專利名稱：用于氧氣燃燒的化石燃料燃燒的分隔的原位強(qiáng)制氧化濕煙道氣脫硫的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及濕煙道氣脫硫(WFGD)系統(tǒng)，具體地，涉及在氧氣燃燒的化石燃料 燃燒(氧-燃料燃燒)中的原位強(qiáng)制氧化WFGD洗滌器應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聯(lián)邦政府和州政府都已經(jīng)設(shè)立了越來(lái)越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)的空氣質(zhì)量法規(guī)。這些法 規(guī)往往特別關(guān)注化石燃料燃燒以及各種工業(yè)操作產(chǎn)生的二氧化硫和其他酸性氣體。已知酸 性氣體對(duì)環(huán)境造成危害，因此酸性氣體排放到大氣中受到清潔空氣條例的嚴(yán)格控制。新的技術(shù)正在解決這一問(wèn)題，這樣化石燃料特別是煤可以在不污染大氣并且不會(huì) 促使全球變暖的條件下用于未來(lái)世代。采用氣-液接觸器或者其他類型的煙道氣洗滌器來(lái) 除去酸性氣體的方法稱作WFGD系統(tǒng)。正在開(kāi)發(fā)的一種技術(shù)具有對(duì)現(xiàn)有粉煤裝置進(jìn)行改造 的可能性，所述裝置是許多國(guó)家的發(fā)電的主要裝置。這種技術(shù)是氧-燃料燃燒工藝，其是用 富氧氣體混合物代替空氣在鍋爐中燃燒化石燃料的工藝。從輸入的空氣中除去幾乎所有的 氮?dú)?，產(chǎn)生含約95%氧的氣流。用純氧氣燃燒可能導(dǎo)致過(guò)高的火焰溫度，因此所述混合物通 過(guò)混合循環(huán)的煙道氣進(jìn)行稀釋。循環(huán)的煙道氣還可以將燃料攜帶到鍋爐中，并保證充分的 對(duì)流傳熱至鍋爐的全部區(qū)域。氧-燃料燃燒產(chǎn)生的煙道氣比空氣燃料燃燒產(chǎn)生的煙道氣減 少約75%。由于管道和使用的限制，非常希望能產(chǎn)生切實(shí)可行的高濃度二氧化碳和低濃度 氮、硫和水的煙道氣。因此，必須將引入煙道氣的空氣減至最小或消除。在氧-燃料燃燒裝置中，可以采用WFGD系統(tǒng)或濕洗器來(lái)除去高達(dá)99+%的硫。在 這種方法中，含二氧化硫的煙道氣用基于鈣或鈉的堿性漿液或漿液反應(yīng)物進(jìn)行洗滌，所述 漿液或漿液反應(yīng)物可包含各種添加劑，以提高除去率，控制化學(xué)過(guò)程，并且降低化學(xué)結(jié)垢 (chemical scale)。當(dāng)漿液反應(yīng)物與二氧化硫接觸時(shí)，二氧化硫被該漿液吸收，形成亞硫酸 鹽，收集在反應(yīng)釜中。之后，漿液被氧化，使堿與吸收的二氧化硫反應(yīng)，產(chǎn)生良好的、經(jīng)常有 用的產(chǎn)物。例如，在使用基于鈣的堿性漿液(如石灰或石灰石)吸收二氧化硫的脫硫的情 況，將空氣注入收集在反應(yīng)釜的漿液中，將含水亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽；然后，硫酸鹽與漿 液中的鈣離子反應(yīng)形成石膏，這是一種暢銷的產(chǎn)品。應(yīng)注意，上述反應(yīng)只是示例，本發(fā)明揭 示的內(nèi)容不限于在脫硫反應(yīng)中使用基于鈣的漿液。濕法洗滌技術(shù)提供了在許多不同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中進(jìn)行的氣液接觸。近年來(lái)，常規(guī)空氣 燃燒的化石燃料裝置常用類型的WFGD系統(tǒng)被稱作原位強(qiáng)制氧化型，這種類型的裝置一直 是實(shí)現(xiàn)氧化的優(yōu)選系統(tǒng)。這些系統(tǒng)包括兩個(gè)主要組成部分實(shí)際進(jìn)行煙道氣洗滌的吸收器 或氣體洗滌區(qū)，在氣體洗滌區(qū)下方的槽或反應(yīng)區(qū)，以便于有效利用反應(yīng)物。在氣體洗滌區(qū)亞 硫酸鹽不可避免地發(fā)生部分氧化，這種部分氧化被稱作自然氧化，區(qū)別于將空氣噴射通過(guò) 反應(yīng)釜中漿液的強(qiáng)制氧化。必須將亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽，以保持反應(yīng)釜一般不結(jié)垢。在 常規(guī)強(qiáng)制氧化系統(tǒng)中，用于氧化亞硫酸鹽的空氣鼓泡通過(guò)漿液，釋放到輸入煙道氣中，并從 濕洗器排出，通過(guò)煙 排放。
現(xiàn)有技術(shù)的原位強(qiáng)制氧化WFGD塔的例子示于圖1中的10，其中，未處理的煙道氣 11通過(guò)位于氣體洗滌區(qū)14下端的煙道氣進(jìn)口 12引入，并且使該煙道氣向上流動(dòng)，從多孔盤(pán) 16通過(guò)，該多孔盤(pán)促進(jìn)與吸收劑液體漿液的氣液接觸，漿液排入反應(yīng)區(qū)或反應(yīng)槽18。經(jīng)部 分處理的煙道氣繼續(xù)以向上流動(dòng)，通過(guò)噴霧區(qū)20，在該區(qū)部分處理的煙道氣與另一吸收劑 液體漿液進(jìn)行氣液接觸，該漿液是通過(guò)噴嘴22注入氣體洗滌區(qū)14，能吸收部分處理的煙道 氣中仍存在的二氧化硫。因此，煙道氣11從除霧器或脫水器23通過(guò)，并作為處理的煙道氣 從位于氣體洗滌器10上端的氣體出口 M排出。通過(guò)噴嘴22注入的吸收劑漿液向下流動(dòng) 通過(guò)氣體洗滌區(qū)14并通過(guò)多孔盤(pán)16，在該多孔盤(pán)16上二氧化硫被吸收到由煙道氣與漿液 的相互作用產(chǎn)生的泡沫中。因此，已從未處理的煙道氣吸收二氧化硫的液體漿液排入位于 氣體洗滌器10的底部的反應(yīng)區(qū)或反應(yīng)槽18。當(dāng)通過(guò)噴霧器觀和/或噴頭(未示出)將空 氣沈注入基于鈣的堿性液體漿液27時(shí)，在反應(yīng)槽18中發(fā)生原位強(qiáng)制氧化，將亞硫酸鈣氧 化為硫酸鈣。在反應(yīng)槽18中還有一個(gè)或多個(gè)混合器30，該混合器距噴霧器觀底部的最小 高度由混合器葉片的物理尺寸以及混合器馬達(dá)的馬力設(shè)定?；旌掀?0攪拌反應(yīng)槽18中的 漿液，通過(guò)在噴霧器觀下方區(qū)域中進(jìn)行混合促進(jìn)氧化。氧化空氣沈鼓泡從漿液通過(guò)進(jìn)入 氣體洗滌區(qū)14，在該區(qū)與從氣體洗滌區(qū)14通過(guò)的煙道氣混合。從氧-燃料燃燒裝置的濕洗器排出的約75%的煙道氣返回到鍋爐，將氧氣引入該 鍋爐產(chǎn)生燃燒氧化劑氣體，同時(shí)將其余煙道氣送入壓縮和清潔系統(tǒng)，準(zhǔn)備輸送至使用處或 封存。因此，二氧化碳的濃度必須是實(shí)際操作和經(jīng)濟(jì)上所能達(dá)到的盡可能高的濃度，而硫、 氮、氧和水濃度為盡可能低的濃度。但是，目前仍沒(méi)有已知經(jīng)濟(jì)上可行的方法或系統(tǒng)能提供 原位強(qiáng)制氧化煙道氣洗滌，同時(shí)不會(huì)使氧化空氣進(jìn)入氣體洗滌區(qū)(如氧-燃料燃燒工藝所 要求的)，以消除氮?dú)庖霟煹罋饬髦小?br>
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，多孔壁或分隔板都能將WFGD塔的氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)分隔和連通， 因而吸收劑液體漿液可以排入反應(yīng)區(qū)，但是反應(yīng)區(qū)中的氧化空氣不能進(jìn)入氣體洗滌區(qū)，因 此可防止將氮?dú)庖霃臍怏w洗滌區(qū)通過(guò)的煙道氣中。本發(fā)明提供用于氧-燃料燃燒裝置的原位強(qiáng)制氧化WFGD設(shè)備和方法。煙道氣脫 硫設(shè)備包括柱或塔狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有吸收劑區(qū)或氣體洗滌區(qū)，和位于該氣體洗滌區(qū)下方 的槽或反應(yīng)區(qū)。來(lái)自氧-燃料燃燒過(guò)程的煙道氣從氣體洗滌區(qū)通過(guò)。將吸收硫氧化物的液 體漿液供給氣體洗滌區(qū)，使其與來(lái)自煙道氣的硫氧化物反應(yīng)并洗滌。部分反應(yīng)的液體漿液 反應(yīng)物和經(jīng)洗滌的產(chǎn)物排入反應(yīng)區(qū)，升至設(shè)定液面，通過(guò)噴霧器引入氧化空氣，迫使收集在 該反應(yīng)區(qū)中的硫化合物發(fā)生原位氧化。一個(gè)或多個(gè)混合器或葉輪設(shè)置在噴霧器下方的反應(yīng) 區(qū)中，攪拌該液體漿液并促進(jìn)在噴霧器的附近的混合。根據(jù)本發(fā)明，壁將氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)隔開(kāi)并連通。該壁可防止反應(yīng)區(qū)中的氧化 空氣與氣體洗滌區(qū)中的煙道氣混合。在WFGD塔的操作期間，氣體洗滌區(qū)處于正氣壓下，而 反應(yīng)區(qū)處于大氣壓下，因此，壁優(yōu)選按照與WFGD塔殼氣密的方式進(jìn)行密封焊接。接近氣密 的焊接是可以接受的；但是，一部分煙道氣會(huì)泄漏到反應(yīng)室，并與氧化空氣一起排放到大氣 中。所述壁的結(jié)構(gòu)和設(shè)置應(yīng)延伸到反應(yīng)區(qū)的液體漿液中，在形成并保持液體漿液密封所需 的正常深度以下，因而排除煙道氣進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，同時(shí)使部分反應(yīng)的漿液反應(yīng)物和洗滌的產(chǎn)物從氣體洗滌區(qū)排放到反應(yīng)區(qū)中。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述壁包括在氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)之間延伸橫穿 WFGD塔的分隔板。該分隔板上有一個(gè)或多個(gè)開(kāi)孔，每個(gè)開(kāi)孔與各自的排放管以氣密方式連 接，排放管尺寸為延伸到反應(yīng)區(qū)的液體漿液中，在形成并保持液體漿液密封所需的正常深 度以下。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，所述壁是環(huán)形分隔板，其截面接近顛倒的截頭圓 錐體，其收斂端延伸到反應(yīng)區(qū)液體漿液中，在形成并保持液體漿液密封所需的正常深度以 下。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式中，所述壁是環(huán)形分隔板，其截面接近顛倒的截頭圓 錐體，其收斂端面對(duì)反應(yīng)區(qū)。下導(dǎo)排放管與收斂端相連并延伸到反應(yīng)區(qū)液體漿液中，在形成 并保持液體漿液密封所需的正常深度以下。根據(jù)本發(fā)明，提供一種防止氧化空氣與原位強(qiáng)制氧化WFGD塔中煙道氣混合的方 法，所述WFGD塔包括氣體洗滌區(qū)和在氣體洗滌區(qū)下方的反應(yīng)區(qū)，該方法包括以下步驟分 隔并連通氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)；將硫氧化物的吸收反應(yīng)物供給氣體洗滌區(qū)；將來(lái)自氣體洗 滌區(qū)的部分反應(yīng)的液體漿液反應(yīng)物和洗滌的產(chǎn)物排入反應(yīng)區(qū)中；保持反應(yīng)區(qū)中設(shè)定的漿液 液面并攪拌該液體漿液；在氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)之間形成液體漿液密封；將氧化空氣引入 反應(yīng)區(qū)，迫使反應(yīng)區(qū)中收集的硫化合物發(fā)生原位氧化；將氧化空氣從反應(yīng)區(qū)排放到大氣中。由以下優(yōu)選實(shí)施方式，尤其參照附圖的詳細(xì)描述，可以更好地理解本發(fā)明的這些 特征和其他特征，以及更容易地理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的原位強(qiáng)制氧化WFGD塔的截面?zhèn)纫晥D；圖2是氧-燃料燃燒的鍋爐系統(tǒng)的流程圖，該系統(tǒng)包括本發(fā)明的原位強(qiáng)制氧化 WFGD 塔。圖3是根據(jù)本發(fā)明的原位強(qiáng)制氧化WFGD塔的實(shí)施方式的截面?zhèn)纫晥D，其中，多孔 分隔板將氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)隔開(kāi)，該分隔板包括用于將部分反應(yīng)的反應(yīng)物和洗滌的產(chǎn)物 從氣體洗滌區(qū)排放到反應(yīng)區(qū)中的管子；圖4是圖3所示原位強(qiáng)制氧化WFGD塔沿4_4線的截面?zhèn)纫晥D；圖5是根據(jù)本發(fā)明的原位強(qiáng)制氧化WFGD塔的另一個(gè)實(shí)施方式的截面?zhèn)纫晥D，其 中，向下傾斜的環(huán)形分隔板將氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)分隔，同時(shí)通過(guò)其中心開(kāi)孔將部分反應(yīng) 的反應(yīng)物和洗滌的產(chǎn)物從氣體洗滌區(qū)排放到反應(yīng)區(qū)中；圖6是圖5所示原位強(qiáng)制氧化WFGD塔沿6_6線的截面?zhèn)纫晥D；和圖7是根據(jù)本發(fā)明的原位強(qiáng)制氧化WFGD塔的又一個(gè)實(shí)施方式的截面?zhèn)纫晥D，其 中，向下傾斜的環(huán)形分隔板將氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)分隔，同時(shí)通過(guò)與其中心開(kāi)孔相連的下 導(dǎo)管將部分反應(yīng)的反應(yīng)物和洗滌的產(chǎn)物從氣體洗滌區(qū)排放到反應(yīng)區(qū)中。
具體實(shí)施例方式下面參見(jiàn)附圖，所有附圖中，相同的數(shù)字標(biāo)號(hào)表示相同或功能類似的元件。本發(fā)明涉及防止在原位強(qiáng)制氧化WFGD塔中的氧化空氣進(jìn)入氣體洗滌區(qū)與煙道氣混合，同時(shí)使部分反應(yīng)的反應(yīng)物和洗滌的產(chǎn)物從氣體洗滌區(qū)能排放到反應(yīng)區(qū)中。參見(jiàn)圖2，圖2僅以示圖方式顯示結(jié)合圖3所示原位強(qiáng)制氧化WFGD塔的氧-燃料 燃燒系統(tǒng)，本文中揭示的備選結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式可以容易地被認(rèn)為是能夠用于氧-燃料燃燒 系統(tǒng)的可行的備選方案。再參見(jiàn)圖2，圖中所示的是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，具有濕法洗滌裝置的蒸汽發(fā)電 廠的部分裝置，濕法洗滌裝置用于處理煙道氣。如圖2所示，氧-燃料燃燒鍋爐101在燃 燒室102中，在氧氣和循環(huán)煙道氣的混合物中燃燒粉煤，以減小來(lái)自該燃燒過(guò)程的煙道氣 的凈體積和顯著提高煙道氣中二氧化碳的濃度，使之能夠以有成本效益的方式收集二氧化 碳。從鍋爐101排放的煙道氣送到預(yù)熱器103。離開(kāi)預(yù)熱器103的煙道氣被引入靜電沉降 器105或者其他粉塵分離器，如袋式過(guò)濾器中。將從靜電沉降器105排出的煙道氣送至原 位強(qiáng)制氧化WF⑶塔210，用于從煙道氣除去硫氧化物。根據(jù)本發(fā)明，WFGD塔210包括將氣 體洗滌區(qū)214和反應(yīng)區(qū)218分隔并連通的分隔板234。從原位強(qiáng)制氧化WFGD塔210排出的 約75%的煙道氣被再循環(huán)至鍋爐101，與氧混合，因此形成能用于在鍋爐101的燃燒室102 內(nèi)燃燒粉煤的燃燒氧化劑氣體。將其余的煙道氣送入壓縮和清潔系統(tǒng)107，準(zhǔn)備輸送或封 存(例如作為液體二氧化碳)，與任何過(guò)量煙道氣和氣態(tài)成分一起通過(guò)煙 109排放到大氣 中。參見(jiàn)圖3-7，顯示體現(xiàn)本發(fā)明的原位強(qiáng)制氧化WFGD塔210，本發(fā)明提供一種原位強(qiáng) 制氧化塔，該塔特別適合用于例如圖2所示的氧-燃料燃燒裝置，其中必須防止原位強(qiáng)制氧 化WFGD塔的操作所需的氧化空氣進(jìn)入煙道氣洗滌區(qū)，以消除將氮?dú)庖霟煹罋饬髦校虼?在煙道氣中可保持盡可能高的二氧化碳濃度。圖3-7中所示的原位強(qiáng)制氧化WFGD塔210在氣體洗滌區(qū)214下端具有煙道氣進(jìn) 口 212.煙道氣211通過(guò)進(jìn)口 212進(jìn)入WF⑶塔210，向上流動(dòng)通過(guò)多孔盤(pán)216，該多孔盤(pán)能 促進(jìn)與從噴霧區(qū)220排放至反應(yīng)區(qū)或槽218的吸收劑漿液的氣液接觸。一組噴嘴222將吸 收劑液體漿液或反應(yīng)物注入氣體洗滌區(qū)214的噴霧區(qū)220，當(dāng)經(jīng)過(guò)部分處理的煙道氣211從 噴霧區(qū)220通過(guò)時(shí)吸收該煙道氣中仍存在的二氧化硫。處理后的煙道氣211繼續(xù)向上流動(dòng) 通過(guò)位于氣體洗滌區(qū)214上端的除霧器或脫水器223，以收集和合并煙道氣211中夾帶的漿 液液滴，這樣使?jié){液液滴向下返回氣體洗滌區(qū)214。將離開(kāi)除霧器223的煙道氣211通過(guò) 氣體出口 2M從WFGD塔210排放。當(dāng)通過(guò)噴嘴222注入噴霧區(qū)220的吸收劑液體漿液以 與向上流動(dòng)的煙道氣211成逆流方向向下流動(dòng)時(shí)，吸收劑液體漿液從煙道氣211吸收二氧 化硫。向下流動(dòng)的漿液在多孔分隔板216上產(chǎn)生泡沫，在與煙道氣211相互作用時(shí)吸收另 外的二氧化硫。液體漿液繼續(xù)向下流動(dòng)通過(guò)氣體洗滌區(qū)214并進(jìn)入反應(yīng)區(qū)或槽218，所述 反應(yīng)區(qū)或槽位于氣體洗滌器210的底部。當(dāng)漿液與煙道氣211中的二氧化硫接觸時(shí)，失去 堿性，形成亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽。為了保持反應(yīng)區(qū)或槽218不結(jié)垢，必須將堿性液體漿液 227中的亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽。該氧化可以通過(guò)強(qiáng)制空氣2 從位于反應(yīng)區(qū)218中的攪 拌器231的上方或下方的一個(gè)或多個(gè)噴霧器2 通過(guò)的方式進(jìn)行。最佳定位的噴霧器228 還能夠有助于固體懸浮。空氣2 然后通過(guò)位于反應(yīng)區(qū)或槽218上端的一個(gè)或多個(gè)放空管 230排放到大氣中。在反應(yīng)區(qū)或槽218中提供一個(gè)或多個(gè)混合器或葉輪231，以促進(jìn)噴霧器 228下方區(qū)域中的混合?？諝饣蛘呖梢詥为?dú)通過(guò)噴槍或者與噴霧器228結(jié)合引入(未示出)。噴槍優(yōu)選排列在一個(gè)或多個(gè)攪拌器231的周?chē)?，用于隨后使空氣分散在反應(yīng)區(qū)218中。特別參見(jiàn)圖3和4，其圖示本發(fā)明的實(shí)施方式，通過(guò)該實(shí)施方式，空氣2 被引入反 應(yīng)區(qū)218中以氧化液體漿液227中的亞硫酸鹽，防止空氣進(jìn)入氣體洗滌區(qū)214與煙道氣211 混合。如圖3所示，氣體洗滌區(qū)214和反應(yīng)區(qū)218被多孔壁232隔開(kāi)，多孔壁將氣體洗滌區(qū) 214和反應(yīng)區(qū)218分隔并且連通。壁232包括在氣體洗滌區(qū)214和反應(yīng)區(qū)218之間延伸橫 穿WFGD塔210的多孔分隔板234，并將WFGD塔210的外殼固定在距反應(yīng)區(qū)或槽218中液體 漿液的表面240上方“X”距離處，該距離優(yōu)選約為1-2英尺。通過(guò)溢流管241調(diào)節(jié)反應(yīng)區(qū) 或槽218中的液體漿液的液面。分隔板234上形成有多個(gè)開(kāi)孔236，每個(gè)開(kāi)孔236與各自 的排放管238相連，排放管238的尺寸為延伸到反應(yīng)區(qū)218中的液體漿液227中，在形成和 保持液體漿液密封所需的正常深度以下，從而排除煙道氣泄漏到反應(yīng)區(qū)218中，同時(shí)使液 體漿液227從氣體洗滌區(qū)214能排放到反應(yīng)區(qū)218中。排放管238必須延伸到反應(yīng)區(qū)或槽 218中液體漿液的表面MO以下深度“h”，以形成和保持能抵抗在分隔板234上方的正煙道 氣壓的液體漿液密封，該深度取決于分隔板234上的煙道氣壓差以及氣體洗滌區(qū)214中的 漿液密度；煙道氣壓力越高，排放管238穿入液體漿液表面MO以下的深度越大，一般保持 在大約大氣壓下。參見(jiàn)圖3，特別是圖5和圖6，其顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，其中，氣體洗滌區(qū) 214和反應(yīng)區(qū)218被環(huán)形分隔板M2隔開(kāi)，該環(huán)形分隔板的截面接近顛倒的截頭圓錐體，其 收斂端244延伸到反應(yīng)區(qū)218中液體漿液的表面240以下至足夠的深度“h”，以形成并保持 抵抗在該環(huán)形分隔板242上方的正煙道氣壓力的液體漿液密封。參見(jiàn)圖3，特別是圖7，其顯示本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，其中，氣體洗滌區(qū)214和 反應(yīng)區(qū)218被環(huán)形分隔板242隔開(kāi)，該環(huán)形分隔板的截面接近顛倒的截頭圓錐體，其收斂端 244面對(duì)反應(yīng)區(qū)218。下導(dǎo)排放管246與收斂端244相連并延伸到反應(yīng)區(qū)218中的液體漿 液表面240以下至足夠的深度“h”，以形成并保持抵抗在該分隔板242上方的正煙道氣壓力 的液體漿液密封。下導(dǎo)排放管246設(shè)置在支承結(jié)構(gòu)248上。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，下導(dǎo)排 放管M6的橫截面構(gòu)形尺寸為能夠使?jié){液向下流動(dòng)的速度大于氣泡向上的速度，有助于防 止空氣通過(guò)下導(dǎo)排放管246進(jìn)入吸收區(qū)。雖然給出本發(fā)明的具體實(shí)施方式
并且詳細(xì)描述說(shuō)明本發(fā)明原理的應(yīng)用，但是，應(yīng) 理解，在不偏離本發(fā)明原理的情況下可以用其它方法體現(xiàn)本發(fā)明。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于 包括氧-燃料燃燒系統(tǒng)的新的結(jié)構(gòu)中，或者對(duì)現(xiàn)有空氣燃料的燃燒系統(tǒng)進(jìn)行替代、改進(jìn)或 改造，將現(xiàn)有系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)檠?燃料系統(tǒng)。因此，雖然參照具體裝置、材料和實(shí)施方式描述了 本發(fā)明，以說(shuō)明本發(fā)明原理的應(yīng)用，但是應(yīng)理解，在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下本發(fā) 明可以許多方式變化，因此本發(fā)明不限于揭示的這些具體內(nèi)容，而可以擴(kuò)展到以下權(quán)利要 求書(shū)范圍之內(nèi)的所有等同體。
權(quán)利要求
1.一種用于從煙道氣除去硫氧化物的氣液接觸設(shè)備，該設(shè)備包括具有氣體進(jìn)口和出 口的塔；位于進(jìn)口和出口之間的氣體洗滌區(qū)；用于向氣體洗滌區(qū)提供吸收硫氧化物的液體 漿液反應(yīng)物的裝置；位于塔內(nèi)在氣體洗滌區(qū)下方的反應(yīng)區(qū)，用于收集部分反應(yīng)的液體漿液 反應(yīng)物和來(lái)自氣體洗滌區(qū)的洗滌的產(chǎn)物，所述反應(yīng)物和洗滌的產(chǎn)物在反應(yīng)區(qū)上升至設(shè)定液 面；用于將氧化空氣引入反應(yīng)區(qū)中的液體漿液中，迫使收集在反應(yīng)區(qū)中的硫化合物原位氧 化的裝置；將氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)分隔并連通的壁，該壁防止氧化空氣進(jìn)入氣體洗滌區(qū)，并 延伸到液體漿液中，在形成并保持液體漿液密封所需的正常深度以下，因而基本上排除煙 道氣泄漏到反應(yīng)區(qū)中，同時(shí)使部分反應(yīng)的液體漿液反應(yīng)物和洗滌的產(chǎn)物能排放到所述反應(yīng) 區(qū)中。
2.如權(quán)利要求1所述的氣液接觸設(shè)備，其特征在于，所述壁包括在氣體洗滌區(qū)和反應(yīng) 區(qū)之間延伸橫穿塔的多孔板部件。
3.如權(quán)利要求2所述的氣液接觸設(shè)備，其特征在于，所述壁包括至少一個(gè)安裝在所述 板部件上的排放管，該排放管延伸到液體漿液中，在所述正常深度以下。
4.如權(quán)利要求1所述的氣液接觸設(shè)備，其特征在于，所述壁包括環(huán)形板部件，該部件的 截面接近顛倒的截頭圓錐體，其收斂端延伸到液體漿液中，在所述正常深度以下。
5.如權(quán)利要求1所述的氣液接觸設(shè)備，其特征在于，所述壁包括環(huán)形板部件，該部件的 截面接近顛倒的截頭圓錐體，其收斂端面對(duì)反應(yīng)區(qū)，下導(dǎo)排放管與收斂端相連并延伸到液 體漿液中，在所述正常深度以下。
6.如權(quán)利要求1所述的氣液接觸設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括將氧化空氣從反應(yīng)區(qū) 排放到大氣中的裝置。
7.如權(quán)利要求2所述的氣液接觸設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括噴霧器裝置，用于將氧 化空氣引入反應(yīng)區(qū)中的液體漿液中。
8.如權(quán)利要求3所述的氣液接觸設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括位于反應(yīng)區(qū)中的攪拌 裝置，以促進(jìn)氧化。
9.一種防止氧化空氣與煙道氣在原位強(qiáng)制氧化WFGD塔內(nèi)混合的方法，該WFGD塔具有 氣體洗滌區(qū)、位于氣體洗滌區(qū)下方的反應(yīng)區(qū)，該方法包括以下步驟將氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)分隔并連通； 將吸收硫氧化物的反應(yīng)物供給氣體洗滌區(qū)；將部分反應(yīng)的液體漿液反應(yīng)物和洗滌的產(chǎn)物從氣體洗滌區(qū)排放到反應(yīng)區(qū)中； 保持反應(yīng)區(qū)中設(shè)定的漿液液面；在氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)之間形成液體漿液密封，以阻止煙道氣從洗滌區(qū)泄漏到反應(yīng)區(qū)中；將氧化空氣引入反應(yīng)區(qū)中的液體漿液中，迫使收集在反應(yīng)區(qū)中的硫化合物原位氧化;和防止氧化空氣進(jìn)入氣體洗滌區(qū)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括將氧化空氣從反應(yīng)區(qū)排放到 大氣中。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括攪拌反應(yīng)區(qū)中液體漿液 以促進(jìn)氧化的步驟。
12.—種氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，包括蒸汽發(fā)生器；位于蒸汽發(fā)生器中燃燒室；用于在燃燒室燃燒含硫燃料和富氧煙道氣以產(chǎn)生蒸汽和煙道氣的裝置；預(yù)熱器；用于將煙道氣從蒸汽發(fā)生器送至預(yù)熱器的管道系統(tǒng)；集塵器；用于將煙道氣從預(yù)熱器送至集塵器的管道系統(tǒng)；原位強(qiáng)制氧化WFGD塔；用于將煙道氣從集塵器送至原位強(qiáng)制氧化WFGD塔的管道系統(tǒng)；和用于將一部分煙道氣從原位強(qiáng)制氧化WFGD塔再循環(huán)至燃燒室的管道系統(tǒng)。
13.如權(quán)利要求12所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，該配置包括壓縮和清潔系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求13所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，該配置包括用于將其余煙道氣從 WFGD塔送至壓縮和清潔系統(tǒng)的管道系統(tǒng)。
15.如權(quán)利要求14所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，該配置包括煙囪。
16.如權(quán)利要求15所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，該配置包括用于將煙道氣和氣態(tài) 成分送至煙囪排放到大氣中的管道系統(tǒng)。
17.如權(quán)利要求12所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，其特征在于，約75%煙道氣是從 WFGD塔再循環(huán)至燃燒室的部分。
18.如權(quán)利要求12所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，其特征在于，約0%煙道氣是從 WFGD塔再循環(huán)至燃燒室的部分。
19.如權(quán)利要求12所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，其特征在于，WFGD塔包括氣體洗 滌區(qū)；位于氣體洗滌區(qū)下方的反應(yīng)區(qū)，用于收集部分反應(yīng)的液體漿液反應(yīng)物和來(lái)自氣體洗 滌區(qū)的洗滌的產(chǎn)物，所述漿液反應(yīng)物和洗滌的產(chǎn)物上升至設(shè)定液面；用于將氧化空氣引入 反應(yīng)區(qū)中的液體漿液中的裝置；將氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)分隔并連通的壁。
20.如權(quán)利要求18所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，其特征在于，所述壁包括在氣體洗 滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)之間延伸橫穿WFGD塔的多孔板部件。
21.如權(quán)利要求20所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，其特征在于，所述壁包括至少一個(gè) 安裝在所述板部件上的排放管，該排放管延伸到液體漿液中，在形成并保持液體漿液密封 所需的正常深度以下。
22.如權(quán)利要求18所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，其特征在于，所述壁包括環(huán)形板部 件，該部件的截面接近顛倒的截頭圓錐體，其收斂端延伸到液體漿液中，在形成并保持液體 漿液密封所需的正常深度以下。
23.如權(quán)利要求18所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，其特征在于，所述壁包括環(huán)形板部 件，該部件的截面接近顛倒的截頭圓錐體，其收斂端面對(duì)反應(yīng)區(qū)，下導(dǎo)排放管與收斂端相連 并延伸到液體漿液中，在形成并保持液體漿液密封所需的正常深度以下。
24.如權(quán)利要20所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，該配置包括用于將氧化空氣從反應(yīng) 區(qū)排放到大氣中的裝置。
25.如權(quán)利要21所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，該配置包括噴霧器裝置，用于將氧化空氣引入反應(yīng)區(qū)中的液體漿液中。
26.如權(quán)利要22所述的氧-燃料燃燒發(fā)電廠配置，該配置包括攪拌裝置，以促進(jìn)氧化。
全文摘要
提供用于氧-燃料燃燒發(fā)電廠的原位強(qiáng)制氧化濕煙道氣脫硫設(shè)備、方法和配置。所述設(shè)備是具有煙道氣洗滌區(qū)和位于該氣體洗滌區(qū)下方的反應(yīng)區(qū)的塔形結(jié)構(gòu)。將吸收硫氧化物的液體漿液供給氣體洗滌區(qū)，與來(lái)自煙道氣的硫氧化物反應(yīng)。部分反應(yīng)的液體漿液反應(yīng)物和洗滌的產(chǎn)物排放到反應(yīng)區(qū)中，升高至設(shè)定液面。將氧化空氣引入反應(yīng)區(qū)中的液體漿液中，迫使收集在反應(yīng)區(qū)中的硫化合物原位氧化。壁將氣體洗滌區(qū)和反應(yīng)區(qū)分隔和連通，所述壁可防止氧化空氣進(jìn)入氣體洗滌區(qū)，并延伸到液體漿液中，在形成并保持液體漿液密封所需的正常深度以下，因此基本上排除煙道氣泄漏到反應(yīng)區(qū)中，同時(shí)使部分反應(yīng)的液體漿液反應(yīng)物和洗滌的產(chǎn)物能排放到反應(yīng)區(qū)中。
文檔編號(hào)F23J15/04GK102039088SQ201010518098
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者D·K·麥克唐納, K·J·羅杰斯 申請(qǐng)人:巴布科克和威爾科克斯能量產(chǎn)生集團(tuán)公司