CN1078091C - 湿式烟道气除硫系统 - Google Patents
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Abstract
在一种湿式烟道气除硫系统中，其中包括吸收塔、形成于吸收塔底部用以贮备吸收剂稀浆的糟、以及用以将稀浆从槽中向上压入吸收塔顶部烟道气入口处使稀浆与烟道气相接触的循环泵，其中通过吸收剂稀浆的吸收从进入烟道气入口处的烟道气中除去了二氧化硫，并使脱去二氧化硫的处理后的气体通过从槽的尾部的顶端整体地向上突起而形成的排气管而排出，其改进包括竖直安放的烟雾消除器象竖直隔板一样穿过管的上升部位、消除器的下端有一部分伸入了槽中吸收剂稀浆的浆液内。
Description
本发明涉及一种湿式烟道气除硫系统，它能有效地降低气体出口处的处理后气体中的烟雾的浓度。
近来已广泛采用了湿式烟道气除硫系统，其中用吸收剂稀浆从烟道气中除去二氧化硫。在这些系统中将吸收剂稀浆射入烟道气所通过的管路，确保稀浆和气体间充分接触。最后必须除去喷射所产生的吸收剂稀浆的烟雾。
图2示出了一种惯用的湿式烟道气除硫系统中的典型装置(只示出主要部件)。它包括吸收塔1，在吸收塔1底部形成的槽2(其中备有吸收剂稀浆S，例如，由未示出的稀浆供料线供给的石灰石)，用以将稀浆从槽2向上压入吸收塔顶部的烟道气入口1a处(稀浆在此处与烟道气接触)的循环泵3，由悬挂在槽2的顶部4的旋转轴5所支撑的搅拌棒7(该旋转轴被发动机6驱动，在稀浆S的浆液中水平方向转动)，从槽2尾部的顶端整体地向上突起而形成的，并向旁边伸出的排气管8，以及穿过排气管8的管体8a安装的隔板状烟雾消除器9。
在该系统中，将欲处理的烟道气A从烟道气入口1a处送入吸收塔1，烟道气A在1a处与从总管10喷出的吸收剂稀浆S相接触。以这种方式，未处理的烟道气A通过吸收除去了二氧化硫，并以处理后的洁净气体B从排气管8排出。从总管10喷出的吸收剂稀浆S在吸收烟道气中的二氧化硫的同时，沿填料床11向下流。流入槽2中的吸收剂稀浆S经搅拌棒7搅拌，并通过与未示出的供气装置产生的许多气泡相接触而被氧化，然后以石膏(副产物)的形式除去。
同时，在排气管8中，处理后的气体B中的烟雾被烟雾消除器9捕获，从而流入在管体8a的底部8c所放置的排放料斗8b之中，然后再流回槽2。烟雾消除器9通常配有喷嘴(未示出)，可以对着消除器元件喷射洗涤水，洗涤液也可通过排放料斗8b向下流入槽2，并作为吸收剂稀浆S的一部分再利用。
图3示出了另一种现有技术的湿式烟道气除硫系统(公开于日本实用新型暂时公告62—130719)中的装置(主要部件)。同于图2中的部分用相同标号表示。在该系统中，烟雾消除器15从槽2的顶部悬挂到吸收剂稀浆S的液面上，并在下端与隔板16相联，而隔板16有一部分插入了稀浆浆液中。当被处理的气体通过吸收剂稀浆S的液面和顶部4之间时脱去烟雾，被捕获的烟雾和洗涤液直接向下流入槽2的浆液中。
具有图2中所示结构的湿式烟道气除硫系统需要排放料斗8b以及接连料斗与槽2的管道。其中存在的缺点是复杂的结构需要额外的成本。另一个缺点是维持费高，需要经常清洗以从排气管底部8c除去固体沉淀(在这种情形下是石膏等)。由于成本的因素，排气管8的管体8a的直径不能太大。从而限制了气流通道的横截面，流速增加，例如至约每秒18米。因此不能保证大的除烟能力，以致很难降低烟雾消除器9出口侧的烟雾浓度(处理后烟道气的最终烟雾浓度)。
图3所示的湿式烟道气除硫系统在结构上较为简单，不需要排放料斗以及相关的部件。但是，降低出口处烟雾浓度的困难更大了。增加从液面到槽2的顶部4之间的高度会引起许多问题，例如，需要较高的吸收塔1，增加的部件需要额外的成本，以及由于增加了循环泵3的提升高度造成功率消耗的增加。由于这些原因，顶4必须保持较低，结果使顶4与液面之间的气流通道的横截面减小，流过通道的气流速度增加，例如至6到10m/s，因此，相应地降低了烟雾消除器15收集烟雾的能力。另外，由于烟雾消除器15安装在距离从总管10流出的吸收剂稀浆S下落的区域很近的位置，烟雾消除器15的入口处所载烟雾很重(即，迅速流向烟雾消除器15的上游烟雾浓度很高)。因此，还造成了另一个问题，出口处烟雾浓度显著升高。
本发明的目的在于提供一种结构简单，并且与现有技术系统相比能在出口处获得远远降低的烟雾浓度，另外易于维护的湿式烟道气除硫系统。
根据本发明的湿式烟道气除硫系统达到了上述目的，该系统中包括吸收塔、形成于吸收塔底部用以贮备吸收剂稀浆的槽、以及用以将稀浆从槽中向上压入吸收塔顶部烟道气入口处使稀浆与烟道气相接触的循环泵，其中通过吸收剂稀浆的吸收从进入烟道气入口处的烟道气中除去了二氧化硫，并使脱去二氧化硫的处理后的气体通过从槽的尾端的顶部整体地向上突起而形成的排气管而排出，其特征在于烟雾消除器象竖直隔板一样穿过管的上升部位竖直安放，消除器的下端有一部分伸入了槽中吸收剂稀浆的浆液内。
根据本发明，烟雾消除器象隔板一样穿过排气管的上升部位竖直安装，因此与现有技术的消除器相比其气流通道的横截面远远增大了，从而使收集烟雾的性能显著增强。另外，由于烟雾消除器是安状在距离喷出的吸收剂稀浆S形成烟雾的地方较远的位置，从而使消除器入口处所载的烟雾相对减轻，并使出口处烟雾的浓度显著降低。由于通过排气管管体的烟道气已经脱去了烟雾，因此不会在管体的底部出现固体沉淀。另外，由于烟雾消除器的下端有一部分浸入了槽中吸收剂稀浆的浆液内，捕获的烟雾和洗涤液可直接流入槽中，所以节省了排放料斗或其它结构设备。
图1是体现本发明的湿式烟道气除硫系统的示意图。
图2是现有技术的湿式烟道气除硫系统中主要部件的示意图。
图3是另一种现有技术的湿式烟道气除硫系统中主要部件的示意图。
下面将通过参照图1所示的本发明的实施方案详细介绍本发明，此处介绍的本发明是应用于槽型湿式烟道气除硫系统中所谓的氧化反应。它基本包括：吸收塔21，在其上部形成的烟道气入口处21a设置了总管21b，吸收塔中还设置了填料床21c；与吸收塔21底部整体结合的槽22，其中贮备了吸收剂稀浆(例如，含有钙化合物如石灰石的稀浆)；用于将稀浆S从槽22压入总管21b的循环泵23；从槽22尾部的顶端整体地向上突起而形成的、并向旁边伸出的排气管24，以及在穿过排气管24的上升部分24a安装的隔板状烟雾消除器25(烟雾分离器)。它进一步包括旋转臂式的供气装置30，用以搅拌槽22中的稀浆S，同时向槽22充分供给空气(氧)；分离石膏、供给吸收剂的装置40，用于从槽22的稀浆S中分离并除去副产物石膏固体，以及通过再利用从固体中分离的水向槽22提供新鲜的吸收剂。
烟雾消除器25包括从处理后的烟道气中捕获烟雾的网状部件，以及支撑网状部件的框架。支撑每个部件，使其充满出口管24的上升部分24a的整个横截面，并且使其下端有一部分浸入槽22中稀浆S的液面以下。烟雾消除器25中设有喷嘴(未示出)，可以直接向各部件喷洗涤水，因此可在适当的时间间隔喷射洗涤水清洗各部件。
供气装置30包括搅拌棒32，它被悬挂在槽22中的中空旋转轴31上，并且被未示出的发动机所驱动水平旋转；与中空旋转轴31相连接的供气管33，其开口端33a低于搅拌棒32而向下突出；以及连接中空轴31末端与供气装置的联轴器34。
当空气C通过联轴器34被压入中空旋转轴31时，旋转该轴使供气管33释放的空气C向形成于搅拌棒自由旋转侧的气相区域供气。由于搅拌棒32旋转形成的旋涡力使气相区域的后部裂成了小片，从而产生了许多大小基本均匀的小气泡。
分离石膏、供给吸收剂的装置40包括用于从槽22排出稀浆S的稀浆泵41，用于浓缩所排出的稀浆S的浓缩器42，用于从浓缩器42排放浓缩后的液体D的另一个稀浆泵43，用于从浓缩后的液体D分离石膏E的固—液分离器44，用于收集浓缩器42中的上清水F以及固液分离器44中的滤液的滤液槽45，以及用于向槽22供给新鲜的吸收剂稀浆S(通过向滤液槽45中的液体添加石灰石G而制得)的稀浆泵46。
下面介绍具有上述结构的湿式烟道气除硫系统的操作方法。将槽22贮备的吸收剂稀浆S用循环泵23向上压，使其从总管21b向上喷出。喷雾与进入烟道气入口21a的未处理烟道气A相接触，通过吸收从烟道气中除去二氧化硫。从总管21b喷出的吸收剂稀浆S然后向下流，吸收二氧化硫，通过填料床21c流入槽22的浆液中，在其中被搅拌棒32搅拌，并通过与上述撕裂现象(tearing phe-nomenon)形成的许多气泡相接触而被氧化。这种氧化反应之后是中和反应，产生了石膏。
这样，石膏和少量作为吸收剂的石灰悬浮在槽22之中。它们通过稀浆泵41被排出到浓缩器42中，然后再用稀浆泵43将浓缩液D从浓缩器输入固—液分离器44中。在分离器中过滤液体，并排出含少量水(通常约10％的水)的石膏E。同时，浓缩器42中的上清水F和固—液分离器44中的滤液均被输入滤液槽45中，然后，加入石灰石G，将混合物作为新鲜的吸收剂稀浆S送回槽22中。
处理后的气体B脱去了二氧化硫，它从槽22的顶部22a与稀浆S的液面之间的空间通过。然后使其通过排气管24的管体24b排出。在最后排放气体之前，位于管24的上升部分24a中的烟雾消除器25有效地捕获了烟雾，并使气体以很低的最终烟雾浓度排出。
由于烟雾消除器25是竖直安装的，象隔板一样穿过出气管24的上升部分24a，所以与现有技术的消除器相比其气流通道的横截面显著增大了。在该区域气体流动速率相应较低(例如约4.5m/s)，烟雾消除器25收集烟雾的性能比现有技术明显提高了。另外，由于烟雾消除器是安装在距离喷出的吸收剂稀浆S形成烟雾的地方较远的位置，大部分烟雾由于重力落到了烟雾消除器25上游的液面区域上，从而使消除器入口处所载的烟雾相对减轻。这使得该系统与至今为止的原有系统相比，其在烟雾消除器出口处处理后气体B的烟雾浓度显著降低了。
被烟雾消除器25捕独获的烟雾以及对消除器喷射的洗涤水沿着消除器向下流入槽22，它们在槽中作为吸收剂稀浆的一部分被再利用。这里不需要图2中所示的常用系统中的排物料斗或其它部件。在排气管24的管体24b中，除去烟雾的气体从中通过，其底部不出现固体沉淀。
在操作过程中，可用传感器(未示出)监测未处理气体中二氧化硫的浓度、槽中稀浆的pH、以及其它参数，用以维持高的除硫速率和高的石膏纯度。根据测量值用未示出的控制装置适当调节贮备的石灰石G、对烟雾消除器25喷射的洗涤水的体积等。
用至此所述的本发明湿式烟道气除硫系统作为其实施方案，可以降低入口处所载的烟雾，并能显著增强烟雾消除器25收集烟雾的性能，从而充分降低了出口处烟雾的浓度。另外，通过防止固体沉积在排气管24管体24b的内壁上而节省维持费用。并且，由于被捕获的烟雾和洗涤液直接向下流入槽中，使其不再需要使用排物料斗或其它结构改型，从而又降低了设备成本。
本发明并非限于上述实施方案中，还可有其它多种实施方法。例如，除了至此所述的石灰—石膏法除硫装置外，还可同样使用其它除硫系统，如分别用苛性钠和氢氧化镁作为吸收剂的苛性钠和氢氧化镁法。氧化方法也并不限于前述实施方案中的旋转臂式供气法；它当然可以被通过管道从槽底部的下方单独注入空气的氧化法或被使用独立于吸收塔的槽的氧化塔单独氧化法代替。
根据本发明，如上所述，减少了入口处所载的烟雾，烟雾消除器收集烟雾的性能显著增强，从而使出口处烟雾的浓度显著降低。另外，通过防止固体沉积在排气管管体内壁上，降低了维持费用；并且，通过使被捕获的烟雾和洗涤液直接流入槽内，省去了排物料斗等部件，从而降低了设备成本。
Claims (4)
1.一种湿式烟道气除硫系统，其中包括吸收塔、与吸收塔底部整体结合的用以贮备吸收剂稀浆的槽、形成于吸收塔顶部的烟道气入口、用以将稀浆从槽中向上压入烟道气入口处使稀浆与烟道气相接触的循环泵、通过使烟道气入口处的吸收剂稀浆介质从烟道气中吸收除去二氧化硫的装置、以及从槽的尾端的上部整体地向上突起而形成的排气管，从而将脱去二氧化硫的处理后的烟道气排放到外面，该排气管中有一个竖直安装的烟雾消除器，它象竖直隔板一样穿过管的上升部位，消除器的下端有一部分伸入槽中吸收剂稀浆的浆液内。
2.根据权利要求1所要求的系统，它是一种石灰—石膏法除硫系统。
3.根据权利要求1所要求的系统，它是用苛性钠作为吸收剂的苛性钠法除硫系统。
4.根据权利要求1所要求的系统，它是用氢氧化镁作为吸收剂的氢氧化镁法除硫系统。
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