專利名稱：低壓降干法凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與氣體凈化器有關(guān)，特別是與發(fā)電廠，垃圾處理廠以及其它工業(yè)流程中燃燒化石燃料(煤，石油，焦油等)時(shí)產(chǎn)生的煙氣中除去煙氣內(nèi)氧化硫和其它污染物的新的實(shí)用方法有關(guān)。
就發(fā)明人所知有關(guān)從熱燃?xì)馀艢庵腥コ趸颍?或其它污染氣體以符合聯(lián)邦和國(guó)家規(guī)定的排放要求的先有技術(shù)，包括1)使用低硫份和/或其它低污染物的化石燃料，其主要缺點(diǎn)是分別會(huì)引起供需之間和鄰近最終用戶所確定的燃料成本和運(yùn)輸成本的增加。
2)通過(guò)機(jī)械和/或化學(xué)方法在燃燒前就減小燃料中的硫份和/或其它污染物，主要缺點(diǎn)是用機(jī)械和/或化學(xué)方法所化的費(fèi)用必須滿足減小硫份和/或污染物所要求的成本允許范圍。
3)在燃燒前，把干堿性材料與燃料混和，或把磨成粉狀的堿性材料直接噴入熱燃?xì)庵型ㄟ^(guò)吸附，去除氧化硫和其它污染物(即巴布科克、威爾科斯公司所顯示的冷側(cè)技術(shù))。其主要缺點(diǎn)在于只有低到中等氧化硫去除率，低的反應(yīng)劑利用率以及增加了煙氣中顆粒的重量，當(dāng)噴射過(guò)程在靜電除塵器的上游端進(jìn)行時(shí)，這可能滿足了煙氣進(jìn)一步調(diào)節(jié)的要求(即增濕或三氧化硫噴射)。
4)濕法化學(xué)吸附法(即濕凈化)其中熱的氣體在一帶有堿性水溶液或懸浮液上方流的氣液接觸裝置進(jìn)行清洗以去除氧化硫和/或其它污染物，其主要缺點(diǎn)是液體會(huì)損失并散發(fā)到大氣中(即由于煙氣飽和及霧氣帶走)或隨流程中產(chǎn)生的廢渣帶走。其經(jīng)濟(jì)效益與吸附裝置的建筑材料成本以及在下游端的相關(guān)輔助設(shè)備(也就是主要或次要脫水和廢水處理輔助系統(tǒng))的成本有關(guān)。
巴爾科克威爾科克斯公司(Babcock & Wilcox)是濕法凈化器的一個(gè)制造廠。
5)噴霧干燥化學(xué)吸收，(也就是干法凈化)其中，一堿性水溶性或懸浮液很好霧化(即通過(guò)機(jī)械的，雙流體或轉(zhuǎn)盤型噴霧器)且噴霧到一熱煙氣中以去除氧倫硫和其它污染物，其主要缺點(diǎn)是在噴霧干燥器氣體入口分配裝置處的中一高的壓降和限制了維持控制操作所需的下溫度(即接近煙氣飽和溫度)，目前，巴布科克，威爾科克斯公司已有二臺(tái)商用臥式共流干法凈化器系統(tǒng)在二家發(fā)電廠運(yùn)行，巴布科克·威爾科克斯公司是唯一的大家熟知的用于發(fā)電業(yè)的臥式共流干法凈化器系統(tǒng)的制造商。但是，還有幾家生產(chǎn)用于發(fā)電業(yè)的立式共流的下流式干法凈化器系統(tǒng)的主要制造商。


圖1是一巴布科克公司生產(chǎn)的已知臥式共流流動(dòng)的干法凈化器系統(tǒng)，去除部分壁面后的透視圖。干法凈化器有一帶有一熱煙氣的入口12和一把氣體中所含顆粒送到顆粒收集器的出口14的殼體10。懸浮液通過(guò)入口16輸?shù)饺舾伸F化器18而壓縮空氣也通過(guò)空氣入口20進(jìn)入到上述霧化器18。在殼體10的霧化吸收區(qū)26若干氣體擴(kuò)壓管22與霧化器的出口端相配合以幫助進(jìn)入的氣流24與懸浮液相混和，未用過(guò)的懸浮液則通過(guò)上述系統(tǒng)的液流出口28進(jìn)行再循環(huán)。
圖2是一已知立式共流的干法凈化器，該立式凈化器有一殼體30和一頂部氣體擴(kuò)散裝置32用來(lái)把煙氣與從霧化器33排出的懸浮液相混合。
本發(fā)明是一低壓降的干法凈化器，本發(fā)明的目的是通過(guò)減小通過(guò)氣流分配裝置或入口的壓力損失來(lái)推進(jìn)現(xiàn)有的干法凈化器的技術(shù)而同時(shí)通過(guò)均勻地把吸附劑分散到氣流中來(lái)的進(jìn)氣液之間接觸，結(jié)果提高了去除氧化硫和其它污染物的效率，增加了反應(yīng)劑的利用率并改善了凈化器的運(yùn)行。
在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中有一立式共流下流式且裝備有一排或多排按美國(guó)專利4，980099所公開(kāi)形式的翼面噴桿組件內(nèi)的霧化器的干法凈化器組件，熱煙氣通過(guò)入口部分進(jìn)入干法凈化器并向下引入到翼面的噴桿組件，為了均勻分配氣流通過(guò)干法凈化器腔室以盡量減小氣流擾動(dòng)以及安置一排或多排霧化器以及與之相連的輸送管，該噴桿組件提供了盡可能最有效的氣動(dòng)外形。
低壓降的入口部分和翼面噴桿組件的布置允許均勻分布的氣流穿過(guò)霧化干燥室，這就淘汰了圖1所示的低效，高壓降的擴(kuò)壓管以及圖2所示先有技術(shù)中噴霧干燥器中入口氣體分布中目前常用的頂部氣體擴(kuò)散裝置。
因此，本發(fā)明的目的是提供一具有低壓降，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本低的干法凈化器。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種排出一含有氣體處理成份的溶液或懸浮液到廢氣中的共流干法凈化器;有一限定腔定的殼體，該腔室有一用來(lái)接納廢氣的廢氣入口和一用來(lái)從室內(nèi)排出處理氣體的處理氣體出口;
至少一在殼體上沿著腔室延伸的噴霧器陣列，該陣列包括一面向穿過(guò)廢氣入口的進(jìn)入氣體有一大半徑前緣和面背上述前緣的小半徑后緣的氣翼型件，至少一與上述氣翼型件相間隔的霧化器用于從后緣排出懸浮液。
最好，上述腔室沿垂直方向延伸，而上述廢氣入口在上述已處理氣體出口上方。
最好，上述已處理的氣體出口有一與腔室軸線成一角度延伸的導(dǎo)管。
出口導(dǎo)管最好與腔室主軸線成90°角延伸，并有一面向下的入口用來(lái)從腔室接納氣體和干燥的殘?jiān)?br> 最好，所述凈化器還包括一漏斗，連到上述殼體下端以及一上述漏斗底部的廢料出口用來(lái)排放從氣體沉淀的干燥的殘?jiān)鼔K或顆粒。
最好，所述凈化器還包括至少一固體塊或顆粒轉(zhuǎn)向葉片位于腔室內(nèi)廢氣入口之間和至少一翼面噴桿組件用于把廢氣從入口轉(zhuǎn)向到平行于從其大直徑邊緣向小直徑邊緣的翼面的方向。
最好，上述腔室沿水平延伸，而上述廢氣入口與氣體出口約在同一高度內(nèi)。
為了更好理解本發(fā)明，它的操作優(yōu)點(diǎn)以及使用中達(dá)到的具體目的，請(qǐng)參閱附圖以及對(duì)一最佳實(shí)施例敘述部分的說(shuō)明。
附圖中圖1是一已知臥式干法凈化器部分切開(kāi)的透視圖;
圖2是一已知立式干法凈化器的立面剖視圖;
圖3是一本發(fā)明所采用的臥式干法凈化器的立面剖視圖;
圖4是一在圖5中沿4-4剖面線所截取的剖視圖，表明按照本發(fā)明所用的且公開(kāi)在美國(guó)專利4980009上的一翼面噴桿裝置的結(jié)構(gòu);
圖5是一部分切開(kāi)后翼面噴桿的局部透視圖。
特別參照附圖，在圖3中所示的本發(fā)明有一帶有進(jìn)入由殼體40所限定腔室內(nèi)的煙氣入口42的殼體40的一個(gè)立式干法凈化器。
一排或多排雙流體翼面安裝好的霧化器48噴出一均勻分布且充分霧化的堿性溶液或懸浮液的反應(yīng)劑到熱的煙氣流中來(lái)吸收氧化硫和/或其它污染物。在幾秒內(nèi)，煙氣的潛熱則把懸浮液滴的液體蒸發(fā)，隨之降低了出口氣體的溫度且生成一干的產(chǎn)物。而圖3示出面噴桿48為平面布置，應(yīng)該理解為翼面噴桿可指向其它方向，諸如指和一殼體40的壁，不一定都在一平面上，即可以錯(cuò)開(kāi)，一種合適的交替布置可以在垂直方向一個(gè)或幾個(gè)翼面噴桿48與其它噴桿錯(cuò)開(kāi)。
流過(guò)霧化器，處理過(guò)的氣體繼續(xù)向下流動(dòng)，通過(guò)出口44，與向下流動(dòng)方向成直角流出干燥凈化室，一些噴霧后干的產(chǎn)物收集在位于殼體40基座上的漏斗52內(nèi)，隨后排灰系統(tǒng)通過(guò)一廢料出口46把干的產(chǎn)物排出運(yùn)走。對(duì)某些實(shí)施例，可在入口42和翼面噴桿組件48之間的腔室內(nèi)設(shè)置至少一轉(zhuǎn)向葉片41或其它空氣分布裝置來(lái)重新?lián)Q向和分布煙氣，出口44可有一在腔室內(nèi)面朝下的入口50，或在靠近漏斗52處從徑向方向連到入口或以合適方式連接入口來(lái)滿足低壓降和其它發(fā)明目的之需要。
因堿性溶液或懸浮液反應(yīng)劑均勻地分散到氣流內(nèi)，比起先有技術(shù)的凈化器設(shè)計(jì)就能取得較低的霧化降溫(也就是降到接近飽和溫度)，這就改進(jìn)了反應(yīng)劑的利用率和去除氧化硫和其它污染物的效率。
圖4和圖5相當(dāng)于在美國(guó)專利4980，099(此處采用作為對(duì)比文件)的圖2和圖3，說(shuō)明一有代表性的霧化器組件48。
要霧化的水或吸附劑在一孔口61進(jìn)入一內(nèi)母管60。內(nèi)母管60通過(guò)一內(nèi)筒62把水或吸附劑輸?shù)揭混F化器混合腔65。
內(nèi)母管60用墊塊64同軸地安置在形成翼面噴桿前緣的一外母管63內(nèi)。霧化用的氣體通過(guò)一霧化用的氣體入口孔82，進(jìn)入一輸送分支管72，該分支管把空氣引入到內(nèi)母管60和外母管63之間形成的環(huán)形通道74內(nèi)。氣體流過(guò)此環(huán)形通道74，隨后流到霧化器混合腔65，通過(guò)一入口孔69進(jìn)入用定位墊塊80固定的內(nèi)筒和外筒之間形成的一環(huán)形空間66。氣體，液體和/或固體內(nèi)的均勻混合物通過(guò)霧化器混合腔65，隨后通過(guò)霧化器端蓋86的噴咀開(kāi)孔76排出。
外筒86用一裝填密封79，一O形環(huán)70以及一裝填密封螺帽71固定到一外母管63上。
霧化器保護(hù)氣體通過(guò)在一裝配板83上的一保護(hù)氣體入口73進(jìn)入，且通過(guò)部分由外母管63和部分由固定在母管63上的翼面蒙皮96形成的通道來(lái)輸送。隨后進(jìn)入外筒84之間形成的一環(huán)形空間94和從翼面蒙皮96的后緣97伸出的懸吊殼體98使保護(hù)氣體流過(guò)霧化器端蓋86。借助固定到各懸吊殼體98內(nèi)壁的獨(dú)特尺寸的流量分配孔90，做到在若干噴霧器中均勻分布保護(hù)氣流。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括1)由于把翼面噴桿構(gòu)思用到按氣動(dòng)要求安置的霧化器上以及與之相連的輸送管和在干燥凈化器室內(nèi)弄直或分配大量氣流，立式共流下流式干法凈化器有低的氣體側(cè)壓降。
2)借助在較低出口氣溫下的操作(也就是低于達(dá)到飽和溫度)，提高了去除氧化硫和其它污染物的能力和反應(yīng)劑的利用率。
3)較低的總壓降結(jié)果形成較低的操作費(fèi)用，在FGD制下的一50萬(wàn)千瓦-60萬(wàn)千瓦鍋爐的運(yùn)行成本典型的估價(jià)為每吋水柱為$50萬(wàn)至150萬(wàn)美元，對(duì)此種功率大小的機(jī)組(FGD制)可予料能減小壓降1-2吋(水柱)或更多。
4)由于淘汰了復(fù)雜的氣體分配裝置諸如先有技術(shù)中干法凈化器設(shè)計(jì)中目前使用的擴(kuò)壓器或頂部氣體擴(kuò)散裝置，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)從而降低了基建成本。
5)通過(guò)調(diào)節(jié)流到霧化器陣列中的個(gè)別噴咀的霧化堿性溶液或懸浮液狀反應(yīng)劑，本發(fā)明能更好適應(yīng)煙氣溫度的層次和流量的不平衡，借助測(cè)出氣流以及上游端或下游端的溫度變化，在管路上的調(diào)節(jié)能自動(dòng)進(jìn)行。
6)使用更有效，低容量的噴咀結(jié)果形成霧化質(zhì)量的改進(jìn)或者與普通的干法凈化器的霧化器相比，有同樣的霧化質(zhì)量情況下只需更小的能耗。
7)無(wú)內(nèi)部移動(dòng)的部件。
8)操作簡(jiǎn)單。
本發(fā)明已示出一具體的實(shí)施例并詳細(xì)敘述以說(shuō)明本發(fā)明的原理應(yīng)用，應(yīng)明白本發(fā)明還可有其它實(shí)施例只要不偏離上述的發(fā)明原理。
權(quán)利要求
1.一種排出一含有氣體處理成份的溶液或懸浮液到廢氣中的共流干法凈化器，有一限定腔室的殼體，該腔室有一用來(lái)接納廢氣的廢氣入口和一用來(lái)從室內(nèi)排出處理過(guò)氣體的處理氣體出口；至少一在殼體上沿著腔室延伸的噴霧器陣列，該陣列包括一面向穿過(guò)廢氣入口的進(jìn)入氣體有一大半徑前緣和面背上述前緣的小半徑后緣的翼面件，至少一與上述翼面件相間隔的霧化器用于從后緣排出懸浮液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凈化器，其特征在于上述腔室沿垂直方向延伸，而上述廢氣入口在上述已處理氣體出口上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凈化器，其特征在于上述已處理的氣體出口有一與腔室軸線成一角度延伸的導(dǎo)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種凈化器，其特征在于出口導(dǎo)管與腔室主軸線成90°角延伸，并有一面向下的入口用來(lái)從腔室接納氣體和干燥的殘?jiān)?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種凈化器，其特征在于它還包括一漏斗，連到上述殼體下端以及一上述漏斗底部的廢料出口用來(lái)排放從氣體中沉淀的干燥的殘?jiān)鼔K或顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凈化器，其特征在于它還包括至少一固體塊或顆粒轉(zhuǎn)向葉片位于腔室內(nèi)廢氣入口之間和至少一翼面噴桿組件用于把廢氣從入口轉(zhuǎn)向到平行于從其大直徑邊緣向小直徑邊緣的翼面的方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凈化器，其特征在于上述腔室沿水平延伸，而上述廢氣入口與氣體出口約在同一的高度內(nèi)。
全文摘要
一立式，共流干法凈化器有一具有廢氣入口和已處理氣體出口的殼體，若干翼面裝配的霧化器沿殼體內(nèi)部延伸把懸浮液排到氣流中對(duì)氣流進(jìn)行處理，使用翼面裝配的霧化器減小了穿過(guò)腔室的壓降。
文檔編號(hào)B01D47/06GK1073888SQ92111338
公開(kāi)日1993年7月7日 申請(qǐng)日期1992年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月23日
發(fā)明者羅伯特·B·邁耶斯, 丹尼斯·W·約翰森, 杰納爾德·T·阿姆瑞恩 申請(qǐng)人:巴布考克和威爾科斯公司