CN1122728A - 固-液分离器和湿法烟道气脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了含有第一辊和第二辊的固液分离器；第一辊布置在含要进行固-液分离的淤浆的罐的一侧，其安装高度为：其下部浸在淤浆中，而且第一辊以使附在其表面上的淤浆能被升高并排至罐外的方向旋转驱动；第二辊面对第一辊并布置在第一辊的方面，结果是，第二辊挤压附在第一辊上并被升高的淤浆，以致从淤浆中除去液体。本发明还提供了使用这种固液分离器的湿法烟道气脱硫装置。

Description

固—液分离器和湿法烟道气脱硫装置

本发明涉及能进行固—液分离的、并能直接安装在含要进行固—液分离的淤浆的罐中的、尺寸小和结构简单的固—液分离器，本发明还涉及使用该分离器的湿烟道气脱硫体系。

近年来，所谓的罐氧化型(tank oxidation type)湿法脱硫体系已日趋流行。在这些罐氧化型体系中，通过给构成吸收塔一部分的罐通空气而无需使用氧化塔，结果是，含吸收的二氧化硫的淤浆(含有钙化合物，如石灰石)通过在罐中与空气接触而被氧化。图5是说明这类湿法石灰—石膏脱硫体系的例子的流程图。

该体系包括具有罐2的吸收塔1。该罐2装有由中空轴3支承并由电机(未画出)水平转动的搅拌棒4，由中空轴3伸出的并且其开口端5a在搅拌棒4下面的空气输送管5，以及连接中空轴3近端至空气源的旋转接头6。通过旋转中空轴3，空气C在压力下从空气输送管5送至在旋转搅拌棒4的背侧所形成的气相区域，而且，这些气相区域的未端在由搅拌棒4产生的旋转力的作用下将经受散射现象。因此，产生了大量基本上是均匀的小气泡，这使得空气能与在其中含吸收的二氧化硫的吸收淤浆进行有放的接触，并通过吸收淤浆的完全氧化而形成石膏。

更具体地说，在该体系中，首先将未处理的烟道气A引入吸收塔1的烟道气进口部分1a，并与通过循环泵7从总管8注入的吸收淤浆接触，以吸收和除去存在于未处理烟道气A中的二氧化硫。得到的烟道气作为处理过的烟道气B从烟道气出口部分1b排出。从总管8注入的吸收淤浆在吸收二氧化硫的同时通过填充材料9向下流，并流入罐2，在罐2中，通过与大量在搅拌棒4搅拌时的上述散射现象所产生的气泡接触，而将吸收淤浆氧化，然后进行中和反应，以形成石膏。在这些处理过程中所发生的主要反应可以由下列反应式(1)—(3)来表示。(在吸收塔中的反应) (在罐中的反应)

因此，在罐2中的淤浆最终含有在其中悬浮的石膏和少量用作吸水剂的石灰石。该含有石膏和石灰石的淤浆借助淤浆泵10被抽出，并送至增浓器11。然后使用淤浆泵11a，将得到的浓缩物D送至固—液分离器12，在该分离器12中，过滤浓缩物D并回收低水含量(通常约10％)的石膏。另一方面，将增浓器11的上清液F和固—液分离器12的滤液送至滤液罐13，向该罐13中添加石灰石G，并通过淤浆泵14将得到的混合物作为吸收淤浆的一部分循环至罐2中。

此外，为了在操作期间维持高脱硫度和高纯度的石膏，用传感器检测未处理的烟道气A中的SO₂的浓度和罐2中淤浆的pH值，用控制器(未画出)适当调节石灰石的供料速率和吸收淤浆的供料速率。吸收淤浆由单独的石灰石淤浆罐(未画出)供给。

因此，在常规的湿法烟道气脱硫体系中，为了石膏浆的固—液分离，使用了含大量复杂且尺寸大的装置如淤浆泵10和11a，增浓器11的固—液分离设备和可包含离心分离器、带式过滤器、滗析器型的离心澄清器或类似物的固—液分离器12。此外，通过回用分离的水，要求滤液罐13和淤浆泵降低泼水量。因此，非常希望取得一种用于固—液分离步骤的、尺寸减小且简化的设备，并由此进一步减小湿法烟道气脱硫体系的尺寸和安装空间。

因此，本发明的目的是提供一种能进行固—液分离、并能直接安装在含要进行固—液分离的淤浆的罐中的、尺寸小且结构简单的固—液分离器，并提供一种使用该分离器的湿法烟道气脱硫体系。

为了完成上述的目的，本发明提供了含有第一辊和第二辊的固液分离器；第一辊布置在含要进行固—液分离的淤浆的罐的一侧，其高度为：第一辊的下部浸在淤浆中，而且第一辊以使附在其表面上的淤浆能被升高并排至罐外的方向旋转驱动；第二辊布置在第一辊的上方，结果是，第二辊挤压附在第一辊上并由被升高的淤浆，以致以淤浆中除去液体。

在一个优选的实施方案中，固—液分离器的第一和第二辊被安装成可垂直移动的，并且该固—液分离器还含有根据罐内的淤浆的液位升高或降低第一和第二辊的液位控制器。

在另一个优选实施方案中，固—液分离器还含有过滤介质，洗涤液喷嘴和第三辊。过滤介质布置在比第一辊更向外的罐的位置，以便接收在第一和第二辊间挤压并输送的淤浆固体。喷嘴在置于过滤介质上的淤浆固体的上方喷啉洗涤液。第三辊设置的位置是：使第三辊能与置于过滤介质上并用洗涤液湿润的淤浆固体接触，并以使附在其表面上的淤浆固体能被升高并排出罐外的方向旋转驱动，第三辊对着第二辊进行布置，结果是，第二辊挤压被第三辊升高的淤浆固体，以致从淤浆固体中除去洗涤液。

本发明还提供罐氧化型的湿法烟道气脱硫装置，该装置用来将存在于烟道气中的SO₂吸入吸收淤浆中，并氧化该吸收淤浆，以形成作为副产物的石膏；该装置含有：在其下部有一罐并用来接收含钙化合物的吸收淤浆的吸收塔；将罐内的吸收淤浆供至吸收塔上部的烟道气进口部分并使吸收淤浆与烟道气接触的循环泵，将空气送至罐中以进行氧化的空气输送装置；布置在罐一侧的第一辊，其安装高度为：其下部浸入罐内的淤浆中，第一辊以使主要由石膏组成的、附在其表面上的淤浆能被升高并排出罐外的方向旋转驱动；和布置在第一辊上方的第二辊，结果是第二辊挤压附在第一辊上并由比被升高的淤浆，以致从淤浆中除去水。

在一个优选实施方案中，湿法烟道气脱硫装置的特征在于，第一辊和第二辊被安装成可垂直移动，而且该脱硫装置还含有根据罐内淤浆的液位来升高或降低第一和第二辊的液位控制器。

在另一个优选实施方案中，湿法烟道气脱硫装置还含有过滤介质，洗涤液喷嘴和第三辊。过滤介质布置在比第一辊更向外的罐的位置，以便接收主要由石膏组成的、在第一和第二辊间挤压并输送的淤浆固体。喷嘴在置于过滤介质上的淤浆固体的上方喷淋洗涤液。第三辊设置的位置是：使第三辊能与置于过滤介质上并用洗涤液湿润的淤浆固体接触，并以使附在其表面上的淤浆固体能被升高并排出罐外的方向旋转驱动，第三辊面对第二辊进行布置，结果是，第二辊挤压被第三辊升高的淤浆固体，以致从淤浆固体中除去洗涤液。

在本发明中，罐内的一部分淤浆附着于第一辊的下部表面上，随着第一辊的转动，附在第一辊上的淤浆被升高并排出罐外。在该过程中，通过重力的作用以及对第一和第二辊之间淤浆的挤压，挤出了存在于淤浆中的液体，并因此向下流回至罐中。因此，在第一和第二辊之间进行挤压时，只有淤浆中的固体被携带，并排出罐外。因此，通过使用结构十分简单并能直接连接在罐上的固—液分离器，可进行固—液分离。

特别是固—液分离器备有根据罐中淤浆的液位而升高或降低第一和第二辊的液位控制器时，不管罐内淤浆的液位如何改变，通过将第一辊设置在最佳的高度就能进行有效的固—液分离。

另外，固—液分离器备有过滤介质，洗涤液喷嘴和第三辊时，在通过第一辊或类似物进行传送后，洗涤淤浆固体，并在第三和第二辊之间再次挤压的同时通过传送淤浆固体而除去洗涤液；过滤介质用来接收通过第一辊等传送的淤浆固体；喷嘴在置于过滤介质上的淤浆固体的上方喷淋洗涤液；第三辊在接触置于过滤介质上的并用洗涤液湿润的淤浆固体的同时进行转动，并用来将淤浆固体排出罐外。因此，主要由三个辊组成的结构简单的固—液分离器不仅能进行固—液分离，而且还能洗涤固体，由此能得到不含液体和杂质的高纯固体。

图1是说明根据本发明第一实施方案的湿法烟道气脱装置整个结构的流程图。

图2是图1装置的局部放大视图，说明了包括固—液分离器及其周围部分的该装置的主要部分。

图3是根据本发明第二实施方案的湿法烟道气脱硫装置的局部放大视图，说明了包括固—液分离器及其周围部分的该装置的主要部分。

图4是根据本发明的第三实施方案的湿法烟道气脱硫装置的局部放大视图，说明了包括固—液分离器及其周围部分的该装置的主要部分。

图5是说明常规湿法烟道气脱硫体系的例子的整个结构的流程图。

下面将参考附图更详细地描述本发明的优选实施方案。在下面的说明中，如上所述的相同的元件连同常规湿法烟道气脱硫体系一起都用相同的参考号来表示，并省略或简化它们的注释。(第一实施方案)

图1和图2说明了使用根据本发明第一实施方案的固—液分离器的湿法烟道气脱硫装置。如图1所示，固—液分离部分22被限定在罐2的烟道气出口部分1b的侧面，并通过隔壁21与烟道气排出管2a隔离。固—液分离器30安装在该固—液分离部分22中。

如图2所示，固—液分离器30主要由第一辊31和第二辊32组成。第一辊31的布置高度为：其下部浸在淤浆中，并且以使附在其表面上的淤浆能被升高并排出罐2外的方向(即，在图1和图2所述的实施方案中为顺时针)通过电机旋转驱动。第二辊对着第一辊保持可旋转地布置在第一辊31上，并在第一辊31和第二辊32之间设有预定的间隙，结果是，第二辊32挤压附在第一辊31上并由此被升高的淤浆。

可以这样来设计第二辊32，使第二辊由第一辊31驱动，或使其逆时针驱动(在图1和图2的实施方案)，从而与第一辊31同步转动。此外，第二辊32无需支承在相对于第一辊31的一个固定位置上，但可以支承在在其上施加力的旋转轴上，以便使第二辊32对着第一辊31进行挤压。此外，在该实施方案中，固—液分离器30还装有从罐2的固—液分离部分伸出的并与第一辊排料侧的圆周表面倾斜地滑动接触的导向板33，结果是，附在第一辊31表面上的淤浆被刮下并进行导向，以致落在皮带运输机34上。

现在，将在下面解释用上述方式构成的湿法烟道气脱硫装置。当含石灰石的吸收淤浆从石灰石浆罐(未画出)送至罐2时，基于上述循环泵7和搅拌棒4的作用，将完成烟道气的脱硫并形成石膏，所述的作用与前述常规湿法烟道气脱硫装置一样。因此，罐2内的淤浆最终将含有悬浮在其中的石膏(浓度约30wt％或更低)和少量用作吸水剂的石灰石。在固—液分离器30中，主要由石膏组成的一部分淤浆附着于第一辊31上。随着第一辊31的转动，该淤浆被升高并排出罐2外。在该过程中，通过重力的作用和在第一辊31和第二辊32之间对抗淤浆的挤压，将挤出存在于淤浆中的液体(主要是水)，于是向下流回至罐2中。如图2所示，因此，在第一辊31和第二辊32之间进行挤压时，仅传送存在于淤浆中的固体，并通过导向板33排在皮带运输机上，并且回收石膏E(石膏浓度约90wt％或更大)。

因此，根据本实施方案的装置，通过使用结构非常简单且直接连接至罐2的固—液分离器30，能回收低水含量的石膏E。这使得取消许多复杂且尺寸大的装置如常规的淤浆泵，增浓器和固—液分离器成为可能，并由此大大地降低了成本和安装空间。(第二实施方案)

接着将参考图3来描述使用根据本发明第二实施方案的固—液分离器的湿法烟道气脱硫装置。在该第二实施方案中，固—液分离部分22被限定在升降部分36的顶部，升降部分36通过密封介质35安装在罐2上，以便能垂直移动。在该固—液发离部分22中，以与第一实施方案相同的方式安装第一辊31，第二辊32和导向板33。升降部分36由包含例如液压缸的驱动装置37驱动，该驱动装置37由基于检测罐2内淤浆液位的液位传感器38的输出信号的液位控制器39控制。

更具体地说，在借助位置检测器(未画出)如电位计检测升降部分36的垂直位置的同时，借助液压伺服阀(未画出)或类似物，通过控制驱动装置37，液位控制器39进行升降部分36的垂直位置的伺服控制，因此，总能保证淤浆表面对第一辊31的最佳相对高度。因此，不管罐2内石膏淤浆液位如何改变，第一辊31总能设置在最佳高度，以实现石膏的有效分离(和收集)。(第三实施方案)

下面将参考图4描述使用根据本发明第三实施方案的固—液分离器的湿法烟道气脱硫装置。根据本实施方案的装置不仅能从淤浆中分离石膏，而且还能从作为副产物得到的石膏中除去杂质(如富含于例如垃圾处理设备的烟道气中的氯)。由于氯的害处在于：它污染由作为副产物得到的石膏制成的产品(如石膏灰泥板和水泥)，或它使建筑物的铁加强棒腐蚀，因此必须使之含量变得最小。

在本实施方案中，洗涤部分23限定在罐2的固—液分离部分22的外侧上，并且在该洗涤部分23中安装过滤介质40，第三辊41，导向板42和洗涤液喷嘴43。过滤介质40接收在第一辊31和第二辊32之间挤压并通过导向板33导向的同时而进行传送的石膏，而且只允许洗涤液(在这种情况下为水)通过。洗涤液喷嘴43是在置于过滤介质40上的石膏的上方喷淋洗涤液(即水)的喷嘴，加压水通过泵(未画出)提出。第三辊41设置的位置是：使第三辊41能与置于过滤介质上并用洗涤液湿润的淤浆固体接触，与此同时与第二辊之间有一预定的间隙，并且被顺时针旋转驱动。导向板42由洗涤部分23伸出，并与第三辊41排料侧的圆周表面成倾斜地滑动接触，结果是，附在第三辊41表面上的石膏被刮下并进行导向，以致落在皮带运输机(未画出)上。

在本实施方案中，如图4可以看出，由第一辊31等传送的石膏被在其上方的喷淋水洗涤，然后，在第三辊41和第二辊32间再次挤压石膏时，通过传送该石膏而除去了洗涤液(或水)。因此，主要由三个辊组成的结构简单的固—液分离器不仅能分离石膏，而且还能得到其中杂质如氯的含量(通常的含量为10,000ppm)已降至100ppm或更低(氯含量)的优质石膏。从洗涤液喷嘴43喷出的水，在吸收氯的同时穿过过滤介质40的水以及其它杂质可以例如从如图4所示的洗涤部分的底部取出。

应明白的是，本发明的固—液分离器并不局限于上述罐氧化型湿法烟道气脱硫装置中的固—液分离，它可能用于需要从淤浆中分离固体的不同的应用领域。

根据本发明的上述说明可以清楚的看出，通过使用结构非简单并能直接连接至含有进行固液分离的淤浆的罐上的固—液分离器，能进行固—液分离。这使得取消复杂的且尺寸大的装置如淤浆泵，增浓器以及离心分离器成为可能，由此大大地降低了固—液分离器的成本以及安装空间。因此，使用这种固—液分离器的湿法烟道气脱硫装置也能大大地降低成本和安装空间，因此有助于脱硫装置的推广，并且增对它们的需求量。

特别是固—液分离器装有根据罐内淤浆的液位而升高或降低第一和第二辊的液位控制器时，不管罐内淤浆的液位如何改变，通过将第一辊设置在最佳高度，就能进行有效的固液分离。因此，不仅能降低成本和安装空间，而且还能保证该装置的简易的操作条件和其操作的高度可靠性。

此外，当固液分离器装有过滤介质，洗涤液喷嘴和第三辊时，使得主要由三个辊组成且还能直接连接至罐上的、结构简单的固—液分离器不仅能进行固—液分离，而且还能洗涤固体，并由此得到不含液体和杂质的高纯的固体。因此，使用这种固—液分离器的脱硫装置能以小的空间和低的成本生产优质且不含氯和其它杂质的高浓度石膏，于是，有助于进一步推广脱硫装置，并进一步增加对其的需求量。

Claims (6)

1.一种包含第一辊和第二辊的固—液分离器，第一辊布置在含要进行固—液分离的淤浆的罐的一侧，其安装高度为：其下部浸在淤浆中，而且以使附在其表面上的淤浆能被升高并排出罐外的方向旋转驱动；第二辊布置在所述第一辊的上方，结果是，第二辊挤压附在所述第一辊上并由此被升高的淤浆，以致从淤浆中除去液体。

2.如权利要求1所述的固—液分离器，其中所述的第一和第二辊是垂直可移动的，而且所述的固—液分离器还含有根据所述罐内淤浆的液位而升高或降低所述第一和第二辊的液位控制器。

3.如权利要求1或2所述的固—液分离器，其中所述的固液分离器还含有过滤介质，洗涤液喷嘴和第三辊；所述过滤介质布置在比第一辊更向外的所述罐的位置，以便接收在所述第一和第二辊间挤压并输送的淤浆固体。所述喷嘴在置于过滤介质上的淤浆固体的上方喷淋洗涤液；所述第三辊设置的位置是：使所述第三辊能与置于过滤介质上并用洗涤液湿润的淤浆固体接触，并以使附其表面上的淤浆固体能被升高并排出所述罐外的方向旋转驱动；所述第三辊对着所述第二辊进行布置，结果是所述第二辊挤压被所述第三辊升高的淤浆固体，以致从淤浆固体中除去洗涤液。

4.一种罐氧化型的湿法烟道气脱硫装置，该装置用来将存在于烟道气中的SO₂吸入吸收淤浆中，并氧化该废吸收淤浆，以形成作为副产物的石膏；所述装置含有；在其下部有一罐并用来接收含钙化合物的吸收淤浆的吸收塔；将所述罐内的吸收淤浆供至所述吸收塔上部的烟道气进口部并使吸收淤浆与烟道气接触的循环泵；将空气送至所述罐中以进行氧化的空气输送装置；布置在所述罐一侧的第一辊，其安装高度为：其下部浸入罐内的淤浆中，第一辊以使主要由石膏组成的、附在其表面上的淤浆能被升高并排出所述罐外的方向旋转驱动；和面对所述第一辊并布置在其上方的第二辊，结果是第二辊挤压附在所述第一辊上并由此被升高的淤浆，以致从淤桨中除去水。

5.如权利要求4所述的湿法烟道气脱硫装置，其中所述的第一和第二辊是垂直可移动的，并且所述的湿法烟道气脱硫装置还含有根据所述罐内淤浆的液位来升高或降低所述第一和第二辊的液位控制器。

6.如权利要求4或5所述的湿法烟道气脱硫装置，其中所述的湿法烟道气脱硫装置还含有过滤介质，洗涤液喷嘴和第三辊，所述过滤介质布置在比所述第一辊更向外的所述罐的位置，以便接收主要由石膏组成的、在所述第一和第二辊间挤压并输送的淤浆固体；所述喷嘴在置于过滤介质上的淤浆固体的上方喷淋洗涤液；所述第三辊设置的位置是：使所述第三辊能与置于过滤介质上并用洗涤液湿润的淤浆固体接触，并以使附在其表面上的淤浆固体能被升高并排出所述罐外的方向旋转驱动，所述第三辊面对第二辊进行布置，结果是，所述第二辊挤压被所述第三辊升高的淤浆固体，以致从淤浆固体中除去洗涤液。

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