[發明專利]一種燃煤煙氣的處理方法及裝置

有效

• 申請號: 200710054874.5
• 申請日: 2007-07-31
• 公開（公告）號: CN101157005A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 張銳;王海龍;薛紅星;潘震;王立軍;盧紅霞;許紅亮;陳德良;關紹康
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: B01D53/50
• 分類號: B01D53/50;B01D50/00;B01D53/78;F23J15/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所
• 代理人: 劉建芳

(一)技術領域

本發明涉及一種燃煤煙氣的處理方法及裝置，特別是主要成分為煙塵顆粒、硫蒸氣、二氧化硫、二氧化碳的燃煤煙氣的處理。

(二)背景技術

根據國家環?？偩止嫉娜珖h境質量檢測狀況表明，全國酸雨(pH值小于或等于5.6)污染呈加重趨勢。燃煤電廠以高架源形式排放的二氧化硫是形成酸雨的主要原因。控制燃煤電廠大氣污染物排放，已成為改善中國空氣質量和控制酸雨污染的關鍵。

國內外通常采用水洗的方式進行脫硫，即把含硫的高溫煙塵通入水中，使得含有的SO₂溶解在水中。這種方法不僅對水造成二次污染，而且還損失了高溫氣體中殘余的大量顯熱，造成可再用能源的浪費。

我國火電廠絕大多數脫硫裝置采用濕法、半干法等技術工藝過程。將石灰石/石膏作為處理介質，利用SO₂與石灰石反應形成石膏的過程脫除SO₂。這些脫硫技術的缺陷在于形成的產物成分復雜，含有大量的殘余煙塵顆粒，再利用效果不好，同時也不能實現能量的回收利用。

美國、德國等發達國家普遍采用過濾除塵的方法實現脫硫過程。一方面使火電廠排放的氣體達到排放標準，另一方面可以把高溫氣體中含有的殘余熱量進行再利用，如用于供熱、再發電等，從而顯著節約資源和能源；此外，由于該方法是一種物理方法，升華的硫經冷卻后凝華，形成單質硫，這種單質硫純度非常高，因此，可以回收大量的副產品，從而帶來顯著的附加經濟效益。因此，干法過濾脫硫是最先進、最實用、最經濟的脫硫方法，但此方法將其中的二氧化硫作為廢棄物脫除，無法便利的對二氧化硫資源再利用，此外該方法設備昂貴，不適用于我國現有的火電廠的煙氣處理裝置，如果全盤引進又會造成大量原有資源的浪費。

此外，由CO₂過度排放引起的全球溫室效應已經成為挑戰人類生存環境的極其嚴重的問題，引起世界各國的重視。然而，到目前為止，世界上還沒有任何一家研究或生產單位設計生產脫碳裝置，現有的脫硫裝置也無法實現對CO₂的脫除。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種主要是針對火電廠排放的燃煤煙氣的處理方法，能達到較好的二氧化硫脫除效果，生成高附加值的副產品；工藝簡單，適合于我國現有的工藝在原有的基礎上改進。

本發明進一步的目的是對煙氣含有的能量合理回收利用；回收煙氣中的硫和二氧化碳并生成高附加值的副產品。

同時本方法的目的還在于提供一種燃煤煙氣處理的裝置。

本發明采用的技術方案如下：

一種燃煤煙氣的處理方法，先將燃煤煙氣通過干法過濾脫除煙塵顆粒和硫，然后再濕法脫除二氧化硫；其中干法過濾的工藝為：將燃煤煙氣通過陶瓷過濾材料；濕法脫除二氧化硫的工藝為將干法處理后的燃煤煙氣與碳酸鈣漿液反應除去二氧化硫。

脫除二氧化硫也可以使用其他可與二氧化硫反應的物質，但從成本和安全性方面考慮，碳酸鈣漿液為最佳。

較好的，所述的干法過濾采用二級過濾，將煙氣中的煙塵顆粒和硫蒸氣分開過濾：先將燃煤煙氣通過孔徑不大于100μm的陶瓷過濾材料進行一次過濾濾去煙塵顆粒，待煙氣溫度降至150～200℃，再通過孔徑不大于10μm的陶瓷過濾材料進行二次過濾。

兩次過濾采用的過濾元件均為陶瓷過濾材料，雖然玻璃纖維此處也可以用于煙塵的過濾，但因為無法承受火電廠煙氣的高溫，它自身軟化、變形、甚至融化等都會影響過濾效果。而陶瓷材料具有強度高、耐熱腐蝕、耐熱沖擊、結構穩定、使用壽命長和使用穩定性好等優點。與電收塵器和袋式收塵器相比，陶瓷過濾材料則可以直接用于過濾高溫含塵煙氣。通過合理的結構設計，可使煙塵中的有害氣體過濾排除，提高排放氣體的清潔度。本發明優選氣孔呈立體網狀分布的SiC多孔陶瓷過濾片。并且采用孔徑梯度分布設計，顯著提高了過濾精度和過濾速率。

所述的SiC多孔陶瓷過濾片可按照以下方法進行制備：采用10～100μm的碳化硅微粉、碳粉和粘土，按30～70∶30～50∶5～20的質量份比例濕法混合，干壓成型后，在1200-1300℃的高溫下燒結即可獲得高強度、耐高溫、耐腐蝕的SiC多孔陶瓷片。

具體的，一次過濾裝置中SiC多孔陶瓷過濾片可以采用載體支撐，墊圈密封，并用法蘭連接。由于含塵氣體的溫度可達1000℃以上且含有水氣、酸性氣體等強腐蝕氣體，本發明采用石墨墊圈。