[其他]應(yīng)用水將熱氣流中的氣態(tài)痕量元素顆粒吸收到粉塵中和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 88102880
• 申請日: 1988-05-11
• 公開（公告）號: CN88102880A
• 公開（公告）日: 1988-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 舍帕·哈馬拉;馬蒂·海基拉;朱科·萊恩;卡里·科康倫;蒂莫·肯拿卡拉
• 申請（專利權(quán)）人: 坦佩雷公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/34
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊劍俠

本發(fā)明涉及應(yīng)用水將通常是雜質(zhì)的氣態(tài)痕量元素從一種熱氣流，例如一種工業(yè)煙道氣中吸收到一種粉塵中的方法。

工業(yè)氣體，特別是所謂的煙道氣通常含有氣態(tài)痕量元素顆粒，為了這種或那種原因，通常是為了環(huán)境保護的原因，必須將它們從該等氣體中除掉。從這類氣體中除掉雜質(zhì)可以應(yīng)用本技術(shù)領(lǐng)域的文獻中所述的多種方法和設(shè)備。這些方法是基于應(yīng)用液體、固體或漿液對該等痕量元素顆粒進行物理或化學(xué)吸收及吸附。這類方法的典型實例包括應(yīng)用鈣、鎂、鈉或銨的堿性化合物吸收煙道氣中存在的氯化氫、二氧化硫、三氧化硫和各種氧化氮，還有例如用活性碳吸附溶劑蒸汽。雖然這些現(xiàn)象的機制已從理論上有詳細研究，但由于要處理的氣量極大，并常由于濃度低而使推動力極小，使得工藝和設(shè)備的設(shè)計實施甚為繁難。這樣就使這個問題出現(xiàn)了幾種不同的已知實用解決方案。

在將氣體直接吸收到固體中的已知設(shè)備中，該吸收過程的化學(xué)效率一般都很低。例如，當(dāng)使用粉末氧化鈣吸收發(fā)電廠煙道氣中的二氧化硫時，其吸收率一般約為30%。這是由于物相之間的反應(yīng)界面的擴散作用是取決于它們的物理狀態(tài)，并且是速率很低。在這一方面要提高吸收率將使設(shè)備尺寸和壓力降增大到不合理的程度，或者是要求采用不切實際的條件。

對于在液相存在下進行吸收的設(shè)備，很容易形成各類沉積物，或者需要在真正進行吸收的設(shè)備之外來處理從這些設(shè)備放出的液體，這樣就要求復(fù)雜的系統(tǒng)，或者要有適當(dāng)?shù)默F(xiàn)有成套工藝為先決條件。還容易發(fā)生該等液體以未受控狀態(tài)從吸收設(shè)備流出，引起各種操作上的混亂。若所加入的液體量很大，或者該液體物相是連續(xù)流動的，則該種熱氣體的溫度下降到凝結(jié)溫度或更低，這樣，為了防止吸收后的氣體處理設(shè)備中發(fā)生腐蝕或堵塞的危險，需要將這些氣體再加熱。這就意味著能量損失，或者在處理含有痕量元素的熱氣體時，使總的吸收速率下降。

因此本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用水將熱氣流中的氣態(tài)痕量元素顆粒吸收到一種粉塵中的方法，在此方法中，避免了上述的各種缺點，而使吸收率提高。

普遍公知的是無機離子反應(yīng)是在瞬時間完成的，而更精確地講，其反應(yīng)速度以及擴散速率是限制痕量元素顆粒吸收的因素。因此很明顯，在該種吸收過程中涉及到的許多問題均可應(yīng)用離子反應(yīng)和快速擴散來解決。然而實行這種操作的方法并非不講自明的，因為只可以用兩秒鐘的時間將很大流量的物料帶到能夠發(fā)生上述離子反應(yīng)的狀態(tài)。這方面的理由是因為該熱氣流的流量很大，不在兩秒種內(nèi)完成就會使設(shè)備尺寸加大到不合理的程度。對于該等反應(yīng)和擴散本身，只有約2-4秒時間可用。

現(xiàn)已意外地觀察到，只需在該方法的中間階段使用分散成細滴的水，并且將氣流以某種方式導(dǎo)引，就有可能提供一種將吸收過程調(diào)整至極為快速的方法。按照本發(fā)明，通過使熱氣流和水滴的混合物采取實質(zhì)為向上流動的方式，并且其流動速度能使水滴保持在該氣流中，并且所歷經(jīng)的時間長到使得水滴的大部分物質(zhì)量蒸發(fā)掉以冷卻該氣流并且增大其相對濕度，從而達到上述目的。其后，使該混合流進入湍流狀態(tài)，使得該粉塵顆粒與已因蒸發(fā)而減小的水滴互相密切接觸，以便在包圍該粉塵顆粒的水相液膜中進行該氣態(tài)水溶性痕量元素顆粒與該粉塵顆粒之間的放熱離子反應(yīng)。其后，使該混合物繼續(xù)向前流動，以便利用反應(yīng)熱蒸發(fā)掉其余的水。通過這樣的步驟，最后得到的是干產(chǎn)物氣體，不再需要將水蒸發(fā)。

按照本發(fā)明的這種方法，使混合物流數(shù)次進入湍流狀態(tài)，并再次使水滴與粉塵顆粒進入實質(zhì)上豎向的層流狀態(tài)從而可以增進其效果。在實質(zhì)為向上方向的氣體及水滴流中，可以分次送入更多氣體。

該實質(zhì)為向上方向的熱氣體和水滴流是在初始時產(chǎn)生節(jié)流作用，以便在反應(yīng)區(qū)開始段的流動速度達到夠高的程度，使一切可能向下回落到氣流上的較大液滴被打散成較小液滴，使之能隨氣流流走。

可以由節(jié)流作用產(chǎn)生湍流，即利用一種固定式或活動式豎向板、利用亞聲波或超聲波。或者利用突然改變流動方向。采用將湍流物料驟冷法可以增進其效果。

要處理的熱氣流溫度最好在進入反應(yīng)區(qū)時為80-250℃，例如125-180℃。通過調(diào)節(jié)熱氣體的流動速度，將水滴直徑保持在約30-200微米范圍，最好是最大為70微米。為此目的，熱氣體送入反應(yīng)區(qū)的速度為10-20米/秒，最好為12-16米/秒。為能蒸發(fā)掉水滴的大部分物質(zhì)量和冷卻該熱氣流以及增大它們的相對濕度，在該反應(yīng)區(qū)的熱氣體和水滴的流動速度，是保持在約3-30米/秒范圍內(nèi)，最好是4-15米/秒。在此情況下，向熱氣流中送入的水量最好為20-100克水/立方米熱氣流。進入水流的溫度并非十分重要，但最好在約40℃以下，例如在約15℃以下。