專利名稱：具有分開的洗滌液槽的煙道氣凈化裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于凈化煙道氣、尤其是用于給煤發(fā)電站等的廢氣脫硫的裝置和方法。
凈化裝置是已知的。通常它們包括具有洗滌液噴嘴、洗滌液槽和吸收區(qū)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(qū)在洗滌柱的圓筒形容器內(nèi)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(nèi)吸收區(qū)的下部，從這里向上流動，并通過在洗滌液噴嘴上方提供的出口離開洗滌柱。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并被脫硫，這在下文中更詳細地描述。這種凈化裝置例如可從DE-A-10058 548中了解。
除了水外，洗滌液還優(yōu)選包含堿土，其與煙道氣中存在的硫氧化物和洗滌柱中產(chǎn)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。
堿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(jié)合在洗滌液中。按照這種方式，煙道氣被凈化掉不想要的硫氧化物，然后流出凈化裝置。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，并在那里被收集。
在煙道氣凈化過程中產(chǎn)生的硫酸鈣具有與天然石膏類似的確定性質(zhì)。因此它是煙道氣凈化過程所需要的副產(chǎn)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，然后在隨后的過程中從洗滌液中提取出。然后硫酸鈣可進一步被加工成材料，尤其是建筑材料。
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(zhì)量的硫酸鈣，必須注意在洗滌液槽中收集的洗滌液中包含盡可能少的堿土。
因此，混合到洗滌液中的幾乎全部堿土都應在煙道氣凈化過程中與要被凈化的煙道氣中包含的硫氧化物反應。
可通過不同措施得到堿土的這種完全反應，這些措施也可同時實施。
另一方面，為了提高相應反應的幾率，可爭取反應參與物之間的改進反應。
從堿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(xiàn)。因此，接觸表面越大，就越能更好地實現(xiàn)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盡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，并相應增加在洗滌液和要被凈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(qū)的停留時間，以便給予堿土足夠的機會與煙道氣中的硫氧化物反應，從而獲得煙道氣凈化過程中堿土的幾乎完全反應。按照這種方式，增加了每一個堿土粒子參與這種反應的幾率。為了增加洗滌液在洗滌柱吸收區(qū)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(huán)幾次，從而洗滌液更多次地通過洗滌柱的吸收區(qū)。
獲得高質(zhì)量硫酸鈣的另一個問題最終在于，在洗滌液與煙道氣的反應中，不僅產(chǎn)生硫酸鈣，而且產(chǎn)生不想要的副產(chǎn)物，如亞硫酸鹽，尤其是亞硫酸鈣，它使硫酸鈣不純。
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(qū)域，以將那里存在的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。
本發(fā)明的一個目的是提供凈化煙道氣、尤其是煤發(fā)電站煙道氣的裝置和方法，其中進一步優(yōu)化溶解在洗滌液中的堿土和煙道氣中存在的硫氧化物之間的反應。
通過權利要求1的裝置和權利要求8的方法達到本發(fā)明的上述目的。
本發(fā)明的凈化煙道氣的裝置包括分成幾個池的洗滌液槽。離開吸收區(qū)的洗滌液被收集在至少一個池中。然后其被從那里至少部分移出以獲得硫酸鈣。在至少一個另外的池中，加入新鮮的添加劑，如石灰石。
將洗滌液槽分為至少兩個池具有如下優(yōu)點添加劑的加入和需要獲得硫酸鈣的洗滌液提取可局部分開。添加劑的加入是必要的，以給洗滌液提供凈化需要的堿土形式的反應參與物，但另一方面，應避免過高的添加劑濃度，因為在吸收區(qū)沒有參與反應的這類添加劑使洗滌液槽中用于獲得硫酸鈣的洗滌液不純。
為了初步凈化煙道氣，從具有低添加劑濃度的池中取出凈化過程需要的洗滌液，而對于最后凈化，從加入添加劑的池中取出洗滌液。按這種特殊方式使用的高添加劑濃度產(chǎn)生優(yōu)化的凈化性能。從具有低添加劑濃度的池中提取用于獲得硫酸鈣的洗滌液，從而可產(chǎn)生具有更好質(zhì)量的硫酸鈣。
為了將洗滌液槽分成幾個池，優(yōu)選提供至少一個隔離壁。隔離壁優(yōu)選包括用于平衡洗滌液槽中液位的裝置，例如通孔，它允許洗滌液在池之間小范圍內(nèi)交換。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，裝置包括洗滌液分析儀，其優(yōu)選連續(xù)分析洗滌液樣品。該洗滌液分析儀允許分析洗滌液的組成、洗滌液的pH值等。因此可確保引入到吸收區(qū)的洗滌液和為獲得硫酸鈣而提取的洗滌液總是具有最佳的組成、所需的pH值等。
另外，根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，使容器的至少一側(cè)具有如下形式是有利的，使得吸收區(qū)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(qū)的煙道氣相應地減速或加速，這又對吸收區(qū)內(nèi)煙道氣的停留時間有相應的影響。所述的至少一個容器側(cè)面可為例如頂面、一個或幾個側(cè)壁、或它們的相應組合。
在本發(fā)明的方法中，洗滌液槽的單個池中的洗滌液至少在操作期間具有不同的組成。操作時，氣體進口側(cè)上來自第一池的洗滌液被泵送往氣體進口側(cè)上的洗滌液噴嘴，氣體出口側(cè)上來自第二池的洗滌液被泵送往氣體出口側(cè)上的洗滌液噴嘴。因此來自第一池的洗滌液用于初步凈化，來自第二池的洗滌液用于煙道氣的最后凈化。一定時間后，在從第一池向第二池的洗滌液中獲得自然的添加劑濃度梯度。因此，洗滌液槽中洗滌液的添加劑濃度在第二池的方向上增加，并在第二池達到最大值。
最后，根據(jù)本方法的優(yōu)選實施方案，用于獲得硫酸鈣的洗滌液只從洗滌液槽的一個池中提取，優(yōu)選從洗滌液具有最低添加劑濃度的池中提取。因此，可獲得高質(zhì)量的硫酸鈣。
在下文中，將參考附圖更詳細地描述本發(fā)明。其中

圖1為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第一實施方案的透視圖，
圖2為圖1所示的本發(fā)明裝置第一實施方案的側(cè)視圖，圖3為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第二實施方案的透視圖，圖4為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置另一實施方案的透視圖，圖5為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第四實施方案的透視圖，和圖6為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第五實施方案的透視圖。
圖1顯示了本發(fā)明的煙道氣凈化裝置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(nèi)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(yōu)選為煤發(fā)電站等的煙道氣。裝置10包括容器12，容器12優(yōu)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并沿不同的方向取向，例如水平或垂直，其中洗滌液噴嘴14的垂直方向是優(yōu)選的。在容器12的下部，提供用于容納洗滌液的洗滌液槽16。洗滌液槽16利用隔離壁18分成第一池20和第二池22。本文中，所述隔離壁18高過洗滌液槽的最高液位，從而兩個池20和22彼此完全分開。在隔離壁中，提供用于洗滌液槽液位平衡的非示出開孔，其允許洗滌液在池20和22之間小范圍內(nèi)交換。容器12在洗滌液噴嘴14和洗滌液槽16之間包括吸收區(qū)24，當裝置10處于操作狀態(tài)時，要被脫硫的煙道氣在水平方向上沿箭頭A的方向從煙道氣進口17向煙道氣出口19引導通過該吸收區(qū)。利用洗滌液噴嘴14將洗滌液以細霧的形式噴灑到流過吸收區(qū)24的煙道氣上。洗滌液中包含的堿土如碳酸鈣與煙道氣中的硫氧化物反應，借此基本形成亞硫酸鈣，其又結(jié)合在洗滌液中。按照這種方式，對流過吸收區(qū)24的煙道氣脫硫。
離開吸收區(qū)24并包含硫酸鈣的洗滌液在洗滌液槽16中聚集，在第一池20和第二池22中都是這樣。在池20和/或池22中，利用未示出的洗滌液分析儀分析各自包含的洗滌液，即測定洗滌液組成和/或洗滌液的pH值。
如果第一池中所含洗滌液的參數(shù)(用未示出的分析儀測定)與用于獲得硫酸鈣所需的洗滌液參數(shù)一致，則通過相應的管30從第一池20中提取出洗滌液。管30即使未示出，但仍包括提取洗滌液所需的裝置，例如閥、泵等。
在第二池22中，分批或連續(xù)加入堿土形式的添加劑，以便替換洗滌液中的這類堿土，與煙道氣中存在的硫氧化物在吸收區(qū)24中反應。按照這種方式，洗滌液總是包含凈化過程需要的添加劑。還可根據(jù)前面提到的分析結(jié)果進行堿土的添加。
在池20和22中，但尤其是在池20中，優(yōu)選提供氧化裝置以將液體槽16中存在的不想要的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。這里未示出的氧化裝置可為例如空氣形式的氧源，其中空氣優(yōu)選通過具有相應空氣出口的管來供應，所述管水平地設置在池20和/或池22中。
泵26將洗滌液槽16中收集的洗滌液最后泵送回到洗滌液噴嘴14。本文中，從第一池20提取的洗滌液返回到靠近氣體進口的噴嘴14用于煙道氣的初步凈化，從第二池22提取的洗滌液返回到靠近氣體出口的噴嘴14用于煙道氣的最后凈化。因此，在洗滌液中產(chǎn)生了添加劑濃度梯度，即從第一池20中的低濃度到第二池22中的最大濃度。按照這種方式，可在任何時候從池20中提取具有非常低添加劑濃度的洗滌液用于獲得硫酸鈣。
圖2為圖1所示裝置10的透視圖。在圖2中，可看到洗滌液噴嘴14被布置在幾個高度上。
圖3為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第二實施方案的透視圖。圖3所示的裝置10基本不同于圖1和2所示的裝置10，在于頂面28向內(nèi)成一定角度，從而吸收區(qū)24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。由于容器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(qū)24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(qū)24中的停留時間縮短。
圖4顯示了本發(fā)明的煙道氣凈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28向外成一定角度，從而吸收區(qū)24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(qū)24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(qū)24中的停留時間延長。
圖5為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第四實施方案的透視圖，其基本對應于圖4所示的實施方案。但是，根據(jù)圖5，容器12的側(cè)壁取代容器12的頂面28向外成一定角度，從而吸收區(qū)24的體積從煙道氣進口17向著煙道氣出口19增加。
最后，圖6為本發(fā)明的煙道氣凈化裝置第五實施方案的透視圖，其基本類似于圖3所示的實施方案，其中容器12的側(cè)壁取代容器12的頂面28向內(nèi)成一定角度，從而吸收區(qū)24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(fā)明裝置的實施方案各自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。
應認識到上述優(yōu)選實施方案不是限制性的，因此只要不脫離由附加權利要求所限定的本發(fā)明的保護范圍，其它改變和變化都是可能的。
例如，隔離壁18不必完全分開兩個池20和22，從而洗滌液在兩個池之間的交換在一定范圍內(nèi)是可能的。
此外，可只有兩個池20或22中的一個具有洗滌液分析儀和/或氧化裝置。
此外，煙道氣還可從底部到頂部流過裝置10，即煙道氣進入例如容器12的吸收區(qū)24的下部，而通過相應的開孔在洗滌液噴嘴14上方的右側(cè)離開容器。但我們要指出，煙道氣通過容器12的水平通流是優(yōu)選的，如圖1中所示。
洗滌液槽還可包括兩個以上的池。
最后，本發(fā)明的裝置和本發(fā)明的方法還可用于例如在水泥工業(yè)中或通常在使用礦物燃料的發(fā)電站中脫鹽。
引用數(shù)字列表10裝置12容器14洗滌液噴嘴16洗滌液槽17煙道氣進口18隔離壁19煙道氣出口20第一池22第二池24吸收區(qū)25管26泵裝置28頂面30管
權利要求
1.一種煙道氣凈化裝置，包括分成幾個池(20，22)的洗滌液槽(16)和泵裝置(26)，該泵裝置(26)將洗滌液從洗滌液槽(16)的至少一個池(22)泵送到洗滌液噴嘴(14)。
2.如權利要求1所述的裝置，其中提供至少一個隔離壁(18)用于分開所述洗滌液槽(16)。
3.如權利要求2所述的裝置，其中所述隔離壁(18)包括用于所述洗滌液槽(16)中液位平衡的裝置，該裝置允許所述池(20，22)之間小范圍內(nèi)的液體交換。
4.如權利要求2或3所述的裝置，其中可以設定從單個池(20，22)中被泵送的洗滌液量。
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(xù)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(cè)具有如下形式，使得所述吸收區(qū)(24)的體積從煙道氣進口(17)向著煙道氣出口(19)減小。
8.一種使用前述權利要求中一項的裝置進行煙道氣凈化的方法，其中所述洗滌液槽(16)的單個池(20，22)中包含的洗滌液至少在操作過程中具有不同的組成。
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)的至少一個池(22)泵送到洗滌液噴嘴(14)。
10.如權利要求9所述的方法，其中從所述洗滌液槽(16)的不同池(20，22)中泵送出的具有不同組成的洗滌液量被引導到不同的洗滌液噴嘴(14)。
11.如權利要求8至10中一項所述的方法，其中分析了所述洗滌液槽的至少一個池(20，22)的洗滌液。
12.如權利要求11所述的方法，其中洗滌液分析基本連續(xù)進行。
13.如權利要求8至12中一項所述的方法，其中為了獲得硫酸鈣，只從所述洗滌液槽(16)的一個池(20)中提取洗滌液。
14.如權利要求8至13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(qū)(24)的煙道氣被加速或減速。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煙道氣凈化裝置，包括分成幾個池的洗滌液槽和泵裝置，該泵裝置將洗滌液從洗滌液槽的至少一個池泵送到洗滌液噴嘴。
文檔編號B01D53/78GK1833761SQ200510089679
公開日2006年9月20日 申請日期2005年8月8日 優(yōu)先權日2005年3月18日
發(fā)明者特奧·里塞, 克里斯蒂安·莫澤 申請人:魯奇能捷斯公開股份有限公司