專利名稱：濕式煙道氣脫硫設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濕式煙道氣脫硫設(shè)備。更具體地說，本發(fā)明涉及一種經(jīng)濟(jì)的濕式煙道氣脫硫設(shè)備，其特點(diǎn)是設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)較低。
為了達(dá)到高的脫硫效率，傳統(tǒng)的濕式煙道氣脫硫設(shè)備通常有類似于圖4所示的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。例如，離開蒸汽鍋爐的煙道氣借助抽風(fēng)機(jī)(IDF)通過空氣預(yù)熱器和靜電沉降器，并進(jìn)入濕式煙道氣脫硫設(shè)備?？諝忸A(yù)熱器使燃燒空氣加熱，而靜電沉降器從煙道氣中除去煤灰等塵粒。
離開靜電沉降器的煙道氣用增壓鼓風(fēng)機(jī)增壓，并通過氣—?dú)饧訜崞?GGH)，在氣—?dú)饧訜崞髦袩煹罋獗焕鋮s下來，同時(shí)經(jīng)脫硫處理過的煙道氣被加熱，然后將煙道氣送入吸收塔。在吸收塔中經(jīng)處理過的并在氣—?dú)饧訜崞髦屑訜徇^的煙氣變得更輕，它們借助氣流作用通過高煙囪排放到更高的大氣中。
另一方面，在石灰石漿液槽中制備后，石灰漿液被送入吸收塔。在吸收塔中石灰漿液與煙道氣中包括SO2在內(nèi)的硫氧化物反應(yīng)，生成硫酸鈣漿液，留在吸收塔底部。吸收塔裝有格柵型填料層或其他類型填料層。石灰漿液向下流動通過這一填料層。煙道氣與吸收劑漿液并流通過填料床層，在填料層中氣體和液相發(fā)生接觸，漿液中的石灰組分與煙道氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)。
作為下一步，硫酸鈣漿液在離心分離器中脫水，得到硫酸鈣。在離心分離器中從硫酸鈣漿液中脫除的廢溶液在廢水處理設(shè)備中處理后被排放。
正如上面描述的，在傳統(tǒng)的濕式煙道氣脫硫設(shè)備的情況下，考慮到環(huán)保問題，脫硫率高達(dá)90—95％，而且經(jīng)處理的煙道氣被排放到更高的大氣中。
但是，為了用傳統(tǒng)的技術(shù)達(dá)到高的脫硫程度，方法的實(shí)施和單個(gè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)都是復(fù)雜的。為此，設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)都很高，而且操作還需要高的技能。
所以，當(dāng)較低的脫硫性能可接受時(shí)，特別是當(dāng)不需要生產(chǎn)高純度硫酸鈣副產(chǎn)品時(shí)，傳統(tǒng)的有優(yōu)良脫硫性能的濕式煙道氣脫硫設(shè)備在經(jīng)濟(jì)上可能是不適用的，如果考慮到設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用的話。此外，因?yàn)樾枰叩牟僮骷寄?，如果操作人員訓(xùn)練差，他們不能很好地進(jìn)行維修，這樣的設(shè)備就不能在高效率下操作。
另外，由于該體系和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，傳統(tǒng)的設(shè)備難以加到現(xiàn)有的熱電站裝置和其他裝置上。
目前，在迅速工業(yè)化的發(fā)展中國家，由煙道氣等引起的環(huán)境污染必須盡快解決。另外，因?yàn)槿丝诿芏认鄬^低，甚至通過使用相對較低效率的脫硫就可能使環(huán)境條件得到迅速改善。此外，因?yàn)檫@些國家沒有充裕的財(cái)政來源，強(qiáng)烈地需要廉價(jià)的設(shè)備。而且，在這些國家是否有能安裝在現(xiàn)有的造成空氣污染的系統(tǒng)如熱電站上的脫硫設(shè)備已變成一個(gè)重要問題。
因此，傳統(tǒng)的有高脫硫效率的濕式煙道氣脫硫設(shè)備不能為發(fā)展中國家的煙道氣處理問題提供一個(gè)迅速的在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上滿意的解決辦法。強(qiáng)烈需要得到這樣一種濕式煙道氣脫硫設(shè)備，其特點(diǎn)是脫硫效率較低(70—90％)、結(jié)構(gòu)簡單以及操作容易。
鑒于上面提出的問題，本發(fā)明的目的是要提供這樣一種濕式煙道氣脫硫設(shè)備，與傳統(tǒng)的濕式煙道氣脫硫設(shè)備相比，該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作容易。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種濕式煙道氣脫硫設(shè)備，在這一設(shè)備中煙道氣脫硫通過煙道氣和吸收劑漿液的氣/液接觸來實(shí)現(xiàn)；所述的設(shè)備包括一組合的吸收塔，該吸收塔在一單一的殼體內(nèi)包括一個(gè)裝吸收劑漿液的液體槽、一個(gè)濃縮槽(在該槽中吸收劑與煙道氣中的SO2之間的反應(yīng)產(chǎn)物通過沉降進(jìn)行濃縮)、一個(gè)吸收段(它在所述的液體槽的上方，在吸收段中通過煙道氣和吸收劑漿液之間的氣/液接觸進(jìn)行脫硫反應(yīng))、一些靠近所述吸收段下端安裝的噴咀(它們用來朝上方向噴射吸收劑漿液)以及一個(gè)煙囪段(它在所述的吸收段上方，用于使經(jīng)處理的煙道氣排放到大氣中)；在其中在所述的吸收段下部送入的所述的煙道氣與通過所述的噴咀噴入的吸收劑漿液接觸，而未反應(yīng)的吸收劑漿液部分和反應(yīng)產(chǎn)物漿液下沉并收集在所述的液體槽中，而反應(yīng)產(chǎn)物漿液從所述的液體槽送入所述的濃縮槽。
根據(jù)本發(fā)明，按常規(guī)用于濕式石灰—硫酸鈣法的石灰石(Ca-CO3)、熟石灰(Ca(OH)2)和生石灰(CaO)可用作吸收劑。
因?yàn)榱蛩徕}漿液在濃縮槽中的停留時(shí)間隨反應(yīng)產(chǎn)物漿液的濃縮比變化，它應(yīng)該用真正的反應(yīng)產(chǎn)物漿液通過實(shí)驗(yàn)來確定。而且，吸收劑漿液通過噴射噴咀的噴射高度、煙道氣的空床速率以及組合吸收塔的其他設(shè)計(jì)參數(shù)也應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)來確定。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選裝置中，用隔板將安裝在組合吸收塔底部的液體槽分開一部分構(gòu)成濃縮槽，而隔板上的開孔可使硫酸鈣漿液從液體槽流到濃縮槽中。
因此，因?yàn)橐后w槽和濃縮槽可裝在一個(gè)殼體中，所以結(jié)構(gòu)變簡單了。
在本發(fā)明另一優(yōu)選的裝置中，吸收劑料倉以及用于從吸收劑料倉進(jìn)料和分散粉末吸收劑的分布器(噴灑頭)安裝在吸收段的頂部。用氣動輸送提供到吸收劑料倉的粉末吸收劑通過噴灑頭分散在吸收段中，它下沉并與吸收段中的吸收劑漿液接觸，并懸浮在漿液中。
不需要使用在傳統(tǒng)的脫硫設(shè)備情況下需要的吸收劑漿液調(diào)節(jié)槽，因此設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡化了。
本發(fā)明的另一優(yōu)選的裝置其特點(diǎn)是在煙囪中安裝一煙霧捕集器。煙囪安裝在液體槽和吸收段的上方。煙霧捕集器捕獲的煙霧直接下落，并混合到吸收劑漿液中。因此，可以減少通過煙囪排放的煙霧數(shù)量。該煙霧捕集器可為任一類型煙霧捕集器，但若考慮到結(jié)構(gòu)簡單和煙道氣壓降低等要求，渦流捕集器是優(yōu)選的。
根據(jù)本發(fā)明，組合的吸收塔是立式的，有一單一的筒體。吸收塔的底部由裝有吸收劑漿液的液體槽以及濃縮槽組成。在濃縮槽中，吸收劑與煙道氣中SO2組分之間反應(yīng)生成的反應(yīng)產(chǎn)物漿液通過沉降被濃縮。在液體槽(或液體槽和濃縮槽)上方的中間段構(gòu)成吸收段，煙道氣和吸收劑漿液在吸收段中接觸。此外，煙囪安裝在吸收段的上方，用于將經(jīng)處理的煙道氣排放到大氣中。
所以，與吸收塔和煙囪通過導(dǎo)管連接的傳統(tǒng)設(shè)備相反，離開吸收段的經(jīng)過處理的煙道氣直接進(jìn)入煙囪。
通過噴咀向上噴射的吸收劑漿液在吸收段中開始向上運(yùn)動然后向下運(yùn)動，從下部送入吸收段的煙道氣與上升的吸收劑漿液以向上并流的方式接觸，而與下降的吸收劑漿液以逆流的方式接觸，同時(shí)煙道氣中的SO2與吸收劑反應(yīng)，生成反應(yīng)產(chǎn)物。
為了提供進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，參見圖3，通過噴咀噴射的吸收劑漿液向上流動分散在上升流中，達(dá)到最高點(diǎn)后下降。
下降的吸收劑漿液與向上噴射的吸收劑漿液相互碰撞，并分散成細(xì)滴。所以，氣/液相接觸的比表面積比傳統(tǒng)填料塔中要大。除了吸收劑漿液細(xì)分散外，煙道氣有效地混合到噴咀周圍吸收劑漿液的向上噴流中。因此，吸收劑漿液與煙道氣的混合是有效的，以致兩相的接觸變得更充分。由于上述兩個(gè)作用，本發(fā)明吸收段的體積可相當(dāng)小。
與傳統(tǒng)的填料床吸收塔相反，本發(fā)明的吸收段不需要洗滌或更換填料。而且因?yàn)樵谠O(shè)備中沒有運(yùn)動部件，因此不需要維修。所以，該設(shè)備的操作不需要熟練工人。而且，與傳統(tǒng)填料塔相比，煙道氣在吸收段中的壓降很低，因此不需要在傳統(tǒng)的濕式煙道氣脫硫設(shè)備中使用的增壓鼓風(fēng)機(jī)。
反應(yīng)產(chǎn)物通過自然沉降從產(chǎn)物漿液中沉降出來，因而不需要使用安裝在傳統(tǒng)脫硫設(shè)備中的產(chǎn)物脫水設(shè)備。例如，產(chǎn)物漿液被濃縮到這一程度，以致當(dāng)它與燒煤的熱電站得到的煤灰搓混時(shí)，可得到可用一般輸送固體設(shè)備輸送的糊狀物。
在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，就結(jié)構(gòu)簡單、操作容易而言，與傳統(tǒng)的濕式煙道氣脫硫設(shè)備相比，本發(fā)明的濕式煙道氣脫硫設(shè)備有如下優(yōu)點(diǎn)。
(1)因?yàn)殡x開吸收段的經(jīng)處理的煙道氣直接送入煙囪，因此不需要昂貴的氣—?dú)饧訜崞?，而且還可顯著縮短使安裝費(fèi)用增加的導(dǎo)管的長度。
(2)用有低壓降的吸收劑漿液噴射型吸收塔代替有較高壓降的填料床吸收塔。由單一抽風(fēng)機(jī)提供的出口壓力足以用于操作，因此不需要使用增壓鼓風(fēng)機(jī)。由于這一差別可減少設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用。
(3)由于硫酸鈣漿液可在濃縮槽中濃縮到大約60％(重)，并且與煤灰搓混可得到低流動性的廢料，因此不需要安裝脫水設(shè)備。另外，因?yàn)楫a(chǎn)物漿液可與煤灰一起處理，所以廢料處理的費(fèi)用僅稍有增加。
(4)與傳統(tǒng)的設(shè)備相比，在傳統(tǒng)的設(shè)備中為了處理在脫水設(shè)備中產(chǎn)生的廢水，需要廢水處理設(shè)備，而根據(jù)本發(fā)明，不需要這樣的設(shè)備，因此可減少設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用。而且，由于不需要在操作上易出故障的廢水處理設(shè)備，所以不需要使用熟練的操作人員。
根據(jù)上述，因?yàn)楸景l(fā)明的濕式煙道氣脫硫設(shè)備的特點(diǎn)是設(shè)備費(fèi)用較低和操作容易，因此它能滿足發(fā)展中國家或其他國家的需要。


圖1表示本發(fā)明一個(gè)濕式煙道氣脫硫設(shè)備實(shí)施方案的流程圖；圖2圖示圖1所示濕式煙道氣脫硫設(shè)備組合吸收塔；圖3為說明通過噴咀噴射的吸收劑漿液的狀態(tài)的示圖；以及圖4表示傳統(tǒng)的濕式煙道氣脫硫設(shè)備的流程圖。
參考這些附圖，在本發(fā)明的以下部分中將根據(jù)實(shí)施例更詳細(xì)地進(jìn)行說明。
圖1是本發(fā)明濕式煙道氣脫硫設(shè)備一個(gè)實(shí)施方案的示圖，而圖2是說明圖1所示濕式煙道氣脫硫設(shè)備組合吸收塔結(jié)構(gòu)的截面圖。
根據(jù)圖1中的實(shí)施方案濕式煙道氣脫硫設(shè)備10使用石灰石作吸收劑，而用石灰—硫酸鈣法從煙道氣中除去SO2。代替構(gòu)成圖4所示的傳統(tǒng)濕式煙道氣脫硫設(shè)備的一組由增壓鼓風(fēng)機(jī)(BUF)、氣—?dú)饧訜崞?GGH)、吸收塔、石灰石漿液調(diào)節(jié)槽、硫酸鈣脫水設(shè)備以及用于處理硫酸鈣脫水廢母液的廢水處理設(shè)備構(gòu)成的設(shè)備，本發(fā)明的設(shè)備10包括與煙囪組合的吸收塔12(以后簡稱煙囪/吸收塔)、用于濃縮硫酸鈣漿液與煤灰搓混的搓混機(jī)14以及與傳統(tǒng)設(shè)備類似的石灰石貯槽16。
離開熱電站燒煤鍋爐A的煙道氣用抽風(fēng)機(jī)抽吸，并通過預(yù)熱器B和靜電沉降器C，然后進(jìn)入本實(shí)施方案的煙囪/吸收塔12。
離開蒸汽鍋爐A的煙道氣在預(yù)熱器B中使燃燒用空氣預(yù)熱，同時(shí)使它冷卻，并進(jìn)入靜電沉降器C。在靜電沉降器C中從煙道氣中分離和除去煤灰和其他固體顆粒、并收集在煤灰貯槽D中。
用抽風(fēng)機(jī)E抽吸煙道氣，并進(jìn)入煙囪/吸收塔12的的吸收段。
正如在圖2中所示，煙囪/吸收塔12包括液體貯槽18、在貯槽上方的吸收段20以及在吸收段上方的煙囪22，它們組合成一立式塔形單一的筒體。在該結(jié)構(gòu)外，在吸收段20和煙囪22之間的適當(dāng)位置，安裝有一環(huán)狀吸收劑料倉24。
煙道氣通過裝在吸收段20下部的煙道氣進(jìn)氣管25進(jìn)入吸收段20，并在吸收段20內(nèi)上升。在吸收段20的底部裝有幾個(gè)石灰漿液噴咀26，在水平板上噴咀頭28等距離分布，用于將石灰漿液噴射到吸收段中。噴咀26向上安裝，以致石灰漿液朝上方向噴射。
吸收劑料倉24在吸收段20的頂部，并通過進(jìn)料器30從吸收劑料倉24取所需數(shù)量的吸收劑。此后吸收劑通過管線送到底部的貯槽18。用已知的氣動輸送設(shè)備將石灰石粉從石灰石貯槽16(見圖1)輸送到吸收劑料倉24。而且，代替或除了將吸收劑通過進(jìn)料器30送到底部的貯槽18外，將吸收劑分配器(未示出)安裝在吸收段的頂部，使粉狀吸收劑的分散成為可能。分散的吸收劑下沉，并與噴射的吸收劑漿液接觸而懸浮在漿液中。因此，單獨(dú)的吸收劑漿液調(diào)節(jié)槽變得不需要了。
貯槽18是被隔板34分成硫酸鈣漿液槽36和硫酸鈣漿液濃縮槽38(以后簡稱為濃縮槽)的單一槽。在硫酸鈣漿液槽36中裝有空氣噴咀40，噴射空氣以便產(chǎn)生混合，以防止硫酸鈣顆粒從保留的硫酸鈣漿液中沉降出來，也使生成的亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽。
漿液泵41安裝在連接硫酸鈣漿液槽36和噴咀頭28的管線中，以便從硫酸鈣漿液槽36向噴咀頭28提供硫酸鈣漿液。
在隔板34上的適當(dāng)位置有一便于硫酸鈣漿液從硫酸鈣漿液槽36流到濃縮槽38的開孔。為了通過自然沉降(重力)達(dá)到適當(dāng)?shù)臐饪s，濃縮槽38的體積要為硫酸鈣漿液提供足夠的停留時(shí)間。
在濃縮槽38下部裝有出口管46，經(jīng)濃縮的硫酸鈣漿液通過出口管46排放到輸送設(shè)備48，即帶式輸送器上(也參見圖1)。
而且，為了調(diào)節(jié)濃縮的程度，提供空氣的空氣進(jìn)口管44插入硫酸鈣漿液槽36。
如圖1所示，在輸送設(shè)備48的末端安裝有搓混機(jī)14，在搓混機(jī)中經(jīng)濃縮的硫酸鈣漿液與從煤灰貯槽D落下的煤灰搓混，得到的物料可用傳統(tǒng)的帶式輸送器處理，因?yàn)樗巡荒芰鲃印?br> 為了留住經(jīng)處理的煙道氣中所含的煙霧，在煙囪22的頂部安裝有煙霧捕集器50。煙霧捕集器50是傳統(tǒng)的渦流式煙霧捕集器。留住的煙霧作為液滴由于重力從煙霧捕集器50下落，這些液滴被噴射入吸收段20的石灰漿液所捕獲。
在脫硫設(shè)備10的實(shí)施方案中，可從煙道氣中除去70—90％SO2。
朝上方向噴射的硫酸鈣漿液通過噴咀26先上升達(dá)到某一高度，然后以相反的方向下降。在這一過程中，液滴相互碰撞，形成細(xì)顆粒。隨后，硫酸鈣漿液下落到位于吸收段20底部的硫酸鈣漿液槽36。煙道氣中的SO2氣體與硫酸鈣漿液中的石灰組分反應(yīng)生成亞硫酸鈣。在與送入的空氣進(jìn)一步反應(yīng)中，亞硫酸鈣被氧化成硫酸鈣，并生成硫酸鈣漿液。
含有未反應(yīng)的石灰和硫酸鈣的漿液下降到硫酸鈣漿液槽36，并通過開孔42流到濃縮槽38進(jìn)行濃縮。
權(quán)利要求
1.一種濕式煙道氣脫硫設(shè)備，其中通過煙道氣和吸收劑漿液的氣/液接觸來進(jìn)行煙道氣脫流；所述的設(shè)備包括一組合的吸收塔，它在一單一的筒體中有一個(gè)裝吸收劑漿液的液體槽，一個(gè)在其中吸收劑與煙道中的SO2之間的反應(yīng)產(chǎn)物通過沉降進(jìn)行濃縮的濃縮槽、一個(gè)在其中通過煙道氣和吸收劑漿液之間的氣/液接觸進(jìn)行脫硫反應(yīng)的在所述的液體槽上方的吸收段、一些用來朝上方向噴射吸收劑漿液的靠近所述吸收段下端安裝的噴咀，以及一個(gè)用于使經(jīng)處理的煙道氣放到大氣中的在所述的吸收段上方的煙囪段；在其中，在所述的吸收段下部送入的所述的煙道氣與通過所述的噴咀噴入的吸收劑漿液接觸，而未反應(yīng)的吸收劑漿液部分和反應(yīng)產(chǎn)物漿液下沉并收集在所述的液體槽中，而反應(yīng)產(chǎn)物漿液從所述的液體槽送入所述的濃縮槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的濕式煙道氣脫硫設(shè)備，其中通過隔板將安裝在所述組合吸收塔下部的液體槽分開的方法形成所述的濃縮槽，在隔板上有開孔，以便使反應(yīng)產(chǎn)物漿液從液體槽流入濃縮槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的濕式煙道氣脫硫設(shè)備，其中在所述的吸收段頂部安裝有吸收器料倉和用于分散和使粉末吸收劑落入所述的吸收段的分布器，用氣動輸送的方法送入吸收劑料倉的吸收劑粉末通過分布器分散在吸收段中，其結(jié)果在所述的吸收段中，吸收劑粉末下落、與漿液接觸并被捕獲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1—3中任一項(xiàng)的濕式煙道氣脫硫設(shè)備，其中所述的煙囪段裝有煙霧捕集器。
全文摘要
一種濕式煙道氣脫硫設(shè)備，其中通過煙道氣與吸收劑漿液的氣/液相接觸進(jìn)行煙道氣脫硫。更具體地說，所公開的設(shè)備是一組合吸收塔，它包括一個(gè)吸收劑漿液液體槽、一個(gè)濃縮槽、一個(gè)吸收段以及一個(gè)煙囪段，其中吸收段裝有一些朝上方向噴射吸收劑漿液的噴嘴，在所述吸收段下部送入的煙道氣與通過噴嘴噴入的吸收劑漿液進(jìn)行氣/液接觸，吸收劑漿液中未反應(yīng)的部分和反應(yīng)產(chǎn)物漿液一起下降到所述的液體槽，反應(yīng)產(chǎn)物漿液從所述的液體槽送入所述的濃縮槽。
文檔編號B01D53/14GK1117889SQ9510607
公開日1996年3月6日 申請日期1995年5月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月17日
發(fā)明者清水拓, 大石剛司, 巖下浩一郎, 遠(yuǎn)藤由和 申請人:三菱重工業(yè)株式會社