸尘器保持在低温条件，故当废气通过脱硝催化剂时，需要用交换器对废气进行适当的冷却后再使其进入低温电吸尘器内。由此，使通过低温电吸尘器而除去其中颗粒物质 (如粉尘或其类似物)的废气进入湿式脱硫装置下部，以除去其中的硫氧化物，然后使脱硫后的废气进入热交换器中进行再次加热，接着使加热后的废气通过烟道排放至大气中。图2显示了用于除去煤燃烧锅炉排出废气中的硫氧化物的传统湿式脱硫装置。如图2所示，从湿式脱硫装置22下方进入的含有硫氧化物的废气1在该装置内向上流动，同时与通过注水喷嘴25注入的水4和通过混合石灰粉与水而制得的液浆态吸收剂20发生接触，液浆态吸收剂20储存在液浆态吸收剂储罐21内并通过液浆态吸收剂喷嘴M注入，与此同时，废气1中所含的硫氧化物与水发生反应以被液浆态吸收剂吸收。接着，将吸收有硫氧化物的液浆态吸收剂从湿式脱硫装置中排出，然后供入废水处理装置和石膏分离器内。然而，这种传统湿式脱硫装置的劣势在于为了对排出的浆态混合物进行处理，废水处理装置和石膏分离器是必不可少的，以及鉴于被排放至大气的废气的温度为室温或者更低温度，所以必须由热交换器对废气进行加热以避免白烟的产生。此外，传统湿式脱硫装置的劣势还有其结构复杂，尺寸较大因此费用昂贵，以及鉴于其在湿法(wet manner)条件下运作，故易受到腐蚀，由此造成其维护周期和零件更换周期比干式脱硫装置短。附图标记23 (未描述)表示除雾器。图3为显示了对传统玻璃熔炉排出废气进行处理的方法的方框图。如图3所示，从玻璃熔炉中排放的温度为1100-1200°C的废气经过废气冷却器或废热锅炉后冷却至250-300°C，然后使冷却后的废气进入半干式脱硫装置(SDR)内以除去其中的硫氧化物、氟化氢(HF)和氯化氢(HCl)，然后使废气进入低温电吸尘器以除去其中的颗粒物质(如粉尘)，然后使该废气通过脱硝单元(SCR)以除去其中的氮氧化物，接着将废气通过烟道排放至大气中。图4显示了用于除去传统玻璃熔炉排出废气中的酸性气体(如硫氧化物)的传统半干式脱硫装置。如图4所示，废气1从半干式脱硫装置30顶部进入，液浆态吸收剂 (slurry absorbent) 27借由压缩空气5通过雾化器观向下喷淋并发生沉降，与此同时，喷淋的液浆态吸收剂27与废气1所含的酸性气体(如硫氧化物)发生接触产生半干态反应固体31 (如硫酸钙及其类似物)，随后这些半干态反应固体中的部分会附着到半干式脱硫装置30的内壁上，部分通过半干式脱硫装置30的底部排出。但是，这种传统半干式脱硫装置存在的问题在于由于废气与液浆态吸收剂沉降至脱硫装置底部时，废气与液浆态吸收剂之间发生接触的频率降低而导致半干式脱硫装置的脱硫效率变低(60-70% )，因此需要增加脱硫装置的高度从而通过使反应时间增加至10 秒或更长的方式来提高装置的脱硫效率。此外传统半干式脱硫装置还存在以下问题进入脱硫装置的废气温度升高至 160°C或更高时，液浆态吸收剂中含有的水份被迅速干燥，从而气-液反应的时间变短，降低了脱硫效率，以及当进入脱硫装置的废气温度保持为较低时，废气中所含的水蒸气发生冷凝从而使这些冷凝的水蒸气层布在脱硫装置的内壁上，这增加了附着在装置内壁上的反应固体四的量并造成对脱硫装置的腐蚀。此外传统半干式脱硫装置还存在以下问题附着在脱硫装置内壁上的反应固体 29的量的增加会减小脱硫装置的内径，进一步降低了该装置的脱硫效率，这就导致必须停止使用脱硫装置以定期除去附着在脱硫装置内壁上的反应固体。
发明内容
因此为了解决上述问题而做出本发明，本发明的一个目的在于提供一种通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去废气中酸性气体的装置，该装置能除去98%或更多的从煤或重油燃烧锅炉排出的废气中含有的酸性气体(如硫氧化物及其类似物)，或者从玻璃熔炉排出的废气中含有的酸性气体(如硼化合物和硫氧化物)，该装置能使碱性粉状吸收剂到达酸性气体的反应速率最大化，且反应固体不会附着在该装置的内壁上。本发明的另一个目的在于提供一种使用所述装置通过多个步骤来除去酸性气体的方法，该方法包括以下步骤第一步通过使进入装置的废气与床层物料一起发生流化使酸性气体与床层物料接触，以除去废气中含有的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；第二步通过注入水滴来除去残留在废气中的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；第三步通过在控制废气温度的同时使废气与粉状吸收剂一起在装置内进行循环来除去残留在废气中的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；以及第四步通过收集旋风分离器中的废气和粉状吸收剂来除去残留在废气中的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)，然后将它们循环回装置内。为了实现上述目的，本发明的一方面提供了通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去酸性气体的装置，该装置包括
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粉状吸收剂循环器，该粉状吸收剂循环器包括支撑床层物料的床层物料支撑物， 所述床层物料置于床层物料支撑物上并由含有硫氧化物和硼氧化物中的一种或多种废气流化；粉状吸收剂供应单元，该粉状吸收剂供应单元通过压缩空气提供粉状吸收剂；锥形流化单元，该锥形流化单元通过使粉状吸收剂发生流化来除去废气中的硫氧化物或硼氧化物；柱状流化单元，该柱状流化单元内设置有注水喷嘴，且其上部设置有入口，从而能通过对粉状吸收剂和水进行再循环和流化来除去废气中的硫氧化物或硼氧化物；以及粉状吸收剂再循环旋风分离器，该粉状吸收剂再循环旋风分离器与所述柱状流化单元的入口相连以收集通过所述入口从所述柱状流化单元中排出的废气中所含的粉状吸收剂，并将收集的粉状吸收剂通过再循环管再循环至锥形流化单元。在此，将锥形流化单元构造成使锥形流化单元入口直径(D1)与柱状流化单元的直径(Dt)的比值为1/2. 5-1/3. 5，从而使锥形流化单元入口到该锥形流化单元与柱状流化单元连接处的锥形倾斜角(conical inclined angle, θ )为60°。此外，提供在锥形流化单元底部的床层物料支撑物可以具有筛目大小为 0. 8-1. Omm 的格栅结构(lattice structure)。此外，所述床层物料可以由直径为2. 0-2. 5mm的陶瓷球或氧化铝球组成，并且可以将所述床层物料装入锥形流化单元内，从而使床层物料的量(kg)与待处理废气流速 (acm3/ 小时)的比值为 0. 013-0. 015。此外，还可以提供粉状吸收剂供应单元从而能在锥形流化单元高度(H。)的 60-70 %处提供粉状吸收剂和压缩空气。此外，可以将包括锥形流化单元和柱状流化单元的粉状吸收剂循环器构造成使粉状吸收剂循环器的高度(Ht)为柱状流化单元的直径(Dt)的5. 4-8. 8倍。此外，注水喷嘴可以位于柱状流化单元内，从而使从锥形流化单元的顶部至该注水喷嘴的高度(Hw)为柱状流化单元的直径(Dt)的2. 0倍。此外，可以将注水喷嘴构造成使水注入流速(1/min)与粉状吸收剂供应流速(g/ min)的比值范围为0. 007-0. 06。此外，所述入口可以为宽高比为1 2的矩形截面，使含有粉状吸收剂的废气以 19. 0-21. Om/s的流速通过该入口进入所述粉状吸收剂再循环旋风分离器内。此外，可以将所述粉状吸收剂再循环旋风分离器构造成使其中收集的粉状吸收剂能通过提供在其下方的气阻旋转阀15排出，且从其中排出的粉状吸收剂通过提供在位于倾斜角为60°的锥形流化单元顶部的再循环管与压缩空气一起回到锥形流化单元内。此外，所述粉状吸收剂为碱性粉状吸收剂，它可以选自由Ca(OH)2、NaOH, Κ0Η、和 Na2CO3中的任意一种。本发明的另一方面提供了一种使用上述装置除去酸性气体的方法，该方法包括以下步骤第一步向设置在废气流入处的床层物料支撑物上的床层物料提供粉状吸收剂，使粉状吸收剂与床层物料混合，然后使粉状吸收剂与床层物料一起发生流化从而使越来越多的酸性气体与粉状吸收剂接触，以除去进入装置内的高温废气中含有的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；第二步利用通过向废气中注入水而得到的水滴来除去废气中残留的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；第三步通过在控制废气温度的同时使废气与粉状吸收剂一起在装置内进行循环来除去残留在废气中的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；第四步使废气和粉状吸收剂汇集到旋风分离器中来除去残留在废气中的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)，然后将它们循环回装置的锥形流化单元。此处除去酸性气体的第三步中，可以将废气的温度调节为300-400°C。
通过下面结合附图进行的更详细的描述可以更清楚地了解本发明的以上和其他目的、特征和优势，其中图1为显示了对传统煤或重油燃烧锅炉排出的废气进行处理的方法的方框图；图2为显示了传统湿式废气脱硫装置的剖视图；图3为显示了对玻璃熔炉排出的废气进行处理的方法的方框图；图4为显示了传统半干式废气脱硫装置的剖视图；图5为显示了根据本发明的通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去废气中酸性气体的装置的剖视图；图6为显示了所述装置的锥形流化单元的剖视图；图7为显示了所述装置的废气排出单元的剖视图；图8为显示了粉状吸收剂再循环旋风分离器的剖视图；图9为显示了本发明的装置中去除率随着Ca/S摩尔比值以及水注入流速的改变而发生的变化的图；图10为显示了本发明装置中SA去除率随着水注入流速的改变而发生的变化的图；图11为显示了本发明装置中SA去除率随着进行流化的床层物料的量的改变而发生的变化的图；图12为显示了本发明装置的入口和出口处的硼化合物( )的浓度；图13为显示了使用废气处理系统对废气进行处理的方法的方框图，所述废气处理系统包括传统煤或重油燃烧锅炉、高温催化过滤装置或传统电吸尘器(ESP)改良的催化过滤装置，以及本发明的装置；以及图14为显示了使用废气处理系统对废气进行处理的方法的方框图，所述废气处理系统包括传统玻璃熔炉、高温催化过滤装置或传统电吸尘器(ESP)改良的催化过滤装置，以及本发明的装置。
具体实施例方式下面将参考附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。此外，在对本发明进行的描述中，认为对相关技术的具体描述会掩盖本发明的主旨，故略去对该部分内容的描述。图5为显示了根据本发明的通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去废气中酸性气体的装置的剖视图，图6为显示了所述装置的锥形流化单元的剖视图，图7为显示了所述装置的废气排出单元的剖视图，且图8为显示了粉状吸收剂再循环旋风分离器。如图5-8所示，根据本发明，使含有硫氧化物和硼氧化物中的一种或多种的废气1 进入粉状吸收剂循环器9的下部，然后通过床层物料支撑物10与床层物料6发生接触，同时通过粉状吸收剂供应单元13将储存在粉状吸收剂储罐12内的粉状吸收剂3利用压缩空气5提供至构成粉状吸收剂循环器9下部的锥形流化单元92内，从而使废气发生剧烈流化并向上流动，同时，通过构成粉状吸收剂循环器9上部的柱状流化单元91提供的注水喷嘴 14向下注入水4以协助粉状吸收剂3与废气中所含的酸性气体(如硫氧化物或硼氧化物) 的接触，从而将气态硼化合物转化成易于除去的稳定粒状硼化合物，随后使粉状吸收剂通过连接至柱状流化单元91上部分的入口 18进入粉状吸收剂再循环旋风分离器11内，随后返回至锥形流化单元92中。将锥形流化单元92构造成锥形流化单元92入口的直径D1与柱状流化单元91的直径Dt的比值为1/2. 5-1/3. 5，从而使锥形流化单元92入口与该锥形流化单元92连接至柱状流化单元91处的锥形倾斜角θ为60°。当锥形流化单元92具有上述直径比和倾斜角时，床层物料、废气和粉状吸收剂的流化效果最为显著。此外，提供在锥形流化单元92底部的床层物料支撑物10具有筛目大小为 0. 8-1. Omm的格栅结构，且由不锈钢制成。当床层物料支撑物10具有上述格栅结构时，床层物料不易通过该床层物料支撑物，而废气则易于通过该支撑物。床层物料位于床层物料支撑物10上，并由直径2. 0-2. 5mm的陶瓷球或氧化铝球组成。当所述床层物料由直径2. 0-2. 5mm的陶瓷球或氧化铝球组成时，最适于进行流化反应。此外，装入床层物料以使以kg计的床层物料的量与以acm7hr计的待处理废气流速的比值为0. 013-0. 015。当按上述量装入床层物料时，废气的处理效率是最高的。将锥形流化单元92构造成在锥形流化单元92高度H。的60_70%处提供粉状吸收剂3和压缩空气5。当在上述高度范围处提供粉状吸收剂3和压缩空气5时，发生的流化反应最剧烈。此外，可以将包括锥形流化单元92和柱状流化单元91的粉状吸收剂循环器9构造成使粉状吸收剂循环器9的高度Ht为柱状流化单元91直径Dt的5. 4-8. 8倍，从而使得储存在粉状吸收器储罐12中的粉状吸收剂3通过压缩空气提供到锥形流化单元92中以发生剧烈的流化反应，然后进行了流化反应后的粉状吸收剂向上流动，并充分地在粉状吸收剂循环器9内进行循环。当粉状吸收剂循环器9的高度Ht为柱状流化单元91直径Dt的 5. 4-8. 8倍时，粉状吸收剂的循环效率最高。此外，可以将粉状吸收剂循环器9构造成使锥形流化单元92从顶部至注水喷嘴14 的高度Hw为柱状流化单元91直径Dt的2. 0倍，所述注水喷嘴14提供在柱状流化单元91 内，且能通过该注水喷嘴14向下注入水4。当水4从此高度Hw注入时，向上流动的流化的粉状吸收剂3向上加速了除去废气中所含酸性气体(如硼化合物)的反应以及将气态硼化合物转化为稳定颗粒硼化合物以及随后除去颗粒硼化合物的反应。在这种情况下，水4注入从而使水注入流速(1/min)与粉状吸收剂3供应流速(g/ min)的比值为0.007-0. 06。当水4以这种流速注入时，流化的粉状吸收剂向上流动加速了除去废气中所含酸性气体(如硼化合物)的反应以及将气态硼化合物转化为稳定颗粒硼化合物以及随后除去颗粒硼化合物的反应。随后，将通过粉状吸收剂再循环旋风分离器11进行再循环的粉状吸收剂8提供至位于粉状吸收剂循环器9下部的锥形流化单元91的顶部。向上流动并在粉状吸收剂循环器9中循环的含有粉状吸收剂7的废气19通过提供在粉状吸收剂循环器9上部圆周上的矩形入口 18，以19. 0-21. Om/s的流速排至粉状吸收剂再循环旋风分离器11中。当含有粉状吸收剂7的废气19通过入口 18以19. 0-21. Om/s的流速进入粉状吸收剂再循环旋风分离器11中时，所述废气19在旋转下降的同时与旋风分离器11内壁接触以被旋风分离器收集，所述入口 18具有宽高比为1 2的矩形截面。然后，收集的粉状吸收剂8通过气阻旋转阀15排出，然后向下流动并通过以60° 倾斜角提供在锥形流化单元92顶部的再循环管81回到粉状吸收剂循环器9中。当再循环管81与锥形流化单元92顶部的倾斜角为60°时，粉状吸收剂8能得到最有效的再循环。 在这种情况中，为了方便地对粉状吸收剂8进行再循环，适当地向再循环管81内提供压缩空气，且通过排出旋转阀16来控制回到粉状吸收剂循环器9的粉状吸收剂8的量。在这种情况下，将未回到粉状吸收剂循环器9的粉状吸收剂8排至用来储存排出的再循环粉状吸收剂17的罐(未示出)中。同时，通过提供在粉状吸收剂再循环旋风分离器11顶部的出口将其中的酸性气体已被除去的废气2排出至外。本发明中使用的碱性粉状吸收剂可以是选自Ca(OH)2、NaOH、切札和Na2CO3中的任意一种。考虑到酸性气体的去除效率以及经济效益，优选使用Ca(OH)2与KOH或NaOH的混合物或Na2CO3与KOH或NaOH的混合物作为处理高温废气的粉状吸收剂。例如，当使用Ca(OH)2作为碱性粉状吸收剂时，酸性气体(如HC1、SO2和HF)与 Ca(OH)2反应生成钙盐(例如CaS04、CaCl2和CaF2)作为反应产物而被除去。Ca (OH) 2+S02 — CaS03+H20Ca (OH) 2+S03 — CaS04+H20Ca (OH) 2+2HCl — CaCl2+2H20Ca (OH) 2+2HF — CaF2+2H20再例如，当使用NaOH作为碱性粉状吸收剂以除去玻璃熔炉排出的废气中的硼化合物(B2O3)时，硼化合物(B2O3)与NaOH和注入的水反应生成对温度稳定的颗粒物质NaBO2
而被除去。
B2O3 + 3H20 η B(OH)4"+ H+
HBO2 + 2H20 ^ B(OH)4-十 H十
H3BO3 + H2O ^ B(OH)4 + H+
Na+ + OH- + H3BO3 ^ Na+ + B(OH)4'
NaB(OH)4 NaBO2 + 2H20下面，将逐步描述使用上述通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去高温废气中的酸性气体(如硫氧化物和硼化合物)的装置来除去酸性气体的方法。根据本发明的除去酸性气体的方法包括以下步骤第一步通过向提供在废气流入处的床层物料支撑物上的床层物料提供粉状吸收剂，使粉状吸收剂与床层物料混合，然后使粉状吸收剂与床层物料一起发生流化从而使越来越多的酸性气体与粉状吸收剂接触，以除去进入装置内的高温废气中含有的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；第二步通过向废气中注入水而得到的水滴来除去废气中残留的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；第三步通过在控制废气温度的同时使废气与粉状吸收剂一起在装置内进行循环来除去残留在废气中的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；以及第四步使废气和粉状吸收剂汇集到旋风分离器中来除去残留在废气中的酸性气体(如硫氧化物、 硼化合物及其类似物)，然后将它们循环回装置的锥形流化单元。在除去酸性气体的第三步中，将废气的温度调节为300-400°C。当废气温度为 300-400°C时，气态硼化合物易于转化为颗粒硼化合物。图9为显示了本发明的装置中去除率随着Ca/S摩尔比值以及水注入流速的改变而发生的变化的图。如图9所示，当水注入流速为0. 31/min或更高以及在Ca/S摩尔比值为1. 3或更高的条件下时，装置的去除率保持为98%或更高。图10为显示了根据本发明的除去酸性气体的装置中SO2去除率随着水注入流速的改变而发生的变化的图。如图10所示，在Ca/S摩尔比值为1.3或更高的条件下，装置的 SO2去除率在水注入流速为0. 31/min或更高时保持为98%或更高。图11为显示了根据本发明的除去酸性气体的装置中SO2去除率随着进行流化的床层物料的量的改变而发生的变化的图。如图11所示，当床层物料的量保持为IOkg或更多时，装置的Sh去除率保持为98%或更高。图12为显示了在根据本发明的除去酸性气体的装置的入口和出口处的硼化合物 (B2O3)的浓度。如图12所示，硼化合物( )在装置入口处的浓度为500ppm，硼化合物 (B2O3)在装置出口处的浓度保持为9ppm，装置的去除率保持为98%或更高。图13为显示了使用废气处理系统对废气进行处理的方法的方框图，所述废气处理系统包括传统煤或重油燃烧锅炉、高温催化过滤装置或传统电吸尘器(ESP)改良的催化过滤装置，以及通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去废气中的酸性气体的根据本发明的装置。从图13中可以看出，由于根据本发明的通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去废气中的酸性气体的装置取代了传统处理煤或重油燃烧锅炉中排出的废气的方法，故不需要图1所示的传统交换器和湿式烟道气脱硫(湿式-FGD)。此外，从图13中可以看出，由于高温催化过滤装置或传统电吸尘器(ESP)改良的催化过滤装置提供在通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去废气中酸性气体的根据本发明的装置后方，因此不需要图1所示的高温脱硝单元(SCR)和低温电吸尘器。图14为显示了使用废气处理系统对废气进行处理的方法的方框图，所述废气处理系统包括传统玻璃熔炉、高温催化过滤装置或传统电吸尘器(ESP)改良的催化过滤装置，以及通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去废气中的酸性气体的根据本发明的装置。从图14中可以发现，由于根据本发明的通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去废气中的酸性气体的装置取代了传统玻璃熔炉中排出的废气进行处理的方法，故不需要图3所示的传统废气冷却器和半干式脱硫装置(SDR)。此外，从图14中可以看出，由于高温催化过滤装置或传统电吸尘器(ESP)改良的催化过滤装置提供在通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去废气中酸性气体的根据本发明的装置后方，因此不需要图3所示的传统电吸尘器和脱硝单元(SCR)。根据以上的描述，本发明的优势在于不再需要传统湿式烟道气脱硫装置中必要的用来制备液浆态的装置、石膏浆分离器、废水处理装置和防止排出白烟的交换器。此外，本发明的优势在于能够克服传统半干式废气脱硫装置的脱硫效率低的问题，以及需要定期除去附着在装置内壁的反应固体的问题。此外，本发明的优势在于通过使粉状吸收剂发生流化和粉状吸收剂的内部循环和外部再循环使粉状吸收剂的反应最大化，使本发明的脱硫效率较高地保持为98%或更
尚ο此外，本发明的优势在于能有效地除去玻璃熔炉中排出的废气中含有的气态硼化合物，同时将其转化为颗粒硼化合物，从而能方便地使所述颗粒硼化合物聚集在粉状吸收剂再循环旋风分离器中。此外，本发明的优势在于通过使用使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去废气中的酸性气体的装置的多个步骤的方法，能除去接近100%的进入装置的废气中含有的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)，该方法包括以下步骤第一步通过使进入装置的废气与床层物料一起发生流化使酸性气体与床层物料接触，来除去废气中含有的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；第二步通过注入水滴来除去残留在废气中的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；第三步在控制废气温度的同时使废气与粉状吸收剂一起在装置内进行循环来除去残留在废气中的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；以及第四步使废气和粉状吸收剂汇集到旋风分离器中以除去残留在废气中的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)，然后将它们循环回装置内。此外，本发明的优势在于床层物料支撑物提供在粉状吸收剂循环器的锥形流化床单元底部，且床层物料置于床层物料支撑物上，因此床层物料与粉状吸收剂通过进入粉状吸收剂循环器的废气一起流化，从而能防止粉状吸收剂附着在粉状吸收剂循环器内壁上，本发明的优势还在于进入粉状吸收剂循环器的废气温度保持在300-400°C，从而能避免除去酸性气体的装置被废气中含有的水蒸气发生冷凝而腐蚀。尽管出于阐释目的对本发明的优选实施方式进行了描述，本领域技术人员应该理解在不背离随附权利要求中公开的本发明的范围和实质的前提下，各种改进、添加和替换是都可能的。
权利要求
1.一种通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去酸性气体的装置，该装置包括粉状吸收剂循环器，该粉状吸收剂循环器包括支撑床层物料的床层物料支撑物，所述床层物料置于床层物料支撑物上并由含有硫氧化物和硼氧化物中的一种或多种的废气流化；粉状吸收剂供应单元，该粉状吸收剂供应单元通过使用压缩空气来提供粉状吸收剂； 锥形流化单元，该锥形流化单元通过使粉状吸收剂发生流化来除去废气中的硫氧化物或硼氧化物；柱状流化单元，该柱状流化单元内设置有注水喷嘴，且该柱状流化单元的上部设置有入口，从而能通过对粉状吸收剂和水进行再循环和流化来除去废气中的硫氧化物或硼氧化物；以及粉状吸收剂再循环旋风分离器，该粉状吸收剂再循环旋风分离器与所述柱状流化单元的入口相连以收集通过所述入口从所述柱状流化单元中排出的废气中所含的粉状吸收剂， 并将收集的粉状吸收剂通过再循环管再循环至锥形流化单元。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述锥形流化单元被构造成使所述锥形流化单元的入口的直径(D1)与所述柱状流化单元的直径(Dt)的比值为1/2. 5-1/3. 5，并使从所述锥形流化单元的入口至该锥形流化单元与所述柱状流化单元的连接处的锥形倾斜角(θ ) 为 60°。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，设置在所述锥形流化单元的底部的床层物料支撑物具有筛目大小为0. 8-1. Omm的格栅结构。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述床层物料由直径为2.0-2. 5mm的陶瓷球或氧化铝球组成，并且所述床层物料装在锥形流化单元内，从而使以kg计的床层物料的量与以 acm3/hr计的待处理废气流速的比值为0. 013-0. 015。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述粉状吸收剂供应单元被设置成能在所述锥形流化单元的高度(H。)的60-70%处提供粉状吸收剂和压缩空气。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，包括所述锥形流化单元和所述柱状流化单元的所述粉状吸收剂循环器被构造成使所述粉状吸收剂循环器的高度(Ht)为所述柱状流化单元的直径(Dt)的5. 4-8. 8倍。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述注水喷嘴位于所述柱状流化单元内，从而使从所述锥形流化单元的顶部至该注水喷嘴的高度(Hw)为所述柱状流化单元的直径(Dt)的 2. 0 倍。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述注水喷嘴被构造成使以L/min计的水注入流速与以g/min计的粉状吸收剂的供应流速的比值为0. 007-0. 06。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述入口具有宽高比为1 2的矩形截面，使含有粉状吸收剂的废气以19. 0-21. Om/s的流速通过该入口进入所述粉状吸收剂再循环旋风分离器内。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述粉状吸收剂再循环旋风分离器被构造成使其中收集的粉状吸收剂通过设置在所述粉状吸收剂再循环旋风分离器下方的气阻旋转阀 (15)排出，且由此排出的粉状吸收剂通过以倾斜角为60°设置在锥形流化单元上端的再循环管与压缩空气一起回到锥形流化单元内。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述粉状吸收剂为碱性粉状吸收剂，并为选自Ca (OH)2, NaOH, KOH 和 Na2CO3 中的任意一种。
12.一种使用根据权利要求1-11中任意一项所述的装置除去酸性气体的方法，该方法包括以下步骤第一步向设置在废气流入处的床层物料支撑物上的床层物料提供粉状吸收剂，使粉状吸收剂与床层物料混合，然后使粉状吸收剂与床层物料一起发生流化从而使越来越多的酸性气体与粉状吸收剂接触，以除去进入装置内的高温废气中含有的酸性气体，如硫氧化物、 硼化合物及其类似物；第二步利用通过向废气中注入水而得到的水滴来除去废气中残留的酸性气体，如硫氧化物、硼化合物及其类似物；第三步通过在控制废气温度的同时使废气与粉状吸收剂一起在装置内进行循环来除去残留在废气中的酸性气体，如硫氧化物、硼化合物及其类似物；以及第四步通过使废气和粉状吸收剂汇集到粉状吸收剂再循环旋风分离器中，来除去残留在废气中的酸性气体，如硫氧化物、硼化合物及其类似物，然后将它们再循环回装置的锥形流化单元。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在除去酸性气体的第三步中，将废气的温度调节为 300-400"C。
全文摘要
本发明公开了一种通过使粉状吸收剂在内部和外部进行循环来除去酸性气体的装置，该装置能通过以下方法几乎100％地除去矿物燃料燃烧装置或玻璃熔炉中排出的废气中的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)注入水和提供碱性粉状吸收剂(如Ca(OH)2及其类似物)来除去废气中的酸性气体(如硫氧化物、硼化合物及其类似物)；通过使废气与粉状吸收剂一起循环来除去残留在废气中的酸性气体；以及通过在旋风分离器中收集废气和粉状吸收剂来除去残留在废气中的酸性气体，然后对它们进行再循环。
文档编号B01D53/75GK102441321SQ20101057419
公开日2012年5月9日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年10月5日
发明者朴永玉, 朴铉镇, 沈在禄 申请人:韩国energy技术研究院