CN101300061A - 用于废气净化单元的通风装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于废气净化单元的通风装置，用于根据本发明的通风装置的平板式通风器，用于平板式通风器的薄膜，以及一种方法。本发明提出一种用于废气净化单元的普通通风装置，其在通风区中具有至少一个平板式通风器，该平板式通风器浸入在位于通风区中的流体吸收剂中。

Description

用于废气净化单元的通风装置

本发明涉及一种用于废气净化单元的通风装置，用于根据本发明的通风装置的平板式通风器，用于该平板式通风器的薄膜，以及一种方法。

特别是在燃烧可燃性化石等时产生的废气通常包含大量的硫氧化物。由于这些硫氧化物对环境有害，所以应当尽量避免硫氧化物的排放。为此，使用废气净化单元。

例如在基于可燃性化石而产生能量的发电站(特别是燃煤发电站、燃油发电站、燃气发电站等)中已知有多种用于净化废气的单元。一般的这种单元包括：洗涤器，具有多层排列的洗涤液喷嘴；洗涤液仓，在其中收集洗涤液；以及吸收区，其在洗涤器的圆柱部中，并从洗涤液仓延伸至洗涤液喷嘴的上部。在吸收区的下部，废气被导入至洗涤器，从那里以垂直方向基本向上流动，并通过在洗涤液喷嘴上部设置的出口离开洗涤器。洗涤液(也称之为吸收剂)包含粘附有硫氧化物或被化学转换为硫氧化物的物质等。在废气通过洗涤器的过程中，这些废气与从洗涤液喷嘴出来的洗涤液接触并被净化，具体地是进行脱硫处理，下文将对其进行详细描述。例如，从文献DE-A-100 58 548可知晓这种净化单元。

除了水之外，洗涤液优选为包括与废气中包含的硫氧化物反应以及与洗涤器中已经产生的硫氧化物反应的碱性物质和/或碱土成分。具体地，可使用氧化钙、氢氧化钙、碳酸氢钙、碳酸钙等。如果使用海水作为洗涤液，则洗涤液中将包含大量的碱性物质，具体地为碳酸氢盐。

如果利用海水作为洗涤液，则碱性物质会与废气中包含的硫氧化物反应，以基本形成随后在海水中融解的硫酸盐。这样，从不期望的硫氧化物中净化掉废气，并使得该废气离开净化单元。然而，洗涤液和硫酸盐颗粒一起进入洗涤液仓，所述硫酸盐颗粒在该洗涤液仓中保持浮动并被收集到该洗涤液仓中。

如果使用石灰来作用于该废气净化厂，将基本形成硫酸钙。硫酸钙是形成石膏基底的物质。因此，硫酸钙是废气净化方法的期望的副产品，并且从洗涤液仓中收集的洗涤液中获得。硫酸钙颗粒和洗涤液一起从洗涤液仓中去除，并且在后面的处理中将硫酸钙颗粒从洗涤液中提取出来。然后，硫酸钙可被处理成不同的材料，特别是建筑材料。

获得硫酸钙的问题在于：在洗涤液与废气的反应中不仅产生硫酸钙，而且产生了不期望的副产品，例如亚硫酸盐，具体地是亚硫酸钙，这种副产品会污染硫酸钙，并因此降低副产品的质量。

在使用海水作为洗涤液的情况，对应于融解的碱性物质，还产生不期望的副产品的亚硫酸盐。在根据文献DE 295 17 698的废气净化单元中，形成的亚硫酸盐在吸收仓中被氧化。这里，硫氧化物的分离不是通过添加碱土来实现，而是通过碳酸氢盐来实现。在该处理中还形成亚硫酸盐。

如果将海水用作洗涤液，则为了降低在洗涤液仓或废水中存在的洗涤液中的这些不期望的亚硫酸盐部分，文献US-A-4 539 184提议以空气或其他的形式将氧气引入到洗涤液仓的至少一部分中，用以将该洗涤液仓中存在的亚硫酸钙氧化成硫酸钙。

文献CA-A-2 135 430也描述了一种废气净化单元，其具有在洗涤液仓中设置的氧化装置，该装置具有由带有相应开口的氧气供应管所构成的水平排列栅格的形式，其中通过所述相应开口可将氧气引入到在洗涤液仓中已经收集的洗涤液。该水平栅格位于洗涤液仓中，从而该洗涤液仓被分成两个部分。

已知的一般的废气净化单元为洗涤器，并且通常具有洗涤塔的形式。洗涤塔通常包括：至少一个底部入口，用于引入未净化的废气；槽，用于收集废气入口下部的吸收剂；位于废气入口上部的单元，用于向进入的废气喷洒吸收剂；以及出口，设置在洗涤塔上部，用于排出净化后的废气。通常，吸收剂为液体，并包含例如可以与硫氧化物反应的碳酸钙，其中形成亚硫酸钙和硫酸钙(石膏)。也可以使用利用海水作为吸收剂的方法。除了碱性物质之外，海水特别包含也可以与硫氧化物反应的碳酸氢盐。

在基于石灰的上述方法中，在纯度足够的情况下通常产生大量未排出的石膏，但是所述石膏可以进一步使用，例如在建筑材料工业中。为此，需要使亚硫酸盐成分相对于硫酸盐成分尽可能的低。如果使用海水作为吸收剂，虽然在该方法中不产生石膏，但是上述处理也很重要。为此，将氧气提供给废吸收剂，从而尽可能地将亚硫酸盐氧化成硫酸盐。

在现有技术的情况下，通常将氧气吹入吸收剂中，并同时实现吸收剂的循环，从而尽可能好地使吸收剂与氧气混合，并产生硫酸盐。但是这种操作已被改进。

本发明的解决方案的目的在于提供一种用于废气净化单元的一般通风装置，该通风装置在通风区中具有至少一个平板式通风器，并且该平板式通风器被浸入到位于通风区中的流体吸收剂中。

吸收剂基本上是废吸收剂，该废吸收剂从吸收反应中得到并且最终与新吸收剂混合。平板式通风器允许将氧化剂(例如氧气)更大面积的提供给吸收剂。因此，可以加速硫酸盐的形成并且可以提高效率。理论上，可获得小于质量百分比的大约1.5％，具体地是小于质量百分比的大约1.0％的亚硫酸盐的残留值。期望进行完整的氧化处理。然后，返回的海水具有可满足通常环境需求的质量。通风区是通风装置的一部分，在该通风装置中吸收剂可以与氧化剂接触。通风装置可以为例如槽的一部分、全部槽、分离容器或盆等。在后者的情况下，盆或容器与洗涤塔的仓流体连接。平板式通风器可以由例如具有空腔的平板形成，并且该空腔与氧化剂源流体连接。平板式通风器的平板表面设置有至少一个开口，通过该开口，氧化剂可以进入吸收剂。氧化剂通常为气态，并通过该开口被吹入吸收剂中。平板式通风器可包括几个这种类型的平板，该类型可以是例如堆叠等。优选地，该平板与普通的氧化剂源流体连接。

根据本发明，使用海水作为吸收剂。使用海水作为吸收剂有助于进一步降低成本。这对于安置在沿海附近的工厂特别有利，因为可以以较低成本将海水提供给工厂。

在另一实施例中，提出通风区将由与废气净化单元的仓流体连接的通风槽形成。除了洗涤器之外，这有利于也允许具有分离的通风装置，因而这两种装置可以彼此独立地设计以为其所用。例如，通风装置的尺寸不需要适合于洗涤塔的尺寸，该洗涤塔的尺寸主要由洗涤塔的期望的操作来确定。由于通风槽可被最佳设计，所以可进一步提高效率。此外，可以在流体方面优化通风装置，从而减小产生流体所需的能量。仓与通风槽之间的连接可以由例如管道等形成。但是，也可以形成同时为仓或通风槽的普通槽，其中通风槽的通风区位于仓区的外部。此外，所述两者可通过开口进行流体连接。

进一步提出平板式通风器基本上在整个通风区上延伸。这允许根据通风槽的尺寸尽可能小地设计通风槽，从而可以节省成本。

根据另一实施例，通风装置包括用于吸收剂的循环单元。通过该循环单元可以进一步提高通风装置的效率。此外，通过循环吸收剂可以将大量的氧化剂引入到吸收剂中，从而可以加速反应。

优选实施例中，提出将平板式通风器和循环单元一体形成。这样，可以节省分离单元。因此，可以在平板上配置例如循环泵等。该处理顺序可以进一步被优化。

可选择地或者附加地，还可以通过平板式通风器的流体设置、流体障碍物/插入物和/或气流来实现流通。

此外，提出在栅格上设置平板式通风器。在栅格上的设置允许在通风槽中以简单的方式安装平板式通风器。栅格使平板式通风器保持在期望的位置，从而平板式通风器能够最佳地实现它们预定的功能。栅格可以由例如管道形成，通过所述管道可以将氧化剂提供给平板式通风器的各个平板。因此，可以实现简单地和轻松地向平板式通风器的平板提供氧化剂。

本发明还提出一种用于根据本发明的通风装置的平板式通风器，其中该平板式通风器基本上为碟型。除了简单的平板式通风器之外，该碟型允许产生能够与吸收剂接触的尽可能大的表面。此外，这种碟型非常适于获得堆叠结构等，从而可以得到同时具有较大吸收剂的接触表面的紧致结构。

根据另一实施例，提出平板式通风器基本上为椭圆。在流体方面，由于通风器为椭圆形，因此能够减小通风槽设计尺寸，例如高度、宽度或长度，因而还可以节省成本。其它可选择的形状(例如圆形、角形等)也在本发明的范围之内。

根据另一实施例，提出平板式通风器包括穿孔薄膜。该穿孔薄膜允许提供多个开口、孔或狭缝，通过所述开口、孔或狭缝，氧化剂可以被引入到吸收剂中。该薄膜可以由例如合成材料等构成，在该薄膜中设置有相应的开口，并且该薄膜可以实现大量开口。此外，这种薄膜形式的设计使得所述开口能够最佳地适合于根据它们尺寸的既定操作。总体上可以进一步提高通风装置的效率。

根据本发明的另一建议，薄膜可被替换。在个别或多个孔被堵塞或者薄膜被损坏的情况下特别有利。这样，可以实现无需替换整个平板式通风器，而只需替换平板式通风器的薄膜，并且可以进一步节省成本。

此外，本发明提出一种用于根据本发明的平板式通风器的薄膜，该薄膜包含用于流体氧化剂的孔。优选地，根据孔的数量和直径选择孔，从而可以获得吸收剂中的氧化剂的最佳效果。在尽可能短的时间内将大部分亚硫酸盐成分氧化成硫酸盐。因此，例如可以假定该薄膜在每平方厘米包含1个至10个孔。当然，孔的数目也取决于孔的直径，而所述孔的直径将适合于氧化剂和流体的粘度。孔的设置使得薄膜能够进行工业生产，从而能够满足对薄膜高质量的需求。

根据一实施例，提出所述孔具有在大约0.1和1.5mm之间的平均直径，优选地在大约0.25和0.9mm之间，最优选为在大约0.4和0.8mm之间。可以看出，所述孔的尺寸适合于优化氧化剂向吸收剂的供给。

在另一优选实施例中，提出薄膜包含至少一个狭缝，所述狭缝用以代替孔，或者所述薄膜除了孔之外还包括至少一个狭缝。例如通过所述狭缝在吸收剂中可产生气泡，所述气泡以预定的方式附加地产生循环。该实施例在与孔结合的情况下特别有利：例如，由于所述气泡的尺寸较小、在吸收剂中只具有很小的浮力，因而孔可产生较小的、非常细微分布的气泡，然而由狭缝产生的气泡却产生较大的浮力，并且由于所述气泡的上升运动使得吸收剂被带到期望的方向，从而可进一步提高通风装置的效果。

根据另一建议，薄膜可由EPDM(三元乙丙橡胶)构成。由该材料构成的薄膜能够承受高强度，从而可减少维护的操作。此外，还可以减少在柔性薄膜区域中出现不期望的沉积物。还可以进一步优化通风装置的操作。也可以使用硅树脂或其它合适的塑料。

本发明还提出一种方法，用于根据本发明的通风装置中的吸收剂的通风处理，其中通过根据本发明的浸入到吸收剂中的平板式通风器向位于通风装置的通风区中的液体吸收剂供给气态氧化剂，其中在该吸收剂中形成包含有氧化剂的气泡，该气泡的平均直径基本上小于大约1.5mm，优选为小于大约1.0mm，特别地小于大约0.7mm。已经发现由于气泡的尺寸较小导致它们在吸收剂中只具有较小的浮力，从而与已知的通风装置相比，该气泡与吸收剂较保持更长时间的接触。通过增加气泡的数量，使用相同质量的氧化剂可扩大具有吸收剂的氧化剂表面，从而可以加速期望的反应，并获得较高效率。

在根据本发明的改进方法中，提出通过平板式通风器的狭缝产生气泡，所述气泡促进吸收剂的循环。这样，可以实现在吸收剂中产生流体，其中优选为这样形成该流体，即尽可能使吸收剂的较高的部分与氧化剂接触。这样，还可能接触到未与平板式通风器直接接触的吸收剂的部分。

此外，提出主要将含氧或者在被引入吸收剂时释放氧的氧气、空气或气体混合物用作氧化剂。

在优选实施例的以下描述中将公开其它特征和优点。实质上相同的组件由相同的附图标记表示。此外，对于相同特征和功能参照图1的示例性实施例的描述。附图是示意性示图，并仅用作解释以下优选实施例。

在附图中：

图1为根据本发明的具有通风装置以及洗涤塔的废气净化单元的局部剖切的透视图；

图2示意性示出根据图1的废气净化单元的框图的截面图；

图3是具有设置在栅格上的平板式通风器的根据本发明的通风装置的通风仓的平面图；以及

图4是根据本发明的具有平板式通风器的栅格截面图的放大图。

图1是包括洗涤塔20以及通风装置12的废气净化单元10的局部剖切的透视图。为了清楚的原因，没有示出待净化的废气的入口区和出口区。洗涤塔20在其下部包含仓18，在该仓中设置有吸收剂，在本发明的情况下该吸收剂为海水。为了提高废气净化单元10的效率，还可将其它物质加入到海水中。与仓18流体连接的泵28与洗涤塔20并列设置，所述泵28经由管道24将吸收剂引导到位于洗涤塔20内部的喷嘴注入区26。在那里，可经由其它没有示出的喷嘴将吸收剂逆向注入至洗涤塔20中至下向上流动的废气中。这里，废气中不期望的化学成分被洗掉和/或被化学结合。注入的吸收剂在仓18中再次聚集。图2以示意性框图示出根据图1的废气净化单元10。

为此，仓18经由通路32与通风装置12的通风槽14流体连接。在通风槽14中设置具有平板式通风器16的栅格34，其中平板式通风器16浸入吸收剂中。通风槽14的宽度大约为20m、长度大约为70m(图3)。各平板式通风器16安装在栅格34上，并经由该栅格提供空气作为氧化剂。在本实施例中，每一栅格34的长度大约为9m，其中平板式通风器16以堆叠的形式设置在每个栅格34上(图4)。每个平板式通风器16基本上为碟型或椭圆形。这里，椭圆较大半轴的延伸方向基本上平行于吸收剂的液体表面。在本发明实施例中，较大半轴的尺寸为大约0.7m，较小半轴的尺寸为大约0.2m。平板式通风器16的厚度大约为0.02m。在栅格34上以大约0.1m的间隔设置平板式通风器16。经由管道30将作为氧化剂的空气从其它未示出的氧化剂源提供给栅格34。空气经由栅格34流入平板式通风器16，并通过其它未示出的薄膜离开，从而进入吸收剂。从而实现具有氧化剂的吸收剂的很好供给。

在附图中所示的示例性实施例仅用于说明本发明，而不限于此。

附图标记列表：

10废气净化单元

12通风装置

14通风槽

16平板式通风器

18仓

20洗涤塔

22薄膜

24管道

26喷嘴注入区

28泵

30管道

32通路

34栅格

Claims (20)

1.一种用于废气净化单元(10)的通风装置(12)，其特征在于通风区，该通风区具有至少一个平板式通风器(16)，所述平板式通风器(16)浸入到位于该通风区中的流体吸收剂中，该流体吸收剂即海水。

2.如权利要求1所述的通风装置，其特征在于，所述通风区由通风槽(14)形成，该通风槽(14)与所述废气净化单元(10)的仓(18)流体连接。

3.如权利要求1或2所述的通风装置，其特征在于，所述通风槽为位于吸收体下游的后通风槽。

4.如权利要求1或3其中之一所述的通风装置，其特征在于，所述平板式通风器(16)基本上在整个通风区上延伸。

5.如权利要求1至4其中之一所述的通风装置，其特征在于用于该吸收剂的循环单元。

6.如权利要求5所述的通风装置，其特征在于，所述平板式通风器(16)和所述循环单元一体形成。

7.如权利要求1至6其中之一所述的通风装置，其特征在于，该平板式通风器(16)设置在栅格(34)上。

8.一种平板式通风器，用于如权利要求1至7其中之一所述的通风装置，其特征在于，所述平板式通风器(16)基本上为碟型。

9.如权利要求8所述的平板式通风器，其特征在于，所述平板式通风器(16)基本上为椭圆形。

10.如权利要求8或9所述的平板式通风器，其特征在于穿孔薄膜(22)。

11.如权利要求8至10其中之一所述的平板式通风器，其特征在于，所述穿孔薄膜(22)可被替换。

12.一种薄膜，用于如权利要求8至11其中之一所述的平板式通风器(16)，其特征在于用于流体氧化剂的孔。

13.如权利要求12所述的薄膜，其特征在于，所述孔的平均直径在大约0.1mm和1.5mm之间，优选为在大约0.25mm和0.9mm之间，最优选为在大约0.4mm和0.8mm之间。

14.如权利要求12或13所述的薄膜，其特征在于，所述孔的频数在每平方厘米大约1个至10个孔的范围内。

15.如权利要求12至14其中之一所述的薄膜，其特征在于，所述薄膜(24)包括至少一个狭缝以代替孔，或者所述薄膜(24)除了孔之外还包括至少一个狭缝。

16.如权利要求12至15其中之一所述的薄膜，其特征在于，所述薄膜(22)由EPDM构成。

17.一种通风方法，用于如权利要求1至7其中之一所述的通风装置(12)中的吸收剂，其特征在于，通过根据权利要求7至10的其中之一所述的浸入到吸收剂中的平板式通风器(16)将气体氧化剂提供给位于所述通风装置(12)的通风区中的液体吸收剂即海水，其中在所述吸收剂中形成包含该氧化剂的气泡，所述气泡的平均直径基本上小于大约1.5mm，优选为小于大约1.0mm，特别地小于大约0.7mm。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，通过所述平板式通风器(16)的狭缝产生气泡，所述气泡促进所述吸收剂的循环。

19.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，由所述狭缝产生的所述气泡主要促进在该通风槽(14)中的该吸收剂的流动。

20.如权利要求17至19其中之一所述的方法，其特征在于，主要将含氧或者在被引入吸收剂时释放氧的氧气、空气或气体或气体混合物用作氧化剂。

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