專利名稱：具有基本水平通流的煙道氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于凈化廢氣、尤其是凈化煤發(fā)電站等的煙道氣的裝置和方法。
凈化裝置是已知的。通常它們包括具有洗滌液噴嘴、洗滌液槽和吸收區(qū)的洗滌柱，其中洗滌液噴嘴通常被布置在幾個(gè)高度上，洗滌液槽收集洗滌液，吸收區(qū)在洗滌柱的圓筒形容器內(nèi)部從洗滌液槽向著頂部的洗滌液噴嘴高度延伸。煙道氣被引入到洗滌柱內(nèi)吸收區(qū)的下段，從這里基本垂直地向上流動(dòng)，并通過洗滌液噴嘴上方設(shè)置的出口離開洗滌柱。在通過洗滌柱的過程中，煙道氣與從洗滌液噴嘴出來的洗滌液接觸并被凈化，這在下文中描述。這種凈化裝置例如可從DE-A-10058 548中了解。
除了水外，洗滌液還優(yōu)選包含堿土，其與煙道氣中存在的硫氧化物和洗滌柱中產(chǎn)生的硫氧化物反應(yīng)。尤其使用氧化鈣形式的石灰、氫氧化鈣、碳酸鈣等。
堿土與煙道氣中存在的硫氧化物反應(yīng)至基本為亞硫酸鈣，其結(jié)合在洗滌液中。按照這種方式，煙道氣被凈化掉不想要的硫氧化物，然后流出凈化裝置。但是，包含有在其中保持懸浮的亞硫酸鈣粒子的洗滌液流入到洗滌液槽中，并在那里被收集。
在煙道氣凈化過程中產(chǎn)生的硫酸鈣具有與天然石膏類似的確定性質(zhì)。因此它是煙道氣凈化過程所需要的副產(chǎn)物，其可從洗滌液槽中收集的洗滌液中得到。硫酸鈣粒子與洗滌液一起從洗滌液槽中被移出，然后在隨后的過程中從洗滌液中提取出。然后硫酸鈣可進(jìn)一步被加工成材料，尤其是建筑材料。
獲得硫酸鈣的問題最終在于，通過洗滌液與煙道氣的反應(yīng)不僅產(chǎn)生硫酸鈣，而且產(chǎn)生不想要的副產(chǎn)物，例如亞硫酸鹽，尤其是亞硫酸鈣，它使硫酸鈣不純，并因此使質(zhì)量變差。
為了降低洗滌液槽中存在的洗滌液中這些不想要的亞硫酸鹽部分，US-A-4 539 184提出以空氣等形式引入氧到洗滌液槽的至少一個(gè)區(qū)域，以將那里存在的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。
當(dāng)從洗滌液槽中移出洗滌液以獲得硫酸鈣時(shí)，為了獲得良好質(zhì)量的硫酸鈣，必須注意在洗滌液槽中收集的洗滌液中包含盡可能少的堿土。
因此，混合到洗滌液中的幾乎全部堿土都應(yīng)在煙道氣凈化過程中與要被凈化的煙道氣中包含的硫氧化物反應(yīng)。
通過不同措施可得到堿土的這種完全反應(yīng)，這些措施也可同時(shí)實(shí)施。
另一方面，為了提高相應(yīng)反應(yīng)的幾率，可爭(zhēng)取反應(yīng)參與物之間的改進(jìn)反應(yīng)。
從堿土和硫氧化物到亞硫酸鈣的反應(yīng)通過在洗滌液和煙道氣之間的接觸表面處擴(kuò)散和/或溶解實(shí)現(xiàn)。因此，接觸表面越大，就越能更好地實(shí)現(xiàn)反應(yīng)。接觸表面與離開洗滌液噴嘴的洗滌液液滴的大小或直徑成反比。因此，CA-A-1 251 919中提出利用洗滌液噴嘴盡可能細(xì)地霧化洗滌液，以按照這種方式減小洗滌液液滴的大小，并相應(yīng)增加洗滌液和要被凈化的煙道氣之間的總接觸表面。
還可通過延長(zhǎng)洗滌液在洗滌柱吸收區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間，以便給予堿土足夠的機(jī)會(huì)與煙道氣中的硫氧化物反應(yīng)，從而獲得煙道氣凈化過程中堿土的更好反應(yīng)。按照這種方式，增加了每一個(gè)堿土粒子參與這種反應(yīng)的幾率。為了增加洗滌液在洗滌柱吸收區(qū)中的停留時(shí)間，例如CA-A-1 252 919提出使洗滌液在洗滌液槽和洗滌液噴嘴之間循環(huán)幾次，從而洗滌液更多次地通過洗滌柱的吸收區(qū)。
另外，在凈化裝置的吸收區(qū)中發(fā)生的反應(yīng)還受通過吸收區(qū)的煙道氣流影響。即煙道氣在吸收區(qū)中停留越長(zhǎng)，通過吸收區(qū)的煙道氣流越均勻，硫氧化物沉淀并因此反應(yīng)成硫酸鈣就越好。
在這點(diǎn)上，DE-A-100 58 548描述了作為煙道氣凈化裝置的洗滌柱，其中煙道氣通過兩個(gè)煙道氣進(jìn)口供應(yīng)到吸收區(qū)，兩個(gè)煙道氣進(jìn)口被設(shè)置在洗滌柱的相對(duì)殼部位的同一高度上，并在相同的方向上以大致相切的方向流入到吸收區(qū)內(nèi)。這里，兩個(gè)煙道氣進(jìn)口具有突出到洗滌柱圓筒內(nèi)部的端截面，并保護(hù)煙道氣進(jìn)口不受容器中環(huán)形氣流的影響。具有獨(dú)立的煙道氣通道、電力過濾器和排風(fēng)機(jī)的煙道氣供應(yīng)管連接到每個(gè)煙道氣進(jìn)口上。在鍋爐燃燒系統(tǒng)的滿負(fù)荷操作中，煙道氣通過兩個(gè)供應(yīng)管供應(yīng)到洗滌柱。在部分負(fù)荷操作中，只使兩個(gè)供應(yīng)管中的一個(gè)運(yùn)行。在全負(fù)荷操作和部分負(fù)荷操作兩者中，在吸收區(qū)的下部得到煙道氣的循環(huán)流，通過洗滌液的沖洗，該循環(huán)流向著吸收區(qū)的上部減速并變成垂直煙道氣流。由于這種煙道氣供應(yīng)和按照這種方式獲得的吸收區(qū)內(nèi)部的煙道氣流，硫氧化物的沉淀和相應(yīng)的凈化過程得到改善。但是，缺點(diǎn)是煙道氣供應(yīng)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，并且吸收區(qū)內(nèi)部的流不均勻。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供克服上述缺陷的煙道氣凈化裝置和方法。
根據(jù)本發(fā)明，通過權(quán)利要求1的煙道氣凈化裝置和通過權(quán)利要求7的煙道氣凈化方法達(dá)到該目的。
根據(jù)本發(fā)明，煙道氣凈化裝置包括具有吸收區(qū)的容器，供應(yīng)的煙道氣以基本水平的方向流過吸收區(qū)。與DE-A-100 58 548相比，煙道氣因此不是被引入到吸收區(qū)側(cè)面區(qū)域的下部，然后不是螺旋向上即基本在垂直的方向上到達(dá)吸收區(qū)的上部，在那里它在其上面離開洗滌柱，而是基本在水平方向上流過吸收區(qū)，即在一側(cè)進(jìn)入吸收區(qū)，而在另一側(cè)離開吸收區(qū)?；舅搅鬟^吸收區(qū)的優(yōu)點(diǎn)在于可實(shí)現(xiàn)非常均勻的流，這又允許吸收區(qū)中改善的硫氧化物沉淀。另外，可省略復(fù)雜和昂貴的煙道氣供應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，吸收區(qū)的煙道氣進(jìn)口和煙道氣出口彼此相對(duì)，以在吸收區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)盡可能均勻的煙道氣流。
此外，平行六面體形式的容器是優(yōu)選的，因?yàn)檠b置如洗滌液噴嘴、氧化裝置等通常比在曲面上更容易地固定到平面上。
另外，優(yōu)選本發(fā)明裝置包括泵裝置，其將洗滌液從洗滌液槽泵送到洗滌液噴嘴，由此在裝置中產(chǎn)生洗滌液的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。由于洗滌液的這種循環(huán)，確保了洗滌液幾次通過發(fā)生煙道氣凈化的裝置吸收區(qū)。因而能確保洗滌液中存在的至少大部分添加劑與煙道氣中存在的硫氧化物反應(yīng)，從而具有低添加劑濃度的洗滌液被收集在洗滌槽中。這在獲得硫酸鈣方面是有利的。
根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，裝置還包括洗滌液分析儀，利用它可分析洗滌液的組成、pH值等。根據(jù)按這種方式得到的洗滌液分析結(jié)果，例如可確定應(yīng)從洗滌液槽中提取洗滌液以獲得硫酸鈣的時(shí)刻，即當(dāng)洗滌液槽包含具有所需組成等的洗滌液時(shí)。為了在任何時(shí)候都能傳送實(shí)際結(jié)果，洗滌液分析儀優(yōu)選連續(xù)工作。
根據(jù)洗滌液的分析結(jié)果，還可確定應(yīng)以何種添加劑以何種量或濃度加入到洗滌液中的時(shí)刻。
最后，使容器的至少一側(cè)具有如下形式是有利的，使得吸收區(qū)的體積從煙道氣進(jìn)口向煙道氣出口增加或減小，從而流過吸收區(qū)的煙道氣相應(yīng)地減速或加速，這又對(duì)吸收區(qū)內(nèi)煙道氣的停留時(shí)間有相應(yīng)的影響。所述的容器至少一側(cè)可為例如頂面、一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁、或它們的相應(yīng)組合。
在下文中，將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在附圖中

圖1為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第一實(shí)施方案的透視圖，圖2為圖1所示第一實(shí)施方案的側(cè)視圖，圖3為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第二實(shí)施方案的透視圖，圖4為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第三實(shí)施方案的透視圖，圖5為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第四實(shí)施方案的透視圖，和圖6為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第五實(shí)施方案的透視圖。
圖1顯示了本發(fā)明的煙道氣凈化裝置10第一實(shí)施方案的透視圖，其中裝置10的壁為了更好的觀察而被顯示為“透明”的，從而裝置10內(nèi)部的部件是可見的。此外，圖2至6所示的裝置也是如此。煙道氣優(yōu)選為煤發(fā)電站等的煙道氣。裝置10包括容器12，容器12優(yōu)選具有平行六面體形式。在容器12的上部，排列洗滌液噴嘴14，它們可被放在不同的高度上并沿不同的方向取向，例如水平或垂直，其中洗滌液噴嘴14的水平方向是優(yōu)選的。在容器12的下部，提供用于容納洗滌液的洗滌液槽16。在所述洗滌液噴嘴14和所述洗滌液槽16之間，容器12包括吸收區(qū)18，在裝置10的操作狀態(tài)時(shí)，要被凈化的煙道氣經(jīng)過進(jìn)口17沿箭頭A的方向基本水平并基本恒速地引入到吸收區(qū)18，并通過出口19流出。利用泵裝置20經(jīng)由管21將洗滌液泵送到所述洗滌液噴嘴14，并通過這些噴嘴以霧化成細(xì)霧的形式送到流過所述吸收區(qū)18的煙道氣上。洗滌液中包含的堿土如碳酸鈣與煙道氣中的硫氧化物反應(yīng)，借此基本形成亞硫酸鈣，其又結(jié)合在洗滌液中。按照這種方式，流過所述吸收區(qū)18的煙道氣被凈化。通過所述吸收區(qū)18的基本水平的煙道氣流具有可獲得非常均勻的流的優(yōu)點(diǎn)，這又能改善所述吸收區(qū)18中的硫氧化物沉淀。
離開所述吸收區(qū)18并包含亞硫酸鈣的洗滌液在所述洗滌液槽16中聚集。其在那里用未示出的洗滌液分析儀分析，即測(cè)定洗滌液的組成和/或洗滌液的pH值。
如果所述洗滌液槽16所含洗滌液的參數(shù)(用未示出的分析儀測(cè)定)與獲得硫酸鈣所需的洗滌液參數(shù)一致，則從所述洗滌液槽16中提取出洗滌液。管22即使未示出，但仍包括提取洗滌液所需的裝置，例如閥、泵等。
優(yōu)選在所述洗滌液槽16中提供氧化裝置，以將那里存在的不想要的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。這里未示出的氧化裝置可為例如空氣形式的氧源，其中空氣優(yōu)選通過相應(yīng)的空氣出口水平供應(yīng)到所述洗滌液槽16中。
圖2顯示了圖1所示的本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第一實(shí)施方案的側(cè)視圖。在這個(gè)圖中，可觀察到洗滌液噴嘴14被布置在不同高度上。
圖3為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置另一實(shí)施方案的透視圖。圖3所示的裝置10基本不同于圖1和2所示的裝置10，在于頂面24向內(nèi)成一定角度，從而吸收區(qū)18的體積從煙道氣進(jìn)口17向著煙道氣出口19變小。在這個(gè)示例性實(shí)施方案中，煙道氣進(jìn)口17還比煙道氣出口19大。由于容器12以及煙道氣進(jìn)口和煙道氣出口17和19的這種形式，流過吸收區(qū)18的煙道氣在容器12中被加速，使得煙道氣的速度提高，因此容器12中和相應(yīng)吸收區(qū)18中的停留時(shí)間縮短。
圖4顯示了本發(fā)明的煙道氣凈化裝置的又一實(shí)施方案。與圖3所示的裝置相比，容器12的頂面24向外成一定角度，從而吸收區(qū)18的體積從煙道氣進(jìn)口17向著煙道氣出口19增加，其中煙道氣進(jìn)口17相應(yīng)地比煙道氣出口19小。按照這種方式，煙道氣在通過容器12吸收區(qū)18的過程中從煙道氣進(jìn)口17向著煙道氣出口19減壓，從而其速度降低和因此其在吸收區(qū)18中的停留時(shí)間延長(zhǎng)。
圖5為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第四實(shí)施方案的透視圖。該實(shí)施方案基本對(duì)應(yīng)于圖4所示的實(shí)施方案，從而根據(jù)圖5，容器12的側(cè)壁取代容器12的所述頂面24向外成一定角度，從而吸收區(qū)的體積從煙道氣進(jìn)口17向著煙道氣出口19增加。
最后，圖6為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第五實(shí)施方案的透視圖，其基本類似于圖3所示的實(shí)施方案，除了容器12的側(cè)壁取代容器12的頂面24向內(nèi)成一定角度的事實(shí)，從而吸收區(qū)18的體積從煙道氣進(jìn)口17向著煙道氣出口19減小。
圖1至6中所示的本發(fā)明裝置實(shí)施方案分別在洗滌液槽中包括氧化裝置，為簡(jiǎn)化問題，該氧化裝置在圖中未示出。利用該氧化裝置，氧氣被引入到洗滌液槽中，其與亞硫酸鈣反應(yīng)生成硫酸鈣。
另外，本發(fā)明的裝置和本發(fā)明的方法還可在水泥工業(yè)中或通常在使用礦物燃料的發(fā)電站中用于例如脫鹽。
應(yīng)認(rèn)識(shí)到上述優(yōu)選實(shí)施方案是非限制性的，只要不脫離由附加權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍，其它改變和變化都是可能的。
引用數(shù)字列表10裝置12容器14洗滌液噴嘴16洗滌液槽17進(jìn)口18吸收區(qū)19出口20泵裝置21管22管24頂面
權(quán)利要求
1.一種煙道氣凈化裝置，包括具有吸收區(qū)(18)的容器(12)，供應(yīng)的煙道氣可以以基本水平的方向流過該吸收區(qū)(18)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述吸收區(qū)(18)包括彼此基本相對(duì)的煙道氣進(jìn)口(17)和煙道氣出口(19)。
3.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的裝置，其中所述容器(12)基本上為平行六面體。
4.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的裝置，其包括泵裝置(20)。
5.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的裝置，其包括洗滌液分析儀。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中洗滌液分析儀連續(xù)分析洗滌液樣品。
7.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的裝置，其中使所述容器(12)的至少一側(cè)具有如下形式，使得所述吸收區(qū)(18)的體積從煙道氣進(jìn)口(17)向著煙道氣出口(19)增加或減小。
8.一種使用前述權(quán)利要求中一項(xiàng)的裝置進(jìn)行煙道氣凈化的方法，其中以基本水平的方向引導(dǎo)煙道氣通過吸收區(qū)(18)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中將洗滌液從所述洗滌液槽(16)泵送到所述洗滌液噴嘴(14)。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其中根據(jù)洗滌液分析結(jié)果向洗滌液中加入添加劑。
11.如權(quán)利要求8至10中一項(xiàng)所述的方法，其中根據(jù)洗滌液分析結(jié)果從所述洗滌液槽(16)中提取洗滌液。
12.如權(quán)利要求8至10中一項(xiàng)所述的方法，其中被引導(dǎo)通過所述容器(12)的所述吸收區(qū)(18)的煙道氣被加速或減速。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種煙道氣凈化裝置，其包括具有吸收區(qū)的容器，供應(yīng)的煙道氣以基本水平的方向流過該吸收區(qū)。
文檔編號(hào)B01D53/78GK1833760SQ200510089678
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2005年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者特奧·里塞, 克里斯蒂安·莫澤 申請(qǐng)人:魯奇能捷斯公開股份有限公司