煙氣凈化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煙氣凈化裝置，其具有洗氣塔，也被稱作洗滌塔、洗塵塔/滌氣塔或吸收塔。
[0002]本發(fā)明特別地涉及一種氣體凈化裝置和相對應(yīng)的洗氣塔，洗氣塔利用海水作為液體操作以從煙氣吸收不合需要的組分。這就是為什么所述液體(流體)也被稱作吸收劑。
【背景技術(shù)】
[0003]這種氣體凈化裝置，如在US 6759019或DE 19527836 Al中所公開，還包括:
-至少一個煙氣管(管路)，其將煙氣供應(yīng)到洗氣塔的下部內(nèi)；
-至少一個流體吸收劑管線，其將流體吸收劑供應(yīng)到洗氣塔的上部內(nèi)，
-在洗氣塔的所述下部和/或上部內(nèi)用于所述煙氣和所述流體吸收劑的至少一個接觸空間；
-煙氣排出口，其從洗氣塔的上部延伸，
-用于所述用過的流體吸收劑的收集儲集器，其布置于所述接觸空間下方并且與所述接觸空間成流體連接。
[0004]在此情形下，應(yīng)注意典型煙氣凈化裝置的以下尺寸:
-洗滌塔的高度:20至30m
-洗滌塔的內(nèi)徑:10至20m -煙氣管的內(nèi)截面:5X10 m
-通過洗滌塔流動的煙氣:1.000.000至3.000.000 m3/h -通過洗滌塔流動的液體(吸收劑):15.000至60.000 m3/h。
[0005]根據(jù)WO 2009/014016 Al和其它一般裝置，可能從發(fā)電站得到的煙氣經(jīng)由煙氣管而被引入到洗滌塔的下部內(nèi)。煙氣以基本上水平流動而被引入到洗氣塔內(nèi)。出于建設(shè)性原因，這類煙氣凈化裝置需要在洗滌塔的最下端與煙氣管的最下端之間的特定距離，通常在最小l_2m的范圍。在若所述管的下端部段被設(shè)計為像彎管的情況下也是如此。
[0006]從上文顯然，大量體積的氣體和液體在這種裝置中以相對應(yīng)的工程成本、能量成本等而受處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供所提及類型的氣體凈化單元，其具有不太復(fù)雜的構(gòu)造和/或用于氣體凈化的更少的能量需求。
[0008]本發(fā)明是基于以下觀點:能量需求主要受到泵壓頭(德語:F5rderh0he)的影響，即，用于將液體吸收劑泵送到洗氣塔中的接觸(反應(yīng))區(qū)上部所需的泵壓頭。
[0009]降低洗滌塔的總高度(而不減小用于與煙氣和液體吸收劑接觸的空間的高度)可能會減小能量需求并且延長相對應(yīng)泵的壽命。
[0010]不能在用于引入流體吸收劑的(多個)液位上游實現(xiàn)高度的減小，但發(fā)現(xiàn)介于煙氣管所連接到的洗氣塔的壁開口的最下部高度與收集儲集器(收集槽)中的液體的液面液位之間的空間在裝置內(nèi)的氣體處理的效率方面大致為死點(dead spot)。
[0011]因此，新開發(fā)的裝置與現(xiàn)有技術(shù)裝置的不同之處特別地在于煙氣管相對于洗氣塔的布置。
[0012]煙氣管被布置成使得從(逸出的)煙氣管所釋放的煙氣首先在基本上豎直方向上(向下)流動，而不是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在基本上水平方向上流動。這意味著與現(xiàn)有技術(shù)裝置不同，在煙氣管下端部段處離開煙氣管的煙氣并不直接進(jìn)入洗氣塔而是首先基本上平行于洗氣塔并且鄰近于洗氣塔而流動。
[0013]為了避免煙氣的任何損失和將煙氣更遠(yuǎn)地(再)導(dǎo)向至洗氣塔內(nèi)，本發(fā)明還提供用于所述收集儲集器的不同設(shè)計。
[0014]新儲集器與現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造的不同之處在于延伸部段，延伸部段在接觸空間(布置于上方)上水平地延伸。換言之:雖然用于已用過的流體吸收劑的收集儲集器(在某些實施例中也被稱作收集槽(sump))通常被布置成與洗氣塔大致齊平并且在洗氣塔下方，根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)修改的收集儲集器更大并且也覆蓋至少由煙氣管的虛構(gòu)豎直向下延伸部所限定的相鄰區(qū)域。
[0015]這些意味著可以在煙氣在煙氣管的下端處離開煙氣管之后，首先將煙氣導(dǎo)向至收集儲集器的延伸部段內(nèi)的液面。然后煙氣基本上在水平方向上沿著特定距離流動，與所述收集儲集器的流體液位相接觸或者在收集儲集器的流體液位上方，并且最終轉(zhuǎn)向/向上流動并且進(jìn)入到洗氣塔的接觸空間內(nèi)，在接觸空間，其與流體吸收劑相接觸。隨著其向上進(jìn)一步更遠(yuǎn)，其然后經(jīng)由相對應(yīng)的排出口離開洗滌塔。
[0016]這意味著，在煙氣管內(nèi)所述煙氣通往煙氣管的出口開口的煙氣的流動方向可能基本上是豎直的并且至少在管的下端處可能避免任何彎曲或肘形/彎頭部段。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的肘形端部段的底部內(nèi)表面總是需要高品質(zhì)和非腐蝕性材料，如不銹鋼，因為這些零件經(jīng)受來自熱煙氣以及來自冷液體吸收劑噴灑的熱沖擊。經(jīng)修改的設(shè)計避免了這些部段；因此其更廉價。
[0017]然而，經(jīng)修改的設(shè)計可能最重要的優(yōu)點在于根據(jù)煙氣管的降低的并且重新設(shè)計的出口開口，洗氣塔的總高度可能降低，并且因而泵壓頭相對應(yīng)地減小，這節(jié)省了大量能量和能量成本。在典型應(yīng)用中，泵壓頭可能從例如10至8米減小約20%。
[0018]所述收集儲集器的擴(kuò)大并非相關(guān)的成本因素，因為這是一次性投資，而非運行能量成本，并且儲集器/收集槽通常由混凝土，即相對廉價的材料制成。
[0019]本發(fā)明的其最一般的實施例涉及包括以下特征的煙氣凈化裝置:
?洗氣塔；
?至少一個煙氣管，其用于將煙氣供應(yīng)到洗氣塔的下部內(nèi)；
?至少一個流體吸收劑管線，其用于將流體吸收劑供應(yīng)到洗氣塔的上部內(nèi)，
?在洗氣塔的所述下部和/或上部內(nèi)用于所述煙氣與所述流體吸收劑的至少一個接觸空間；
?煙氣排出口，其從洗氣塔的上部延伸，
?用于所述用過的流體吸收劑的收集儲集器，其布置于所述接觸空間下方并且與所述接觸空間成流體連接， ?收集儲集器，其提供延伸部段，延伸部段在接觸空間上方水平地延伸，
?所述煙氣管被布置成使得從煙氣管所釋放的煙氣朝向收集儲集器的延伸部段向下導(dǎo)向，之后重導(dǎo)向并且進(jìn)入到洗氣塔內(nèi)的所述接觸空間內(nèi)。
[0020]雖然利用液體吸收劑例如基于海水的吸收劑的一般的煙氣凈化方法保持不變，裝置的構(gòu)造，特別是關(guān)于煙氣管和其到洗滌塔的流體連接方面是不同的，并且因而煙氣在其從煙氣管到洗滌塔內(nèi)的接觸空間內(nèi)的途徑上的流動路徑不同。
[0021]雖然在現(xiàn)有技術(shù)裝置中，煙氣從煙氣管水平地并且直接地進(jìn)給到洗氣塔內(nèi)，新裝置提供煙氣的某種偏離途徑，煙氣以大致豎直(向下導(dǎo)向)方向離開所述煙氣管并且在進(jìn)入到洗氣塔內(nèi)之前經(jīng)過收集儲集器(在收集器/收集槽中的液面上方)。
[0022]在此方面，煙氣管12的最下部可以被直接地安裝到收集儲集器20的相關(guān)聯(lián)延伸部20e的頂部上，因而限定了在該裝置內(nèi)煙氣管12的任何出口開口的最低位置。
[0023]沿著煙氣穿過洗氣塔的途徑，使煙氣與所述流體吸收劑相接觸，最佳地以逆流方式。相對應(yīng)地，吸收劑被引入到洗氣塔內(nèi)，煙氣入口上方，例如在洗氣塔的中部或上部處，因而將在進(jìn)入到洗滌塔內(nèi)的煙氣進(jìn)入口與吸收劑入口之間的部段限定為吸收區(qū)，吸收區(qū)表示了用于所述液體與所述煙氣的接觸區(qū)。
[0024]根據(jù)一實施例，噴嘴沿著吸收區(qū)而布置，利用噴嘴，將流體吸收劑作為細(xì)粒/精細(xì)顆粒(液滴)噴灑到吸收區(qū)(接觸空間)內(nèi)以提供與待凈化的煙氣優(yōu)選地較大的反應(yīng)表面。
[0025]吸收劑(也被稱作洗滌流體，例如海水)可以吸收煙氣的各種組分/雜質(zhì)(諸如硫氧化物和CO2)和/或與它們起化學(xué)反應(yīng)。
[0026]在下文中，術(shù)語“新鮮液體或新鮮吸收劑”被用于引入到洗氣塔內(nèi)的流體吸收劑(具有約7.5至8.5的pH值)，而術(shù)語“用過的液體或用過的吸收劑”分別表征在流體與煙氣接觸之后的流體(具有低至約3至4的pH)。至于在下文中將海水提及為這種液體，應(yīng)了解這只是合適液體的一個實施例。
[0027]根據(jù)一實施例，煙氣管向下延伸并且直到收集儲集器，S卩，避免了任何中間構(gòu)造/設(shè)施使得裝置的總高度可以相應(yīng)地減小。
[0028]煙氣管的主要部分可以在洗氣塔的旁邊/旁側(cè)在基本上豎直方向上延伸。關(guān)于裝置的緊湊性和所希望的短管長度方面，這是有利的設(shè)計。
[0029]前述實施例內(nèi)的一種替代方案是將煙氣管的主要部分布置在離洗氣塔一定距離處并且在洗氣塔的旁邊/旁側(cè)以便允許易于接近。
[0030]能利用下面這樣的裝置實現(xiàn)這種設(shè)計:其中煙氣管具有矩形截面，矩形截面具有三個長側(cè)和一個在煙氣管的下端處縮短的一個(第四)側(cè)，第四側(cè)為最靠近接觸空間的側(cè)部。
[0031]這種設(shè)計導(dǎo)致煙氣在向上移動進(jìn)入洗滌塔內(nèi)之前的煙氣的以下流型(flowpattern):煙氣以豎直向下流動離開氣體管，然后沖擊了在收集儲集器(箱)內(nèi)的液面并且進(jìn)一步沿著所述液面朝向在洗滌塔下方的收集儲集器的部分而水平地流動特定距離，所述特定距離基本上對應(yīng)于在煙氣管與洗氣塔壁之間的距離。
[0032]如果三個長側(cè)安裝于收集儲集器的上部外邊沿上，或者一般而言如果煙氣管的下端盡可能靠近于收集儲集器的上邊沿，這甚至更加有效，因為這最佳地最小化了洗滌塔的總高度。
[0033]雖然煙氣管最佳地由金屬制成，收集儲集器能由更廉價得多的材料如混凝土制成。
[0034]收集儲集器能被設(shè)計為離散盆狀結(jié)構(gòu)，類似于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的所謂的收集槽。這種盆狀結(jié)構(gòu)具有用于疏放目的的出口開口。
[0035]一種有利的替代方案是將收集儲集器設(shè)計為流通通道的部分。利用這種流通通道可以將新鮮海水吸收劑運輸?shù)皆撗b置并且通過“收集槽區(qū)域”(收集儲集器)并且進(jìn)一步回到大海，這種流通通道具有以下優(yōu)點:
-可以從氣體凈化裝置前方的位置處的通道取得新鮮海水，并且新鮮海水經(jīng)由所述流體吸收劑管線而被遞送到洗氣塔內(nèi)的接觸空間；
-新鮮水也進(jìn)入所述收集儲集器并且與所用過的吸收劑液體相混合，因而相應(yīng)地增加了在該裝置的這個部分中的總PH ;
-一個通道起到全部海水功能。
[0036]盡管其它技術(shù)是可能的，一個實施例設(shè)置為使得所述流體吸收劑管線通向布置于所述接觸空間中或所述接觸空間上方的一個或多個高度的噴灑噴嘴。
[0037]這種噴灑噴嘴或者用于分配所述吸收劑的其它器件也可以安裝于煙氣管的豎直部分中(或者沿著介于煙氣管與洗氣塔之間的任何距離)