本發(fā)明涉及使用基于包含鈣化合物的懸浮液的吸收劑處理煙氣流而降低煙氣中SOx含量的方法，以及實(shí)施所述方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
這種類型的方法和設(shè)備尤其可用來(lái)對(duì)化石燃料火力發(fā)電廠或者垃圾焚燒時(shí)產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行脫硫。這些廢氣或煙氣具有很多有害物質(zhì)，例如SOx。從環(huán)境保護(hù)角度來(lái)看，需要減少排放這些物質(zhì)到大氣中，因此將其從廢氣中分離是絕對(duì)必要的。
煙氣的脫硫根據(jù)以下基本原理進(jìn)行：將未凈化的煙氣引入煙氣洗滌器中，在洗滌區(qū)域或吸收區(qū)域中用水和石灰石的混合物進(jìn)行噴淋，由此通過(guò)化學(xué)反應(yīng)盡可能地吸收二氧化硫。在此，氣態(tài)二氧化硫首先溶解于吸收液中。通過(guò)二氧化硫與石灰石的反應(yīng)最終產(chǎn)生亞硫酸鈣和CO2。在洗滌塔的下部，帶有亞硫酸鈣的洗滌劑懸浮液或者吸收劑懸浮液積聚于吸收器液池(Absorbersumpf)中。通過(guò)吹入空氣產(chǎn)生石膏懸浮液，可以借助攪拌器使其懸浮以避免其在吸收器液池中沉淀。
通過(guò)使用石灰石懸浮液對(duì)來(lái)自燃煤電廠的煙氣進(jìn)行濕法脫硫是目前以單回路法或以雙回路法進(jìn)行的方法。
單回路法通常將煙氣在中部引入吸收器之中，煙氣以向上的方向流過(guò)吸收器并且在上部區(qū)域中重新離開(kāi)吸收器。將洗滌懸浮液借助循環(huán)泵從吸收器液池輸送到霧化層(Sprühebenen)，通過(guò)吸收器中的噴嘴噴射，并以逆流方式洗滌煙氣。在進(jìn)行SO2吸收之后，液滴重新落入吸收器液池，使得洗滌懸浮液的(單)回路閉合。
在雙回路法中，將吸收區(qū)劃分為通常相互疊加布置的兩個(gè)區(qū)域。煙氣向上依次流過(guò)所述區(qū)域。洗滌懸浮液逆流運(yùn)動(dòng)，但在吸收區(qū)的中部重 新截取洗滌懸浮液，從而產(chǎn)生兩個(gè)相互間大體上獨(dú)立的洗滌懸浮液循環(huán)回路。將石灰石懸浮液(主要)送入上部循環(huán)回路，從下部循環(huán)回路抽出石膏。通過(guò)將懸浮液從上部循環(huán)回路轉(zhuǎn)移到下部循環(huán)回路而控制吸收器。
在DE 29 44 536和DE 30 11 592中描述了一種方法，其中接收第二上部循環(huán)回路的用過(guò)的吸收劑的至少一部分并通過(guò)接收裝置和回流裝置將其送回吸收器供料容器。
由DE 43 45 364已知，在這樣的雙回路洗滌器中，將第二(上部)循環(huán)回路的用過(guò)的吸收劑送回吸收劑的容器中，并在這里繼續(xù)硫氧化物化合物與鈣化合物之間的反應(yīng)。
DE-A-196 01 193涉及一種方法，其中在洗滌器內(nèi)部的上部開(kāi)放式容器中儲(chǔ)存吸收劑，并且在洗滌過(guò)程之后重新在所述容器中接收至少部分吸收劑，其中容器中的液位高于洗滌器液池中的液位。
DE 10 2010 002 768 A1描述了不同的方法。圖2涉及用于單回路法的設(shè)備。圖1涉及用于雙回路法的設(shè)備，其中由安裝于下部噴霧裝置上方的收集裝置接收上部區(qū)段中噴射的吸收劑，并且將其重新送回上部噴霧裝置，并因此(幾乎)完全與下部循環(huán)回路保持分開(kāi)。圖3涉及用于雙回路法的設(shè)備，其中將上部區(qū)段中噴射的吸收劑與從下方噴霧裝置噴射的吸收劑接收在一起。吸收劑進(jìn)入吸收器液池，并且從這里分成兩個(gè)支流，以便直接供料給下部和上部的噴霧裝置。
本發(fā)明的任務(wù)在于，更加有效地進(jìn)行煙氣的濕法脫硫，并且實(shí)現(xiàn)更高的煙氣凈化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
所述技術(shù)任務(wù)通過(guò)使用基于包含鈣化合物的懸浮液的吸收劑處理煙氣流而降低煙氣中SOx含量的方法得以解決，其中所述煙氣首先流過(guò)煙氣洗滌器的第一區(qū)域，然后流過(guò)煙氣洗滌器的第二區(qū)域，其中將煙氣在第一區(qū)域中并且在隨后的第二區(qū)域中用吸收劑噴淋，其中根據(jù)本發(fā)明，在第一區(qū)域中霧化的吸收劑的pH值低于在第二區(qū)域中霧化的吸收劑的pH值，并且聯(lián)合接收在第一區(qū)域中和在第二區(qū)域中霧化的吸收劑。
在一種優(yōu)選的方法中，在第一區(qū)域中霧化的吸收劑的pH值為4.5～5.9，并且在第二區(qū)域中霧化的吸收劑的pH值為5.0～6.8。
此外優(yōu)選的一種方法是，其中在第一循環(huán)回路中將煙氣洗滌器中的煙氣在煙氣流的第一區(qū)域中用吸收劑噴淋，吸收劑進(jìn)入吸收器液池中，并將吸收劑的第一支流從吸收器液池直接送入煙氣洗滌器的第一區(qū)域中用于再次霧化，其中所述方法包括第二吸收劑循環(huán)回路，其中將吸收劑的第二支流從吸收器液池送入位于吸收器液池下游的第二吸收劑接受容器中，然后在煙氣流的第二區(qū)域中霧化，并且使吸收劑與在第一區(qū)域中霧化的吸收劑一起返回吸收器液池中。
在另一優(yōu)選的方法中，煙氣洗滌器具有用于霧化吸收劑的噴霧裝置，和用于接受吸收劑的吸收器液池，其中煙氣自下而上流過(guò)煙氣洗滌器并且用從第一噴霧裝置和從第二噴霧裝置噴射的吸收劑噴淋，吸收劑進(jìn)入吸收器液池中并且將吸收劑的第一支流直接從吸收器液池送入煙氣洗滌器中用于霧化，
其中，將吸收劑的第二支流從吸收器液池送入位于吸收器液池下游的第二吸收劑接受容器中，然后在煙氣洗滌器中借助第二噴霧裝置霧化，并且重新進(jìn)入吸收器液池中，
其中，第二噴霧裝置位于第一噴霧裝置上方，并且以煙氣流為參考位于第一噴霧裝置的下游。
此外，在第一噴霧裝置中霧化的吸收劑的pH值低于在第二噴霧裝置中霧化的吸收劑的pH值。如此，在第一噴霧裝置中霧化的吸收劑的pH值為4.5～5.9，在第二噴霧裝置中霧化的吸收劑的pH值為5.0～6.8。
吸收器液池中的吸收劑的pH值低于下游的第二吸收劑接受容器中的吸收劑的pH值。如此，吸收器液池中的吸收劑的pH值為4.5～5.9，且第二吸收劑接受容器中的吸收劑的pH值為5.0～6.8。
在另一優(yōu)選的方法中，向吸收器液池中和向位于吸收器液池下游的第二吸收劑接受容器中送入用于氧化的空氣或氧氣。
此外還優(yōu)選的是，將基于包含鈣化合物的懸浮液的新鮮吸收劑連續(xù)地或不連續(xù)地送入吸收器液池中。特別優(yōu)選將基于包含鈣化合物的新鮮 吸收劑連續(xù)地或不連續(xù)地送入吸收器液池中和位于吸收器液池下游的吸收劑接受容器中。
在一個(gè)非常特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，將基于包含鈣化合物的懸浮液的新鮮吸收劑以及用于氧化的空氣或氧氣連續(xù)地或不連續(xù)地送入吸收器液池中和位于吸收器液池下游的第二吸收劑接受容器中。
如已述及，根據(jù)本發(fā)明將煙氣在煙氣流的第一區(qū)域中和在隨后的第二區(qū)域中用吸收劑噴淋，其中在第一區(qū)域中霧化的吸收劑的pH值低于在第二區(qū)域中霧化的吸收劑的pH值。將在第一和在第二區(qū)域中霧化的吸收劑聯(lián)合接收和收集并且聯(lián)合進(jìn)入吸收器液池。這意味著，基本上全部在第二區(qū)域中霧化的吸收劑，即，將在第二區(qū)域中霧化和再循環(huán)的吸收劑的至少90％、優(yōu)選至少95％、更優(yōu)選至少98％、還更優(yōu)選至少99％與在第一區(qū)域中霧化的吸收劑收集在一起，并且直接進(jìn)入吸收器液池中。
本發(fā)明還提供一種設(shè)備，其采用基于包含鈣化合物的懸浮液的吸收劑處理煙氣流，其中所述設(shè)備具有容器，布置于所述容器中的用于霧化吸收劑的第一和第二噴霧裝置，其中所述第二噴霧裝置位于所述第一噴霧裝置上方，所述設(shè)備還具有吸收器液池和用于接受吸收劑的位于吸收器液池下游的第二吸收劑接受容器，其中在吸收器液池上方和第一噴霧裝置下方設(shè)置用于煙氣流的氣體入口，其中設(shè)置兩個(gè)吸收劑循環(huán)回路，其中在第一吸收劑循環(huán)回路中將吸收劑的第一支流直接從吸收器液池送至第一噴霧裝置用于霧化，和將吸收劑的第二支流從吸收器液池送至位于吸收器液池下游的第二吸收劑接受容器，并且從那里送至第二噴霧裝置，其中將在第一和第二噴霧裝置中霧化的吸收劑流送回吸收器液池中。
根據(jù)本發(fā)明，位于吸收器液池下游的第二吸收劑接受容器是與吸收器液池分開(kāi)的容器，所述容器與吸收器液池流體連接。在最簡(jiǎn)單的實(shí)施方式中，吸收器液池與下游的第二吸收劑接受容器之間的連接為管線。吸收器液池與下游的第二吸收劑接受容器之間的連接也可以配備泵，所述泵將吸收劑送至下游的第二吸收劑接受容器。
在一種優(yōu)選的設(shè)備中，吸收器液池和位于吸收器液池下游的第二吸收劑接受容器具有一個(gè)或多個(gè)供料裝置，用于供應(yīng)用于氧化的空氣或氧 氣。
在另一種優(yōu)選的設(shè)備中，吸收器液池具有一個(gè)或多個(gè)供料裝置，用于供給基于包含鈣化合物的懸浮液的新鮮吸收劑。特別優(yōu)選的是一種設(shè)備，其中吸收器液池和位于吸收器液池下游的第二吸收劑接受容器各自具有一個(gè)或多個(gè)供料裝置，用于供給基于包含鈣化合物的懸浮液的新鮮吸收劑。
在一種優(yōu)選的設(shè)備中設(shè)計(jì)為，吸收器液池和第二容器各自設(shè)置有氧化空氣進(jìn)料和新鮮吸收劑的進(jìn)料。
在另一種優(yōu)選的設(shè)備中，在第二噴霧裝置上方設(shè)置液滴分離器。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備優(yōu)選尤其在第一和第二噴霧裝置之間不具有分隔，即，將第一和第二噴霧裝置布置在容器的相同空間中，從而將在第一和第二噴霧裝置中霧化的吸收劑聯(lián)合收集并且一起進(jìn)入吸收器液池中。
用于濕法煙氣脫硫的所述新方法或者用于實(shí)施該方法的新設(shè)備將單回路洗滌器和雙回路洗滌器的優(yōu)點(diǎn)彼此結(jié)合。通過(guò)劃分吸收器液池可以控制兩種不同pH值的吸收劑。這意味著第一吸收劑循環(huán)回路中的pH值低于單回路洗滌器常見(jiàn)的pH值并且第二循環(huán)回路中的pH值高于單回路洗滌器常見(jiàn)的pH值，因此可以明顯更有效地完成吸收器的首要任務(wù)。
石灰石的溶解在第一吸收器液池中的較低pH值的情況下明顯較快，從而在第一吸收器液池中實(shí)現(xiàn)了提高的溶解度。這導(dǎo)致石膏的碳酸鹽含量下降，并且必然提供明顯更少的反應(yīng)體積(液池體積)來(lái)溶解石灰石。在位于(第一)吸收器液池下游的吸收劑的第二接受容器中，pH值高于(第一)吸收器液池。已由于物質(zhì)(SO2)隨后溶于來(lái)自吸收器液池的吸收劑之中，在下游的吸收劑接受容器中出現(xiàn)較高的pH值。優(yōu)選地，可以在下游的吸收劑接受容器中將pH值首先主動(dòng)調(diào)整到比第一循環(huán)回路中或者吸收器液池中更高的值。下游吸收劑接受容器中或者第二循環(huán)回路中的較高的pH值導(dǎo)致可以明顯更有效地進(jìn)行SO2吸收。尤其在煙氣精凈化區(qū)域中可以看出第二循環(huán)回路中吸收劑的升高的pH值的積極影響，因此從第二吸收劑接受容器對(duì)上部霧化層進(jìn)行施加。
本發(fā)明的另一有利之處在于省略為吸收器中的洗滌懸浮液或者吸收劑安裝收集設(shè)備，使得煙氣可以無(wú)阻礙地流過(guò)吸收器。由此降低壓力損失，并且可以使得煙氣在橫斷面上均勻分布。這同樣導(dǎo)致提高的總體凈化。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的情況下，將煙氣在第一區(qū)域中和在隨后的第二區(qū)域中用吸收劑噴淋。根據(jù)本發(fā)明，在這種情況下，在第一區(qū)域中霧化的吸收劑的pH值低于在第二區(qū)域中霧化的吸收劑的pH值。將在第一區(qū)域中和在第二區(qū)域中霧化的吸收劑聯(lián)合接收或者收集，并且聯(lián)合進(jìn)入吸收器液池。與現(xiàn)有技術(shù)中所描述的雙回路法相反，在第二循環(huán)回路中霧化的吸收劑或者通過(guò)第二噴霧裝置霧化的吸收劑根據(jù)本發(fā)明并不與在第一循環(huán)回路中霧化的吸收劑分開(kāi)地或者并不與通過(guò)第一噴霧裝置霧化的吸收劑分開(kāi)地接收和排出。這意味著根據(jù)本發(fā)明，在第一區(qū)域中和在第二區(qū)域中霧化的吸收劑一起進(jìn)入吸收器液池并且混合。
有利地和優(yōu)選的是，為這兩個(gè)吸收劑接受容器、吸收器液池和下游的吸收劑接受容器配備攪拌器。
通過(guò)將吸收器液池劃分為兩個(gè)串聯(lián)連接的攪拌容器，可以在維持液池功效不變的情況下明顯減小總體積，使得這兩個(gè)液池的體積合計(jì)小于常規(guī)單回路洗滌器的體積。盡管減小了液池體積，但仍可以保持重要工藝物質(zhì)(石灰石，石膏)的有效停留時(shí)間，甚至可以針對(duì)性地彼此獨(dú)立地對(duì)其進(jìn)行控制。
通過(guò)第二吸收劑接受容器的放大能夠節(jié)省發(fā)電廠的應(yīng)急排空容器，由此產(chǎn)生更多成本優(yōu)勢(shì)。應(yīng)急排空容器基本上保持不使用狀態(tài)，并且在修正情況下接受吸收器內(nèi)容物，以便能夠隨后在裝置啟動(dòng)時(shí)重新使用吸收劑。在使用本發(fā)明的方法的情況下(其中使用兩個(gè)吸收劑接受容器，吸收器液池和下游的吸收劑接受容器)，則應(yīng)急排空容器并非必需，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)兩個(gè)液池之間的閥門(mén)使得第二液池保持填滿。如有需要，可以處置過(guò)量的液體。
此外也可以在現(xiàn)有裝置上加裝上文所述的具有兩個(gè)吸收劑接受容器的煙氣脫硫裝置技術(shù)(REA)。如果現(xiàn)有裝置的吸收器液池尺寸太小并且 應(yīng)加裝另外的霧化層，則可以通過(guò)安裝第二吸收劑接受容器另外提高裝置的總體分離功效。
附圖說(shuō)明
圖1是示出用于處理煙氣流的設(shè)備的圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出了用于處理煙氣流的設(shè)備。在所述圖中示出的煙氣洗滌器具有容器1，在其根部形成吸收器液池4。容器1在吸收器液池4上方設(shè)有用于待處理的氣體的入口6。為了形成第一洗滌階段，與洗滌器液池4的表面相隔一定距離設(shè)置在附圖中示意性繪出的第一噴霧裝置2。通過(guò)一個(gè)或多個(gè)泵9使來(lái)自吸收器液池4的吸收劑循環(huán)供料。
將第二噴霧裝置3布置在第一噴霧裝置2上方。噴霧裝置2，3可以具有一個(gè)或者多個(gè)霧化層，其中在附圖中描繪了用于第一噴霧裝置2的兩個(gè)霧化層和用于第二噴霧裝置3的兩個(gè)霧化層。為第二噴霧裝置3供給吸收劑，將所述吸收劑通過(guò)第二吸收劑接受容器5、一個(gè)或者多個(gè)泵10、第二噴霧裝置3、吸收器液池4和連接管線18向第二吸收劑接受容器5形成循環(huán)。在第二噴霧裝置3上方布置液滴分離器19，所述液滴分離器將氣體夾帶的液體分離并且重新供給至工藝，即，經(jīng)分離的液體進(jìn)入吸收器液池4。相應(yīng)地將所述氣體除濕。
在附圖中所示出的實(shí)施方式中，在進(jìn)行脫硫時(shí)通過(guò)供料裝置11，12將新鮮的含堿吸收劑懸浮液供給至吸收器液池4以及第二吸收劑接受容器5。吸收器液池4以及第二吸收劑接受容器5配備一個(gè)或者多個(gè)攪拌器7，8。
為了產(chǎn)生石膏，通過(guò)供料裝置15，16另外將氧化空氣供給至吸收器液池4和第二吸收劑接受容器5。在13或14處從吸收器液池4和第二吸收劑接受容器5取出含石膏的懸浮液。在容器2的上端通過(guò)氣體排出接頭17取出經(jīng)處理的氣體。
附圖標(biāo)記列表
1 容器
2 第一噴霧裝置
3 第二噴霧裝置
4 吸收器液池
5 吸收劑接受容器
6 煙氣的入口
7 (吸收器液池的)攪拌器
8 (吸收劑接受容器的)攪拌器
9 泵(第1循環(huán)回路)
10 泵(第2循環(huán)回路)
11 供給含鈣的吸收劑(至吸收器液池)
12 供給含鈣的吸收劑(至吸收劑接受容器)
13 石膏排出口(從吸收器液池)
14 石膏排出口(從吸收劑接受容器)
15 供給氧化空氣(至吸收器液池)
16 供給氧化空氣(至吸收劑接受容器)
17 氣體排出接頭
18 吸收器液池與吸收劑接受容器之間的連接管線
19 液滴分離器