CN104645814A - 一种液位调节装置及脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种液位调节装置，用于调节鼓泡塔内的浆液液位，所述液位调节装置包括用于提供气源的气罐及可收缩或膨胀的气袋，所述气袋与所述气罐通过管路连接，所述管路上设有用于控制所述管路通断的第一阀门。上述结构的液位调节装置，当液位不能达到脱硫效果时，置于鼓泡塔内的气袋可通过气罐进行充气，随着气袋的膨胀，会对浆液产生挤压，并推动浆液液位上升。相应地，液位过高时，则可通过逐渐放出气袋内的气体来降低液位的高度。因此，液位始终会处于设定的范围内，实现了对浆液液位高度的快速精确调节。另一方面，本发明还提出一种包括上述液位调节装置的脱硫装置。

Description

一种液位调节装置及脱硫装置

技术领域

本发明涉及烟气脱硫技术领域，特别涉及一种液位调节装置及脱硫装置。

背景技术

目前，湿法脱硫已成为主要的烟气脱硫方式，鼓泡塔是湿法脱硫反应器的主要塔形，鼓泡塔内设有甲板、鼓泡管、升气管、搅拌器及氧化空气管，甲板包括上甲板和下甲板，鼓泡管设于下甲板上，升气管也置于下甲板上，搅拌器的上端可置于鼓泡塔顶部或侧壁，其数量可以为一个或多个，鼓泡塔内还装有用于与烟气反应的浆液。含有二氧化硫的烟气经风机增压后，经鼓泡管进入到鼓泡塔内，并与鼓泡塔内的浆液及氧化空气发生反应，最终形成石膏，达到脱硫目的。实践表明，鼓泡管浸入浆液的深度越深，即液面越高时，烟气脱硫效果越好，但是，浆液液面越高，风机电耗也就越高。而鼓泡管浸没深度越浅，则烟气的脱硫效果较差，排出的烟气中二氧化硫浓度会较大。因此，控制好浆液的液面高度是烟气脱硫的关键。

目前所广泛使用的液位控制系统主要由液位传感器、排浆系统及进浆系统组成，但是，由于液位传感器的工作条件较差，加之液位表面一直有气泡在翻滚并频繁破碎，搅拌器的不断旋转也会造成液位存在旋转抛物面，上述因素都会导致液位传感器的测量精度较差，其波动范围也会较大，因此，一些鼓泡塔上的液位计基本处于瘫痪状态。另一方面，由于鼓泡塔的直径相对较大，浆液的液位随排浆或进浆的变化较为缓慢，滞后性较为明显，因此，对于采用净化后烟气中的污染物浓度作为排浆或进浆的参考信号，通常也无法达到快速精确控制进浆或排浆的要求。

还有的鼓泡塔采用人工手动调节浆液高度，通常的做法是维持较高的浆液液位，此种做法，不管烟气负荷如何波动，都能保证净化效果，但因为高液位通常导致烟气的“过度净化”，虽然满足了相关排放规定，但是会导致风机的电耗增加，增加了鼓泡塔脱硫的运行成本。

综上所述，如何提供一种能快速精确控制鼓泡塔内液位高度的液位调节装置及含有该液位调节装置的脱硫装置，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明要解决的问题之一是提供一种能快速精确调节鼓泡塔内浆液液位高度的液位调节装置。

本发明要解决的问题之二是提供一种能快速精确调节鼓泡塔内浆液液位高度的脱硫装置。

为解决上述技术问题之一，本发明提供一种液位调节装置，用于调节鼓泡塔内的浆液液位，所述液位调节装置包括用于提供气源的气罐及可收缩或膨胀的气袋，所述气袋与所述气罐通过管路连接，所述管路上设有用于控制所述管路通断的第一阀门。

作为本发明一种液位调节装置在一方面的改进，所述液位调节装置还包括用于排气的支管，所述支管的一端与所述管路连通，所述支管上设有控制所述支管通断的第二阀门。

作为本发明一种液位调节装置在一方面的改进，所述支管的另一端设有用于缓冲气体的容器，所述气袋的数量为一个或多个，所述每个气袋的入口处均设有第三阀门。

上述结构的液位调节装置，用于调节鼓泡塔内的液位高度，当烟气负荷增加时，置于鼓泡塔内的气袋可通过气罐进行充气，随着气袋的膨胀，会对浆液产生挤压，并推动浆液液位上升。相应地，液位过高时，则可通过逐渐放出气袋内的气体来降低液位的高度。因此，实现了对浆液液位高度的快速精确调节。

为解决上述问题之二，本发明提供一种脱硫装置，包括液位调节装置，所述液位调节装置为如上所述的液位调节装置。

作为本发明一种脱硫装置在一方面的改进，所述脱硫装置包括鼓泡塔，所述鼓泡塔内装有用于与烟气进行反应的浆液，所述气袋置于所述浆液中。

作为本发明一种脱硫装置在一方面的改进，所述鼓泡塔的形状为圆桶形，所述鼓泡塔内壁上设有用于阻挡气袋上浮的挡块。

作为本发明一种脱硫装置在一方面的改进，所述鼓泡塔内设有用于供烟气流入的鼓泡管，所述鼓泡管竖直设立，其数量为多根，所述鼓泡管的下端位于所述挡块的上方。

作为本发明一种脱硫装置在一方面的改进，所述鼓泡塔内设有第一甲板和位于第一甲板下方的第二甲板，所述第一甲板和所述第二甲板水平设置，所述鼓泡管的上端置于所述第二甲板的下板面上。

作为本发明一种脱硫装置在一方面的改进，所述鼓泡塔内还设有用于供烟气流出的升气管，所述升气管竖直设立，其数量为多根，所述升气管的下端置于所述第二甲板的上板面上。

作为本发明一种脱硫装置在一方面的改进，所述鼓泡塔内设有用于搅拌浆液的搅拌器，其数量为一个或多个。

安装有上述液位调节装置的脱硫装置，相应的具有上述液位调节装置的优点，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例一种液位调节装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明实施例一种脱硫装置的结构示图；

图4为图2中A-A向示意图；

图5为本发明实施例另一种脱硫装置的结构示意图。

图1至图5中附图标记的对应关系为：

1 进气口   2 升气管   3 第一甲板 4 第一阀门

5 气罐     6 第二阀门 7 容器     8 第三阀门

9 气袋     10 挡块    11 鼓泡管  12 第二甲板

13 鼓泡塔  14 管路    15 支管

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1及图2所示的液位调节装置，用于调节鼓泡塔13内浆液的液位高度，包括用于提供压力气源的气罐5，气罐5内装有压缩气体。还包括可以收缩或膨胀的气袋9，气袋9和气罐5通过管路14连接，管路14上设有用于控制管路14通断的第一阀门4。

上述液位调节装置，还包括用于排气的支管15，支管15的一端与管路14连通，支管15上设有控制支管15通断的第二阀门6，当需要排出气袋9内的气体时，可打开第二阀门6，气袋9内的气体会经支管15排出。需要说明的是，为防止气袋9内的压力气体排出时发生安全事故，可在支管15的另一端装设一个用于缓冲气体压力的容器7。当然，还可以在支管15的另一端装设一根管子把气袋9内的气体引入到安全的地方排出。

气袋9的数量可以为一个，也可以为多个，当气袋9的数量为多个时，每个气袋9的入口处均设有用于控制气袋9充气或排气的第三阀门8，多个气袋9可以根据需要同时进行充气或排气，也可单独进行充气或排气，充气时，应同时打开第一阀门4和第三阀门8，关闭第二阀门6；排气时，同时打开第二阀门6和第三阀门8，关闭第一阀门4。需要说明的是，当气袋9的数量为一个时，也可以不设置第三阀门8，打开第一阀门4时即可对气袋9进行充气，打开第二阀门6时即可排出气袋9内的气体。

上述第一阀门4、第二阀门6及第三阀门8的通断可由人工进行控制，也可通过PLC(程序逻辑控制器)或DCS(离散控制系统)进行控制，为实现快速精确控制，减少劳动量，优选通过PLC或DCS进行控制。

通过PLC或DCS进行控制的液位调节装置，用于调节鼓泡塔13内的浆液液位高度，当液位高度过低或过高时，PLC或DCS会打开相应的阀门，并根据需要调节阀门的开度，对气袋9进行排气或充气，从而始终保持液位的高度在需要的范围内，实现对液位高度的快速精确控制。

如图3和图4所示的脱硫装置，包括上述液位调节装置和鼓泡塔13，鼓泡塔13的形状优选为圆桶形，鼓泡塔13内设有用于与烟气进行反应的浆液，浆液的成分包括石灰石，液位调节装置的气袋9置于浆液中，为防止充气后的气袋9浮于浆液表面，鼓泡塔13内臂上固定设置有用于防止气袋9上浮的挡块10，具体地，鼓泡塔13内设有用于供烟气流入的鼓泡管11，鼓泡管11竖直设立，其数量为多根，鼓泡管11的下端口置于挡块10的上方。鼓泡塔13在工作过程中，鼓泡管11的下端置于浆液中，烟气从鼓泡管11下端的多个开孔进入到浆液中，置于鼓泡管11下方的挡块10也在浆液中，挡块10能保证气袋9在充气或排气过程中，始终处于浆液中，不会全部浮到浆液表面上。

挡块10的形状可以多种多样，可为如图4所示的由两根支撑件的一端固定形成的锥形，气袋9置于两根支撑件之间，为气袋9充气或排气的管路14置于两根支撑件之间。挡块10的形状还可以为网状形，即由铁丝网或钢丝网对气袋9进行阻挡，铁丝网或钢丝网水平设置，气袋9置于铁丝网或钢丝网下面，也能较好的起到阻止气袋9上浮的作用。挡块10还可以为其它形状，能起到阻止气袋9上浮的作用即可，在此不作具体限定。

在一种实施例中，如图4所示，气袋9的数量可以为一个。

在另一种实施例中，如图5所示，气袋9的数量可以为两个或更多个，当气袋9的数量为多个时，每个气袋9的上方都相应的设置有挡块10。

鼓泡塔13内还设有甲板，甲板的一端设有进气口1，具体地，甲板包括第一甲板3和第二甲板12，第一甲板3和第二甲板12水平设置，鼓泡管11的上端置于第二甲板12的下板面上，需要说明的是，鼓泡管11穿设于第二甲板12上，即位于第一甲板3和第二甲板12之间的烟气可从鼓泡管11进入到浆液中。

上述技术方案中，第二甲板12上还设有升气管2，升气管2竖直设立，其数量为多根，具体地，升气管2的下端置于第二甲板12的上面板上，需要说明的是，升气管2的下端只与鼓泡塔13底部的浆液池连通，第一甲板3和第二甲板12之间的烟气不会进入到升气管2中，只有经与浆液发生过化学反应的净化后的烟气方可进入到升气管2中并排出。

鼓泡塔13内还设有一个用于搅拌浆液的搅拌器，搅拌器竖直设立或从侧面倾斜安装，为了大面积的搅动浆液，搅拌器的数量可以为多根，其上端置于鼓泡塔13的项部或侧面，并通过电机等驱动装置进行驱动。

上述结构的脱硫装置，还包括用于控制阀门打开或关闭及开度大小的PLC或DCS，具体地，可对经过净化的烟气中所含的二氧化硫设定一个预定值，此预定值应略低于或等于相关规定的排放值，并通过检测装置，如传感器等对排放的烟气进行持续检测，当检测到二氧化硫的浓度略低于或等于此预定值时，说明液位高度合适，PLC不会打开或关闭任何阀门。当检测到的排放的二氧化硫浓度远低于此预定值时，为防止鼓泡塔13的风机电耗大大增加，此时，PLC会打开第二阀门6和第三阀门8，逐渐排出气袋9中的气体，使浆液的液位下降，直到烟气中的二氧化硫的浓度略低于或等于设定值时，PLC才会关闭第二阀门6和第三阀门8。相反，当检测装置检测到烟气中二氧化硫的浓度高于预定值时，说明鼓泡塔13内浆液的液面过低，应增加其液位高度，此时，PLC会打开第一阀门4和第三阀门8，通过气罐5对气袋9进行充气，直到浆液的液面上升，烟气中的二氧化硫略低于或等于预定值时，此时，PLC或DCS才会关闭第一阀门4和第三阀门8，如此往复。

脱硫装置的工作原理如下：

含有二氧化硫的烟气从进气口1进入到第一甲板3和第二甲板12之间，并通过鼓泡管11进入到浆液中，烟气会与浆液发生一系列的化学反应，从而减少烟气中二氧化硫，实现浆液脱硫，经过脱硫的烟气通过检测装置进行实时检测，如果二氧化硫的浓度略低于或等于预定值，说明液位高度合适，无须进行调节，烟气经升气管2排出鼓泡塔13外。如果检测到二氧化硫的浓度远低于或高于预定值时，则说明液位高度不合适，须通过PLC或DCS对阀门进行控制，对气袋9进行充气或排气。

上述结构的脱硫装置，具有如下优点：

首先，能快速精确控制鼓泡塔13内浆液的液面高度。上述结构的脱硫装置，能实时检测鼓泡塔13内排出的二氧化硫是否已超标或“过度净化”，并通过PLC或DCS控制管路14上的阀门的打开、关闭或调节阀门的开度，实时给浆液中的气袋9充气或排气，因此，能快速精确的控制鼓泡塔13内的液位高度。

其次，劳动强度降低，释放了劳动力。上述结构的脱硫装置，排放的烟气中所含的二氧化硫的检测，液位高度的调节均可由检测装置和PLC或DCS完成，因此，大大降低了操纵人员的劳动强度，释放了劳动力。

再次，结构简单，成本低廉，易于推广。上述结构的脱硫装置，通过对浆液中气袋9的充气或排气来完成对液位高度的调节，因此，结构相对简单，成本相对较为低廉，易于大范围推广运用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液位调节装置，用于调节鼓泡塔(13)内的浆液液位，其特征在于，所述液位调节装置包括用于提供气源的气罐(5)及可收缩或膨胀的气袋(9)，所述气袋(9)与所述气罐(5)通过管路(14)连接，所述管路(14)上设有用于控制所述管路(14)通断的第一阀门(4)。

2.根据权利要求1所述的液位调节装置，其特征在于，所述液位调节装置还包括用于排气的支管(15)，所述支管(15)的一端与所述管路(14)连通，所述支管(15)上设有控制所述支管(15)通断的第二阀门(6)。

3.根据权利要求2所述的液位调节装置，其特征在于，所述支管(15)的另一端设有用于缓冲气体的容器(7)，所述气袋(9)的数量为一个或多个，所述每个气袋(9)的入口处均设有第三阀门(8)。

4.一种脱硫装置，包括液位调节装置，其特征在于，所述液位调节装置为权利要求1至3中任一项所述的液位调节装置。

5.根据权利要求4所述的脱硫装置，其特征在于，所述脱硫装置包括鼓泡塔(13)，所述鼓泡塔(13)内装有用于与烟气进行反应的浆液，所述气袋(9)置于所述浆液中。

6.根据权利要求5所述的脱硫装置，其特征在于，所述鼓泡塔(13)的形状为圆桶形，所述鼓泡塔(13)内壁上设有用于阻挡气袋(9)上浮的挡块(10)。

7.根据权利要求6所述的脱硫装置，其特征在于，所述鼓泡塔(13)内设有用于供烟气流入的鼓泡管(11)，所述鼓泡管(11)竖直设立，其数量为多根，所述鼓泡管(11)的下端位于所述挡块(10)的上方。

8.根据权利要求7所述的脱硫装置，其特征在于，所述鼓泡塔(13)内设有第一甲板(3)和位于第一甲板(3)下方的第二甲板(12)，所述第一甲板(3)和所述第二甲板(12)水平设置，所述鼓泡管(11)的上端置于所述第二甲板(12)的下板面上。

9.根据权利要求8所述的脱硫装置，其特征在于，所述鼓泡塔(13)内还设有用于供烟气流出的升气管(2)，所述升气管(2)竖直设立，其数量为多根，所述升气管(2)的下端置于所述第二甲板(12)的上板面上。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的脱硫装置，其特征在于，所述鼓泡塔(13)内设有用于搅拌浆液的搅拌器，其数量为一个或多个。