水催化的粉状石灰洗涤方法和系统技术方案

一种干式洗涤系统(800)和方法，其中对包含至少一种污染物的酸性气体(701)在管道(100)的湿润区(810)中进行改性以便实现介于2％与90％之间的相对湿度。然后使所述湿润气体与粉状石灰(703)在反应区(820)中接触。随后在过滤区(830)中过滤(400)所述反应区组分以提供当与所述初始酸性气体相比时具有降低的所述至少一种污染物的浓度的经过滤气体(704)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的引证本申请要求2014年6月2日提交且在此整体并入的美国临时专利申请序列号62/006,387的优先权。
本公开涉及用于从酸性气体中除去污染物的干式洗涤方法和与其相关的系统。本文所述的干式洗涤系统使用粉状石灰作为污染物吸附剂来从具有至少20℃初始温度且已被处理为具有介于2％与90％之间的相对湿度的酸性气体中除去杂质。
技术介绍
在铝工业中常见的诸如焦炭生产和氧化铝电解的操作产生含有各种污染物的酸性气体(还称为烟气)。用于焦炭或铝生产的设施通常以由主管当局设定的排放限值操作。为了减少这类排放物，有可能实施“管末”洗涤方法以从烟气中除去或捕获污染物。现有管末洗涤方法包括干式洗涤方法(其中将干燥或半干燥吸附剂注入含污染物的气体中)和湿式洗涤方法(其中向含有污染物的气体喷射包含溶解的吸附剂的溶液)。现有干式洗涤系统通常需要使用大型基础设施(像反应器)以增强吸附剂与污染物之间的反应和/或再循环系统以将未使用的/未反应的吸附剂/副产物送回酸性气体以最大化吸附剂的消耗。现有湿式洗涤方法的缺点包括复杂的加工控制、使用大型基础设施(例如像，喷雾塔、吸附剂再生设备)以及产生难以管理的半液体副产物。非常需要提供用于从酸性气体中除去污染物的洗涤系统，所述洗涤系统将进一步增强污染物与吸附剂之间的接触或最大化吸附剂和污染物中和反应以最终实现当与常规洗涤系统相比时更高的污染物去除效率和/或限制未反应的吸附剂的产生。优选地，这种系统将不包括用于再循环未反应的吸附剂或反应的副产物的再循环部件。
技术实现思路
本公开提供一种用于降低来自酸性气体的污染物的浓度的干式洗涤方法以及相关系统。在在此所述的干式洗涤方法和系统中，在与吸附剂接触之前调节待处理的气体的相对湿度以增强洗涤效率。根据第一方面，本公开提供一种用于降低来自酸性气体的污染物的浓度的干式洗涤系统。所述干式洗涤系统包括第一管道(用于输送酸性气体，其中所述第一管道限定允许所述酸性气体进入所述干式洗涤系统的第一开口和用于输送经处理的气体的第二开口)、至少一个吸附剂喷射器(在第一位置可操作地连接至所述第一管道以在所述第一管道内部添加粉状石灰)、用于调节酸性气体的相对湿度的装置(在第二位置可操作地连接至所述第一管道，其中所述用于调节酸性气体的相对湿度的装置位于所述第一开口与所述至少一个吸附剂喷射器之间的位置处)以及至少一个过滤器(用于使固体颗粒与经处理气体分离，其中所述过滤器连接至所述第一管道的第二开口，并且其中所述过滤器连接至第三管道的第三开口，从而允许所述经处理气体从所述干式洗涤系统中排出)。在一个实施方案中，所述用于调节酸性气体的相对湿度的装置是用于在第一管道内部添加水的至少一个水喷射器。在这种实施方案中，至少一个水喷射器(第二位置)相对于吸附剂喷射器的位置(第一位置)的位置允许酸性气体的水在接触粉状石灰之前汽化。在另一个实施方案中，至少一个水喷射器用于喷射液态水(例如像，液态水滴)。在另一个实施方案中，所述干式洗涤系统还包括用于测定酸性气体和/或经处理气体的温度和/或相对湿度的至少一个探针。所述探针可例如位于第三开口和/或用于调节酸性气体的相对湿度的装置的近端。根据第二方面，本公开提供一种用于降低来自酸性气体的至少一种污染物的浓度的方法。广义地说，所述方法包括(a)提供包含所述污染物的初始酸性气体；(b)对所述初始酸性气体进行改性以获得相对湿度介于约2％至90％之间的湿润气体；(c)向所述湿润气体中添加粉状石灰以获得反应混合物；以及(d)过滤所述反应混合物以分离固体颗粒且获得当与所述初始酸性气体相比时所述至少一种污染物的浓度有所降低的经过滤气体。在一个实施方案中，步骤(b)还包括向初始气体中添加水和/或降低所述初始气体的温度以获得湿润气体。在另一个实施方案中，所述污染物是SO2、SO3、CO2、HF、NOx及其组合中的至少一种。在另一个实施方案中，所述酸性气体是来自煅烧焦炭生产设备或氧化铝电解设备的排放物。在另一个实施方案中，湿润气体的相对湿度是约60％。在另一个实施方案中，所述粉状石灰的颗粒在至少10％的所述颗粒中具有不到0.045mm的相对尺寸并且在100％的所述颗粒中具有不到0.6mm的相对尺寸。在另一个实施方案中，所述方法还包括(e)测定经过滤气体的相对湿度；以及(f)如果所述经过滤气体的相对湿度小于约2％或大于约90％，则在步骤(b)中对初始气体进行进一步改性。附图说明已如此大体上描述了本专利技术的性质，现将参照通过说明方式显示本专利技术的优选实施方案的附图，且其中：图1提供本文所述的用于降低酸性气体中的至少一种污染物的浓度的方法的一个实施方案的图解。图2示出用于降低酸性气体中的至少一种污染物的浓度的干式洗涤系统的一个实施方案。图3示出在吸附剂喷射之前，气体的相对湿度调节洗涤效率。结果被示出为随气体的相对湿度(以％提供)变化的洗涤效率(以％提供)。图4示出随相对湿度(□，以％提供)和气体温度(℃)变化的洗涤效率(◆，以％提供)。具体实施方式所述系统和方法被设计为实施酸性气体的改进的干式洗涤。在本文所述的系统和方法中，在接触干燥污染物吸附剂(例如，粉状石灰)之前调节酸性气体的相对湿度。为此，可将水添加至酸性气体和/或可调节酸性气体的温度以增加酸性气体的总体相对湿度，以允许存在于所述气体中的水汽化，以便提供待与干燥污染物吸附剂接触的湿润气体。本文所述的系统提供了用于调节相对湿度的装置，所述装置位于用于提供污染物吸附剂的装置上游(与酸性气体的流动的关系)。所述系统还限定用于在接触干燥污染物吸附剂之前允许存在于气体中的水汽化的区域。本文所述的方法提供了调节酸性气体的相对湿度的步骤，以便在接触干燥污染物吸附剂之前允许气体中的水的汽化。在本文所述的系统和方法的一些实施方案中，有可能在无吸附剂反应器的情况下进行洗涤操作。在其他实施方案中，本文所述的系统和方法限制或避免吸附剂堵塞，使用较少污染物吸附剂，限制或避免再循环污染物吸附剂和/或增加或最大化污染物吸附剂效率。贯穿本申请，使用各种术语并且所述术语中的一些在本文中更明确地定义。酸露点温度。在本公开的背景下，“酸露点温度”是指气态酸在给定压力下从汽态转变为液态的温度。对于含有SO2、SO3、CO2、HF和/或NOx的气体，酸露点温度取决于气体混合物中水的重量百分比以及气态污染物的浓度。在本文解释的一些实施方案中，在洗涤操作期间的工艺温度可保持比未处理的酸性气体的酸露点温度更高(例如，至少高10℃)，以避免洗涤系统中的酸性冷凝(以及所述系统的最终过早老化或腐蚀)。酸性气体。“酸性气体”(也称为“烟气”)是包含气态酸污染物如含SO2、SO3、CO2、HF和/或NOx的气体的排放物。酸性气体可在与铝生产相关的许多过程(例如焦炭煅烧、阳极焙烧、还原等)期间产生。不论污染物组成或浓度，本文所述的洗涤系统和操作适用于任何酸性气体，条件是所述酸性气体具有至少20℃的初始温度(在湿润和洗涤之前)。例如，在焦炭生产结束时(但在洗涤操作之前)，酸性气体可具有至少约200℃或甚至更高的温度。在另一个实例中，在氧化铝电解期间产生的酸性气体可具有介于约90℃至100℃之间的温度。因此，本文所述的洗涤系统和操作可具体应用于在焦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于降低来自酸性气体的污染物的浓度的干式洗涤系统，所述干式洗涤系统包括：·用于输送所述酸性气体的第一管道，其中所述第一管道限定允许所述酸性气体进入所述干式洗涤系统的第一开口和用于输送经处理气体的第二开口；·至少一个吸附剂喷射器，其可操作地连接至所述第一管道以用于在所述第一管道内部添加粉状石灰；·用于调节所述酸性气体的相对湿度的装置，其可操作地连接至所述第一管道，其中所述用于调节所述酸性气体的相对湿度的装置位于所述第一开口与所述至少一个吸附剂喷射器之间的位置处；以及·至少一个过滤器，其用于使固体颗粒与所述经处理气体分离，其中所述过滤器连接至所述第一管道的所述第二开口，并且其中所述过滤器连接至第三管道的第三开口，允许所述经处理气体从所述干式洗涤系统中排出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.02 US 62/006,3871.一种用于降低来自酸性气体的污染物的浓度的干式洗涤系统，所述干式洗涤系统包括：·用于输送所述酸性气体的第一管道，其中所述第一管道限定允许所述酸性气体进入所述干式洗涤系统的第一开口和用于输送经处理气体的第二开口；·至少一个吸附剂喷射器，其可操作地连接至所述第一管道以用于在所述第一管道内部添加粉状石灰；·用于调节所述酸性气体的相对湿度的装置，其可操作地连接至所述第一管道，其中所述用于调节所述酸性气体的相对湿度的装置位于所述第一开口与所述至少一个吸附剂喷射器之间的位置处；以及·至少一个过滤器，其用于使固体颗粒与所述经处理气体分离，其中所述过滤器连接至所述第一管道的所述第二开口，并且其中所述过滤器连接至第三管道的第三开口，允许所述经处理气体从所述干式洗涤系统中排出。2.如权利要求1所述的干式洗涤系统，其中所述用于调节所述酸性气体的相对湿度的装置是用于在所述第一管道内部添加水的至少一个水喷射器。3.如权利要求2所述的干式洗涤系统，其中所述至少一个水喷射器用于喷射液态水。4.如权利要求2或3所述的干式洗涤系统，其中所述至少一个水喷射器相对于所述吸附剂喷射器位置的位置允许所述酸性气体的水在接触所述粉状石灰之前汽化。5.如权利要求1至4中任一项所述的干式洗涤系统，其还包括用于测定所述酸性气体和/或所述经处理气体的温度和/或相对湿度的至少一个探针。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：让尼古拉斯·马尔泰斯，西蒙·莱克莱尔，西里尔·戈德罗特，
申请(专利权)人：力拓加铝国际有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA