具有基本水平通流的煙道氣淨化裝置的製作方法

2023-07-27 08:27:16

專利名稱：具有基本水平通流的煙道氣淨化裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於淨化廢氣、尤其是淨化煤發電站等的煙道氣的裝置和方法。
淨化裝置是已知的。通常它們包括具有洗滌液噴嘴、洗滌液槽和吸收區的洗滌柱，其中洗滌液噴嘴通常被布置在幾個高度上，洗滌液槽收集洗滌液，吸收區在洗滌柱的圓筒形容器內部從洗滌液槽向著頂部的洗滌液噴嘴高度延伸。煙道氣被引入到洗滌柱內吸收區的下段，從這裡基本垂直地向上流動，並通過洗滌液噴嘴上方設置的出口離開洗滌柱。在通過洗滌柱的過程中，煙道氣與從洗滌液噴嘴出來的洗滌液接觸並被淨化，這在下文中描述。這種淨化裝置例如可從DE-A-10058 548中了解。
除了水外，洗滌液還優選包含鹼土，其與煙道氣中存在的硫氧化物和洗滌柱中產生的硫氧化物反應。尤其使用氧化鈣形式的石灰、氫氧化鈣、碳酸鈣等。
鹼土與煙道氣中存在的硫氧化物反應至基本為亞硫酸鈣，其結合在洗滌液中。按照這種方式，煙道氣被淨化掉不想要的硫氧化物，然後流出淨化裝置。但是，包含有在其中保持懸浮的亞硫酸鈣粒子的洗滌液流入到洗滌液槽中，並在那裡被收集。
在煙道氣淨化過程中產生的硫酸鈣具有與天然石膏類似的確定性質。因此它是煙道氣淨化過程所需要的副產物，其可從洗滌液槽中收集的洗滌液中得到。硫酸鈣粒子與洗滌液一起從洗滌液槽中被移出，然後在隨後的過程中從洗滌液中提取出。然後硫酸鈣可進一步被加工成材料，尤其是建築材料。
獲得硫酸鈣的問題最終在於，通過洗滌液與煙道氣的反應不僅產生硫酸鈣，而且產生不想要的副產物，例如亞硫酸鹽，尤其是亞硫酸鈣，它使硫酸鈣不純，並因此使質量變差。
為了降低洗滌液槽中存在的洗滌液中這些不想要的亞硫酸鹽部分，US-A-4 539 184提出以空氣等形式引入氧到洗滌液槽的至少一個區域，以將那裡存在的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。
當從洗滌液槽中移出洗滌液以獲得硫酸鈣時，為了獲得良好質量的硫酸鈣，必須注意在洗滌液槽中收集的洗滌液中包含儘可能少的鹼土。
因此，混合到洗滌液中的幾乎全部鹼土都應在煙道氣淨化過程中與要被淨化的煙道氣中包含的硫氧化物反應。
通過不同措施可得到鹼土的這種完全反應，這些措施也可同時實施。
另一方面，為了提高相應反應的機率，可爭取反應參與物之間的改進反應。
從鹼土和硫氧化物到亞硫酸鈣的反應通過在洗滌液和煙道氣之間的接觸表面處擴散和/或溶解實現。因此，接觸表面越大，就越能更好地實現反應。接觸表面與離開洗滌液噴嘴的洗滌液液滴的大小或直徑成反比。因此，CA-A-1 251 919中提出利用洗滌液噴嘴儘可能細地霧化洗滌液，以按照這種方式減小洗滌液液滴的大小，並相應增加洗滌液和要被淨化的煙道氣之間的總接觸表面。
還可通過延長洗滌液在洗滌柱吸收區內的停留時間，以便給予鹼土足夠的機會與煙道氣中的硫氧化物反應，從而獲得煙道氣淨化過程中鹼土的更好反應。按照這種方式，增加了每一個鹼土粒子參與這種反應的機率。為了增加洗滌液在洗滌柱吸收區中的停留時間，例如CA-A-1 252 919提出使洗滌液在洗滌液槽和洗滌液噴嘴之間循環幾次，從而洗滌液更多次地通過洗滌柱的吸收區。
另外，在淨化裝置的吸收區中發生的反應還受通過吸收區的煙道氣流影響。即煙道氣在吸收區中停留越長，通過吸收區的煙道氣流越均勻，硫氧化物沉澱並因此反應成硫酸鈣就越好。
在這點上，DE-A-100 58 548描述了作為煙道氣淨化裝置的洗滌柱，其中煙道氣通過兩個煙道氣進口供應到吸收區，兩個煙道氣進口被設置在洗滌柱的相對殼部位的同一高度上，並在相同的方向上以大致相切的方向流入到吸收區內。這裡，兩個煙道氣進口具有突出到洗滌柱圓筒內部的端截面，並保護煙道氣進口不受容器中環形氣流的影響。具有獨立的煙道氣通道、電力過濾器和排風機的煙道氣供應管連接到每個煙道氣進口上。在鍋爐燃燒系統的滿負荷操作中，煙道氣通過兩個供應管供應到洗滌柱。在部分負荷操作中，只使兩個供應管中的一個運行。在全負荷操作和部分負荷操作兩者中，在吸收區的下部得到煙道氣的循環流，通過洗滌液的衝洗，該循環流向著吸收區的上部減速並變成垂直煙道氣流。由於這種煙道氣供應和按照這種方式獲得的吸收區內部的煙道氣流，硫氧化物的沉澱和相應的淨化過程得到改善。但是，缺點是煙道氣供應的結構非常複雜，並且吸收區內部的流不均勻。
因此，本發明的一個目的是提供克服上述缺陷的煙道氣淨化裝置和方法。
根據本發明，通過權利要求1的煙道氣淨化裝置和通過權利要求7的煙道氣淨化方法達到該目的。
根據本發明，煙道氣淨化裝置包括具有吸收區的容器，供應的煙道氣以基本水平的方向流過吸收區。與DE-A-100 58 548相比，煙道氣因此不是被引入到吸收區側面區域的下部，然後不是螺旋向上即基本在垂直的方向上到達吸收區的上部，在那裡它在其上面離開洗滌柱，而是基本在水平方向上流過吸收區，即在一側進入吸收區，而在另一側離開吸收區。基本水平流過吸收區的優點在於可實現非常均勻的流，這又允許吸收區中改善的硫氧化物沉澱。另外，可省略複雜和昂貴的煙道氣供應。
根據本發明的優選實施方案，吸收區的煙道氣進口和煙道氣出口彼此相對，以在吸收區內實現儘可能均勻的煙道氣流。
此外，平行六面體形式的容器是優選的，因為裝置如洗滌液噴嘴、氧化裝置等通常比在曲面上更容易地固定到平面上。
另外，優選本發明裝置包括泵裝置，其將洗滌液從洗滌液槽泵送到洗滌液噴嘴，由此在裝置中產生洗滌液的循環運動。由於洗滌液的這種循環，確保了洗滌液幾次通過發生煙道氣淨化的裝置吸收區。因而能確保洗滌液中存在的至少大部分添加劑與煙道氣中存在的硫氧化物反應，從而具有低添加劑濃度的洗滌液被收集在洗滌槽中。這在獲得硫酸鈣方面是有利的。
根據優選的實施方案，裝置還包括洗滌液分析儀，利用它可分析洗滌液的組成、pH值等。根據按這種方式得到的洗滌液分析結果，例如可確定應從洗滌液槽中提取洗滌液以獲得硫酸鈣的時刻，即當洗滌液槽包含具有所需組成等的洗滌液時。為了在任何時候都能傳送實際結果，洗滌液分析儀優選連續工作。
根據洗滌液的分析結果，還可確定應以何種添加劑以何種量或濃度加入到洗滌液中的時刻。
最後，使容器的至少一側具有如下形式是有利的，使得吸收區的體積從煙道氣進口向煙道氣出口增加或減小，從而流過吸收區的煙道氣相應地減速或加速，這又對吸收區內煙道氣的停留時間有相應的影響。所述的容器至少一側可為例如頂面、一個或多個側壁、或它們的相應組合。
在下文中，將參考附圖更詳細地描述本發明。在附圖中

圖1為本發明的煙道氣淨化裝置第一實施方案的透視圖，圖2為圖1所示第一實施方案的側視圖，圖3為本發明的煙道氣淨化裝置第二實施方案的透視圖，圖4為本發明的煙道氣淨化裝置第三實施方案的透視圖，圖5為本發明的煙道氣淨化裝置第四實施方案的透視圖，和圖6為本發明的煙道氣淨化裝置第五實施方案的透視圖。
圖1顯示了本發明的煙道氣淨化裝置10第一實施方案的透視圖，其中裝置10的壁為了更好的觀察而被顯示為「透明」的，從而裝置10內部的部件是可見的。此外，圖2至6所示的裝置也是如此。煙道氣優選為煤發電站等的煙道氣。裝置10包括容器12，容器12優選具有平行六面體形式。在容器12的上部，排列洗滌液噴嘴14，它們可被放在不同的高度上並沿不同的方向取向，例如水平或垂直，其中洗滌液噴嘴14的水平方向是優選的。在容器12的下部，提供用於容納洗滌液的洗滌液槽16。在所述洗滌液噴嘴14和所述洗滌液槽16之間，容器12包括吸收區18，在裝置10的操作狀態時，要被淨化的煙道氣經過進口17沿箭頭A的方向基本水平並基本恆速地引入到吸收區18，並通過出口19流出。利用泵裝置20經由管21將洗滌液泵送到所述洗滌液噴嘴14，並通過這些噴嘴以霧化成細霧的形式送到流過所述吸收區18的煙道氣上。洗滌液中包含的鹼土如碳酸鈣與煙道氣中的硫氧化物反應，藉此基本形成亞硫酸鈣，其又結合在洗滌液中。按照這種方式，流過所述吸收區18的煙道氣被淨化。通過所述吸收區18的基本水平的煙道氣流具有可獲得非常均勻的流的優點，這又能改善所述吸收區18中的硫氧化物沉澱。
離開所述吸收區18並包含亞硫酸鈣的洗滌液在所述洗滌液槽16中聚集。其在那裡用未示出的洗滌液分析儀分析，即測定洗滌液的組成和/或洗滌液的pH值。
如果所述洗滌液槽16所含洗滌液的參數(用未示出的分析儀測定)與獲得硫酸鈣所需的洗滌液參數一致，則從所述洗滌液槽16中提取出洗滌液。管22即使未示出，但仍包括提取洗滌液所需的裝置，例如閥、泵等。
優選在所述洗滌液槽16中提供氧化裝置，以將那裡存在的不想要的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。這裡未示出的氧化裝置可為例如空氣形式的氧源，其中空氣優選通過相應的空氣出口水平供應到所述洗滌液槽16中。
圖2顯示了圖1所示的本發明的煙道氣淨化裝置第一實施方案的側視圖。在這個圖中，可觀察到洗滌液噴嘴14被布置在不同高度上。
圖3為本發明的煙道氣淨化裝置另一實施方案的透視圖。圖3所示的裝置10基本不同於圖1和2所示的裝置10，在於頂面24向內成一定角度，從而吸收區18的體積從煙道氣進口17向著煙道氣出口19變小。在這個示例性實施方案中，煙道氣進口17還比煙道氣出口19大。由於容器12以及煙道氣進口和煙道氣出口17和19的這種形式，流過吸收區18的煙道氣在容器12中被加速，使得煙道氣的速度提高，因此容器12中和相應吸收區18中的停留時間縮短。
圖4顯示了本發明的煙道氣淨化裝置的又一實施方案。與圖3所示的裝置相比，容器12的頂面24向外成一定角度，從而吸收區18的體積從煙道氣進口17向著煙道氣出口19增加，其中煙道氣進口17相應地比煙道氣出口19小。按照這種方式，煙道氣在通過容器12吸收區18的過程中從煙道氣進口17向著煙道氣出口19減壓，從而其速度降低和因此其在吸收區18中的停留時間延長。
圖5為本發明的煙道氣淨化裝置第四實施方案的透視圖。該實施方案基本對應於圖4所示的實施方案，從而根據圖5，容器12的側壁取代容器12的所述頂面24向外成一定角度，從而吸收區的體積從煙道氣進口17向著煙道氣出口19增加。
最後，圖6為本發明的煙道氣淨化裝置第五實施方案的透視圖，其基本類似於圖3所示的實施方案，除了容器12的側壁取代容器12的頂面24向內成一定角度的事實，從而吸收區18的體積從煙道氣進口17向著煙道氣出口19減小。
圖1至6中所示的本發明裝置實施方案分別在洗滌液槽中包括氧化裝置，為簡化問題，該氧化裝置在圖中未示出。利用該氧化裝置，氧氣被引入到洗滌液槽中，其與亞硫酸鈣反應生成硫酸鈣。
另外，本發明的裝置和本發明的方法還可在水泥工業中或通常在使用礦物燃料的發電站中用於例如脫鹽。
應認識到上述優選實施方案是非限制性的，只要不脫離由附加權利要求所限定的本發明的保護範圍，其它改變和變化都是可能的。
引用數字列表10裝置12容器14洗滌液噴嘴16洗滌液槽17進口18吸收區19出口20泵裝置21管22管24頂面
權利要求
1.一種煙道氣淨化裝置，包括具有吸收區(18)的容器(12)，供應的煙道氣可以以基本水平的方向流過該吸收區(18)。
2.如權利要求1所述的裝置，其中所述吸收區(18)包括彼此基本相對的煙道氣進口(17)和煙道氣出口(19)。
3.如前述權利要求中一項所述的裝置，其中所述容器(12)基本上為平行六面體。
4.如前述權利要求中一項所述的裝置，其包括泵裝置(20)。
5.如前述權利要求中一項所述的裝置，其包括洗滌液分析儀。
6.如權利要求5所述的裝置，其中洗滌液分析儀連續分析洗滌液樣品。
7.如前述權利要求中一項所述的裝置，其中使所述容器(12)的至少一側具有如下形式，使得所述吸收區(18)的體積從煙道氣進口(17)向著煙道氣出口(19)增加或減小。
8.一種使用前述權利要求中一項的裝置進行煙道氣淨化的方法，其中以基本水平的方向引導煙道氣通過吸收區(18)。
9.如權利要求8所述的方法，其中將洗滌液從所述洗滌液槽(16)泵送到所述洗滌液噴嘴(14)。
10.如權利要求8或9所述的方法，其中根據洗滌液分析結果向洗滌液中加入添加劑。
11.如權利要求8至10中一項所述的方法，其中根據洗滌液分析結果從所述洗滌液槽(16)中提取洗滌液。
12.如權利要求8至10中一項所述的方法，其中被引導通過所述容器(12)的所述吸收區(18)的煙道氣被加速或減速。
全文摘要
本發明提供了一種煙道氣淨化裝置，其包括具有吸收區的容器，供應的煙道氣以基本水平的方向流過該吸收區。
文檔編號B01D53/78GK1833760SQ200510089678
公開日2006年9月20日 申請日期2005年8月8日 優先權日2005年3月18日
發明者特奧·裡塞, 克裡斯蒂安·莫澤 申請人:魯奇能捷斯公開股份有限公司