專利名稱：具有塔盤的濕煙道氣脫硫系統(tǒng)的成本的降低的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裝有塔盤或格柵的濕煙道氣脫硫(FGD)系統(tǒng)，尤其是涉及通過許多下噴淋管將進(jìn)入的煙道氣進(jìn)行飽和并增濕。
迄今，所有在其中具有塔盤或格柵的濕煙道氣脫硫系統(tǒng)也裝有下部噴淋管或用于使進(jìn)氣增濕并防止在塔盤或格柵底部造成固體累積的其它驟冷器、預(yù)飽和器或氣體冷卻裝置。過去曾經(jīng)認(rèn)為，進(jìn)入的煙道氣需經(jīng)下部噴淋管裝置噴淋以提高FGD洗滌器的性能。為此，洗滌塔增加了獨(dú)立的驟冷部分。然而，經(jīng)過試驗(yàn)，現(xiàn)在才明白裝有塔盤或格柵的洗滌塔不再需要下部噴淋管，而且沒有噴淋管的濕法洗滌塔與裝有這種裝置的塔效果是相同的。
通常，在濕法FGD塔中，底部產(chǎn)品或反應(yīng)劑漿料是在上下噴淋管之間循環(huán)。一般，將約10-40%的漿料輸送到下噴淋管，用以飽和并增濕進(jìn)入的氣體，而剩下的約60-90%則輸送到上噴淋管用于除去污染物。
如前所指出的，使用下噴淋管的必要性在于對(duì)進(jìn)入的煙道氣進(jìn)行均勻增濕，使得到達(dá)塔盤或格柵的煙道氣能具有已知的濕度。這種對(duì)進(jìn)入的煙道氣的物理和化學(xué)性質(zhì)的控制被認(rèn)為是洗滌塔能有效工作和在塔盤或格柵上進(jìn)行有效反應(yīng)所必需的。下噴淋管也常用于連續(xù)清洗塔盤或格柵的底部，以防止在稱為干/濕界面處產(chǎn)生固體的累積。這種干/濕界面是系統(tǒng)中進(jìn)入的干煙道氣與增濕液相混合的區(qū)域。遺憾的是下噴淋管需要增加洗滌塔的高度，要增加2英尺或更多。這種洗滌塔需要更大的高度和體積，設(shè)備要占據(jù)更大的空間，從而大大增加成本。此外，這種下噴淋管裝置還氣增加塔的建筑成本，因?yàn)樾枰嗟墓艿?、泵、閥門、噴嘴等。另外，下噴淋管還會(huì)增加塔的運(yùn)行成本，因?yàn)樾枰母嗟碾娏湍芰?。不僅如此而且，下噴淋管還增加了噴淋管的最終高度，從而使將底部產(chǎn)品或反應(yīng)劑漿料輸送到上噴淋管所必需的泵的電能消耗成比例增加。省去下噴淋管，現(xiàn)將所有的底部產(chǎn)物全部送至上噴淋管，從在上噴淋管下面的塔盤或格柵淋下，即用上噴淋管來對(duì)進(jìn)入的煙道氣進(jìn)行增濕并飽和，這個(gè)步驟本來是由下噴淋管完成的。塔盤使通過塔的噴淋液均勻分布，從而保持了塔中氣體的均勻分布。而且，來自塔盤的部分噴淋液落到就在煙道氣進(jìn)口上方的遮板構(gòu)件上，圍繞著入口形成一個(gè)連續(xù)的，通常也是均勻的液簾。這種簾幕提供了一種基本的氣體驟冷方法，而遮板能防止?jié){料板流進(jìn)入煙道氣入口內(nèi)，保護(hù)煙道氣入口的內(nèi)壁。
因此，本發(fā)明的目的在于提供更多的塔盤或格柵頂上的反應(yīng)劑，從而能以更高的效率更有效地除去污染物。本發(fā)明的另一目的是提供一種較矮的塔，其建造、裝配和運(yùn)行費(fèi)用均更為經(jīng)濟(jì)。本發(fā)明的另一目的是通過從入口屏蔽遮板上落下的連續(xù)的反應(yīng)劑液簾來將進(jìn)入的煙氣進(jìn)行增濕并飽和。本發(fā)明的另一目的是使氣體通過連續(xù)從塔盤或格柵落下的噴淋液流。本發(fā)明的另一目的是防止在煙道氣進(jìn)入塔的入口處沿邊形成渦游。本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有高凈化效率的洗滌塔，其效率與那些裝有用較少量液體循環(huán)的下噴淋管的塔相當(dāng)。
本發(fā)明的另一目的在于防止在塔盤或格柵底部的干/濕界面上形成堆積物。本發(fā)明的這些及其它目的和優(yōu)點(diǎn)將隨著進(jìn)一步的研究而得以闡明。
本發(fā)明揭示了一種煙道氣污染物凈化過程中的飽和和增濕的方法，包括裝有具有煙道氣入口而在塔盤下沒有特殊裝置的上流洗滌塔。將含硫或其它污染物的煙道氣通入該塔并向上通過塔內(nèi)的至少一個(gè)塔盤或格柵。之后，將再循環(huán)的底部產(chǎn)物噴淋到通過這個(gè)塔盤或格柵的煙道氣上。改進(jìn)之處包括在通過最低的塔盤或格柵之前，將最初穿過一個(gè)從煙道氣入口遮板上流下而形成的底部產(chǎn)品的液簾的煙道氣進(jìn)行驟冷的步驟。之后，在通過最低的塔盤或格柵之前，進(jìn)一步將通入的煙道氣進(jìn)行增濕并達(dá)到其飽和點(diǎn)，這是通過將再循環(huán)的底部產(chǎn)品從上面的塔盤或格柵瀉到或淋到通入的均勻分布的煙道氣上來實(shí)現(xiàn)的。最后，在煙道氣入口和最低的塔盤或格柵間形成一個(gè)沒有障礙的通道，能形成更好的氣體分布，因此在煙道氣入口與最低的塔盤或格柵間任何下噴淋管都變得多余，而可省去。


圖1是典型的不設(shè)下噴淋管裝置的洗滌塔的橫截面示意圖。
圖2是本發(fā)明的示意圖，部分剖開，表明遮板及相關(guān)結(jié)構(gòu)。
圖3是沿圖2的3-3線的截面圖，更詳細(xì)地表明遮板結(jié)構(gòu)。
參看圖1，洗滌塔10具有煙道氣入口12和煙道氣出口14，煙道氣16從中流過。在塔10中，帶穿孔的塔盤或格柵18位于上噴淋管組件20的下部。上噴淋管組件20的噴嘴22噴淋反應(yīng)劑漿料或底部產(chǎn)物24到向上流動(dòng)的煙道氣16上。這種反應(yīng)劑漿料或底部產(chǎn)物24通過泵26和再循環(huán)管線28在塔10中再循環(huán)。霧滴分離器30在煙道氣通過出口14排出之前除去煙道氣中所有最后殘留的所夾帶的濕氣液滴。入口12上遮板32有助于使通入的煙道氣16偏轉(zhuǎn)使在塔10中流動(dòng)或分配更均勻并防止?jié){料反應(yīng)劑24進(jìn)入煙道入口12。
圖2和圖3更詳細(xì)地說明了位于入口12頂上的遮板32。一般將遮板32做成跨過入口的頂34和側(cè)邊36的平片。遮板32的頂板38是活動(dòng)的或可調(diào)節(jié)的(未示出調(diào)整方法)以迫使最初始送入的煙道氣16向下。頂板38的上表面一般用垂直的分隔片40分隔開以加強(qiáng)頂板38的強(qiáng)度并均勻分配落下的流過頂板38的漿料24。另外，如果需要在32的邊緣上可使用集液板42以在遮板的端部形成堰。集液板42所收集的漿料24則既可由集液板42溢出亦可以頂板37和集液間的縫隙或溝漏下。
分隔片40在頂板38上形成的各個(gè)分隔區(qū)或貯液器44為從上方塔盤或格柵18上落下的反應(yīng)劑漿料24所充注。收集在其后面的過量的漿料24可從集液板42的上面或下面(或兩者都有)流下，從而在入口12的前方形成下落液體的均勻的液簾。當(dāng)煙道16通過12送入塔時(shí)，此液簾即對(duì)其進(jìn)行驟冷。
如圖1可見，在塔盤18的下方或塔盤18與煙道氣入口12之間沒有下噴淋管組件，代替的是從塔盤18落下的反應(yīng)劑24(落在遮板32上的那部分反應(yīng)劑24)對(duì)送入的干煙道氣16在其通過塔盤18之前就對(duì)其進(jìn)行驟冷。使用這種淋灑塔盤18形成了一種強(qiáng)大的漿料24的淋灑作用，相當(dāng)于以前的下噴淋管的功能。大部分這種從塔盤18淋灑下的反應(yīng)劑漿料或底部產(chǎn)物24在塔10中是均勻分布的。塔盤或格柵18對(duì)經(jīng)其向上的煙道氣16的阻力有助于煙道氣16在塔10中均勻地分布，并且提供了一種最佳的氣液比以完成飽和作用，并能獲得最佳地污染物去除效果。
在入口12上方的從塔盤18淋下的那部分漿料或底部產(chǎn)物正好落在遮板32上。遮板32的各個(gè)分隔區(qū)44將收集得的漿料24分布或在入口12的前方的是連續(xù)的、均勻厚度的液體簾幕，從而很快地將送入的煙道氣16進(jìn)行驟冷并增濕。
由于省去了下噴淋管，塔10的高度平均至少降低約2英尺，從而降低了建造成本。另外，由于省去了安裝下噴淋管通常所需的切割和焊接加工從而塔結(jié)構(gòu)的建造得以簡(jiǎn)化效率更高。不僅如此，由于泵、管、噴嘴、閽門等需要量的減少，裝備塔10的成本得以進(jìn)一步地降低。另外，將所有的再循環(huán)漿料24都輸送到上噴淋管，而不必再在上、下噴啉管之間進(jìn)行分配。這使得有更多的漿料能到達(dá)塔盤18的頂部，使該處的除去污染物的效率更高，因?yàn)榧瓤稍诹転r(shí)接觸煙道氣，還能在塔盤或格柵18上形成泡沫。最后，遮板32使得進(jìn)入的煙道氣16導(dǎo)向下形成向下的游渦效應(yīng)，使氣16與漿料24能更完全地混合。
對(duì)該系統(tǒng)的試驗(yàn)已經(jīng)表明不設(shè)下噴淋管的濕法FGD系統(tǒng)的有效性和可靠性與那些具有下噴淋管的相同。這些數(shù)據(jù)也表明了，這類系統(tǒng)的性能或污染物去除率可通過適當(dāng)?shù)剡x擇塔盤18上的噴淋流動(dòng)特性來保持。另外，在塔盤18下方不會(huì)形成固體的增加或堆積。
從分隔區(qū)44流到遮板32上的漿料也提供了對(duì)煙道氣16的驟冷和增濕，并對(duì)塔10內(nèi)的氣體的均勻分布也有作用。煙道氣16穿過來自上噴淋管20的漿料24的液休簾幕的任何缺圓流動(dòng)(side-to-side flow)將會(huì)被減少和/或消除。遮板32的側(cè)板46所提供的阻力排除了任何此類缺圓流動(dòng)。
另外，這種改進(jìn)也可用于格柵或填料FGD系統(tǒng)，該系統(tǒng)在填料或格柵之上具有充分流動(dòng)分布的足夠的液體。同樣，這種改進(jìn)可用于任何具有塔盤或氣體分布裝置并帶有上噴淋的吸收或冷卻系統(tǒng)。這些包括對(duì)氣相污染物如HCl、HF、NOx、SO2、SO3、Hg等和某些物質(zhì)如飛塵的水溶液洗滌。
在進(jìn)行的試驗(yàn)中，(a)到燃燒器的平均燃料流量為1.02百萬磅煤每小時(shí);(b)進(jìn)氣含約6%氧氣SO2在1100到2155份每百萬份，和(c)燃料硫含量范圍在約1.99-4.00(干基)。在該試驗(yàn)中，全部鍋爐滿載氣體總流量為3，772，884實(shí)際立方英尺每份鐘(ACFM)，分配在五個(gè)相同的吸收塔。氣體速度范圍在8.3-9.4英尺每秒，基于飽和氣體量。結(jié)果是，沒有下噴淋管的塔的液/氣(L/G)比裝有下噴淋管的小。另外，入口12周圍的表面溫度均勻，表明氣16被從塔板18淋到遮板32的漿料24均勻地冷卻/增濕。跟蹤壓降測(cè)量表明壓力變化與具有下噴淋管的塔類似。這樣，確證了省略下噴淋管對(duì)塔10的運(yùn)行沒有影響。在塔盤18的下面也沒有發(fā)現(xiàn)沉積物。另外，考慮L/G的降低，二氧化硫的去除得到提高。
在重復(fù)試驗(yàn)中，控制以下參數(shù)pH設(shè)定在6.2，總固體量設(shè)定在約為10%。氣體跟蹤測(cè)試平均硫含量，入口SO2份數(shù)每百萬份，隨塔氣體的燃料流量約為734，221ACFM，經(jīng)過一個(gè)吸收塔。結(jié)果，在氣體出口通過塔10的飽和氣體流速為9.5英尺/秒。跟蹤測(cè)試結(jié)果表明在塔10中無論使用還是不使用下噴淋管的除去污染物的效果相類似。
權(quán)利要求
1.一種用于煙道氣脫除污染物過程中飽和和增濕的方法，裝有一上流洗滌塔，具有煙道氣入口，污染的煙道氣由此注入，該煙道氣經(jīng)過至少一個(gè)塔內(nèi)的塔盤或格柵，同時(shí)當(dāng)它向上通過塔盤或格柵時(shí)將再循環(huán)的底部產(chǎn)物或反應(yīng)劑漿料噴淋到煙道氣上，其特征在于其中的改進(jìn)包括以下步驟(a)在進(jìn)入的煙道氣通過最低的塔盤或格柵之前，利用將最初的煙道氣通過一底部產(chǎn)物或反應(yīng)劑漿料從煙道氣進(jìn)口上的遮板上流下的連續(xù)不斷的液體簾幕來使其飽和并增濕；(b)在煙道氣通過最低的塔盤或格柵之前進(jìn)一步通過將再循環(huán)的底部產(chǎn)物或反應(yīng)劑漿料在塔盤或格柵上形成均勻的液層并淋灑到下面的煙道氣進(jìn)氣上進(jìn)一步增濕；(c)通過塔盤或格柵上的所述該層均勻的液層和塔盤或格柵本身形成對(duì)塔盤或格柵下的塔中的煙道氣的阻力以使其均勻分布；(d)提供一種跨越塔盤或格柵的橫截面的均勻的液/氣比以達(dá)到充分飽和和均一的污染物去除率；和(e)在煙道氣入口與最低的塔盤或格柵間形在無阻礙的通道，以省去任何煙道氣入口與最低的塔盤或格柵間的下噴淋管。
2.如權(quán)利要求1所述的飽和和增濕方法，其特征在于進(jìn)一步包括均勻分布的橫貫塔瀉下或淋下的再循環(huán)底部產(chǎn)物或反應(yīng)劑漿料的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的飽和和增濕的方法，其特征在于進(jìn)一步包括漿全部或幾乎全部的再循環(huán)底部產(chǎn)物或反應(yīng)劑漿料送到高于塔盤或格柵的位置以提高污染物脫除率的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的飽和增濕的方法，其特征在于進(jìn)一步包括最初引導(dǎo)煙道氣通過所述連續(xù)的液體簾幕的步驟，限制和/或消除塔中任何不希望的流動(dòng)方式，包括缺圓的不均勻分布。
5.如權(quán)利要求4所述的飽和和增濕的方法，其特征在于進(jìn)一步包括分隔所述遮板形成分開的貯水區(qū)以收集作為所述的連續(xù)液體簾幕下或流過氣體入口前方的底部產(chǎn)物或反應(yīng)劑漿料的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的飽和和增濕方法，其特征在于進(jìn)一步包括使從所述的遮板瀉下的所述底部產(chǎn)物或反應(yīng)劑漿料的液體簾幕具有均一的厚度并對(duì)送入的煙氣具有阻力的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的飽和和增濕方法，其特征在于進(jìn)一步包括降低和/或減少在最低的塔盤或格柵的下邊形成沉積物的堆積步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的飽和和增濕方法，其特征在于進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)所述的遮板以使最初送入的煙道氣向下從而形成漩渦使得煙道氣與從上部的塔盤或格柵瀉落下的再循環(huán)底部產(chǎn)物或反應(yīng)劑漿料完全混合的步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的飽和和增濕方法，其特征在于進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)所述的遮板步驟使干/濕界面在洗滌塔的中間而不是順著或靠近塔壁從而避免在壁上和煙道氣入口底部形成沉積物。
全文摘要
一種煙道氣脫硫過程中不用下噴淋管或類似物的飽和并增濕進(jìn)入的煙道氣的方法。最初的增濕作用發(fā)生在進(jìn)入的煙道氣穿過再循環(huán)的底部產(chǎn)物從煙道氣入口周圍的遮板上瀉下的連續(xù)液體簾幕。借助于將再循環(huán)底部產(chǎn)物從上部的塔盤或格柵淋到通過塔盤或格柵之前的煙道氣上來完成進(jìn)一步地飽和并增濕。為了完成這種濕化，在煙道氣入口和最底的塔盤或格柵之間須具有無障礙的通道。
文檔編號(hào)B01D53/50GK1096359SQ9410130
公開日1994年12月14日 申請(qǐng)日期1994年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月27日
發(fā)明者W·F·戈拉, D·W·約翰遜, R·B·米耶茲, P·J·威廉姆斯 申請(qǐng)人:巴布考克及威爾考克斯公司