專利名稱：一種聯(lián)堿生產(chǎn)中對(duì)石灰窯氣的除塵方法及專用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石灰窯氣的除塵方法，尤其是聯(lián)堿生產(chǎn)石灰窯氣 中對(duì)石灰窯氣進(jìn)行機(jī)械和靜電組合除塵的方法。
背景技術(shù)：
煅燒石灰石制備二氧化碳?xì)怏w是化工行業(yè)特別是聯(lián)堿生產(chǎn)行業(yè)
的一個(gè)重要工序，分為以下分步工藝石灰窯煅燒、窯氣降溫、窯氣 除塵、氣水分離、焦炭吸附和二氧化碳?jí)嚎s。具體的是焦煤和石灰石 計(jì)量、提升、混合后均勻的落入石灰窯內(nèi)，經(jīng)預(yù)熱、煅燒，從窯頂出 來(lái)的窯氣經(jīng)換熱器冷卻后進(jìn)入除塵工藝進(jìn)行除塵、降溫，然后再進(jìn)行 氣水分離、焦炭吸附后進(jìn)入壓縮系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)壓縮后送 至碳化塔制堿。從石灰窯出來(lái)的窯氣溫度一般為120 - 150°C,有時(shí) 可達(dá)300。C,窯氣成分以N2和C(h為主，次要成分包括CO, 02， S02， 水蒸氣，焦油和粉塵，石灰窯氣的含濕量很低，不可檢測(cè)。其中粉塵 含量波動(dòng)較大，粉塵濃度可能高達(dá)15000 mg/Nm3,對(duì)于聯(lián)堿生產(chǎn)工藝 來(lái)說(shuō)，由于窯氣中的粉塵會(huì)嚴(yán)重磨損二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的閥片、閥座、 缸體直至堵塞壓縮機(jī)，而且粉塵濃度過(guò)高還會(huì)影響后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量， 這就要求除塵工藝有很高的效率，因此要求進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體中粉塵 濃度必須低于50mg/Nm3,同時(shí)，粉塵中含有腐蝕性介質(zhì)S02和煤焦油，
若遇水則會(huì)腐蝕后續(xù)壓縮機(jī)和管道，因此要求氣體中盡量少含或者不
含水分，以降低其腐蝕性；除此之外，由于石灰窯氣溫度和粉塵濃度 等的劇烈波動(dòng)性也對(duì)除塵工藝的穩(wěn)定可靠性提出嚴(yán)格要求，在國(guó)家節(jié) 能減排的大環(huán)境要求下，窯氣除塵工藝還應(yīng)該同時(shí)有效解決二次污染 問(wèn)題。
除塵技術(shù)是捕集、分離含塵氣流中的粉塵等固體顆粒物的技術(shù)， 在工業(yè)除塵技術(shù)中所遇到的經(jīng)常是對(duì)攜帶有固體顆粒的氣流進(jìn)行氣 固分離，石灰窯氣也屬于這種含塵氣流，常規(guī)的除塵方式分為機(jī)械、 布袋和電除塵。目前聯(lián)堿生產(chǎn)中對(duì)石灰窯氣的除塵廣泛采用的是兩級(jí) 除塵處理 一級(jí)干法采用慣性除塵器或旋風(fēng)除塵器去處大顆粒的粉 塵，二級(jí)濕法采用噴淋除塵器或篩板塔去處較小顆粒粉塵和S02, 二 級(jí)濕法也有部分廠家選用布袋除塵或立式濕法電除塵器去處較小顆 粒粉塵；顯然，現(xiàn)有的除塵組合方式有如下三種， 一是機(jī)械除塵+機(jī) 械除塵方式，這種組合方式除塵效率低(<80%)，粉塵對(duì)后續(xù)生產(chǎn)設(shè)備 磨損太大，也不利于后續(xù)產(chǎn)品品質(zhì)的保證；二是機(jī)械除塵+布袋除塵 方式，雖然二級(jí)的布袋除塵能夠很好地降低氣體中的粉塵含量，但是 布袋除塵器運(yùn)行阻力高，現(xiàn)有后續(xù)壓縮機(jī)抽風(fēng)能力很難滿足要求；三 是使用較為廣泛的機(jī)械除塵方式+濕法除塵方式，濕法除塵包括濕法 機(jī)械除塵或濕法電除塵，通過(guò)濕法除塵進(jìn)行精除塵和降溫，這種方式 除塵效率低(<90°/。)，還會(huì)增加氣體的含濕量， 一般大于1°/ (重量比)， 這不僅增加了后續(xù)氣水分離設(shè)備的分離難度，還容易出現(xiàn)結(jié)垢、堵塞
等情況，造成整個(gè)系統(tǒng)停積4企修，煙氣帶水也容易^f吏S()2和煤焦油的 腐蝕和黏附性表現(xiàn)出來(lái)，損壞后續(xù)設(shè)備，同時(shí)還要產(chǎn)生大量廢水，造 成二次污染；同時(shí)，濕法除塵循環(huán)用水涉及到水池等設(shè)施，在設(shè)計(jì)制 造之初不可能留有足夠余量，對(duì)溫度升高、煙氣量增大、粉塵濃度意 外增大等情況沒(méi)有足夠的富余量來(lái)保證效果，溫度過(guò)高甚至?xí)寡h(huán) 供水不足迫使設(shè)備停止使用，除塵工藝的穩(wěn)定性收到很大的制約。
綜上所述，對(duì)于石灰窯氣的除塵，現(xiàn)有技術(shù)陷入了這樣的困境 選擇除塵效率低的設(shè)備組合，粉塵濃度達(dá)不到要求；選擇除塵效率高 的設(shè)備組合，不僅設(shè)備運(yùn)行的連續(xù)性和穩(wěn)定性受到較大影響，且水分 含量也不能降低到令人滿意的水平，必須采用氣水分離設(shè)備對(duì)處理的 氣體進(jìn)行氣水分離，降低其含水量，因此存在水資源耗費(fèi)量大，形成 了二次污染的缺點(diǎn)，同時(shí)不能充分利用轉(zhuǎn)移的熱能，造成能源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)而提供一種用于聯(lián) 堿生產(chǎn)中的組合式除塵工藝，該除塵工藝能夠連續(xù)有效降低氣體粉塵 濃度，且不會(huì)造成二次污染。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種聯(lián)堿生產(chǎn)中對(duì)石灰窯氣的除塵方法，由石灰窯出來(lái)的含塵窯 氣經(jīng)換熱器換熱后，首先進(jìn)入一級(jí)機(jī)械除塵設(shè)備進(jìn)行粗除塵并收集粉 塵，經(jīng)粗除塵后的氣體再通入二級(jí)干法電除塵設(shè)備進(jìn)行精除塵，進(jìn)一 步收集粉塵，經(jīng)過(guò)精除塵后的氣體通過(guò)干法方式降溫至低于4(TC,
這些降溫方式可以選用自然/機(jī)力風(fēng)冷器、水冷套管、余熱鍋爐等表 面熱交換設(shè)備中的一種。
其中， 一級(jí)除塵的分離效率設(shè)計(jì)值為70-80%范圍，主要除去〉5 p m粒徑范圍內(nèi)的粉塵，尤其是對(duì)其中> 5 0 ju m粒徑的粉塵的分離效率 高達(dá)96%;進(jìn)入干法電除塵設(shè)備的氣體含塵濃度小于3000 mg/Nm3、 粉塵的比電阻為104-1012Q*cm, 二級(jí)除塵的分離效率設(shè)計(jì)值為>99% 范圍，可除去>0. lym粒徑范圍內(nèi)的粉塵，對(duì)〉5jnm粒徑的粉塵的分 離效率高達(dá)99%以上，干法電除塵設(shè)備出口的氣體含塵濃度小于 50mg/Nm3。
實(shí)施上述除塵方法的專用設(shè)備，至少包括
一級(jí)機(jī)械除塵設(shè)備，可以選用慣性除塵器或旋風(fēng)除塵器，其進(jìn)口 與換熱器相連，用于初步除去石灰窯氣中的粉塵，得到粗除塵氣體；
二級(jí)干法電除塵器，其進(jìn)口與一級(jí)機(jī)械除塵設(shè)備的出口相連，用 于對(duì)粗除塵氣體的進(jìn)一步除塵，得到精除塵氣體；
干法降溫設(shè)備，可以選用自然/機(jī)力風(fēng)冷器、水冷套管、余熱鍋 爐等表面熱交換設(shè)備中的一種，其進(jìn)口與干法電除塵器的出口相連， 其出口與后續(xù)設(shè)備相連，用于對(duì)精除塵氣體的降溫。
其中，二級(jí)干法電除塵器，是在常規(guī)濕法電除塵設(shè)備上，去掉了 噴淋沖洗裝置，其工作原理為從進(jìn)氣口將粗除塵后的氣體輸送到干 法電除塵器內(nèi)，通過(guò)高壓線將電壓加到集塵管內(nèi)的放電線上，氣體進(jìn) 入集塵管內(nèi)，即進(jìn)入除塵區(qū)，帶電運(yùn)轉(zhuǎn)的電除塵器在高壓的作用下，
產(chǎn)生了電暈電流和電場(chǎng)強(qiáng)度，在電場(chǎng)力的作用下，氣體中的塵粒完成 了帶電、移動(dòng)、沉降過(guò)程，氣體中的帶電塵粒向集塵管運(yùn)動(dòng)，氣體在 集塵管中滯留、運(yùn)行得到除塵，最后直達(dá)出氣口，被吸收在集塵管壁 的塵粒通過(guò)鋼刷刷下并收集后，從除塵器上的出口排出。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明因?yàn)椴捎昧藱C(jī)械式除塵和干 合，能夠有效除去石灰窯氣中的粉塵，使通入后續(xù)設(shè)備的氣體中的粉 塵濃度小于50mg/Nm3,從而減小了對(duì)后續(xù)生產(chǎn)設(shè)備磨損，提高了后續(xù) 產(chǎn)品品質(zhì)；同時(shí)，本發(fā)明未采用增加窯氣含濕量的除塵設(shè)備，即未采 用噴淋除塵、降溫等設(shè)備，不僅保證了后續(xù)設(shè)備運(yùn)行的連續(xù)性，還杜 絕了二次污染的產(chǎn)生，同時(shí)增加的干法降溫設(shè)備不僅能有效降低氣體 溫度，也能很好的回收熱能；再者，采用的干法電除塵器，因不會(huì)受 到水池等外部設(shè)施的影響，所以在石灰窯氣溫度劇烈變化(對(duì)應(yīng)的窯 氣容積變化)時(shí)，設(shè)備本身不會(huì)因?yàn)樘幚盹L(fēng)量變化過(guò)大而停機(jī)或者失 效，其足夠的除塵效率富余量，即便在石灰窯氣溫度和粉塵濃度劇烈 的變化下，也能保證除塵效果的穩(wěn)定性和連續(xù)性。


圖l是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的 保護(hù)范圍并不只限于這些例子。
實(shí)施例1: 一種用于聯(lián)堿生產(chǎn)的設(shè)備，它包括
一個(gè)石灰窯l,主要用于石灰的煅燒，在煅燒石灰的過(guò)程中，石 灰窯氣不斷產(chǎn)生并經(jīng)過(guò)其上端出氣口 1-1排出；
一個(gè)夾套換熱器2，主要用于石灰窯氣的降溫和熱能回收，其進(jìn) 口 2-1與石灰窯1的出氣口 1-1連通；
一個(gè)慣性除塵器3，其進(jìn)口 3-l與夾套換熱器2的出口 2-2連通，
用于初步除去石灰窯氣中的粉塵，得到粗除塵氣體；
一個(gè)干法電除塵器4，其進(jìn)口 4-l與慣性除塵器3的出口 3-2連
通，用于對(duì)粗除塵氣體的進(jìn)一步除塵，得到精除塵氣體；
一個(gè)余熱鍋爐5,其進(jìn)口 5-l與干法電除塵器4的出口 4-2相連，
用于對(duì)精除塵氣體的降溫；
一個(gè)焦炭吸附器6,其進(jìn)口 6-1與余熱鍋爐5的出口 5-2相連， 主要用于進(jìn)一步吸附氣體中的煤焦油；
一個(gè)壓縮機(jī)7，主要用于二氧化碳?xì)怏w的壓縮，其進(jìn)口 7-1與焦 炭吸附器6的出口 6-2連通，其出口 7-2與后續(xù)聯(lián)堿生產(chǎn)設(shè)備連通。
需要說(shuō)明的是，在聯(lián)堿生產(chǎn)中，由慣性除塵器3、干法電除塵器 4和余熱鍋爐5組合構(gòu)成了聯(lián)堿生產(chǎn)中的除塵裝置，將上述除塵裝置 使用于聯(lián)堿生產(chǎn)中的石灰窯氣除塵，方法如下
由石灰窯出來(lái)的含塵窯氣經(jīng)換熱器換熱降溫后，首先進(jìn)入慣性除 塵器3進(jìn)行粗除塵并收集粉塵，進(jìn)入慣性除塵器3的石灰窯氣的溫度 為120 - 150°C,含塵量為10000 mg/Nm3,慣性除塵器3內(nèi)氣流速度
為l一3m/s,氣體停留時(shí)間為5-10s,慣性除塵器3處理風(fēng)量為 20000m3/h,該慣性除塵器3分離效率設(shè)計(jì)值為70%，主要除去> 5 Hm粒徑范圍內(nèi)的粉塵，尤其是對(duì)其中〉50jam粒徑的粉塵的分離效率 高達(dá)96%;
經(jīng)粗除塵后的氣體含塵量小于3000mg/Nm3,溫度為110-140°C, 粉塵的比電阻為104-1012。 *cm,再通入干法電除塵設(shè)備4進(jìn)行精除塵， 干法電除塵設(shè)備4的氣流驅(qū)進(jìn)速度為0. 5 — lm/s,處理風(fēng)量為 20000m7h,同極間距為400咖，粗除塵后的氣體進(jìn)入干法電除塵器4 后，在電場(chǎng)力的作用下，氣體中的塵粒完成了帶電、移動(dòng)、沉降過(guò)程， 氣體中的帶電塵粒向集塵管運(yùn)動(dòng)，氣體在集塵管中滯留、運(yùn)行得到除 塵，最后直達(dá)出口4-2,被吸收在集塵管壁的塵粒通過(guò)鋼刷刷下并收 集后，從除塵器上的出口排出，該干法電除塵器4的分離效率設(shè)計(jì)值 為〉99°/。范圍，可除去〉0. liam粒徑范圍內(nèi)的粉塵，對(duì)〉5jum粒徑的粉 塵的分離效率高達(dá)99%以上，通過(guò)該干法電除塵器4進(jìn)行精除塵后， 出口的氣體含塵濃度小于50mg/Nm3;
經(jīng)過(guò)精除塵后的氣體溫度為100-13(TC,進(jìn)入余熱鍋爐5進(jìn)行換 熱降溫至4(TC以下后，再進(jìn)入焦炭吸附器6吸附煤焦油，再通過(guò)壓 縮7機(jī)對(duì)二氧化碳?xì)怏w的壓縮后，輸入聯(lián)堿生產(chǎn)的后續(xù)步驟。
實(shí)施例2: —種用于聯(lián)堿生產(chǎn)的設(shè)備，它包括
一個(gè)石灰窯l，主要用于石灰的煅燒，在煅燒石灰的過(guò)程中，石 灰窯氣不斷產(chǎn)生并經(jīng)過(guò)其上端出氣口卜l排出；
一個(gè)夾套換熱器2，主要用于石灰窯氣的降溫和熱能回收，其進(jìn) 口 2-1與石灰窯的出氣口 1-1連通；
一個(gè)旋風(fēng)除塵器3,其進(jìn)口 3-1與夾套換熱器2的出口 2-2連通， 用于初步除去石灰窯氣中的粉塵，得到粗除塵氣體；
一個(gè)干法電除塵器4，其進(jìn)口 4-l與慣性除塵器3的出口 3-2連 通，用于對(duì)粗除塵氣體的進(jìn)一步除塵，得到精除塵氣體；
一個(gè)機(jī)力風(fēng)冷器5，其進(jìn)口 5-l與干法電除塵器4的出口 4-2相 連，用于對(duì)精除塵氣體的降溫；
一個(gè)焦炭吸附器6，其進(jìn)口 6-l與余熱鍋爐5的出口 5-2相連， 主要用于進(jìn)一步吸附氣體中的煤焦油；
一個(gè)壓縮機(jī)7，主要用于二氧化碳?xì)怏w的壓縮，其進(jìn)口 7-1與焦 炭吸附器6的出口 6-2連通，其出口 7-2與后續(xù)聯(lián)堿生產(chǎn)設(shè)備連通。
需要說(shuō)明的是，在聯(lián)^f威生產(chǎn)中，由旋風(fēng)除塵器3、干法電除塵器 4和機(jī)力風(fēng)冷器5組合構(gòu)成了聯(lián)堿生產(chǎn)中的除塵裝置，將上述除塵裝 置使用于聯(lián)堿生產(chǎn)中的石灰窯氣除塵，方法如下
由石灰窯出來(lái)的含塵窯氣經(jīng)換熱器夾套換熱器2換熱降溫后，首 先進(jìn)入旋風(fēng)除塵器3進(jìn)行粗除塵并收集粉塵，進(jìn)入旋風(fēng)除塵器3的石 灰窯氣的溫度為120 - 150°C，含塵量為15000 mg/Nm3,旋風(fēng)除塵器3 內(nèi)氣流速度為15 — 20m/s，旋風(fēng)除塵器3處理風(fēng)量為40000m3/h，該 旋風(fēng)除塵器3分離效率設(shè)計(jì)值為80%,主要除去〉5(am粒徑范圍內(nèi) 的粉塵，尤其是對(duì)其中>50 |4 m粒徑的粉塵的分離效率高達(dá)96%;
經(jīng)粗除塵后的氣體含塵量小于3000mg/Nm3，溫度為110-140°C, 粉塵的比電阻為104-1012D*cm，再通入干法電除塵器4進(jìn)行精除塵， 干法電除塵器4的氣流驅(qū)進(jìn)速度為0.5 — lm/s,處理風(fēng)量為 40000m7h，同極間距為400mm，粗除塵后的氣體進(jìn)入干法電除塵器4 后,在電場(chǎng)力的作用下，氣體中的塵粒完成了帶電、移動(dòng)、沉降過(guò)程， 氣體中的帶電塵粒向集塵管運(yùn)動(dòng)，氣體在集塵管中滯留、運(yùn)行得到除 塵，最后直達(dá)出口4-2,被吸收在集塵管壁的塵粒通過(guò)鋼刷刷下并收 集后，從除塵器上的出口排出，該干法電除塵器4的分離效率設(shè)計(jì)值 為〉99%范圍，可除去〉0. lym粒徑范圍內(nèi)的粉塵，對(duì)〉5nm粒徑的粉 塵的分離效率高達(dá)99%以上，通過(guò)該干法電除塵器4進(jìn)行精除塵后， 出口的氣體含塵濃度小于50mg/Nm3;
經(jīng)過(guò)精除塵后的氣體溫度為100-130°C，進(jìn)入機(jī)力風(fēng)冷器5進(jìn)行 換熱降溫至4(TC以下后，再進(jìn)入焦炭吸附器6吸附煤焦油，再通過(guò) 壓縮機(jī)7對(duì)二氧化碳?xì)怏w的壓縮后，輸入聯(lián)堿生產(chǎn)的后續(xù)步驟。
權(quán)利要求
1、一種聯(lián)堿生產(chǎn)中對(duì)石灰窯氣的除塵方法，由石灰窯出來(lái)的含塵窯氣經(jīng)換熱器換熱后，其特征在于通過(guò)如下步驟進(jìn)行除塵首先進(jìn)入一級(jí)機(jī)械除塵設(shè)備進(jìn)行粗除塵并收集粉塵，經(jīng)粗除塵后的氣體再通入二級(jí)干法電除塵設(shè)備進(jìn)行精除塵，進(jìn)一步收集粉塵，經(jīng)過(guò)精除塵后的氣體通過(guò)干法方式降溫至低于40℃。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)堿生產(chǎn)中對(duì)石灰窯氣的除塵方法， 其特征在于一級(jí)機(jī)械除塵的分離效率設(shè)計(jì)值為70-80%范圍，主要除 去> 5um粒徑范圍內(nèi)的粉塵，尤其是對(duì)其中〉50um粒徑的粉塵的分 離效率達(dá)96%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)堿生產(chǎn)中對(duì)石灰窯氣的除塵方法， 其特征在于進(jìn)入二級(jí)干法電除塵設(shè)備的氣體含塵濃度小于3000 mg/Nm3、粉塵的比電阻為104-1012Q*cm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的聯(lián)堿生產(chǎn)中對(duì)石灰窯氣的除塵方 法，其特征在于二級(jí)千法電除塵除塵的分離效率設(shè)計(jì)值為>99%范圍， 主要除去>0. 1 um粒徑范圍內(nèi)的粉塵，對(duì)>5 um粒徑的粉塵的分離效 率達(dá)99%以上。
5、 根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的聯(lián)堿生產(chǎn)中對(duì)石灰窯氣的 除塵方法，其特征在于千法電除塵設(shè)備出口的氣體含塵濃度小于 50mg/Nm3。
6、 一種專用于權(quán)利要求1所述聯(lián)堿生產(chǎn)中對(duì)石灰窯氣的除塵方 法的設(shè)備，其特征在于包括一級(jí)機(jī)械除塵設(shè)備，其進(jìn)口與換熱器相連，用于初步除去石灰窯 氣中的粉塵，得到粗除塵氣體；二級(jí)干法電除塵器，其進(jìn)口與一級(jí)機(jī)械除塵設(shè)備的出口相連，用 于對(duì)粗除塵氣體的進(jìn)一步除塵，得到精除塵氣體；干法降溫設(shè)備，其進(jìn)口與干法電除塵器的出口相連，其出口與后 續(xù)設(shè)備相連，用于對(duì)精除塵氣體的降溫。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于所述的一級(jí)機(jī)械除 塵設(shè)備可以選用慣性除塵器或旋風(fēng)除塵器中的任何一種。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于所述的干法降溫設(shè) 備選用自然風(fēng)冷器、機(jī)力風(fēng)冷器、水冷套管、余熱鍋爐設(shè)備中的任何 一種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聯(lián)堿生產(chǎn)石灰窯氣中對(duì)石灰窯氣進(jìn)行機(jī)械和靜電組合除塵的方法及其專用設(shè)備，是指由石灰窯出來(lái)的含塵窯氣經(jīng)換熱器換熱后，首先進(jìn)入一級(jí)機(jī)械除塵設(shè)備進(jìn)行粗除塵并收集粉塵，經(jīng)粗除塵后的氣體再通入二級(jí)干法電除塵設(shè)備進(jìn)行精除塵，進(jìn)一步收集粉塵，經(jīng)過(guò)精除塵后的氣體通過(guò)干法方式降溫至低于40℃。本發(fā)明能夠有效除去石灰窯氣中的粉塵，從而減小了對(duì)后續(xù)生產(chǎn)設(shè)備磨損，提高了后續(xù)產(chǎn)品品質(zhì)，還杜絕了二次污染的產(chǎn)生，除塵效果的穩(wěn)定性和連續(xù)性較好。
文檔編號(hào)B01D50/00GK101385934SQ20081004629
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者楊盛華, 建 溫 申請(qǐng)人:四川兆興環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司