控制来自热工业废气的气体污染物的吸收的方法和装置的利记博彩app

专利名称：控制来自热工业废气的气体污染物的吸收的方法和装置的利记博彩app
控湘谏自热:oik約的气條,的吸收的方法和鄉财领域本发明涉及一种从诸如烟道气的热工业废气(process gases)中分离诸如 氣氯酸和二氧化硫的气体污,的方法，在该方法中，工业废^1包含接触 鹏器、灰尘分离器和^fe润湿鄉的气M^^统。本发明也涉朋于紅业約分离气断嫩,体靴系统。背录默当从诸如来自燃皿或石油的电厂或来自垃圾^8厂^Silt气的:rM气中分离诸如氨氣酸和二氧化硫的气体污,时，经常鹏一种方法，其中含有 石灰的吸收材料被弓l入工业废气以与气,^l反应。当吸收材料与气体污染 物反应时，气体污,被化学转化或物理转化成随后被分离^滤器的灰尘。W096/16722公开了一种方法，其中含石灰灰尘在混合器中与水混合，然后被弓l入接触反应器以与烟道气中的气W^,反应。然后灰尘被分离iail滤器， 糊环到混合器与水再一次混合，随后被引进繊反应器。灰尘量。在高,况下，也就是说气^染物的含量ait增加的情况下，通常率。也增力條力啲吸收剂的量来^ba增加的气体污膽的含量。由于循环的灰尘可能包含一些诸如氯化钓易于使灰4^:粘的物质，因jtt^i、须同时增力赚加到灰尘中的水以及吸收剂的量，以避免灰尘的发粘。为避缺^t粘而需要添加 的吸收剂的量通常大于处理气,染物的增加i所霈的量。这导致吸收剂的消 耗增加。 发明内容本发明的一个目的是提供处理气体组Mi方面的髙,况的方法， 该方法吸收齐鹏耗没有现有技术那么髙。本发明的另一个目的是提供在稳繊 作^#下也肖^吸收剂用量的方法。这些目的是iiil^诸如'Jiii气的热:Dil^中分离诸ftm氣黢和二氧化硫的气W^染物的方法实现的，在该方法中id:业废^l过包含^tefe反应器、灰 尘分离器和灰尘润湿装置的气体净化系统，工业废气首先iia:接触反应器，其 中对气体污自具有反应性的颗粒吸收齐饼才料以润 被弓l AX业废气中以把 气体污^转化成可分离灰尘，随后使工业废，,尘分离器，在该灰尘分 离器中从工业废气中分离出灰尘并且排出净化的工业废气，至少一部分收集在 灰尘分离器中的灰尘与水混合以通舰尘润湿鄉转变至鹏驗并且作为所述 的颗粒吸收剂材料被再次引入働虫反应器中的工业j^中，排出一部分在气体mt^统中循环的灰尘，该方法的特征在于测量位于接触反应器上游的工业废气中至少一种易于产生M^:粘问题的 粘性组分的含量，直接或间接测i所述被排出的一部分在气体体净化系统中循环的灰尘流量，结合被排出灰尘流Jt的历史测l^禾啦于接皿应器上游的工业^^中 的粘性组分含量的历史测量数据，基于质量平衡5l^十算所述粘性组分在循环于 气体)m系统中的灰尘中的当前浓度，以及响应所述粘性组分在循环于气体mt系统中的灰尘中的所述当前浓度，控 制所述气体mt系统的至少一种控制参数，该控制#^ ^1环灰尘的粘性。这种方法的优点皿过掌握诸如氯化物的粘傲且分在循环于系统中的灰尘 中的当前浓度，即可以更有效的方式控制系统。例如与现有^相比，该气体 净化系统可以在稳态操作条件下，使用更少过量的诸如熟石灰的吸收剂。在具有髙浓度的诸如S(^或HC1的气1^染物的高峰膺况下，气体净化系统的响应依赖于氯化物的当前浓度。许多影响系统处理高峰隋况能力的控镧惨,灰尘 粘性也有影响。例如，如果灰尘中的当前氯化物浓度低了，那么可以增加控制 参数"添加到混合器的水"以提髙在,皿器中的转化效率。另一方面，如果如果当前氯化物浓度髙了 ，可能霈要改为增加fH^吸收剂的iil4置种或增加 在系统中循环的灰尘量，因为水量增加可能导致灰尘粘性问题。知道了灰尘中 的当前氯化物浓度，也就是说必须采取控制决定的特定时刻的灰尘中的氯化物 浓度，可以改善对气体靴系统的控制。根据一个雌的实駄式，所述至少一种控帝iJIN^包括加到气体净化系统的,吸收齐臃量，控制,吸收剂的流量以保持所述粘性组分在循环于气体M:系统中的灰尘中的浓度低于临界^(limit coocenlration)o ^控帝惨数的 一馆点是新鲜吸收剂的織通常对工厂的运行费用具剤艮大影响。M31控制 该参数可以陶氏运行费用。根据另一个雌的实施方式，所腿少一种控伟i鹏包括加到气体靴系 统以润湿灰尘的水的流重，控制水的流置以保持润湿灰尘中的7K含量低于可能 发生发粘时的含量。加到系统中的7K流fi^于气体mt效率和M粘性具有大 且快的影响。舰控制该微可以在没有灰z战粘问題盼瞎况下提髙气体净化 系统的效率。根据再一个，的实施方式，所i^S少一种控伟iJ^包括iSA气体mt系 统的粉煤灰的量。例如，可以iiil调整上游粉煤灰收H^的效率iKiia从外源 添加鹏絲控审i鹏灰的量。添加的粉^^稀释了在气体净化系统中循环的 灰尘，降低了所述粘性组分的浓度。这种控制参数的优点是通常可以从燃烧工 厂以很低的费用得至呔量的粉驗。为使其具有稀释效果，所述粘性组分在粉 ,本身中的浓度应当低于所述粘性组分在循环于TO气净化系统中的灰尘中 的浓度。当计算所述粘性组分在循环于气体靴系统中的勉中的当前浓度时，优选将,吸收剂对^M气体净化系统流量的历史测ai^含于质s平衡中。 当计箅所述粘性组分在循环于气体净化系统中的灰尘中的当前浓度时，另外将 在气 转化^^可分离灰尘期间形成的至少一种主要反应，流量的历史测量^包含于质量平衡中。Mil增力,羊吸收剂、诸如S02和HC1的皿产物的自产物、^^等的流量,息，可以使当前氣化物浓度的计箅更精确， 因为这些流量在一，况下比排出灰尘Jt的测量^i[M精确。这样可以使用这些 流量来核查排出灰尘的测量值是否正确。也可以，这些流量作为系统中灰尘 排出量的间接测量值。具体的，这可能在没有测量信号^t示何时从系统中排 出灰尘以及排出的灰^J1多大时有用。本发明的方法说明了选自包含氯化物、鄉锌的组的粘性组分。在垃圾焚烧厂的烟道气中的组^a氯酸(hci)含量经常很突出，这,灰尘中可能以CaCV2Hp形式存在的氯化物经常皿fll^i环灰^粘性能的重要 因素。经常^ffi scr (i^M4催化还原)和sncr (选择性非催4I^原)气体众所周知氣在灰尘中具W^性。如果SCR或SNCR单，于气^mt系统的上游，为了在限制灰尘粘性问题危险下获得更好的控制，澳ttb)^i气中氣的量，计算氨在循环于气胁化系统中的灰尘中的当前浓度，根据本发明来调雖制 参数可以更为有利。在烟道气中含有髙量锌的工厂中，可以进行类似的灰尘中 当前锌浓度的计算。应了解的是本发明使得计算一种、两种或甚至更多种不同 粘性组分变得可能。本发明的另一个目的是JI^气体净化系统，它在髙峰麻附B稳^作期间 都具有吸收剂消糊柳灰尘排出量低的特点。这个目的Jiii31用于从诸如烟道气的热工业废气中分离诸如氢氯酸和二氧 化硫的气体污染物的气体净化系统实现的，该系统包括^!ll反应器、灰尘分离 器和灰尘润湿装置，接触反应器适于接收工业約以及首先使它们通过接触反 应器，其中为了把气体污,转化成可分离灰尘，将对气体污,有反应性的颗粒吸收齐附料以润湿态引入工业废气；姓分离器适于接收工业废气，从工业废气中分离灰尘湘夂出mt的工业废气；灰尘润^a适于iiai将上^尘与水混合，把至少一部分收集于灰尘分离器中的灰尘转化成润湿态，和把所述 与水混合的灰尘作为所述的颗粒吸收剂材料再次引入接触反应器中的，废气 中，并排出一部分循环于气体靴系统中的灰尘，该系统的特征在于它还包含 用于测量接M^应器上^Lb游的^^HXik废气中的至少一种易于产生 灰尘发粘问题的倾向与导，'，粘问题的粘性组份组分的含l:的第一测量装 置，用于直接或间接测fi^f述循环于气体净化系统中的灰尘排出部分流量的第 二测量装置，结合排出灰尘流量的历史澳爐数据和所述粘'l^且分在接触反应器的工业废 气上游中含量的历史测量数据，基于质量平衡适于计算所述粘性组分在循环于 气体净化系统中的灰尘中的当前浓度的计算紫g，以及响iS^述粘性组分在循环于系统中的灰尘中的所述当前浓度，控制自气 体净化系统的至少一个控制参数的控制装置，该控制参数影响循环灰尘的粘 性。本气体,系统的一^;点是它具有对于:Wit气中气W^fe^l^活性 大，,吸收剂消糊氏以及灰尘排出量低,点。由说明书和权利要求书可淸楚鹏爐本发明的其它目的,征。 附闺说明现在将参照附图对本发明进行更详细的说^^,其中图i是一个示意性柳舰图，显示了本发明的气^Htm统。 图2是曲线图，显示了当运行本发明的系统时M的纟M。图3是曲线图，指示了当运行本发明的系统时的排出频率。图4是曲线图，显示了根据现有默的对比例中姓的舰。 图5是曲线图，指示了对比例中的排出频率。 具体实^式图i显示了气体mt系统i。系统i适于^m^出的垃圾焚烧炉中^在焚烧期间形成的诸如^^的灰尘和诸如二氧化硫和氮氯黢wn体污染物。TO气净化系统1包含,反应器4、织tDl滤器6形式的有,为袋滤捕尘 室的灰尘分离器以及混合器8。鹏气2首5feilii糊10 itA接触反应器4 中。在,反应器4中，为了把气銜Ml转舰可分离灰尘，将对烟道气2 中的气,鄉有鹏性的颗粒吸收布射料以润湿态引A^t气2中。'鹏气 2和灰尘向前J131管道12到达织物过滤器6，其中从'JSiI气2中分离出灰尘。 净化的烟道气14 M管道16离幵织物过滤器6，并itil^示出的烟囱排入周 围空气中。织物过i^6有三个用于收集分离灰尘,尘器18。分离的灰4^l腿

图1中标记为20的普ii^l^Nil系统。 一小部分，物 过滤器6中分离的灰尘M;管22从气体靴系统1中排放出来。管22的棘 为旋转排出装置24。旋转排出錢24把排放的灰^ftAI瞎储最终产物的筒 仓(未显示)中或者把排放的灰Zrkfi接投到运输到诸如垃圾堆(landfill)处的卡车上。当M^转排出装置24 ^mf述的小部分姓,统1中摊放出来时，通 过管26把灰尘的大部分投到混合器8中。混合器8设置有流4W或网28。通 过管30鄉B压空气引入到布28下面以使混合器8中的灰尘流化。通过管32 妙K力隨旅鏽8中，^M^34,胜石灰(CaO) Ig^f灰(Ca (OH) 2) 等的吸收齐助腫鹏M 8中。7jC灰尘并且i^iftM生石灰CaO以形成熟 石灰。可以舰管36添加诸如活微之类的其^g^加剂。混合器8设置有用来使灰尘与水、ff^收布讽任意其^e^力骄恍分混合,拌器38。对本发明有用的混合器的充分说明可见WO 97/37747Al。将已经被通过管32添加的水 润湿的灰尘弓l入至ij鄉舰器4的底部，由此弓|入'鹏气2中以进一步吸餘 自烟道气2的气,染物。应了解的是灰尘在气体mt系统1中循环许多次。 i!3tt转排出^S 24排出的那小部分意在保持系统1中的M量不变。', 气包含一些粉'驗，反应，麟形成，添加新鲜吸收齐卿添加剂以j鳃入系统1的灰尘有连续的流量，并鹏傲装置24排睐雄(^雌量。这样 系统1中的灰尘量随时间保持相对稳定。系统l包含计算^S40。运考fit算装置40以^^T循环于系统1中的灰 尘中某些粘性组分浓度的控制。灰尘中的粘性组分主要是氯化物、氣禾瞎辛。特 别是氯化物对灰尘'挪的麟具有巨诚响。粘性鄉可能在织物过滤器6、 管20、 22、混合器8和旋转排出鄉24中导^重问题。粘14^也可能在 排出灰尘的存储和运输方面产生问题。'鹏气2包含主要为气^a酸(HC1) 形式的氯化物。在,，器4中HCl与^LSiS，如果使用了诸如生石灰的 含钙新鲜吸收剂，那么形成固体氯化钙CaCV2Hp。如果浓度变的太高，这 种化糊中的氯化物可能导致严重的发粘问题。计算錢40接收来自HC1分 析器42的信号，该分析器S^上能^fe指^t道10中，也就是'皿气2进 入接触反应器4之前，烟道气2中的HC1含量。装置40 g收来自S02分析 器44的信号，该分析器基本上^ife^出魏10中烟道气2中的二氧化硫 (S02)含量的信号。管34 ，有流i计46以测^tA混合器8中的新鲜吸 收剂流量。流量计46实际上可以是未示出的测量吸收齐im中新鲜吸收剂量 的m计(level meter),这样可间接指^i4A混合器8的,吸收布臃l:。装 置40也接收指^iljl管36的添加剂的流量信号。别的信号由旎转排出，24 传魁IJ體40。每单位时间从排出装置24排出的灰尘量可以从它的产鹏据 表得知，^标定器中测量，这样旋转排出装置24可以作为渊量灰尘排出量 的测量装置。从而来自旋转排出装置24 ,号指示了来自系统1的灰尘排出 量。装置40的其，入量是管道10中烟道气2中,灰的量。可以通idm 信号到装置40的粉^e测l^置48 ，jifcS加以溯量o烟道气2中粉煤灰含 量在一定的负载下籲向于非常稳定。由于灰尘的,據费用棚当髙，因此经 常^^将^^含量的！IWi输入到鄉40中，另H^择是f^！ 40提鹏示MS单元中负itl的负载信号并且利用指示负tJt与'皿气2中^^煤灰含量之间关系的方程。将来自焚烧厂中^作系统的关于烟道气流i和烟道气2 、 的 输蹈1』^3400基于计算装置40的输入值，结合灰尘,的所有主要组分的历^据， 计算装置40对系统中循环的灰^it行质量平衡计箅。因此计算装置40可以计 算循环于系统中的灰尘中所有相关组分的当前浓度，特别是诸如氯化物的粘性 组分的当前浓度。下面给出了在计算装置40中针对垃圾焚烧厂进衍十算的实施例，该垃 圾^T是在将生石灰(CaO)用作,吸收剂，'JSit气2中具有很高浓度的 SC^和HC1的情形下运行的。其中进行了如下所示附十算过私总输入数据M^制垃圾焚总运行的系统测得了下面的参数娜参数 数值 单位废鹏气流量 QFG 歸sw.g.废鹏气M CHp %粉舰期望在织物过滤器6中除去所有iSA系统的^M^ ，因为ii3i织M:滤器6的^灰百分比可以忽略不计。对于诸如 1分离器的其它类型的灰尘分离器，可以计箅离开灰尘分离器的l^。駄系统1的粉Ji^流Mi十算如下:参数 值 单位飞灰*^浓度 CFA mg/Nm3dg.飞灰織灰流量 mFA kg/smFA=QFG*CFA*(l "CH2。/100)* 10^[kg/s活',形式的添加剂假定,物过滤器6中完全分离戶，加数量的活性炭(AC)，这样m系统1的活條的流量是参数 值 单位AC浓度 CC mgWdg.AC繊 mC kg/smOQFG,CC傘(l《H20/100)W,硫，'鹏气2包含S(V在鄉磁器4中反应期间，形成條n个水肝的 CaS03和CaS04的混^J。基于经验，1.0克的302形成2.15克的这种混，。 计算过程中，也包括了在气体净化系统中未除去的少量S02。因此可以用下面 的方法计箅皿产物的流量，由于吸收S02而形成该反,物，而且它是许多气体净化系统中的主要反应产物之一参数 值 单位S02输入浓度 C S02输入 mg/Nm3 dg.S02输出浓度 C S02输出 m^Nm3 d,g.S02流量 m S02 kg/sS02流量 MS02 mole/sCaS03&S04*nH20/S02 2.15 (g/g)CaS03 &S04* nHjO流量 mCaS kg/smS02=QFG*(C 802输入《SO2输出)，l"CH2O/100)"0lkg/s
MSO，SCV64"03[mol/smCaS=2.15*QFG*(C 802输入<:SO2输出"(l"CHjO/100)"0^[kg/s] 氣化物产物烟道气2包含HC1。在^6虫腿器4内的反应期间，形成了伴有2个7k W的CaCV 1.0克的HC1形成2.01克的CaCV2Hp。因此可以用下面的方 法计算由反应产物的流量，由于吸收HC1而形成该反应产物，而且它是许多气体净化系统中的主要，产物之一参数 值 单位HC1输入浓度 CHC1输入 mg/Nm3 dg.HC1输出浓度 CHC1输出 mg^Im3 dg.HC1流量 mHCl kg/sHC1流量 MHC1 mole/sCaCl^O/HCl 2.01 (g/g)CaCl^Hp腿 mCaCl kg/smHCl=QFG*(CHCl输入《HC1输出)*(1-0^0/100)"0^^1 MHCNnHO/36.5，[mole/smCaCl=2.01 *QFG*(CHC1输入"CHC1输出)气l"O^O/100"10^kg/s]^U用的石,物大多数所添加的作为新鲜吸收剂的生石灰CaO ^参与802和HC1的转 化，并且般被考JEg^aJd^反应，的计算。然而一些生石灰是惰性的以及由于别的原因其中一些不反应。另外，一些 石灰会与气体中的二氧化碳C02并形成CaC03o用下面的方法计算了由未用来 吸收SOJ卩HC1的那部分生石，成的，流量参数值单位石灰流量mCaOkg/s石灰腿McaOmole/s石灰中的惰性部分c惰性%惰性石灰的縫m惰性kg^s絲J用石灰織MCaO剩余mole/s与碳化合的^y用石灰比例RCaC03%与碳化合的石灰麵mCaC03kg/s突妬灰流imCa(OH)2kg/sm惰性《aO^C惰性,關McaO剩^mCaO气l"C惰性膽)丰節6德0/2掘02陣
mCaC03=MCaO剩余*RCaCO3/100"00*10"3[kg/s
mCa(OH)^MCaO剩余*(l-RCaCCV100)*74"0"3lkg/siaA气体mfc系统的灰n^量皿对于上述的*单独的质量流量，通过短时间间隔dt内有多少力卩入到气体mt系统中的灰尘质量中来计箅。时间间隔dt通常为i秒到i分。例如对于CaC1^2H20,基于在气体中测得的HC1浓度和气,量，所述短的时间间 隔dt内有多少CaCVHp力卩入到气体mt系统中的^M量中^其进^^十 算。因此可以如下方式随频率dt来更ll^体mt系统中的灰，量 参数 值 单位系统中的a^M量 m(t) kgm(t+dt)^t)+raFA(t),dHiiiC(t)傘dt+m惰銜伊dt+m CaCOj(伊dHm Ca(OH)2 (t)*dt+m CaS(t)*dt+m CaQ(t"dt来自气体^t^统的鄉臓经由旋转排出紫置24的灰尘排出经常不基续，并且只有料箱18中的^ #^舰一定限财会发生。当術只鹏一定限度时，排出錢24启动并运 行一定时间，例如60秒。基于排出装置24的，,可以知道每秒可以排出 多大量的灰尘。可以用下面的方法计算灰尘的排出量参数值单位系统中的灰，量m(t)kg系统中的灰尘^w只VTOTm3排出体积的生产量VDISm3/s排出质量的生产量mDISkg/s每次排出麟时间tDISs灰尘密度DDENk^m3每次排出術只DVDISm3每次排出质量DmDISkg排出临界体积VMAXm3VTOT=m(t)/DDEN[m3如果VTOT>VMAX,那么进行排出。如果卸载，那么卸载糊和质量DVDIS=VDIS*tDISm3]DraDIS=DVDIS*DDEN[kg。系统巾M灰尘Jfg:每次进行排出时，气体mt系统1中的当前灰1M量会减少，并根据SA系统的质量流量减去从系统的排出量之间的差M计算。在长时间内来看，系 统中的灰，量保持不变，但是在短时间内，由于进入系统的貭量流量的变化 以及由于来自系统的灰尘不连续排放，质量会^化。参数 值 单位系统中的灰尘质量 m(t) kgVTOT=m(tyDDEN彭ij VTOT>VMAX 在^t后续的排^ ra(t)=VTOT*DDEN-DmDIS m(t+dtHn(t)HiiF考dHinC(t"dt+m惰性(t)丰dt+mCaC03(tfdHtn Ca(OH)2(t)*dt+mCaS(t)*dt+m CaO(t)*dt描述了各次排出之间JI1的增长。 ,体靴系统輸浓度由于综合上,史测量idg能获知系统中的灰尘当前质量和单个组分的当前质量，那么计算系统1内循环的灰尘中组分的当前浓度是可能的参数 值 单位飞灰* ^浓度 CFA kg/kgAC浓度 CC kg/kg惰性石灰浓度C惰性 kg/kg与碳结合的石灰浓度 CCaC03 kg/kg突妬灰浓度 CCa(OH)2 kg/kgCaS03&S04*XH20浓度 CCaS k由CaCV2HjO浓度 CCaCl k-g CFA(t+dt)=CFA(t)*m(t>fmFA(t)*dt]/m(t+dt) CC(t+dtHCC(t)*m(t>mC(t)*dt]/m(t+dt)C惰性(t+dtMC惰性(t)*m(t>fm惰性(t)*dt]An(t Klt)CCaC03(t+dtHCCaC03(t)*m(t>fmCaC03 +dt)CCa(OH)2(t+dtHCCa(OH)2(t)丰m(t)+mCa(0叫(t卿m(t+dt)CCaS(t+dt)=CCaS(t)*m(t)+mCaS(t)*dt]/m,CCaCl(t+dtHCCaa(t)*m(t)+mCaCl(t)*dt]/m(t+dt)在实验室中分析灰尘中氯化物的浓度是很耗时,为，顿供了太慢的响 应，并且在控制气体净化系统中4訓时费用太高。然而诸如每周两次的有规律 的取出灰尘样本并进行氯化物浓度的实验室分析以验证当前即灰尘取样时氯化 敝量的质量平断十算，还是維的，如果需要的话可进行小的调整。接收测量数据和基于历史测量数据计算灰尘中组分的当前浓度的计算^S 40使得控讳忾体靴系统1成为可能。为此目的，计箅鄉40向控律機置50 发送信号。信号包括循环灰尘中的至少一种易于导^尘发粘问题的组分的当 前浓度。通常氯化物的当前浓度信息至少是所述信息的一部分。控制装置50 控制至少一种基于诸如氯化物浓度的发粘组分浓度信息的控库慘数。例如，如果计算装置40通知控制装置50循环于系统1中的她中的氯 化物的当前浓度达到临界浓度，那么控湘簾置50可能向控制新鲜吸收剂进料的阀52发送信号使其幵得更大。舰这种方微更多的,吸收剂加到灰尘 中稀释氯化物，以使氯化物的当前浓度斷氏到临界浓度以下。另一方面，如果 氯化物的浓度比临界浓度低很多，那么不用进行任何稀释，可以基于需要与气,浓度在二定时间保持相对稳定的情况下，本发明的方法，鲜吸收剂的:反应所需的量成为可能。现有技术中由于不知道当前氯化物浓度，出于安全保 证的要求，经常霈要过量较多，因此，与现有,目比M^了,吸收剂过量 时的量。如果气体污染物的含量fflii增加，这被称为高峰情况，本发明提供了几种选择方案用来如何控制系统以1^$&到气銜染物的加鹏去，从而^kS^f述含量和烟道气、:。在'jii气7K含量高时，如果要避免发粘问题，那么只能允许雜较少的氯化物。然而，髙7K含量对于接触反应器4中气衡^lt别是 302的转化是有益的。同样的情况也适用于烟道气驗，也就是说低烟道气温 度对除去气体污染物有利但是增加了发粘问题出现的可能性。在第一个实施例 中，如果控制錢50已经收至咪自计算装置40的当前氯化物浓度比临界浓度 低许多的信号，控讳蝶置50可以命令控制水供应的阀54打开，这样更多的水 被加到混合器8中的灰尘中。由此引AfJ,H^器4中的润湿灰尘齢有更 髙的7k含量，这将导致烟道气的7jC含量更高以及由于水的蒸发而^IS道气MJt 陶氐。因此舰了接触反应器4中的除去效率并鹏了髙,况。綠二个实 施例中，如果控库蝶置50已经收到来自计算装置40的当前氯化物浓度接近临 界浓度的信号，控讳蝶置50可以命令阀52打开增加新鲜石灰的进料以及命令 阀54增加加入混合器8灰尘的7K量，同时稀释氯化物。在一些其它情况下让 控制装置50打开控制灰尘循环速率的阀56以增加循环灰尘在系统1中的速率 可能更好。因此本发明可根据灰尘中的当前氯化物浓度来提供处理髙峰麻况的 不同策略，其中控制装置50知晓灰尘中的当前氯化物浓度。应了解的是在所附权利要求的范围内，上述实施例的各种变体都是可能的。应了解的是，除了氣化物，本发明也适于计IK它易于使灰^^粘的组分。J^组分的例子包自(NH3)和锌。ilia接鄉B难测置进入气体mt系统 的NH3或锌流量和保存的历3^lg,计算这^l质，环^k中的当前浓度的 并利用此信息来控制系统1是可能的。在图1中示意性地显示了适于为了计算 iaX系统的氣流量而提供输入的NH3分析器58。根据上面描述的内容，基于包括粉煤灰、数个腿产物、情性物质、排出 物等多个组分的历史数据计箅了粘性组^m化物的当前浓度。在简化版本中仅 仅测量的是基于i2A系统的'鹏气流量和来自HC1分析器42的澳UJTOg氯化 物质量流量和离开系统的灰尘排放量。假定循环于系统中的灰尘总量相当稳 定，如果也测量了排放的灰尘量，那么可以计箅氯化物在循环于系统中的灰尘 中的当前浓度。在另一个可供选择的办法中，例如通过上面描述的计箅进入气 体净化系统的总质量流量(mTOT)的方法，在假定循环于系统中的灰尘总量 相当稳定下，间接地计算排放的M量。如上所述，对应粘性组分当前浓度，可以控帝爐入系统的,吸收齐鹏量 禾P/或润湿灰尘的水的流i。另一个可供选择的控带，是控制itA系统的粉煤 綠，可以将其与别的控制参数结合《顿或糊舰。如果把诸如静电沉积器 (ESP)的粉煤灰收集器设置于本发明气体mt系统的上游，就可以控制iSA气体净化系统的粉,量。例如，如mMMt量平衡发,性组分在循环灰尘中的当前浓Jt^高，可以控制ESP更低^ii行，如此更多的,灰可i4A气体 净化系统以稀释灰尘。通过这种方法陶氐了粘性组分的浓度，从而避免了灰尘 的发粘问题。另一，择方案是从诸如包含来自其它工厂,煤灰的料简的其 它源头，将鹏^S接加入循环于系统中的灰尘中，例如直接加入混合器8中， 以控制所述粘性组分的浓度。因此无论是来自上游t^灰收絲还是来自其它 源头的粉煤灰的添加都代表了气体净化系统的另—控制#^，可以基于所算的 粘性组分的当前浓Jt^控制该参数。本发明适于mfc源自各种类型的生产工厂的工业废气。具体的例子包括垃圾焚烧厂、燃烧^H油的电厂、工业锅炉、冶金厂等。本发明在工业废气包 含较高浓度的诸如氯化物、氣或锌之类的粘1^i分,形下尤其有用。如上所述，在引入接触g器中之前在混合器中润湿灰尘。应了解的是，本发明也适于别的类型的鹏器。一M仔是将干尘和水分别引入该碰器本 身中，于当前反应器内发生灰尘的润湿。实糊1这个实施例涉及一般的垃圾焚烧厂。烟道气M^统1是上面参照图1诠释的类型。取决于当时^g的垃圾的类型，HCl和SC^^g道气2中的含量可 能不同。在这个实施例中，SO2的含翻常为大约330mg/Nm3^体。HC1的 含量通常为大约140m^Nirf干气体，但是在几个小时的期间内它可以增加到 画mg/Nm3讳体。气体靴系统1鄉有如图1所示的接收输入麟的计箅錢40。基于 输入数据，计算装置40计算循环于系统中的灰尘中氯化物的浓度。为了避免 在织物过滤器6和其它雌发生粘附问题，对于CaCV2Hp形式的氯化物， 其临界浓度设置为0.20kg^cg(即最髙20重*%)。计算装置40基于历史数据和 根据上面描述的原理计算CaCV2Hp的当前浓度，并根据此信息向控伟蝶置 50发送信号。图2洤释了,灰、CaC03、 CaCV2H2O和Ca(OH)2iiil计算^S40计 算的含量，以kg/kg计。计算中也包蹄如活性炭、来自S02的鹏产,的 其它组分，但是为了清,见，在图2中没有显示。气体mt系统1在时间0 时启动。由于实用原因，启动时混合器8和筒仓18充满了婉灰，也就是说 启动时熟石灰Ca(OH)2的Ml:分数是1.0 (100重量％)。在从0时到60时的运 行期间，气体中HC1含量稳定在140 m^Nm3干气体。生石灰(CaO)的添力口 量稳定在73千3^小时。大约50小时后，氯化tl^JSii到大约0.08 kg/kg (8 重*%)的稳定浓度。这大大低于临界浓度0.20，控制鄉50根据用来与气 #^^|反应需要而不是稀释^中的氯化物需要来控制,吸收剂的进料。运行60小时后，'JSit气2中的HC1浓度增加到1000 mg/Nm3 ^C体。控 审蝶置增加生石灰CaO的添加量到140千劳小时，以匹配与气体污鄉的增 加量反应的需要。可以看出，由于駄系统1的氯化物质鹏量的增加，氣化 物的量也随之增加。在从开始起的大约68小时时，计算装置40发送氯化物的 当前浓度已达到临界浓度0.20 (20重量％)的信号至啦帝蝶置50。响应该信 号，控制装置50立亥i腔制阀52以增加iSA混合器8的生石灰(CaO)鹏， 以稀释氯化物。375千效小时的生石鄉料量把当前氯化娜度稳定在临界浓 度。大约100小时后，烟道气中HC1浓度陶氐到大约140 me/Nhn3干气体。计 算装置40计算出灰尘中当前氯化，度下降封临^度以下，随后向控制装置50織不再需要稀释灰尘的信号。控制装置50鄉綱52以使生石灰的进 料量设定回73千忠小时。图3显示了系统中的灰尘^IR。曲线上每个"谷"^^由旋转排出^g 24的灰尘的排放。每次排放恭，了同样的懒只，以m3计，因此谷觴频繁，排 出的物质越多。可以看出，仅在高氯化M豕期间，即从68小时到100小时， 排放进行的很频繁。舰应于更大体积的排出灰尘，即更大的鄉霈要送到垃 圾堆，然而在髙氯化物量之前和之后排出体积很低。由于粉^M快地从系统 中排出，在68小时到100小时期间增加的排出速率导致^^浓度的陶氐。 在高氯化物瞎况下，CaC03含量增加。原因是在混合器中m成Ca(OH)2的新 鲜吸收剂生石灰(CaO)与需要与S02和HC1反应的量相比，进料过量。过量 的,吸收齐鹏化成CaCCV鄉加了需要排放的糊，以后还要加Ai立圾堆。 利用本发明增加,吸收齐腿料的时期尽可能的短。从0小时到160小时的整 个循环可以看出，这提供了更低的新鲜吸收剂消耗量以及更低体积的需运往垃 圾堆的灰尘排放。在高峰瞎况的开始阶段，即从60小时到大约64小时，氯化娜度你氐于 临界浓度许多。在这个期间控帝厳置50在没有发粘灰尘问题的情况下可以允 许通过打开阀54把更多水添加到灰尘中。这在高峰情况幵始时改进了接触反 应器4中的除去效率，，i琉足量的,吸收齐瞎时间MA循环灰尘中。因此实施例2 (对比)、 、 ，、 、实施例2意在说明在没有计箅^S提供灰尘中氯化物的当前浓度时，气 体mt系统怎游运行。在0到160小时期间烟道气状况实际上与实施例1中描 述的一样。在实施例2中没有可用的计箅装置，因此没有信号^l至啦制装置。 在没有当前氯化物浓度信息时，控制織必须设想糊的运疗隋况，即废气中 HCl含量为1000m^Nm3^体。因此在所有时候，必须控制生石灰的进料量 为375千效小时。为了更好的,，图4洤释了从系统0小时开始时仅有^灰时以及随 后，浓度看起来lfr么样的。然而，图4中显示的信I^于控审^I来说是不 能获得的，对任何,者来说也同样如此。从图4可以看出，CaC03含m乎从一开始就很高。原因是m^Ca(OH)2的生石灰CaO的添加fi31駄多。从大约60小时到大约100小时即烟道气中 HC1含量从140增加到1000 m^Nm3^体时，氯化旨量增加。由于生石灰 过Jb^多，氯化^S保持在临界浓度以下。指示实施例2中材料排出的图5显示从0小时到160小时的所有时间内， 来自系统的排放进份寻很赚。因此，只拥有现有狱而不失爐鄉中当前氯 化物浓度时，为了保证灰尘不变粘，经常aS供自鲜吸收剂。这导致新鲜吸 收剂消耗量增加，以及排出和转移到垃圾堆的灰lkSii加。对于靴吸收剂的 大量过量， 一个可供选择的办法Ji^垃圾焚晓厂的运fi^S限定，这样HC1含 量不可以超过，如250 mg/Nm3 W体。有了这样一个限定，它需要工厂操作 者相当的努力以高精度来混合不同的垃圾材料并可能使得某些材料不能被焚 烧，可以斷氐过量的数量，但是与本发明的方法相比，,吸收剂的消耗量仍 然会高很多。另外，由于实施例2的控帝imS不知道当前的氯化物浓度，它不能添力噸外的水以在高,况的开始阶段获得ewao因此伴随蕾^t气的hci对大气的 排放量，与本发明可实现的相比高出许多。
权利要求
1. 一种从诸如烟道气的热工业废气(2)中分离诸如氢氯酸和二氧化硫的气体污染物的方法，在该方法中使工业废气(2)通过包含接触反应器(4)、灰尘分离器(6)和灰尘润湿装置(8)的气体净化系统；工业废气(2)首先通过接触反应器(4)，其中对气体污染物具有反应性的颗粒吸收剂材料以润湿态引入工业废气(2)中以使气体污染物转化成可分离灰尘，随后使工业废气通过灰尘分离器(6)，由此从工业废气中分离出灰尘并且排放出净化的工业废气(14)，将至少一部分收集在灰尘分离器(6)中的灰尘与水混合通过灰尘润湿装置(8)转变到润湿态，并且作为所述的颗粒吸收剂材料被再次引入接触反应器(4)中的工业废气(2)中，排放出一部分在气体净化系统中循环的灰尘，其特征在于测量位于接触反应器(4)上游的工业废气(2)中至少一种粘性组分的含量，该粘性组分易于产生灰尘发粘问题，直接或间接测量所述被循环于气体净化系统(1)中的灰尘的所述排出部分的流量，结合排出灰尘流量的历史测量数据和位于接触反应器(4)上游的工业废气(2)中的所述粘性组分含量，基于历史测量数据的质量平衡来计算所述粘性组分在循环于气体净化系统(1)中的灰尘中的当前浓度，以及响应所述粘性组分在循环于气体净化系统(1)中的灰尘中的所述当前浓度，控制所述气体净化系统(1)的至少一种控制参数，该控制参数影响循环灰尘的粘性。
2、 根据权利要求1的方法，其中所腿少一鹏制繊包括进入气体净 化系统0)的新鲜吸收剂流量，控制所述新鲜吸收剂的流量以保持所述粘性组分在循环于气体，系统(1)中的M中的浓度低于临界浓度。
3、 根据权利要求1或2的方法，其中所^Md^种控制參数包括进料至 气体净化系统(1)中以润湿灰尘的水的流量，控制所述7K流量以保持润湿灰 尘中的水含量低于可能发生发粘时的含量。
4、 根据权利要求1-3中任一项的方法，其中所述至少一种控制参数包括駄气体mtS统WIMISJt
5、 根据权利要求14中任一项的方法，其中计算所述粘性组分在循环于 气体净化系统中的灰尘中的当前浓度时，进入所述气体净化系统(i)的新鲜吸收剂流量的历史测量数据被包含入质量平衡中。
6、 根据权利要求1-5中任一项的方法，其中计算所述粘性组分在循环于气体靴系统中的灰尘中的当前浓度时，在气條雑转化为可分离姓期间 形成的至少一种主要反应，皿的历史测量,被包含入质平衡中。
7、 根据权利要求6的方法，其中接角贩应器上游的工业中的二氣化硫含量的历史测量数据来计算所,少一种主要产物的流量。
8、 根据权力要求1-7中任一项的方法，其中估计了接触，器上游的工 业废气中的粉煤灰含量，在灰尘分离器(6)中分离的相应粉煤灰流量被包含 入质量平衡中。
9、 根据权利要求1-8中任一项的方法，其中所腿少一mS性组微自 包含氯化物、氨和锌的组。
10、 一种用于从诸如烟道气的热工业废气(2)中分离诸inM氯酸和二氧 化硫的气体污染物的气体净化系统，包含接触反应器(4)、灰尘分离器(6) 和灰尘润湿装置(8);接触反应器(4)用于接收生产废气工业废气(2)并首先 使它们通过接触反应器(4),其中对气,染物具有反应性的,吸收齐附料 以润湿态引入工业废气(2)中以使气体污染物转化成可分离灰尘，灰尘分离 器(6)用于随后接收工业废气，从工业废气中分离灰尘以及排出净化的工业 废气(14)， M润湿装置(8)用于13i混合灰尘与水以将至少一部分收 集在灰尘分离器(6)中的灰尘转变到润湿态，并且将这样与水混合的灰尘作 为所述的颗粒吸收齐附料再次引入接触反应器(4)中的工业废气(2)中，排放出一部分在气体:系统中循环的灰尘， 其特征在于该气体净化系统另外包括用于测量作为接触反应器(4)上游的工业废气(2)中的至少一种粘性组分含量的第一测量装置 (42),所述粘性组分易于产生发粘问题，用于直接或间接测皿述循环于气体净化系统(1)中的灰尘的所述排出 部分流量的第二测量装置 (24),结合排出灰尘流量的历史测量数据和所述粘性缀分在接触反应器(4)上 游的工业废气(2)中含量的历史測量数据，基于质逢平衡用于计算所述粘性组分在循环于气体mt系统(1)中的灰尘中的当前浓度的计箅 (40),以 及响应所述粘性组分在循环于气体m^系统0)中的灰尘中的所述当前浓度，控制所述气体靴系统(1)的至少一种控制参数的控银鄉(50)，该控 翁惨数影响循环灰尘的粘性。
全文摘要
控制来自热工业废气的气体污染物的吸收的方法和装置。使诸如烟道气的热工业废气(2)通过接触反应器(4)。将颗粒吸收剂引入反应器(4)中以使污染物转化成随后被收集进灰尘分离器(6)的灰尘。一部分收集的灰尘在润湿装置(8)中润湿并回流至接触反应器(4)。通过测量工业废气(2)中至少一种易于产生灰尘发粘问题的粘性组分的含量，以及测量排出的灰尘流量，结合历史数据，基于质量平衡就可以计算灰尘中所述粘性组分的当前浓度。基于所述粘性组分的当前浓度，就可以控制影响循环灰尘粘性的控制参数。
文档编号B01D53/50GK101239276SQ20071008605
公开日2008年8月13日 申请日期2007年2月6日 优先权日2006年2月6日
发明者E·约翰松 申请人:阿尔斯托姆科技有限公司