預處理石灰窯尾氣及提高該尾氣中二氧化碳濃度的方法技術

本發明專利技術提供一種預處理石灰窯尾氣及提高該尾氣中二氧化碳濃度的方法，所述預處理石灰窯尾氣的方法包括以下步驟：采用選擇性催化還原法對石灰窯尾氣進行脫硝處理；對經過脫硝的尾氣進行旋風除塵；將經旋風除塵的尾氣通過焦油去除裝置脫焦油；對經脫焦油的尾氣進行噴淋除塵；將經過噴淋除塵的尾氣從脫硫除塵裝置底部通入該脫硫除塵裝置，同時與從頂部噴淋CaCO3分散液進行接觸，之后從脫硫除塵裝置頂部排出；將從脫硫除塵裝置排出的尾氣通入氣水分離器中除去水分；對除去水分的尾氣進行電除塵。經該方法處理的石灰窯尾氣中各雜質含量滿足變壓吸附系統提純CO2的工藝要求；且由于將NOx處理成了氮氣和水，提高了設備的安全性，且避免了對設備的腐蝕。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及濕法冶金及廢氣綜合利用領域，尤其涉及一種對石灰窯尾氣進行預處理及提高石灰窯尾氣中CO2濃度的方法。
技術介紹
隨著工業化進程的發展，含有CO2等有害物的廢氣排放日益增多，給環境帶來了很大的危害，尤其是CO2的過量排放對全球溫室效應的影響已經是眾所周知的。另一方面，CO2是一種非常寶貴的碳資源，如能有效利用，不僅降低CO2排放帶來的溫室效應，還可彌補因石油、天然氣大量消耗引起的“碳源危機”，實現了地球上CO2的良性循環。因此對排放的CO2進行回收、固定、利用及再資源化，已成為世界各國十分關注的問題。高鋁粉煤灰預脫硅-堿石灰燒結法生產氧化鋁的鋁酸鈉溶液碳酸化分解過程，使用石灰窯尾氣提供CO2來源，可以認為是綜合利用排放氣中CO2的典型例子，該技術中，為了滿足碳酸化分解的需求，將石灰窯尾氣中CO2的濃度由20%提高到40%左右，是關鍵因素之 o傳統的提高工業廢氣中CO2濃度的方法主要有溶劑法、膜分離法、精餾法及變壓吸附法，其中變壓吸附法由于無污染、操作方便而備受矚目。但是，變壓吸附法提濃CO2對氣源純度要求較高。對于燃燒和礦石分解尾氣等排放氣，其中含有大量的粉塵、硫化物等礦物雜質，如果預處理不干凈，在使用變壓吸附法提濃CO2時，會發生吸附劑積累性中毒、裝置失效的事故。石灰窯尾氣成分復雜，CO2含量為20%左右，N2約占79%左右，還含有SO2、氮氧化物等有害氣成分，還會夾帶一定量的粉塵(大約l-10g/Nm3)，該粉塵主要成分為CaO、MgO、C等。此外，石灰窯尾氣的煙 氣中還含有一定量的焦油。石灰窯尾氣組分中，CO2是可利用成分，而SO2、氮氧化物、粉塵及焦油則屬于危害較大污染物，國家對于其排放標準日益嚴格，這些都是石灰窯尾氣處理的關鍵。由于石灰窯尾氣成分復雜且雜質含量高，目前關于利用變壓吸附技術提純石灰窯尾氣，富集CO2的研究報道不多，全國尚無工業成功實例。已經有報道和應用的石灰窯尾氣處理的工藝通常是將石灰窯尾氣先經旋風除塵后，再經噴淋、活性炭吸附、電除塵(布袋除塵)等，例如，授權公告號為CN201930680、名稱為“石灰窯氣凈化系統”的中國專利，公開了一種采用旋風除塵器+噴淋+焦炭過濾+電除塵的組合工藝，但該工藝的缺點是雜質處理工藝單一且深度不夠，即使可以滿足大氣排放標準，卻滿足不了利用變壓吸附法提純CO2的工藝要求。另外，授權公告號為CN202460402、名稱為“一種石灰窯氣凈化塔”的中國專利，公開了一種采用水槽+石灰石填充層+噴淋+絲網除沫器的組合工藝，該工藝雖然粉塵處理效率較高，但對SO2和焦油的去除效果不大；專利號為ZL200820016124.9、名稱為的“環保節能石灰窯爐脫硫除塵器”的中國專利，公開了一種采用多級石灰水對石灰窯氣處理的工藝，雖然SO2處理效率較高，但小顆粒粉塵及焦油難以去除，排放至大氣中仍會造成環境污染，在回收利用時，會給后續的尾氣CO2利用工序帶來困難。為提高環保力度，對于氮氧化物排放的標準已經在出臺中，而目前有關石灰窯尾氣處理技術均未涉及針對降低和脫除氮氧化物的手段，即使按照上述技術處理石灰窯尾氣，也難以滿足氮氧化物的排放要求。
技術實現思路
本專利技術所解決的主要技術問題是提出一種實現預處理石灰窯尾氣的方法，通過科學有效的處理手段，使經預處理后的石灰窯尾氣中的焦油、SO2、氮氧化物、粉塵等有害雜質被有效除去，從而能夠滿足變壓吸附技術提濃CO2的要求。本專利技術還提供了一種提高石灰窯尾氣中CO2的方法，將前述預處理工藝與變壓吸附技術相結合，對石灰窯尾氣中CO2進行有效的提純和分離，在實現石灰窯尾氣的綜合利用，也更提高了排放氣品質。為實現上述目的，本專利技術提供了一種新型的預處理石灰窯尾氣的方法，該方法包括以下步驟:采用選擇性催化還原法對石灰窯尾氣進行脫硝處理；對經過脫硝的尾氣進行旋風除塵；將經旋風除塵得到的尾氣通過焦油去除裝置脫焦油；對來自焦油去除裝置的尾氣進行噴淋除塵；將經過噴淋除塵的尾氣通入脫硫除塵裝置，該脫硫除塵裝置的頂部設置有噴淋系統，將所述尾氣從脫硫除塵裝置底部通入的同時，通過所述噴淋系統從頂部噴淋CaCO3分散液，使所述尾氣與CaCO3分散液進行接觸后，從脫硫除塵裝置排出；將從脫硫除塵裝置排出的尾氣通入氣水分離器中除去水分；對除去水分的尾氣進行電除塵。現有技術中存在的問題是，石灰窯尾氣成分復雜、雜質含量高，無法將其中的焦油、SO2、氮氧化物、粉塵等雜質同時除去，由此無法滿足變壓吸附提純石灰窯尾氣中CO2的工藝要求，并由此無法進行后續生產和操作。本專利技術的實施，通過科學合理的工藝對石灰窯尾氣進行預處理，從而使經處理的石灰窯尾氣中的雜質被降低而能夠滿足變壓吸附提純CO2的工藝要求。所以，本專利技術還提供了一種提高石灰窯尾氣中二氧化碳濃度的方法，包括:按照上述預處理石灰窯尾氣的方法對石灰窯尾氣進行預處理，以及將所述經預處理的石灰窯尾氣進行變壓吸附處理，得到濃度提高的二氧化碳氣體。本專利技術的預處理石灰窯尾氣及提高石灰窯尾氣中二氧化碳濃度的方法，相比于現有技術，至少具有以下優點和有益效果:1、處理雜質范圍廣且處理深度高，處理后的尾氣能夠滿足變壓吸附系統對氣源中S02、N0x、焦油、粉塵等雜質含量的要求，便于石灰窯尾氣的后續利用，而且提高了排放氣的純凈度，在實現石灰窯尾氣綜合利用的同時，降低了環境危害；2、對石灰窯尾氣先采用選擇性催化還原法(SCR)脫硝，將高溫下容易爆炸的氮氧化物轉變為氮氣和水，提高了后續設備運行的安全性，且避免了氮氧化物對設備的強烈腐蝕，降低了系統投資；3、通過科學合理的工藝對石灰窯尾氣進行預處理，從而實現利用變壓吸附技術提純并收集CO2。附圖說明圖1為本專利技術預處理石灰窯尾氣和提高石灰窯尾氣中CO2濃度及后處理的一個具體實施例的工藝流程示意圖。具體實施例方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合圖1所示對本專利技術的技術方案進行清楚、完整地描 述。本專利技術提供的新型的預處理石灰窯尾氣的方法至少包括以下步驟:(I)采用選擇性催化還原法(SCR)對待處理的石灰窯尾氣進行脫硝處理所述選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction, SCR)是指在催化劑的作用下，利用還原劑(如NH3、液氨、尿素)來“有選擇性”地與尾氣中的NOx (氮氧化物)反應并生成無毒無污染的N2和H20。為使石灰窯尾氣中NOx達到排放標準和利于后續提濃CO2的實施，首先利用選擇性催化還原法除去石灰窯尾氣中的NOx (可以去除大部分氮氧化物)。具體地，脫硝處理可以，但不限于，在貴金屬催化劑存在下，使石灰窯尾氣與氨水，在不高于250°C下反應，該脫硝反應可以表示如下:4N0+4NH3+02 — 4N2+6H206N02+8NH3 — 7N2+12H20石灰窯尾氣中的NOx本身是一種有害成分，其排放受到嚴格限制，且NOx遇水生成酸會嚴重腐蝕管道和設備，因此首先對石灰窯尾氣進行脫硝處理除去NOx是重要環節之一。在對石灰窯尾氣進行脫硝處理時，通常不超過250°C (出于安全性，行業通常要求石灰窯尾氣的溫度限制在250°C以下)，選擇適當的催化劑可加快反應速度，比較常用的可以是貴金屬催化劑，例如V205-W03/Ti02系列或V205-Mo03/Ti02系本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種預處理石灰窯尾氣的方法，該方法包括以下步驟：采用選擇性催化還原法對石灰窯尾氣進行脫硝處理；對經過脫硝的尾氣進行旋風除塵；將經旋風除塵得到的尾氣通過焦油去除裝置脫焦油；對來自焦油去除裝置的尾氣進行噴淋除塵；將經過噴淋除塵的尾氣通入脫硫除塵裝置，該脫硫除塵裝置的頂部設置有噴淋系統，將所述尾氣從脫硫除塵裝置底部通入的同時，通過所述噴淋系統從頂部噴淋CaCO3分散液，使所述尾氣與CaCO3分散液進行接觸后，從脫硫除塵裝置排出；將從脫硫除塵裝置排出的尾氣通入氣水分離器中除去水分；對除去水分的尾氣進行電除塵。

【技術特征摘要】
1.一種預處理石灰窯尾氣的方法，該方法包括以下步驟: 采用選擇性催化還原法對石灰窯尾氣進行脫硝處理； 對經過脫硝的尾氣進行旋風除塵； 將經旋風除塵得到的尾氣通過焦油去除裝置脫焦油； 對來自焦油去除裝置的尾氣進行噴淋除塵； 將經過噴淋除塵的尾氣通入脫硫除塵裝置，該脫硫除塵裝置的頂部設置有噴淋系統，將所述尾氣從脫硫除塵裝置底部通入的同時，通過所述噴淋系統從頂部噴淋CaCO3分散液，使所述尾氣與CaCO3分散液進行接觸后，從脫硫除塵裝置排出； 將從脫硫除塵裝置排出的尾氣通入氣水分離器中除去水分； 對除去水分的尾氣進行電除塵。2.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述選擇性催化還原法包括:在貴金屬催化劑存在下，使石灰窯尾氣與氨水在不高于250°C下反應。3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述貴金屬催化劑選自V205-...

【專利技術屬性】
技術研發人員：辛衛東，孫俊民，王文儒，孫振斌，張成偉，鄧忠貴，李旭，張先奇，
申請(專利權)人：大唐國際發電股份有限公司高鋁煤炭資源開發利用研發中心，
類型：發明
國別省市：