CN105263603B - 脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
具备：下坡坡度的下坡倾斜流路16，排烟G从连结锅炉B和烟囱2的烟道3流到该下坡坡度的下坡倾斜流路16；喷雾器5，其配置在所述下坡倾斜流路16的上游，与排烟G的流动相同方向地喷射吸收硫氧化物的吸收液M；上坡坡度的上坡倾斜流路18，其将从所述下坡倾斜流路16流动来的排烟G引导到所述烟道3；以及液体积存处7，其配置于所述上坡倾斜流路18的下端与所述下坡倾斜流路16的下端之间，其中，在所述下坡倾斜流路16中的所述喷雾器5的下游侧，配置辅助喷雾器6，所述辅助喷雾器6以使所述下坡倾斜流路16内的吸收液M变得均匀的方式喷射吸收液M，在下坡倾斜流路16，在辅助喷雾器6的下游侧且流路上部，配置使流路内径缩小的障碍板20。
Description
技术领域
本发明涉及利用湿式脱硫剂对来自火力发电厂的锅炉的排烟所包含的硫氧化物进行脱硫的脱硫装置。
背景技术
火力发电厂的锅炉伴随化石燃料的燃烧而产生含有硫氧化物的排烟。在硫氧化物中，特别是二氧化硫、三氧化硫，是大气污染、酸雨等环境问题的主要原因之一。因此，在火力发电厂，具备从排烟中对二氧化硫、三氧化硫等硫氧化物进行脱硫的脱硫装置。
在脱硫装置中，基于石灰石-石膏法的湿式方法占据主流，其中也多采用喷雾方式。该喷雾式脱硫装置在吸收塔中对排烟喷射含有湿式脱硫剂的吸收液，以在吸收塔内利用吸收液对排烟中的硫氧化物进行脱硫。关于该脱硫装置，硫氧化物与吸收液气液接触的时间(以下称为反应时间)越长，则脱硫能力越高。因此，考虑加大吸收塔的高度以得到较长的反应时间。然而，在脱硫装置中，若加大吸收塔的高度，则产生建设成本变高的问题。
因此，已经提出了能够抑制吸收塔的高度并得到较长的反应时间的简易脱硫装置。以下的专利文献1所示的简易脱硫装置通过采用以下构成而与现有的脱硫装置相比使构造简略化：在连接锅炉与烟囱的烟道的下方，具有将在烟道中流动的排烟的一部分从烟道导出并送回烟道的V字形反应器，在该反应器的进入侧设置与排烟的流动相同方向地喷射吸收液的喷嘴，而且，在反应器的最下部设置捕集吸收液的液体积存处。
另外，在以下的专利文献2中，公开了在具有沿水平方向引导排气的排气流路的湿式排烟脱硫装置中，沿排气流路配置多个喷雾喷嘴，通过分别改变各喷雾喷嘴的压力、喷射角、流量来提高脱硫能力。另外，在以下的专利文献3中，公开了在具有沿水平方向引导排气的排气流路的湿式排烟脱硫装置中，沿排气流路在其上下配置多个喷雾喷嘴，通过减小不存在喷雾液滴的区域来提高脱硫能力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-118449号公报；
专利文献2：日本特开平9-299745号公报；
专利文献3：WO94/23826号公报。
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1的简易脱硫装置中，即使与排烟的流动相同方向地喷射吸收液，吸收液也由于受到重力的影响而不沿流路前进，而是向下方落下，吸收液在反应器内变得不均匀，留有提高脱硫能力的余地。另外，专利文献2、3所公开的脱硫装置不是通过加大吸收塔的高度来延长反应时间，由此来提高脱硫能力的发明。
本发明鉴于此种实际情况，提供通过使斜向地倾斜的流路内的吸收液均匀而进一步提高了脱硫能力的脱硫装置。
用于解决问题的方案
本发明的脱硫装置的特征在于具备：下坡坡度的下坡倾斜流路，排烟从连结燃料燃烧器和烟囱的烟道流到该下坡坡度的下坡倾斜流路；喷雾器，其配置在所述下坡倾斜流路的上游，与排烟的流动相同方向地喷射吸收硫氧化物的吸收液；上坡坡度的上坡倾斜流路，其将从所述下坡倾斜流路流动来的排烟引导到所述烟道；以及液体积存处，其配置于所述上坡倾斜流路的下端与所述下坡倾斜流路的下端之间，其中，在所述下坡倾斜流路中的所述喷雾器的下游侧，配置辅助喷雾器，所述辅助喷雾器以使所述下坡倾斜流路内的吸收液变得均匀的方式喷射吸收液，在所述下坡倾斜流路，在所述辅助喷雾器的下游侧且流路上部，具有使流路内径缩小的障碍板。
所述上坡倾斜流路能够在下游具有去除吸收液的雾的除雾器。
优选地，所述上坡倾斜流路的流路截面积大于所述下坡倾斜流路截面积。
发明效果
根据本发明的脱硫装置，由于斜向地倾斜的流路内的吸收液变得均匀，故脱硫能力进一步提高。
附图说明
图1是本发明所涉及的脱硫装置的截面图。
在图2中，(A)是示出喷雾器和辅助喷雾器配置于下坡倾斜流路的情况的截面图，(B)是从下游侧示出下坡倾斜流路的配置辅助喷雾器的位置的图。
图3是示出下坡倾斜流路的变形例的截面图。
图4是示出上坡倾斜流路的变形例的截面图。
具体实施方式
以下，参照图1说明用于实施本发明的方式。图1是本发明所涉及的脱硫装置1的截面图。
脱硫装置1设置于烟道3的下方，烟道3将来自锅炉B(燃料燃烧器)的排烟G连接到烟囱2。而且，该脱硫装置1具备V字形的流路4、喷雾器5、辅助喷雾器6、液体积存处7、除雾器8、搅拌器9、雾循环器10、吸收液循环器11、吸收液供给器12、氧供给器13、以及脱水器14。另外，在烟道3配置有旁通气门15。
V字形的流路4是抽出在烟道3的上游侧流动的排烟G并送回烟道3下游侧的侧面视图为V字形的流路。该V字形的流路4具有下坡坡度的下坡倾斜流路16、连接于下坡倾斜流路16并沿水平方向引导排烟G的水平流路17、以及连接于水平流路17并对烟道3引导排烟G的上坡坡度的上坡倾斜流路18。在此，下坡倾斜流路16和上坡倾斜流路18例如流路截面为圆形。
另外，在烟道3之中，在烟道3和下坡倾斜流路16的连接部与上坡倾斜流路18和烟道3的连接部之间，配置有用于控制排烟G的旁通气门15。该旁通气门15若关闭，则排烟G流入下坡倾斜流路16内。
喷雾器5配置于下坡倾斜流路16的上流且与烟道3的连接部附近。而且，该喷雾器5沿流路内的径方向(与轴方向正交的方向)具有多个喷嘴。该喷嘴以与下坡倾斜流路16内的排烟G的流动方向相同的方向，即，与排烟G的流动方向并流的方式喷射吸收液M。在此，吸收液M例如为包含石灰石(碳酸钙)的微小液滴且为雾状。
辅助喷雾器6与喷雾器5同样地具备喷射吸收液M的喷嘴。该辅助喷雾器6在下坡倾斜流路16内以在与喷雾器5相比下游侧的流路上部处，且吸收液M的浓度低的位置喷射吸收液M的方式配置。
液体积存处7储存吸收液M。液体积存处7配置于水平流路17的下部，且液面7a与从下坡倾斜流路16流入来的排烟G的流动冲突的位置。由于液体积存处7的水面位于与排烟G的流动冲突的位置，故从喷雾器5喷射的吸收液M的多半被引导到液体积存处7。另外，利用吸收液M脱硫之后的亚硫酸钙、碳酸钙也积存于液体积存处7。另外，液体积存处7内由搅拌器9搅拌，以使如亚硫酸钙、碳酸钙那样的固体成分不积存于底部。此外，搅拌器8不是必须的构成，根据脱硫装置1的实施方式，还可省略。
除雾器8捕集未被引导到液体积存处7的吸收液M之中乘着排烟G而被运到上坡倾斜流路18下游侧的吸收液M。该捕集的吸收液M经由雾循环器10而被送回液体积存处7。在此，除雾器8不是必须的构成，若几乎没有被运到倾斜流路的下游侧的吸收液M，则也可省略。
吸收液循环器11具有泵11a，该泵11a将液体积存处7的吸收液M汲上来到喷雾器5。另外，吸收液供给器12将新的吸收液M供给到液体积存处7。
氧供给器13经由吹入管13a作为氧化剂将氧送入液体积存处7，以对液体积存处7内的需要氧化处理的化合物供给氧。在此，使用于防止浆料附着的少量的水流到吹入管13a。需要氧化处理的化合物，例如，亚硫酸钙，在液体积存处7中氧化并变成硫酸钙(石膏)。脱水器14取出液体积存处7底部的吸收液M的一部分并去除硫酸钙。去除了硫酸钙的排水被送往未图示的排水处理设备。此外，氧化剂还可以利用空气。
接着，参照图2，说明在下坡倾斜流路16内对排烟G中的硫氧化物进行脱硫的情况。图2(A)是示出喷雾器5和辅助喷雾器6配置于下坡倾斜流路16的情况的截面图。图2(B)是示出从下坡倾斜流路16的配置辅助喷雾器6的位置开始的下游侧的图。
如图2(A)所示，喷雾器5以相对于排烟G为相同方向即并流的方式喷射吸收液M。吸收液M乘着排烟G在下坡倾斜流路16内前进。在此，下坡倾斜流路16内如前所述，为下坡坡度。而且，由于重力作用于吸收液M，故不沿下坡倾斜流路16内的轴线方向前进，而是在流路内向下方向落下并向下游侧流动。因而，下坡倾斜流路16内随着向下游侧前进，铅垂方向下侧的吸收液M的密度变高，铅垂方向上侧的吸收液M的密度变低。若吸收液M变得不均匀，则成为脱硫性能降低的原因。
因此，本发明在喷雾器5的下游侧进一步具备辅助喷雾器6，如图2(B)所示，为了使下坡倾斜流路16内的吸收液M变得均匀，从下坡倾斜流路16内的铅垂方向上侧沿轴方向进一步喷射吸收液M。由此，能够消除下坡倾斜流路16内的吸收液M的不均匀，以提高脱硫性能。
接着，参照图3说明本发明所涉及的下坡倾斜流路16的变形例。图3是示出下坡倾斜流路16的变形例的截面图。在图中，附以与图1以及图2相同的符号的部分示出同一物体。虽然基本的构成与图1以及图2所示的下坡倾斜流路16同样，但本变形例的作为特征的部分如图3所示，为在下坡倾斜流路16内设置障碍板20这一点。
根据先前说明的实施方式，消除下坡倾斜流路16内的吸收液M的不均匀。然而，在下坡倾斜流路16的轴方向长度较长的情况下，即使消除吸收液M的不均匀，均匀地分布的吸收液M越向下游侧流动，则越由于重力而向下方向落下，与流路的铅垂方向上侧相比，流路的铅垂方向下侧的吸收液M的密度变高。若吸收液M变得不均匀，则成为脱硫性能降低的原因。
因此，本变形例在辅助喷雾器6的下游侧，且在下坡倾斜流路16内的上部配置障碍板20。该障碍板20为在下坡倾斜流路16内的内壁之中从铅垂方向上侧(上部)朝径方向内部突出的板状部件。
如图3所示，吸收液M在障碍板20的上游侧之前受到重力的影响而向下方向下落，与流路的铅垂方向上侧相比，流路的铅垂方向下侧的吸收液M的密度变高。于是，排烟G在密度低且难以受到压力影响的铅垂方向上侧变得容易流动。而且，若吸收液M和排烟G流动至障碍板20，则由于障碍板20缩小流路直径，故在通过障碍板20部分时，相对于吸收液M和排烟G，朝流路的径方向内侧(障碍板20的突出方向)产生压力，若流过障碍板20，则从该压力中释放，吸收液M和排烟G向流路的径方向外侧(与障碍板20的突出方向为反方向)均匀地扩散。由此，即使下坡倾斜流路16的轴方向的长度较长，通过辅助喷雾器6而变得均匀的吸收液M变得不均匀，障碍板20也能够使吸收液M均匀，能够防止由吸收液M的不均匀导致的脱硫性能的降低。另外，由于将障碍板20配置于吸收液M的密度低的上部，故也不会有吸收液M积存于障碍板20部分的风险。
接着，参照图4说明本发明所涉及的上坡倾斜流路18的变形例。图4是示出上坡倾斜流路18的变形例的截面图。在图中，附以与图1以及图2相同的符号的部分示出同一物体。虽然基本的构成与图1以及图2所示的下坡倾斜流路16同样，但本变形例的作为特征的部分如图4所示，为使上坡倾斜流路18的流路截面积比下坡倾斜流路16的流路截面积大这一点。
在本发明中，上坡倾斜流路18的流路截面积比下坡倾斜流路16的流路截面积大。因此，在下坡倾斜流路16内流动来的排烟G的流速在上坡倾斜流路18内减速。具体而言，未被引导到液体积存处7的吸收液M在上坡倾斜流路18的下游侧之前被减速到不被排烟G运送的程度的流速。由此，在本变形例中，吸收液M不会流到上坡倾斜流路18的下游侧。此外，被运送到上坡倾斜流路18的吸收液M由于自重而沿上坡倾斜流路18滑落，并自然地被引导到液体积存处7中。根据本变形例，能够省略除雾器8、雾循环器10，能够降低脱硫装置1的制作成本。
在此，下坡倾斜流路16的变形例和上坡倾斜流路18的变形例可以组合到先前说明的实施方式，也可以仅采用一者。另外，作为其他变形例，还可以在辅助喷雾器6的下游侧进一步具备喷雾器5。若是为了使流路内的吸收液M均匀，则辅助喷雾器6可以配置于任何位置。不限于下坡倾斜流路16的上部，还可以是下部。另外，还可以设置于水平流路17的上部。
此外，本发明的脱硫装置不仅限于上述实施例。本发明的脱硫装置能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
符号说明
1 脱硫装置
2 烟囱
3 烟道
5 喷雾器
6 辅助喷雾器
7 液体积存处
8 除雾器
16 下坡倾斜流路
18 上坡倾斜流路
20 障碍板
B 锅炉(燃料燃烧器)
G 排烟
M 吸收液
Claims (4)
1.一种脱硫装置，其具备：
下坡坡度的下坡倾斜流路，排烟从连结燃料燃烧器和烟囱的烟道流到所述下坡坡度的下坡倾斜流路；
喷雾器，其配置在所述下坡倾斜流路的上游，与排烟的流动相同方向地喷射吸收硫氧化物的吸收液；
上坡坡度的上坡倾斜流路，其将从所述下坡倾斜流路流动来的排烟引导到所述烟道；以及
液体积存处，其配置于所述上坡倾斜流路的下端与所述下坡倾斜流路的下端之间，
其中，
在所述下坡倾斜流路中的所述喷雾器的下游侧，配置辅助喷雾器，所述辅助喷雾器以使所述下坡倾斜流路内的吸收液变得均匀的方式喷射吸收液，
在所述下坡倾斜流路，在所述辅助喷雾器的下游侧且流路上部，具有使流路内径缩小的障碍板。
2.根据权利要求1所述的脱硫装置，其中，所述上坡倾斜流路在下游具有去除吸收液的雾的除雾器。
3.根据权利要求1所述的脱硫装置，其中，所述上坡倾斜流路的流路截面积大于所述下坡倾斜流路截面积。
4.根据权利要求2所述的脱硫装置，其中，所述上坡倾斜流路的流路截面积大于所述下坡倾斜流路截面积。
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