[发明专利]烟气湿法脱硫前的冷却脱氟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气湿法脱硫前的冷却脱氟装置，特别涉及一种用于钢铁冶金烧结烟气的湿法脱硫前的冷却脱氟装置。

背景技术

钢铁冶金烧结烟气中含有大量的SO₂，这使其成为现今我国SO₂排放的重要污染源，因此需对钢铁冶金烧结烟气进行脱硫。不同于燃煤锅炉烟气，依据烧结矿的不同，每立方米烧结烟气中还含有十几甚至几百毫克的HF气体。常用的湿法烟气脱硫技术是在吸收塔内对SO₂、HF、HCl及烟尘同时进行净化脱除，该工艺虽具有较高的脱除效率，但塔内的腐蚀性问题比较突出。尤其是HF具有很强的腐蚀性：溶于水后生成的氢氟酸中的F^-与吸收塔内的金属材料反应生成可溶性盐，使塔内金属构件逐渐破坏；这种化学腐蚀在温度较高的情况下更为严重。F^-还能对金属表面产生电化学点腐蚀，点腐蚀是目前湿式吸收塔内最常见最严重的腐蚀。对于燃煤电厂的一般湿法吸收塔更是不耐氟腐蚀。因此，现有的在一个脱硫塔内同时净化SO₂、HF、HCl等污染物的湿法脱硫技术，对塔内防腐材料的要求极高，尤其是在烟气中HF浓度较高的情况下。由此增加了系统投资，对系统的可靠性和利用率也有不利的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种位于烟气湿式吸收塔前的冷却脱氟装置，将烟气湿法脱硫装置前的冷却器与脱除HF的功能相结合，降低烟气温度的同时除去烟气中的HF，从而降低对烟气湿式吸收塔内材料的防腐要求，降低系统投资，增强系统可靠性和利用率。

本发明解决上述技术问题的方案如下：设置一种烟气湿法脱硫前的冷却脱氟装置，其包括筒体前段和筒体后段，所述筒体前段上依次设有烟气进口、冲洗喷嘴、若干个碱液喷嘴；所述筒体后段上依次设有冷却水喷嘴、烟气出口；在该装置下部设有废液出口。

在筒体前段中，烟气与从碱液喷嘴中喷出的碱液雾滴充分接触。HF气体虽然在常温下能无限制地溶于水，但在冷却脱氟装置中，随着水滴的蒸发，原先溶于水中的HF气体又会被重新释放出来。因此，为有效去除HF气体，用碱液洗涤。HF气体先溶于碱液中，并和碱液中的碱性物质反应生成CaF₂沉淀，从而使HF被捕集并固定下来。筒体前段在进行碱液洗涤过程的同时，使烟气温度也得以部分降低。

由于烟气中的HCl气体亦具有很高的溶解度(标准状态下1体积水能溶解505体积的HCl气体)，因此在筒体前段内还能实现较高的HCl脱除效率，从而大大减轻了脱硫系统的氯离子富集效应，缓解了后续设备的氯腐蚀问题并提高了脱硫副产石膏的品位。同时，根据同离子效应理论，可溶性的CaCl₂能有效地提高筒体前段洗涤液中的Ca²⁺浓度，强化CaF₂的沉淀效果，这也使得洗涤废液的水处理过程更加简单。

筒体前段的洗涤过程中，碱液也会和烟气中SO₂发生反应。但与HF和HCl相比，SO₂的溶解度较低(常温常压下，1体积水只能溶解40体积的SO₂)，因此SO₂与碱液的化学反应势低于HF和HCl，在筒体前段中仅有少部分CaSO₃会生成，由此导致的沉淀和结垢也由冲洗水消除。

由于烧结烟气入口温度较高，会在筒体前段的干湿交界面尤其是烟气流动死角区形成结垢甚至发生灰堵，因此在距烟气进口不远处设上下两排喷嘴冲洗筒内上、下侧壁面。

除去大部分HF和HCl的烟气再进入筒体后段，与从冷却水喷嘴喷出的工艺水充分接触，进一步增湿冷却到80℃以下进入脱硫塔。该烟温能满足耐热性能较低的玻璃钢的要求，从而保证玻璃钢内衬吸收塔的安全可靠。筒体后段中，烟气中残留的HF、HCl和SO₂被进一步洗涤，从而保证了对防腐材料破坏性最强的HF被基本去除。烟尘经过前后两级洗涤，也有很大一部分被除下，确保了脱硫副产石膏的质量。

前后两级洗涤废水沿倾斜的筒体底面汇流至废液出口管排出。

作为本发明的一种改进，碱液喷嘴和冷却水喷嘴均匀分布于喷嘴架上，该喷嘴架垂直于烟气流动方向固定在筒体上，保证喷出的浆液能完全覆盖整个筒体截面。

作为本发明的一种改进，所述碱液喷嘴为实心锥雾化喷嘴，冷却水喷嘴为空心锥雾化喷嘴。

作为本发明另外的改进，碱液喷嘴和冷却水喷嘴采用顺烟气流动方向喷射，以避免喷嘴堵塞。