CN104602787A - 湿式废气脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种湿式废气脱硫装置，其包括：通过使废气与吸收液进行气-液接触而使废气脱硫的吸收塔，将吸收液喷雾至塔中的喷雾机构，设置在塔底部并且向积累在塔内部的吸收液供应氧的氧化机构，将来自形成在塔底部的排出口的吸收液进料至喷雾机构的循环机构，和包括将液体喷出至塔中的液压喷嘴的液体喷出机构。在此装置中，在相对于排出口水平的方向上间隔设置氧化机构。此外，在此装置中，液压喷嘴安装在塔底部并且设置在氧化机构和排出口之间的位置。

Description

湿式废气脱硫装置

技术领域

本发明涉及一种湿式废气脱硫装置；该湿式废气脱硫装置可以通过使废气与在吸收塔内部的吸收剂进行气-液接触将废气脱硫，并且可以搅动积累在吸收塔内的吸收液(absorbent)。

背景技术

在大型燃烧设备如工厂等中产生的废气包括SO_X(硫的氧化物)，如SO₂(二氧化硫)。因此，想要的是从废气中除去硫的氧化物(即，脱硫)。为了将废气脱硫，已经广泛使用了湿式废气脱硫装置，并且此湿式废气脱硫装置通过使用包括碱性物质如碱金属在内的吸收剂将废气脱硫(在下文中将此类型的废气脱硫装置简称为“脱硫装置”)。脱硫装置使用石灰石膏法、石灰石石膏、氢氧化镁法、氢氧化钠法、氨吸收法等。特别地，石灰石石膏法用于非常多的脱硫装置中。在许多情况下，当使用石灰石石膏法时，将通过将石灰石(CaCO₃(碳酸钙))悬浮在水中制得的石灰石浆液用作吸收液。而且，在脱硫装置中使用具有比较高粘性的吸收液。例如，当使用石灰石浆液作为吸收液时，石灰石浆液的浓度通常设置在约10重量％至30重量％的范围内。

典型地，脱硫装置包括：喷雾机构，其将供应液喷雾至吸收塔中；氧化机构，其将吸收液氧化以使得废气与已积累在吸收塔内部的吸收液进行高效的气-液接触；和循环机构，其使吸收液在脱硫装置内部循环。利用上述构造，废气通过与在吸收塔内部的已经由喷雾机构喷雾的吸收液进行气-液接触而脱硫。此外，已经积累在吸收塔内的吸收液被氧化机构氧化。而且，通过循环机构，使吸收液在脱硫装置内循环，并且因此在脱硫装置内反复被接触。

然而，如果吸收液的流动性低，则悬浮在吸收液中的吸收剂可能沉降(在下文中此现象将被称为“浆液沉淀”)。在积累在吸收塔内部的吸收液中，可能容易地发生浆液沉淀的现象。为了解决此现象，常规方法搅动积累在吸收塔内部的吸收液。PTL 1公开了一种方法，其使用螺旋桨，并且所述螺旋桨在吸收塔内部积累的吸收液中旋转。可旋转的螺旋桨搅动吸收液。此外，PTL 2公开了一种装置，其包括多个气动喷嘴，并且所述气动喷嘴喷射空气以在吸收塔的圆周方向上产生已积累在吸收塔内部的吸收液的涡流。更具体地，在常规装置中，所述多个气动喷嘴沿着涡流的旋转方向倾斜布置。此外，气动喷嘴在吸收塔的圆周方向彼此间隔布置。由气动喷嘴产生的涡流搅动吸收液。注意，在大部分脱硫装置中，螺旋桨和气动喷嘴与相关的机构如喷雾机构、氧化机构和循环机构互锁地运行和停止。

引用文献清单

专利文献

PTL 1日本专利号3170158

PTL 2日本专利号3486399

发明概述

技术问题

然而，当通过使用如上所述的螺旋桨搅动吸收液时，螺旋桨布置在吸收塔内。因此，对吸收塔提供用于旋转驱动螺旋桨的大型驱动机构变成必需的。因此，吸收塔的内部构造可能变得复杂，并且吸收塔可能具有少量的剩余的内部空间。作为结果，进行吸收塔内部的维护操作变得困难。因此，进行脱硫装置的维护操作也变得困难。此外，如果提供了大型驱动机构，则增加脱硫装置的尺寸变成必需的。

此外，因为吸收液的浓度比较高，所以当通过使用利用如上所述的气动喷嘴产生的涡流搅动吸收液时，必须从气动喷嘴向吸收液中供应高压空气，以在具有高粘度的吸收液中产生涡流。此外，因为空气在吸收液中向液面漂浮，所以必须将高压空气进料至吸收液以在吸收液中产生涡流。为了向气动喷嘴供应高压空气，有用的是在接近吸收塔的位置提供产生空气压力的机构(在下文中称为“空气压力产生机构”)。然而，因为能够产生高压空气的空气压力产生机构可能是大的，所以脱硫装置的尺寸可能是大的。而且，为了供应高压空气，空气压力产生机构可能具有复杂的构造。作为结果，对空气压力产生机构进行维护操作变得困难。因此，对脱硫装置进行维护操作也可能变得困难。

此外，如上所述，螺旋桨和气动喷嘴主要与相关的机构如喷雾机构、氧化机构和循环机构互锁地运行和停止。因此，当脱硫装置停止时，循环机构停止。因此，积累在吸收塔内部的吸收液不循环并且不具有流动性。作为结果，对于积累在吸收塔内部的吸收液，可能发生浆液沉淀的现象。当脱硫装置在此状态下启动时，吸收液尚未被螺旋桨和气动喷嘴搅动得足够良好。因此，含有具有低浓度的吸收液的吸收液可能在脱硫装置中循环。此外，沉降在吸收塔内的吸收剂可能堵塞在吸收塔内部的吸收液的流动。更具体地，在这种情况下，不能在将脱硫装置启动后立即稳定地操作它。

考虑到上述情况并且为了解决上述问题，本发明涉及提供一种湿式废气脱硫装置，配置其一个简单构造的机构以搅动吸收液，可以容易地执行其维护操作，其尺寸小，且其操作可以稳定。

解决问题的技术方案

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，湿式废气脱硫装置包含：吸收塔，所述吸收塔配置为通过使废气与吸收液进行气-液接触而使所述废气脱硫；喷雾机构，所述喷雾机构配置为将所述吸收液喷雾至所述吸收塔中；氧化机构，所述氧化机构设置在所述吸收塔的底部，并且配置为向积累在所述吸收塔内部的吸收液供应氧；和循环机构，所述循环机构配置为将所述吸收液从在所述吸收塔的底部形成的排出口进料至所述喷雾机构，以及液体喷出机构，所述液体喷出机构包括配置为将液体向所述吸收塔内喷出的液压喷嘴。在该湿式废气脱硫装置中，多个氧化机构在相对于所述吸收塔的排出口水平的方向上彼此间隔布置。此外，在该湿式废气脱硫装置中，所述液压喷嘴安装在所述吸收塔的底部，并且设置在所述氧化机构和所述吸收塔的排出口之间的位置。

根据本发明的一个方面，在湿式废气脱硫装置中，所述液压喷嘴布置在介于所述氧化机构和所述吸收塔的排出口之间的水平方向上相比中心更接近所述排出口的位置。

根据本发明的一个方面，在湿式废气脱硫装置中，所述液体喷出机构配置为将从所述吸收塔外部提升的液体在保持通过所述提升施加至所述液体的压力的条件下供应至所述液压喷嘴。

根据本发明的一个方面，在湿式废气脱硫装置中，所述液体喷出机构配置为能够与所述喷雾机构、所述氧化机构和所述循环机构分开地且独立地被启动和停止。

发明的有益效果

根据本发明，可以简化用于搅动吸收液的机构的构造。此外，根据本发明，可以容易地执行湿式废气脱硫装置的维护操作。而且，根据本发明，可以实现小尺寸的湿式废气脱硫装置，并且可以稳定地操作湿式废气脱硫装置。

通过参照以下参考了附图的本发明的详细描述，本领域技术人员可以更加理解上述的本发明的目的、除上述之外的本发明的目的、本发明的实施方案、以及本发明的效果。

附图简述

[图1]图1是示意性示出根据本发明的一个优选实施方案的湿式废气脱硫装置的正视图。

[图2]图2是示意性示出根据本发明的一个优选实施方案的吸收塔的底部和周边部的截面图。

[图3]图3是简单示出根据本发明的一个优选实施方案的吸收塔的底部和周边部的透视图。

实施方案描述

以下将参照附图描述根据本发明的一个优选实施方案的湿式废气脱硫装置(在下文中简称为“脱硫装置”)。

参照图1和2，脱硫装置1包含吸收塔2，并且吸收塔2是中空的且具有基本上箱状的性状。尽管未在图中描述，将含有硫的氧化物(SO_X)如二氧化硫(SO₂)进料至吸收塔2。而且，在进料至吸收塔2中之后，废气通过使用吸收液而脱硫，并且随后脱硫的废气排出至吸收塔2的外部。注意，根据本发明的本优选实施方案的脱硫装置1使用石灰石石膏法。在本优选实施方案中，使用了石灰石(碳酸钙(CaCO₃))的石灰石浆液被用作吸收液。

参照图1，脱硫装置1包括喷雾机构3，且喷雾机构3配置为将吸收液喷雾至吸收塔2中。喷雾机构3包含多个喷雾喷嘴3a。总管(header tube)3b连接至喷雾喷嘴3a。利用此构造，将吸收液s1从总管3b进料至喷雾喷嘴3a。在喷雾至吸收塔2中之后，吸收液s1积累在吸收塔2的底部上(关于积累的吸收液s2，参见图1)。如在图1至3中所示，为了在将吸收塔2内部的废气脱硫中使用以上述方式积累的吸收液s2，脱硫装置1包括多个循环机构4，并且多个循环机构4配置为：将积累在吸收塔2的底部中的吸收液s2，从设置到吸收塔2在其底部上的排出口2a(图3)，进料至位于在吸收液的流动方向上喷雾喷嘴3a的上游处(在下文中，简称为(在吸收液流中喷雾喷嘴3a的)“上游(侧)”)的总管3b。此外，脱硫装置1包括多个氧化机构5，并且多个氧化机构5配置为向积累在吸收塔2内部的吸收液s2供应氧(关于供应的氧x，参见图1和2)。此外，脱硫装置1包含一对液体喷出机构6，并且这对液体喷出机构6配置为将液体喷出到已积累在吸收塔2内部的吸收液s2上(关于喷出的水w，参见图1和2)。更具体地，液体喷出机构6喷出的液体是水。注意，此处喷雾机构3、循环机构4和氧化机构5配置为以彼此互锁的方式启动和停止。另一方面，可以与喷雾机构3、循环机构4和氧化机构5分开地且独立地启动和停止液体喷出机构6。

现在，在下文中将参照图1至3详细描述喷雾机构3和循环机构4。参照图1，在喷雾机构3中的多个喷雾喷嘴3a的每一个在总管3b中流动的吸收液的流动方向上彼此间隔布置。至于吸收液从喷雾喷嘴3a的喷雾方向，喷雾喷嘴3a在脱硫装置1中将吸收液向上喷雾。总管3b形成为在脱硫装置1的水平方向上延伸。参照图1至3，脱硫装置1包括循环管4a。循环管4a在吸收塔2的底部和总管3b的上游端连接吸收塔2和总管3b。将循环泵4b安装到循环管4a。已经积累在吸收塔2的底部中的吸收液s2被循环泵4b提升，并随后从吸收塔2的排出口2a(参见图3)经过循环管4a进料至总管3b的上游侧。

现在，在下文中将参照图1至3详细描述氧化机构5。氧化机构5在吸收塔2的侧面在其底部安装到吸收塔2。氧化机构5设置有在水平方向上的距离吸收塔2的排出口2a的间隙，并且设置在与排出口2a相对的位置。氧化机构5包括氧供应管5b，并且氧供应管5b从氧化机构主体5a向吸收塔2的内部延伸。从氧化机构5的氧化机构主体5a，经由氧供应管5b，向已经积累在吸收塔2的内部的吸收液s2供应氧x。

在下文中将参照图1至3详细描述液体喷出机构6。液体喷出机构6包括液压喷嘴7，并且液压喷嘴7配置为将水w喷出至吸收塔2中。参照图3，液压喷嘴7包括液体喷出口7a，且液体喷出口7a具有基本上圆形的形状。将供应至液压喷嘴7的水经由液体喷出口7a进料至吸收塔2中。将一对液压喷嘴7在吸收塔2的底部中的相互相对的侧面上安装至吸收塔2。这对液压喷嘴7的液体喷出口7a设置在相互相对的位置。此外，在水平方向上，在吸收塔2的一组排出口2a和一组氧化机构5之间，这对液压喷嘴7布置在相比中心C更接近排出口2a的位置(图2)。此外，液体喷出机构6包括液体供应管8，并且液体供应管8配置为从吸收塔2外部将水进料至液压喷嘴7。对液体供应管8设置液体供应泵9。在以预定压力被液体供应泵9提升后，水从吸收塔2外部经由液体供应管8进料至液压喷嘴7，同时保持了通过由液体供应泵9提升所施加的压力。

现在，在下文中将描述根据本发明的本优选实施方案的脱硫装置1的使用方法。

在操作启动时，已经积累在吸收塔2的底部中的吸收液s2被循环机构4的泵4b提升。因此，随后吸收液s2经由循环管4a进料至喷雾机构3的总管3b的上游侧边。随后，进料至总管3b的吸收液进料至喷雾喷嘴3a，并且喷雾喷嘴3a在吸收塔2内部喷雾吸收液。被喷雾的吸收液s1与已经进料至吸收塔2中的废气反应，并且被喷雾的吸收液s1吸收废气中所含的硫的氧化物。随后，被喷雾的吸收液s1落下，并积累在吸收塔2的底部上。积累在吸收塔2的底部中的吸收液s2被循环机构4的泵4b提升，并随后再一次经由循环管4a进料至总管3b的上游侧边，从而用于废气的脱硫。更具体地，吸收液可以通过以下路径循环：将吸收液以吸收塔2、循环管4a、总管3b、喷雾喷嘴3a和吸收塔2的顺序进料的路径。在氧化机构5中，从氧供应管(口)5b向积累在吸收塔2的底部中的吸收液s2供应氧x，从而将积累在吸收塔2的底部中的吸收液s2氧化。

现在，在下文中将描述积累在根据本优选实施方案的脱硫装置1的吸收塔2内部的吸收液s2的搅动方法。

在操作启动时，液体喷出机构6启动，并且随后液体供应泵9从吸收塔2外部以预定压力提升水。在被液体供应泵9提升后，水从吸收塔2外部经由液体供应管8进料至液压喷嘴7，同时保持了通过由液体供应泵9提升所施加的压力。在进料至液压喷嘴7之后，经由液压喷嘴7的流体供应(喷出)口7a，将水w喷出到积累在吸收塔2内部的吸收液s2。从液压喷嘴7喷出的水w使得积累在吸收塔2内部的吸收液s2以涡流方式流动。当积累在吸收塔2内部的吸收液s2以涡流方式流动时，积累在吸收塔2内部的吸收液s2得到搅动。因此，如果悬浮在积累在吸收塔2内部的吸收液s2中的吸收剂沉降(此现象将在下文中称为“浆液沉淀”)，则主要在吸收塔2的排出口2a和氧化机构5之间的部分中，吸收液的涡流导致沉降的吸收剂(sorbent)破碎成细粒。

如上所述，在根据本发明的本优选实施方案的脱硫装置1中，从液压喷嘴7喷出的水w导致积累在吸收塔2内部的吸收液s2以涡流方式流动。当积累在吸收塔2内部的吸收液s2以涡流方式流动时，积累在吸收塔2内部的吸收液s2得到搅动。因此，如果浆液沉淀现象发生，则主要在吸收塔2的排出口2a和氧化机构5之间的部分中，从液压喷嘴7喷出的水w的涡流导致沉降的吸收剂破碎成细粒。因此，特别在吸收塔2的排出口2a和氧化机构5之间，吸收液得到良好地搅动。作为结果，在当循环机构4启动的同时，从氧化机构5进料的氧被进一步进料至在吸收塔2的排出口2a和氧化机构5之间已被高效搅动的吸收液。因此，积累在吸收塔2内部的吸收液可以立即被氧化。随后，已被有效搅动并氧化的吸收液进料至吸收塔2的排出口2a，并在脱硫装置1中循环。因此，可以稳定地操作脱硫装置1。

本优选实施方案具有将水w从液压喷嘴7喷出至吸收液中的简单构造，作为用于搅动吸收液的方法的构造。因此，可以简化用于搅动吸收液的机构的构造。此外，用于搅动吸收液的机构不占用吸收塔2的内部空间。因此，可以保证在吸收塔2内部的大空间。作为结果，可以容易地执行吸收塔2的内部的维护操作。因此，可以容易地进行脱硫装置1的维护操作。此外，脱硫装置1的尺寸可以是小的。

从液压喷嘴7喷出的水w的比重高于在常规方法中使用的空气的比重。因此，可以容易地将从液压喷嘴7喷出的水w在水平方向上供应至吸收液中。因此，可以用比在常规方法中施加至空气的压力更低的压力，将水w从液压喷嘴7喷出。此外，本优选实施方案可以通过吸收液的涡流的效果充分良好地搅动吸收液。

在根据本发明的本优选实施方案的脱硫装置1中，在水平方向上，在吸收塔2的排出口2a和氧化机构5之间，液压喷嘴7设置在相比中心C更接近排出口2a的位置(图2)。因此，可以在吸收塔2的排出口2a周围，将沉降的吸收剂高效地破碎成细粒，吸收塔2的排出口2a是用于使吸收液循环的路径。因此，可以在用于吸收液的路径上避免否则可能的沉降的吸收剂的堵塞。作为结果，可以稳定地操作脱硫装置1。

在根据本发明的本优选实施方案的脱硫装置1中，液体喷出机构6配置为将从吸收塔2外部提升的水在保持通过提升施加的压力的情况下供应至液压喷嘴7。因此，可以简化用于将水进料至液压喷嘴7的机构，如液体供应管8或液体供应泵9。因此，可以简化用于搅动吸收液的机构的构造。

此外，根据本发明的本优选实施方案的脱硫装置1中，可以与喷雾机构3、循环机构4和氧化机构5分开地且独立地启动和停止液体喷出机构6。因此，例如，在作为启动脱硫装置1的主要部件机构的喷雾机构3、循环机构4和氧化机构5之前启动并操作液体喷出机构6，因而可以通过抑制浆液沉淀现象来使得在喷雾机构3、循环机构4和氧化机构5启动之后立即稳定地操作脱硫装置1。

在上文中描述了本发明的本优选实施方案。然而，本发明不限于上述优选实施方案。更具体地，基于本发明的技术想法，多种变型和更改可以实现本发明。

例如，作为本发明的第一变型，可以利用使用消石灰(氢氧化钙(Ca(OH)₂))或白云石作为吸收剂的浆液作为吸收液。脱硫装置1可以使用氢氧化镁法。在这种情况下，有用的是利用使用氢氧化镁等作为吸附剂的浆液作为吸收液。脱硫装置1可以使用氢氧化钠法。在这种情况下，有用的是利用使用氢氧化钠、硫酸钠等作为吸附剂的浆液作为吸收液。脱硫装置1可以使用氨吸收法。在这种情况下，有用的是利用使用氨等作为吸附剂的浆液作为吸收液。

作为本发明的第二变型，喷雾喷嘴3a可以将吸收液向下、在水平方向上、或者在倾斜的方向上喷雾。

作为本发明的第三变型，总管3b可以包括弯曲部分、扭曲部分、在竖直方向上延伸的部分、或倾斜的部分。

作为本发明的第四变型，吸收塔2可以具有基本上圆柱状的性状、基本上圆锥状的形状、基本上椭圆柱状的形状、基本上椭圆锥状的形状、或基本上多棱锥状的形状。

作为本发明的第五变型，可以将除了水之外的液体从液压喷嘴7喷出。更具体地，液压喷嘴7可以喷出与吸收液相同类型的液体，或者与在将吸收剂悬浮在吸收液中之前的液体相同类型的液体。

作为本发明的第六变型，可以在吸收塔2的底部中吸收塔2的相互相对的侧面中的一个上，将一个以上液体喷出机构6安装至吸收塔2。

作为本发明的第七变型，可以设置多对液体喷出机构6。

作为本发明的第八变型，液压喷嘴7的液体喷出口7a可以具有基本上半圆的形状、基本上椭圆状的形状、基本上半椭圆状的形状、基本上多边形的形状、或基本上星状的形状。

作为本发明的第九变型，一对液压喷嘴7的液体喷出口7a可以设置为在吸收塔2的竖直、水平和/或周边方向上有偏移。

作为本发明的第十变型，液体可以从在吸收塔2的竖直方向上设定有间距的若干液体供应位置的液体喷出机构6自然下落到已经积累在吸收塔2的底部的吸收液s2的液面，从而可以搅动积累在吸收塔2的底部中的吸收液s2。更具体地，有用的是，将液体提供位置设置为在吸收塔2的竖直方向上相对于积累在吸收塔2的底部中的吸收液s2的液面有充分的间距，以有效地搅动积累在吸收塔2的底部中的吸收液s2。

附图标记清单

1  湿式废气脱硫装置(脱硫装置)

2  吸收塔

2a 排出口

3  喷雾机构3

4  循环机构

5  氧化机构

6  液体喷出机构

7  液压喷嘴

s1、s2    吸收液

w  水

x  氧

C  水平方向的中心

Claims (4)

1.一种湿式废气脱硫装置，所述湿式废气脱硫装置包括：

吸收塔，所述吸收塔配置为通过使废气与吸收液进行气-液接触而使所述废气脱硫；

喷雾机构，所述喷雾机构配置为将所述吸收液喷雾至所述吸收塔中；

氧化机构，所述氧化机构设置在所述吸收塔的底部并且配置为向积累在所述吸收塔内部的吸收液供应氧；

循环机构，所述循环机构配置为将所述吸收液从形成在所述吸收塔的底部的排出口进料至所述喷雾机构；和

液体喷出机构，所述液体喷出机构包括配置为将液体向所述吸收塔内喷出的液压喷嘴；

其中多个氧化机构在相对于所述吸收塔的排出口的水平方向上彼此间隔布置，并且

其中所述液压喷嘴安装在所述吸收塔的底部，并且设置在所述氧化机构和所述吸收塔的排出口之间的位置。

2.根据权利要求1所述的湿式废气脱硫装置，其中，

所述液压喷嘴布置在介于所述氧化机构和所述吸收塔的排出口之间的在水平方向上相比中心更接近所述排出口的位置。

3.根据权利要求1所述的湿式废气脱硫装置，其中，

所述液体喷出机构配置为将从所述吸收塔外部提升的液体在保持通过所述提升施加至所述液体的压力的条件下供应至所述液压喷嘴。

4.根据权利要求3所述的湿式废气脱硫装置，其中，

所述液体喷出机构配置为能够与所述喷雾机构、所述氧化机构和所述循环机构分开地且独立地被启动和停止。