CN1101245C - 控制湿法烟道气脱硫系统中浆液浓度的液体泄放装置和方法 - Google Patents

控制湿法烟道气脱硫系统中浆液浓度的液体泄放装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1101245C
CN1101245C CN98118664A CN98118664A CN1101245C CN 1101245 C CN1101245 C CN 1101245C CN 98118664 A CN98118664 A CN 98118664A CN 98118664 A CN98118664 A CN 98118664A CN 1101245 C CN1101245 C CN 1101245C
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
slurries
jar
liquid component
absorption tower
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN98118664A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1221645A (zh
Inventor
多谷淳
今井伸夫
冲野进
杉田觉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Publication of CN1221645A publication Critical patent/CN1221645A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1101245C publication Critical patent/CN1101245C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/502—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific solution or suspension
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B01D47/063—Spray cleaning with two or more jets impinging against each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/346—Controlling the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/606—Carbonates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

本发明提供可由罐内浆液中只泄出液体成分的简单液体泄放装置，和一种使用该装置控制湿法烟道气脱硫系统中浆液浓度的方法。该装置包括(1)液体泄放器，包括在罐侧壁低于浆液液面处形成的浆液出口构件，(2)液体成分吸入通道，其上端与液体泄放器出口构件的内侧相连，而下端向罐底部延伸并敞开，其截面尺寸和长度的确定使浆液在压头差的作用下通过该通道由所说液体泄放器外流时，液体成分在其中的流速低于固体物质的沉降速度，(3)放空管，由所说液体成分吸入通道上端向上延伸并有位于浆液液面之上的开口上端。

Description

控制湿法烟道气脱硫系统中浆液 浓度的液体泄放装置和方法
发明背景
1.发明领域
本发明涉及一种可适用于，例如，湿法烟道气脱硫系统吸收罐的液体泄放装置，以及用这种装置控制湿法烟道气脱硫系统中浆液浓度的方法。
2.相关技术说明
近年来，一种现场氧化型湿法石灰-石膏方法流行起来，它作为一种烟道气脱硫技术被用来由热能发电设备等产生的烟道气中除去硫的氧化物(以二氧化硫为典型)。根据该方法，将含有悬浮钙化合物(如石灰石)的吸收剂浆液由装在吸收塔底部的吸收塔罐供料并经过位于吸收塔上部的气-液接触区进行循环。同时，将烟道气通入吸收塔并使其与吸收剂浆液进行气-液接触。另一方面，将氧化空气强制吹入吸收塔罐，以便将经过气-液接触的浆液在吸收塔罐中氧化而生成作为副产物的石膏。
为实现该烟道气脱硫系统的稳定操作，必须通过控制例如泄放出来去回收石膏的浆液量，使得吸收塔罐中存在的浆液量(即，液面)保持在一定限度。另一方面，还必须使存在于吸收塔罐中的浆液浓度(即主要由石膏组成的固体物质浓度)保持在规定的范围(通常为20～30重量％)。
如果浆液浓度过高，容易引起例如向吸收塔上部供应浆液的循环系统或由吸收塔罐泄放浆液的管路中管道和泵堵塞之类的麻烦，因而使操作发生困难。另一方面，如果浆液浓度过低，存在于浆液中石膏的所谓晶种就会减少，结果，吸收塔罐中由于吸收二氧化硫和后续反应而相继形成的较大部分石膏会沉淀出来并粘着于设备部件表面例如吸收塔罐内壁表面形成污垢，也能造成堵塞管道的麻烦。而且，从操作费用来看，低浓度浆液也是不利的，因为在回收石膏的固-液分离处理中，造成了负荷的增加。
同时，烟道气中二氧化硫含量经常随着发电负荷等而发生波动，因此，加入吸收塔罐的吸收剂(例如石灰石)的供料速度必须随时加以控制以使其达到与波动的入口二氧化硫含量相应的最低所需水平。此外，用于鼓入氧化空气等的空气分配器洗涤水总是以固定流速被引入吸收塔罐。
由于这些原因，加进罐中或在罐中形成的固体在例如烟道气中二氧化硫含量较低时(即低负荷条件下)要减少。另一方面，上述洗涤水总是以固定流速被引入，所以罐中浆液浓度会变低。特别是当用以冷却和分离颗粒物的骤冷器装在吸收塔上游时(即该系统是双回路型)，进入吸收塔的烟道气几乎为水蒸气所饱和，所以仅有少量水在吸收塔中蒸发并被烟道气带走。结果，在操作中，罐中浆液浓度很可能降低到上述规定范围之外。
而且，即使在系统停工(即中止脱硫)时，也常常连续供应洗涤水。因此，即使系统不是双回路型，罐中浆液浓度也可能降低到上述规定范围之外。
但是，在现有的技术中，找不到只泄放吸收塔罐中浆液液体组分的简单方法。因此，当浆液浓度因所说水平衡发生变化而降低时，只能采取被动措施，例如，减少供给吸收塔罐的补充水量(或由分离石膏得到而返回吸收塔罐的滤液量)或者停止这种供给。
所以，如果在这种低负荷条件下操作或停工继续一段较长时间，浆液浓度就会降到过低的程度。如果系统用这种浆液条件操作，所说污垢形成就不可避免，而且在很短的时间间隔内就需要非常麻烦的象内部清洗这样的操作。此外，还会造成回收石膏的固-液分离处理负荷的增加，导致操作费用增加。
正如在日本专利临时公开(Japanese Patent ProvisionalDublication)No.230620/184中所公开的，本专利申请人早先曾建议了一种控制浆液浓度的方法，在该方法中，浆液被分成高浓和低浓两部分，而且这两部分浆液以独立控制的流速泄放。但是至今还没有不用泵或专门动力而只泄放液体成分的简单方法被提出来。
发明概述
因此，本发明的一个目的是提供一种简单的液体泄放装置，可以只泄放罐中浆液的液体成分，和一种使用这种装置控制湿法烟道气脱硫系统中浆液浓度的方法。
为达到上述目的，本发明提供了一种液体泄放装置，用以由含浆液的罐中排出低固含量浆液的液体成分，罐中浆液由一种内含悬浮物质的液体组成，该液体泄放装置包括：(1)一个液体泄放器，它包括一个在罐侧壁低于浆液液面处形成的浆液出口构件，并可使罐中浆液在压头差的作用下流出，(2)一个液体成分吸入通道，其上端与液体泄放器出口构件的里侧相连，而下端向罐底部延伸并敞开，所说液体成分吸入通道的截面尺寸和长度的确定要使得浆液在压头差作用下通过该通道由所说液体泄放器外流时，液体成分在其中的流速低于固体物质的沉降速度。
虽然本发明的液体泄放装置包括一个连着液体成分吸入通道的液体泄放器并因此具有非常简单和便宜的结构，但只有液体成分可以由罐中排除，这点下面要加以说明。
首先，由于液体泄放器包括一个在罐侧壁低于浆液液面的位置形成的浆液出口构件并可以使罐中的浆液在压头差的作用下流出，故液体可通过液体成分吸入通道由液体泄放器流出而不需要任何动力。况且，由于液体成分吸入通道的截面尺寸和长度的确定使其中液体成分的流速低于固体物质的沉降速度，故固体物质在该液体成分吸入通道中被分离，结果，由液体泄放器排出的液体是低固含量的液体成分。
而且，为了用在湿法烟道气脱硫系统中，本发明还提供了一种控制该系统中浆液浓度的方法，它包括将本发明的液体泄放装置安装在吸收塔罐上，以及通过用液体泄放装置调节由吸收塔罐泄出的液体成分的数量和供给吸收塔罐的液体成分的数量来控制吸收塔罐中浆液的浓度，在所说湿法烟道气脱硫系统中，将含有作为吸附剂的钙化合物的浆液由吸收塔底部形成的吸收塔罐供给并经过吸收塔上部的气-液接触区进行循环，以使未处理的烟道气与浆液进行接触从而通过吸收到循环浆液中的方法至少将未处理烟道气中存在的二氧化硫除去。
在基于本发明的控制湿法脱硫系统浆液浓度的方法中，所说吸收塔罐上装有本发明的液体泄放装置，吸收塔罐中的浆液浓度通过用液体泄放装置调节由吸收塔罐泄出的液体成分的数量和供给吸收塔罐的液体成分的数量加以控制。
于是，本发明通过用简单装置由罐中排出液体成分的方法，有可能实现正向浓度控制，这在现有技术中是不可能的。因此，在低负荷或停工条件下浓度降低问题被解决，吸收塔罐中浆液的适宜浓度控制可以可靠地、便宜地得到实现。
附图简要说明
图1是说明使用本发明的湿法烟道气脱硫系统的一个实施例(第一
实施方案)的简图；
图2是说明图1系统所用液体泄放装置的放大图；
图3是说明本发明液体泄放装置另一实施例(第二实施方案)的放大图；
图4是说明图3所示本发明液体泄出装置实施例(第二实施方案)的透视图；
图5是说明本发明液体泄出装置再一实施例(第三实施方案)的放大图；
图6是说明演示本发明作用的实验设备的流程简图；
图7是表示为演示本发明作用而进行的实验结果的图。
优选实施方案详述
为达到所说目的，本发明提供了一种液体泄放装置，用以由含悬浮固体的液体组成的浆液的罐中排放低固体含量浆液的液体成分，该液体泄放装置包括：(1)一个液体泄放器，它包括一个在罐侧壁低于浆液液面处形成的浆液出口构件，它可使所说罐中的浆液在压头差的作用下流出，(2)一个液体成分吸入通道，其上端与液体泄放器出口构件的里侧相连，而下端向罐底部延伸并敞开，液体成分吸入通道的截面尺寸和长度的确定要使得浆液在压头差作用下通过该通道由所说液体泄放器外流时，液体成分在其中的流速低于固体物质的沉降速度。
在本发明一个优选实施方案中，液体泄放装置装有带开口的垂直安装的隔板以便围成液体成分吸入通道，开口是为浆液通过之用。
当所说罐装有带浆液流通用开口并垂直安装围成液体成分吸入通道的隔板时，由任选的罐内夹带空气气泡的浆液的搅拌造成的向吸入通道内的流动被阻止。因此，确实避免了由于搅拌引起的向内流动形成的夹带空气气泡浆液的湍流到达液体成分吸入通道。此外，在泄放液体时，罐中浆液通过所说开口流入隔板内部，然后经过液体成分吸入通道下端流入该通道。因此，所说低固含量液体成分的泄放可以以特别高的可靠性来完成。
在本发明另一优选实施方案中，液体泄放器有一个与其外部构件相连的开/关构件(例如阀门)。
当液体泄放器有一个与其外部构件相连的开/关构件时，浆液液体成分的排放可以控制(即开始和停止)或调节(以便调节排放的流速)。
在本发明再一优选实施方案中，液体泄放器的开/关构件包括一个有浆液进、出口的流动通道形成构件(例如管子或软管)，进口与液体泄放器的出口构件相连，出口相对于浆液液面高度的垂直位置可以变化。
当所说开/关构件包括一个有浆液进、出口的流动通道形成构件，其中进口与液体泄放器的出口构件相连，出口相对于浆液液面高度的垂直位置可以改变时，污垢在开/关构件流动通道中的沉积受到很大抑制，而且即使在污垢沉淀的情况下，开/关构件的维修也是容易的。而且，省去阀门机构相应地节省了费用。
在这种情况下，通过将所说流动通道形成构件出口的垂直位置提高到浆液液面高度之上，可使浆液液体成分的排放中止，通过将所说流动通道形成构件出口的垂直位置降低到浆液液面高度之下，可使浆液液体成分的排放开始。而且，通过控制浆液液面和所说流动通道形成构件出口之间的压头差，可以调节排放流速。
在本发明又一优选实施方案中，浆液流动通道在至少是液体泄放器的出口构件中，当顺浆液流动方向延伸时，相对水平面来说，向上倾斜5度或更多。
当浆液流动通道在至少是液体泄放器的出口构件中，沿浆液流动方向延伸过程中相对水平面向上倾斜5度或更多时，可避免液体泄放器流动通道中由于石膏颗粒的沉积而形成污垢并发生堵塞。再从这一点看，具有低固含量成分的泄出可以特别容易并高度可靠地做到。
在本发明一个再进一步的优选实施方案中，液体泄放装置装有一根由液体成分吸入通道上端延伸并且顶端开口位于浆液表面之上的放空管。
当液体泄放装置装有一根由液体成分吸入通道上端延伸并且顶端开口位于浆液表面之上的放空管时，浆液液体成分可以更平稳地排放，因为，如果空气气泡进到液体成分吸入通道，便可由放空管上端排出。
在本发明一个更进一步的优选实施方案中，液体泄放装置装有一个搅拌器，用以搅拌罐中液体成分吸入通道以下区域存在的浆液。
当液体泄放装置装有一个搅拌器，用以搅拌罐液体成分吸入通道以下区域存在的浆液时，由于该搅拌器的搅拌作用，避免了在固体成分吸入通道中分离并通过该通道沉降的物质发生滞留或沉积，特别是在低于上述液体成分吸入通道的区域。结果，可确实避免由于这种滞留和沉积造成的麻烦(例如，泄出液体浓度改变和在罐底形成污垢)。
而且，为了在湿法烟道气脱硫系统中使用，本发明还提供了一种控制该系统中浆液浓度的方法，它包括在所说吸收塔罐上安装本发明的液体泄放装置，并通过用液体成分泄放装置调节由吸收塔罐泄出的液体成分的数量和供给吸收塔罐的液体成分的数量来控制吸收塔罐中浆液的浓度，在所说湿法烟道气脱硫系统中，将含作为吸附剂的钙化合物的浆液由吸收塔底部形成的吸收塔罐供给并经过吸收塔上部的气-液接触区进行循环，以便使未处理的烟道气与浆液进行接触以便通过吸收到浆液中的方法至少将未处理烟道气中存在的二氧化硫除去。
在基于本发明一优选实施方案的控制湿法烟道气脱硫系统中浆液浓度的方法中，所说吸收塔罐中的浆液浓度被自动控制以便等于希望的浓度，方法是用浓度检测器测量所说吸收塔罐中浆液的浓度，并使用控制器对用所说浓度检测器测量的结果作出响应，自动调节泄出的液体成分数量或供给的所说液体成分数量。
当通过用浓度检测器测量所说吸收塔罐中浆液的浓度，并使用控制器对所说浓度检测器测量的结果作出响应，自动调节泄出的液体成分数量或供给的所说液体成分数量来自动控制吸收塔罐中的浆液浓度以便等于希望的浓度时，可做到浓度的无人控制，从而可以节省人工等等。
下面将参照相应的附图说明本发明的几个实施方案。(第一实施方案)
图1是说明使用本发明的现场氧化型湿法烟道气脱硫系统的一个实施例(第一实施方案)的简图。
如图1所示，该系统包括一个吸收塔1和安装在吸收塔1底部的一个罐2。该罐2上装有一个所谓空气旋转分布器3，用来将氧化空气K以微小空气气泡的形式吹入浆液S，同时将浆液S搅拌，从而让含被吸收的二氧化硫的吸收剂浆液与罐2中的空气进行有效的接触从而充分氧化形成石膏。
更具体地说，在该系统中，未处理的烟道气A被引入吸收塔1的烟道气入口段1a并与被循环泵4由集管5喷出的吸收剂浆液接触，以便通过吸收到吸收剂浆液中的方法至少将存在于未处理烟道气A中的二氧化硫除去。所得烟道气作为已处理烟道气B通过烟道气出口段1b被排出。由集管5喷出的吸收剂浆液边吸收二氧化硫，边向下流动，并进入罐2，在这里通过与大量被吹入为空气分布器3所搅拌的吸收剂浆液中的空气气泡进行接触而被氧化，然后通过中和反应生成石膏。
在这些处理过程中发生的主要反应可用以下反应方程(1)～(3)表示。应当理解，一种由一组固定空气分布管组成的所谓固定空气分布器也可代替所谓空气转动分布器用作空气分布器3。(吸收塔烟道气入口段)
                           (1)(罐)
                   (2)
         (3)
于是，石膏和少量石灰石(用作吸收剂)主要悬浮在罐2的浆液S中。在所述实施方案中，该浆液S通过由罐2侧壁延伸的管线6泄出并供给固-液分离器7。过滤的结果，具有低湿含量(通常约10％)的石膏C被回收。另一方面，来自固-液分离器7的滤液被送到浆液配制罐8作为构成吸收剂浆液的水W1。通常，将一部分来自固-液分离器7中的滤液作为脱硫废水而由系统排走，为的是避免杂质在循环浆液中积累。
装有搅拌器9的浆液制备罐8用来制备吸收剂浆液，方法是通过搅拌将来自石灰石料斗(未表示)的细粉状石灰石D与所说滤液W1或另外供给的水W2混合。如果需要，用浆液泵10将浆液制备罐8中的吸收剂浆液供给吸收塔1的罐2。
在操作过程中，可用例如一个控制器(未表示)和一个流量控制阀(未表示)来调节供给浆液制备罐8的水量。而且，通过控制旋转阀(未表示)的操作，由石灰石料斗中供给与所供水量相应的适量的石灰石。于是，浆液制备罐8便保持在这样一种状态，其中总是储存着具有预定浓度(例如约20～30重量％)的吸收剂浆液，其浓度处于一定范围内。
此外，为了保持操作过程中的高脱硫度和石膏的高纯度，用传感器测量未处理烟道气A中二氧化硫的浓度和罐2中吸收剂浆液的pH值和石灰石浓度。从而使石灰石D的供料速度，吸收剂浆液的供料速度，以及其它参数由控制器(未表示)得到适当控制。
另外，通过管线6泄出的浆液量借助例如一流量控制阀(未表示)加以控制以便将罐2中浆液的量保持恒定。
另外，为了补充吸收塔1等处因蒸发而渐渐失去的水分，根据需要应向例如罐2供给补充水(例如工业水)。
此外，将洗涤水W3与空气K一起供入空气分布器3以避免固体物质粘着在向外吹空气的喷咀等处。该洗涤水W3与空气K一起流入浆液。
对于规模为例如大约处理1,000,000Nm3/h烟道气的脱硫系统，洗涤水W3的流速通常定在大约4m3/h。
如放大的图2中所示，罐2上还装有一套结构非常简单，安装费用低廉的液体泄放装置20。
该液体泄放装置20是用来由罐2排放具有低固含量的浆液液体成分的装置，它包括可使罐2中浆液在压头差h作用下流出的液体泄放器部分20a，由被引入液体泄放器部分20a的浆液中分离固体物质的液体成分吸入管(或液体成分吸入通道)22，和用来搅拌罐2低于液体成分吸入管22区域中存在的浆液的搅拌器25。
在该实施方案中，液体泄放器部分20a包括一个出口管(或出口构件)21，它与罐2侧壁低于浆液液面处形成的一个开口相连并有一个由罐2侧壁向外延伸的端面，和一个与出口管21外端面相连接的阀门(或开/关构件)23。
而且，在该实施方案中，由出口管21，阀门23，和与阀门23连接的管道组成的整个流动通道在向外(即沿浆液的流动方向)延伸时，相对水平面而言，向上倾斜一个角度θ。
角度θ的确定应使其大于石膏颗粒在液体中的静止角(5度)。于是，由于整个流动通道没有任何水平部分，而且整个流动通道至少倾斜以上所说的静止角，该液体泄放装置20的优点是避免了由于石膏颗粒沉积而在出口管21，阀门23等处形成污垢或被这些污垢堵塞。
在该实施方案中，压头差h定义为与阀门23外侧相连的管道开口排料端处与浆液液面之间的高度差，其值应能使排料流速达到希望值Q。该值可以根据Bernoull定理并通过流动阻力计算来确定。例如，本发明人所做计算表明，如果压头差h定为大约1m，排料流速大约可达到4m3/h，基本上等于所说洗涤水W3的流速。
液体成分吸入管22的上端与构成液体泄放器部分20a的所说出口管21里端相连，其下端向罐2底部延伸并保持开口。在该液体成分吸入管上端装有一根放空管24，该管垂直延伸并且其上端位于浆液液面以上。如果空气气泡流入液体成分吸入管22中，放空管24起到使它们由上端逸出的作用，从而使浆液液体成分的排放更平稳。
液体成分吸入管22的长度的确定值(例如约1m)应至少能防止在罐2中因搅拌而流动的浆液S的湍动到达其内部空间的上端。而且，液体成分吸入管22内径D的确定应能做到当浆液在压头差h的作用下，经液体成分吸入管22和液体泄放器部分20a由阀门23流出时，液体成分在其内部空间的上部无湍流区的流速低于固体物质的沉降速度。
具体地说，浆液S中的固体物质的平均颗粒直径大约是40μ。因此，如果液体成分在液体成分吸入管22中的平均流速V定为例如大约10m/h，该值就会比固体物质的沉降速度低。液体成分吸入管22的内截面积由Q/V确定。因此，当Q等于例如以上所说的4m3/h时，内截面积是4/10＝0.4m2。因此，在这种情况下，内径D可定为使内截面积为0.4m2的值。
如果将内径D增大，在液体成分吸入管(或液体成分吸入通道)22中上行的浆液流速就变低，具有较低固含量的液体可被泄出。因此，适宜的所说内径D(即流速V)可根据所要求的泄出液体的固含量来确定。例如，如果流速V定为4m/h或更低，泄出液体的固含量可降至大约10g/l或更低，这一点在后面列出的示范性数据中可以看出。
在该实施方案中，搅拌器25包括一个轴流式叶轮，置入或朝着罐2低于液体成分吸入管22的区域，一个装在罐2外面用来驱动叶轮的马达，和连接马达和叶轮的转动轴密封设备。该搅拌器25搅拌存在于液体成分吸入管22以下区域的浆液从而避免被分离的固体物在该区域发生滞留或沉积。
下面描述上述液体泄放装置20的作用和用它控制罐2中浆液浓度的方法。
当使用上述液体泄放装置20时，如果打开阀门23，就有一股具有固定流速的液流产生，流速的大小取决于液体泄放装置20的流动阻力(包括阀门23的阻力)和压头差h。结果，液体通过液体成分吸入管22和液体泄放器部分20a以这一固定流速被排出。
由于液体成分吸入管22的尺寸按前面叙述的方法确定，罐2中浆液S的湍流达不到液体成分吸入管22的上端，并且至少在该无湍流区，液体成分在液体成分吸入管22中的流速低于固体物质的沉降速度。结果，浆液中的固体物质上升不到液体成分吸入管22的上端，因此在这里由液体成分中分离。因此，由阀门23排出的液体基本上不含固体物质，结果只有浆液中的液体成分以预定的流速泄出。
因此，本发明的液体泄放装置可以以如下方式做到浓度的正向控制：当所说操作在低负荷条件或停工状态下进行，罐2中浆液S的浓度已经或可能要下降到其最佳范围以下时，降低经管线6泄出的浆液S的流速或停止这种泄出，并将液体泄放装置20的阀门23打开，开度根据浓度下降的程度确定。这些操作可由控制器15自动进行，该控制器借助于浓度传感器14测量这种状态，或者由操作员在判断出这一状态出现后进行手工操作。
如上所述，液体泄放装置20的最大排出能力确定为等于或小于洗涤水W3和补充水供料速度之和，后者被引入罐2中从而增加浆液S中的液体成分。因此，即使在低负荷或停工条件下操作，通过打开阀门23，可以确保浆液S的浓度在所说最佳范围内。
另一方面，当罐2中浆液S的浓度已经或可能超过其最佳范围时，将液体泄放装置20的阀门23部分地或完全关闭，根据浓度增加的程度来增加向罐2供水的加料速度，并加大由管线6泄出的浆液S的流速。这些操作可由控制器15自动进行，该控制器借助于浓度传感器14测量这种状态，或者由操作员在判断出这种状态出现后进行手工操作。为了增加向罐2供水的加料速度，可以增加向罐供给的补充水加料速度或者增加以吸收剂浆液形式供水的加料速度。
由液体泄放装置20排出的过剩液体可在经过必要的废水处理达到标准后从系统中排掉。但是，如果水平衡可以维持，过剩液体可以被引到，例如图1所示的浆液制备罐8中作为组成吸收剂浆液液体成分的一部分重新使用。因此，可以免除对所说废水处理的需要，而且，可以节省引入浆液制备罐8中的水W2。
所说过剩液体也可以被用作，例如脱硫系统各部分的洗涤水，例如吸收塔空气分布器的洗涤水，或安装在吸收塔烟道气出口的除雾器(未表示)的洗涤水。
虽然在液体成分吸入管22中被分离的固体物质经过液体成分吸入管22沉降下来，但本实施方案中使用的搅拌器25的搅拌作用可避免其发生滞留或沉积，特别是在低于液体成分吸入管22的区域。因此，在该实施方案中，可确实避免由于这种滞留和沉积造成的麻烦(例如，泄出液体浓度的改变和罐底污垢的形成)。(第二实施方案)
图3和4是阐明根据本发明第二实施方案的一种液体泄放装置30的。该液体泄放装置30所应用的脱硫体系以及用它控制浆液浓度的方法和对于第一实施方案的说明是一样的，因此对它的解释被省略。此外，与前面对第一实施方案提到的相同构件用相同的参考数字来表示，对其也不再作重复解释。
该液体泄放装置30是用来由罐2排放具有低固含量浆液液体成分的装置，并且包括能使罐2中浆液在压头差h作用下流出的液体泄放部分30a，一个液体成分吸入通道32，其上端与构成液体泄放部分30a的出口管(或出口构件)31内端相连，其下端向罐2底部延伸并保持开口，和围成液体成分吸入通道32的隔板33(示于图4)。
在图3和图4中，参考数字35表示一根放空管，类似于对第一实施方案描述的放空管24。
在该实施方案中，液体泄放部分30a包括与罐2侧壁上形成的开口相连接并具有由罐2侧壁向外延伸的端面的出口管31，和与出口管31外端面相连的阀门23。而且，当由出口管31，阀门23，和与阀23连接的管道组成的整个流动通道向外(即沿浆液流动方向)延伸时，相对于水平面向上倾斜角度θ。
与第一实施方案类似，角度θ应确定为大于液体中石膏颗粒的静止角(5度)。
在该实施方案中，液体成分吸入通道32是安装在罐2内壁上的箱形构件34形成的内部空间，如图4所示，出口管31与其相连。上述箱形构件34保持开口并形成液体成分吸入通道32的开口下端面。
隔板33有一个用作浆液通道的开口33a，在该实施方案中，它垂直安装在罐2的侧面以便围成上述箱形构件34。在图4中，隔板33的上端延伸至显著高出罐2中浆液S液面。但是，浆液S的液面位置可以超过隔板的上端。
该隔板33的作用是封锁罐2中夹带的空气气泡的搅拌所造成的流动。因此，隔板33具有确实避免夹带空气气泡的浆液湍流到达箱形构件34的内部空间(即液体成分吸入通道32)的作用，这种湍流是被搅拌产生的向内流动引起的。
在液体泄出过程中，罐2中的浆液经过开口33a流入隔板33内部，然后经过箱形构件34的开口下端进入液体成分吸入通道32。
与第一实施方案类似，液体成分吸入通道32的长度L所确定的数值(例如约1m)至少不容许由于搅拌而形成的在罐2中流动的浆液S的湍动到达其内部空间的顶端。而且，液体成分吸入通道32的内部宽度W的确定应能做到当浆液在压头差h的作用下，经过液体成分吸入通道32和液体泄放部分30a外流时，液体成分在其内部空间上升的流速低于固体物质的沉降速度。
所说液体泄放装置30作用的方式与关于第一实施方案的描写相同。具体地说，通过打开阀门23，产生一股具有固定流速的液流，其流速大小取决于液体泄放装置30的流动阻力(包括阀门23的阻力)和压头差h。结果，液体经过液体成分吸入通道32和液体泄放部分30a以该固定流速被排出。
由于隔板33的所说作用以及前面确定的液体成分吸入通道32的尺寸，罐2中浆液S的湍流肯定不能到达液体成分吸入通道32的内部，并且至少在该无湍流区，液体成分吸入通道32中液体成分的流速低于固体物质的沉降速度。结果，浆液中的固体物质上升不到液体成分吸入通道32的上端，因而在该通道中由液体成分中分离。因此，由阀门32排出的液体基本上不含固体物质，结果只是浆液的液体成分以固定流速被排出。(第三实施方案)
图5是阐明根据本发明第三实施方案的一种液体泄放装置50的示意图。该液体泄放装置50所应用的脱硫系统以及用它控制浆液浓度的方法同对第一实施方案的说明是一样的，因此对它的解释被省略，此外，与前面对第一实施方案提到的相同构件，用相同的参考数字表示，对其不再做重复解释。
该液体泄放装置50是用来由罐2排放具有低固含量浆液液体成分的装置，并且包括能使罐2中浆液在压头差h作用下流出的液体泄放部分50a，和用以由进入液体泄放部分50a的浆液中分离固体物质的所说液体成分吸入管22。
在该实施方案中，液体泄放部分50a由所说出口管21和一根与该出口管21外端相连的软管(或流动通道形成构件)51组成。
软管51相当于本发明的流动通道形成构件，起到本发明开/关构件的作用。其一端(或浆液入口)与出口管21连接。在这种情况下，软管51具有灵活性，可使其另外一端(或浆液出口)相对于浆液液面高度垂直移动。
这种结构的结果，通过将软管51的另一端的垂直位置保持在浆液液面之上可终止浆液液体成分的排放，也可通过将软管51另一端的垂直位置保持在浆液液面以下而开始浆液液体成分的排放，如图5参考数字51a所示。而且，当排放浆液液体成分时，通过改变软管51另一端的垂直位置从而控制压头差h，便可调节其排放流速。
于是，在该实施方案中，软管51起到停止或起动浆液液体成分及调节其流速的开/关设备的作用。因此，同使用阀的情况相比，可以降低费用。而且，该实施方案还有很大的优点，即永远不会产生阀门机构被污垢堵塞的麻烦，而且，即使污垢粘着于软管51内，维修(即清理)工作也容易进行。
软管51另一端(或出口)垂直位置的改变和调节可用手工完成，例如，使用一种能将软管51保持在各种位置的合适工具，也可借助于马达和驱动器例如气缸垂直移动软管51，用机械来完成。不言而喻，当使用这种机械方法时，软管51另一端的垂直位置可通过控制器15根据来自浆液浓度传感器14的信号进行自动控制。(验证数据)
下面将描述证明本发明液体泄放装置作用和效果的实验数据。具有图6所示结构的实验设备被用于此目的。
具体地说，模拟脱硫系统吸收塔罐的浆液罐41中填充以初始浆液，用作本发明液体成分吸入通道的液体泄放管42安装在浆液罐41中，直立并突出于浆液罐41上端以上。使用抽水泵43，让浆液罐41中的浆液液体成分通过液体泄放管42泄出并送回浆液罐41，从而进行循环。
使用由脱硫系统吸收塔罐(实际设备)得到的实际吸收塔浆液作为初始浆液。该试验浆液固体含量为240.7g/l，石膏浓度为1,309.0mmol/l未反应石灰石浓度为126.0mmol/l。
浆液罐41和液体泄放管42分别装以通水用夹套41a和42a。使用热水供料泵45，将恒温罐44中的温水相继通过夹套41a和42a进行循环。通过控制恒温罐44中加热温水的加热器46的输出功率，将浆液罐41中浆液温度和经过液体泄放管42循环的浆液的温度保持在脱硫系统吸收塔罐(实际设备)的正常操作温度(50℃)。
使用搅拌器47，以同脱硫系统吸收塔罐(实际设备)中相同的方式来搅拌浆液罐41中的浆液。
液体泄放管42的内径(D)为35mm，长度(L)为1,000mm，超出浆液液面的高度(H)为800mm。
实验进行的方法是，控制抽水泵43的流速以便将浆液在液体泄放管42中的上升速度(V)调节到1，2，4，7或10m/h。然后，测定由液体泄放管42泄出的溢流浆液(或泄放液体)在每个上升速度下的固含量。
这些实验的结果示于图7。具体地说，溢流浆液在各个上升速度下的固含量为1.4，5.4，10.4，83.5和144.0g/l。于是证明，如果将上升速度(V)定为10m/h或更低，则可以泄出固含量比初始浆液显著降低的液体成分。特别是，当该速度(V)定为4m/h或更少，泄放液体的固含量可进一步显著降低。
与此相关，在各个上升速度下，石膏在泄出液体中的浓度是7.2，10.0，8.7，454.7和784.9mmol/l。此外，在各个上升速度下，未反应的石灰石在泄出液体中的浓度是0.8，31.4，78.3，49.3和85.1mmol/l。
应该理解，本发明不只限于上述实施方案，也可以以各种其它方式加以实施。例如，本发明的液体泄放装置不仅能象上面描述的那样，应用于脱硫系统的吸收塔罐，而且能应用于任何需要以简单方法由浆液中排放液体成分的设备和工厂。在这些情况下，本发明的液体泄放装置可产生同样的效果。
而且，本发明的液体泄放装置并不一定需要安装开/关构件，例如图2中所示阀门23。当然可以用它使得液体成分以固定流速由罐中连续排出。
另外，组成本发明液体泄放器开/关构件的流动通道形成构件并不限于所说的柔性软管，也可以是，例如刚性管。例如这种管的一个开口端(或入口)可通过一个转动的变向节连接到图5的管道21上，以便使该管道能够借助该转动变相节沿例如罐的壁面转动。于是，这种转动可使该管道的另一开口端(或出口)相对于浆液液面高度垂直移动。

Claims (10)

1.一种用以由含浆液的罐中排放低固含量液体成分的液体泄放装置，浆液内含有悬浮固体物质的液体，所说液体泄放装置包括(1)一个液体泄放器，它包括一个在所说罐侧壁低于浆液液面处形成的浆液出口构件，它可使所说罐中浆液在压头差的作用下流出，(2)一个液体成分吸入通道，其上端与所说液体泄放器出口构件的里侧相连，而下端向罐底部延伸并敞开，所说液体成分吸入通道的截面尺寸和长度的确定要使浆液在压头差作用下通过该通道由所说液体泄放器外流时，液体成分在其中的流速低于固体物质的沉降速度，所述液体泄放装置装有(3)一根放空管，该管由所说液体成分吸入通道上端向上延伸并有一位于浆液液面之上的开口上端。
2.根据权利要求1的液体泄放装置，它装有隔板，隔板上有供浆液通过的开口，隔板垂直安装以便围成所说液体成分吸入通道。
3.根据权利要求1或2的液体泄放装置，其中所说液体泄放器有一个连接于其出口构件上的开/关构件。
4.根据权利要求3的液体泄放装置，其中所说液体泄放器的开/关构件包括一个有浆液入口和出口的流动通道形成构件，入口与所说液体泄放器的出口构件连接，而且出口的垂直位置相对于浆液液面高度可以改变。
5.根据权利要求1～4任一项的液体泄放装置，其中当浆液流动通道沿浆液流动方向延伸时，浆液流动通道至少在所说液体泄放器出口构件中对于水平面来说向上倾斜5度或更多。
6.根据权利要求1～5任一项的液体泄放装置，它装有一台搅拌器，用来搅拌存在于所说罐中低于所说液体成分吸入通道的区域的浆液。
7.为在湿烟道气脱硫系统中使用的一种控制其中浆液浓度的方法，它包括用如权利要求1～6的任一项的液体泄放装置装备所说吸收塔罐，以及通过用所说液体泄放装置调节由所说吸收塔罐泄出的液体成分的数量以及供给所说吸收塔罐液体成分的数量来控制所说吸收塔罐中浆液的浓度，在所说湿烟道气脱硫系统中，将含用作吸收剂的钙化合物的浆液由在吸收塔底部形成的吸收塔罐供入并经位于吸收塔上部的气-液接触区进行循环，以便让未经处理的烟道气与浆液进行气-液接触从而通过吸收到浆液中而至少除去存在于未处理烟道气中的二氧化硫。
8.根据权利要求7的控制湿烟道气脱硫系统中浆液浓度的方法，其中所说吸收塔罐中的浆液浓度被自动控制，方法是用浓度检测器测量所说吸收塔罐中浆液的浓度，并根据浓度检测器测量的结果用控制器自动调节泄出的液体成分的数量或供给的液体成分的数量。
9.为在湿烟道气脱硫系统中使用的一种控制其中浆液浓度的方法，它包括用一种液体泄放装置装备所说吸收塔罐，以及通过用所说液体泄放装置调节由所说吸收塔罐泄出的液体成分的数量以及供给所说吸收塔罐液体成分的数量来控制所说吸收塔罐中浆液的浓度；所述液体泄放装置由含浆液的罐中排放低固含量液体成分，浆液内含有悬浮固体物质的液体，所述液体泄放装置包括(1)一个液体泄放器，它包括一个在所说罐侧壁低于浆液液面处形成的浆液出口构件，它可使所说罐中浆液在压头差的作用下流出，(2)一个液体成分吸入通道，其上端与所说液体泄放器出口构件的里侧相连，而下端向罐底部延伸并敞开，所说液体成分吸入通道的截面尺寸和长度的确定要使浆液在压头差作用下通过该通道由所说液体泄放器外流时，液体成分在其中的流速低于固体物质的沉降速度；在所说湿烟道气脱硫系统中，将含用作吸收剂的钙化合物的浆液由在吸收塔底部形成的吸收塔罐供入并经位于吸收塔上部的气-液接触区进行循环，以便让未经处理的烟道气与浆液进行气-液接触从而通过吸收到浆液中而至少除去存在于未处理烟道气中的二氧化硫。
10.根据权利要求9的控制湿烟道气脱硫系统中浆液浓度的方法，其中所说吸收塔罐中的浆液浓度被自动控制，方法是用浓度检测器测量所说吸收塔罐中浆液的浓度，并根据浓度检测器测量的结果用控制器自动调节泄出的液体成分的数量或供给的液体成分的数量。
CN98118664A 1997-08-25 1998-08-24 控制湿法烟道气脱硫系统中浆液浓度的液体泄放装置和方法 Expired - Fee Related CN1101245C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP243446/97 1997-08-25
JP243446/1997 1997-08-25
JP24344697 1997-08-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1221645A CN1221645A (zh) 1999-07-07
CN1101245C true CN1101245C (zh) 2003-02-12

Family

ID=17104008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN98118664A Expired - Fee Related CN1101245C (zh) 1997-08-25 1998-08-24 控制湿法烟道气脱硫系统中浆液浓度的液体泄放装置和方法

Country Status (6)

Country Link
KR (1) KR100294625B1 (zh)
CN (1) CN1101245C (zh)
CZ (1) CZ289292B6 (zh)
HK (1) HK1020897A1 (zh)
TR (1) TR199801656A2 (zh)
TW (1) TW380056B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106891963A (zh) * 2017-03-19 2017-06-27 张新 用于运载儿童的双悬挂的设备和装置
CN113578015B (zh) * 2020-04-30 2024-04-30 中国石油天然气股份有限公司 脱硫装置
JPWO2022014165A1 (zh) * 2020-07-15 2022-01-20

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4362628A (en) * 1980-07-23 1982-12-07 Methods Engineering, Inc. Method and apparatus for cleaning basins
CN2030106U (zh) * 1988-04-02 1989-01-04 于忠民 固、油、水重力分离器
US5549827A (en) * 1992-08-24 1996-08-27 Technology Finance Corporation (Proprietary) Limited Process for treating a suspension of solid particles in a carrier liquid
CN1137937A (zh) * 1994-10-04 1996-12-18 底格里蒙公司 具有流动分离的纵向沉淀器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4362628A (en) * 1980-07-23 1982-12-07 Methods Engineering, Inc. Method and apparatus for cleaning basins
CN2030106U (zh) * 1988-04-02 1989-01-04 于忠民 固、油、水重力分离器
US5549827A (en) * 1992-08-24 1996-08-27 Technology Finance Corporation (Proprietary) Limited Process for treating a suspension of solid particles in a carrier liquid
CN1137937A (zh) * 1994-10-04 1996-12-18 底格里蒙公司 具有流动分离的纵向沉淀器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《化工原理》第一版 1990-06-01 谭天恩,化学工业出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ269098A3 (cs) 1999-07-14
KR100294625B1 (ko) 2001-09-17
TR199801656A3 (tr) 1999-10-21
TW380056B (en) 2000-01-21
CN1221645A (zh) 1999-07-07
TR199801656A2 (xx) 1999-10-21
CZ289292B6 (cs) 2001-12-12
KR19990023823A (ko) 1999-03-25
HK1020897A1 (en) 2000-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1083290C (zh) 采用固体脱硫剂的湿式烟道气脱硫设备和方法
CN1222349C (zh) 固结废气中污染物的方法和装置
US5945081A (en) Wet-type flue gas desulfurization plant and method making use of a solid desulfurizing agent
CN1087966C (zh) 含二氧化硫废气的脱硫方法
WO2016086735A1 (zh) 燃煤锅炉烟气生产硫酸镁的装置与方法
CN1053124C (zh) 烟道气处理系统
JP5905191B2 (ja) 浮遊選鉱処理システム
CN1101245C (zh) 控制湿法烟道气脱硫系统中浆液浓度的液体泄放装置和方法
EP0268655B1 (en) Method and apparatus for the cleaning of flue gas and the recovery of heat from same
CN1110350C (zh) 脱硫吸收流体的处理方法和装置
CN1143719C (zh) 液体抽取装置
JPH08318123A (ja) スラリ濃縮槽及び湿式排煙脱硫装置の吸収塔
CN1048188C (zh) 烟道气脱硫方法和系统
EP0793994B1 (en) Wet flue gas desulfurization system
CA2789235A1 (en) Reactor and a method of purifying a process solution
JP3659805B2 (ja) 湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法
CN101874976A (zh) 基于湿法脱硫塔补充空气增强低负荷适应性能的脱硫方法
JP2008093491A (ja) カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法並びに処理システム
CN1289630A (zh) 废气脱硫的方法
PL78265B2 (zh)
SK92093A3 (en) Method of desulfurization of flue gases and device for executing this method
MXPA99000954A (en) A method and apparatus for removing gaseous elementary mercury from a gas

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20030212

Termination date: 20140824

EXPY Termination of patent right or utility model