[发明专利]用于从气体中分离二氧化硫的方法与装置

说明书

背景技术

技术领域

[0001]本申请通常涉及用于从气体中分离二氧化硫的方法与装置。特别地，本申请是针对用于从气体中分离二氧化硫的方法与装置，其包括一个或多个用于将吸收液泵送到喷雾塔并且穿过孔板的循环泵。

背景技术

[0002]二氧化硫及其他酸性气体，例如三氧化硫、氯化氢酸性气体、以及氟化氢气体，在含硫的材料的氧化过程中形成，比如煤炭、石油、天然气、工业的和生活的废物、泥煤、等等。二氧化硫及其他酸性气体还可以作为副产品在化学工艺过程中形成，例如冶金过程。通常，不允许放出大量二氧化硫及其他酸性气体进入环境，这意味着一些净化是必要的。这样的一个实例是在动力装置及其他燃烧装置烟气的净化。在这样的装置中燃烧形成烟气通常被净化到其他物质中，通过吸收二氧化硫及其他酸性气体进入吸收液之内。吸收液可以，例如，包含水以及石灰、石灰石、白云石、氢氧化钠溶液和类似物质中一种或多种，其适合于吸收二氧化硫。烟气能够在例如EP0162536专利中公开的喷雾塔中，或者通过例如在US5,246,471专利中公开的多孔塔板被净化。然而，这些用于净化气体，特别是烟气中的二氧化硫和酸性气体的设备已经发现需要大量能量，将大量的吸收液在比较高的压力下进行泵送。

[0003]专利US4,099,925、US5,660,616、US4,239,515、和WO96/00122描述了具有低能耗的净化装置。烟气向上输送通过孔板，在该孔板上，提供了吸收液的流层。

[0004]在净化过程中，如果烟气中的水汽没有饱和，水将从吸收液中蒸发出来并加入到烟气中。已经发现当烟气通过孔板时，部分地发生该蒸发。一个问题是那些物质，比如石灰、石灰石、石膏、亚硫酸钙、硫酸钠等等，其溶解或悬浮于吸收液中，容易蒸发并析出沉淀到孔板的底面和孔板的孔洞中。这增加了穿过孔板的压力降，并使得压降在孔板的区域上变化。这由于压降的增加导致能量消耗的增加，并且由于烟气在孔板上吸收液层内的不均匀分布导致二氧化硫吸收的减少。对于该问题，现有技术的方案是在采用孔板净化装置之前，设置分离喷雾塔形式的冷却器，例如在US5,753,012中公开的类型.在分离喷雾塔中，烟气首先被引入其内部，水溶液以液体流量比烟气流量一般大约为0.2-1升液体/立方米烟气的比率(也称L/G)，且在能够雾化液体并且使水汽饱和烟气的高压下注入。在被水汽饱和之后，烟气可以通过孔板而没有固体颗粒被沉淀出来的风险。然而分离喷雾塔是复杂的并且消费能量的方案，其包括泵、管、水槽、控制系统以及分离塔。此外，当使用这样的喷雾塔时，半干的颗粒可以形成，其粘附孔板的底面。因此有时必须设置用于周期性的洗涤孔板底面的系统。

[0005]专利US4,263,021、5,281,402、和6,923,852涉及包括塔板的系统，其中塔板用于改善气-液接触。这些系统包括用于移动吸收液到塔板顶部的常规机械装置，例如，通过泵送吸收液经过管道到达位置高于塔板顶面的喷嘴。相应地，在这样的系统中气流的流速被管道系统和容器的几何结构、泵的尺寸、以及喷嘴数目所限制。此外，这些系统在双流动条件下工作，其中吸收液滴落通过塔板的孔而不是由于重力流经管道。

[0006]现在参考附图1，专利US7,094,382，其在此作为参考引入就像在此全部被公开了一样，描述了用于从气体21中分离二氧化硫的装置20，其包括喷雾塔22，该喷雾塔具有进气管24、用于排出二氧化硫已经被分离的气体的排气管26和设置在进口和出口之间的孔板28。气体从下面通过孔板28的孔30。吸收液32的流动层被孔板28的上侧面34支撑。引入管36连接容器38用于将吸收液连接到孔板28的上侧面34。泵40被用于引入压缩空气42进入吸收液之内从而用作空气升液，这将吸收液从容器38，经过引入管36，输送到孔板28的上侧面34，并且沿着孔板延伸。吸收液经过孔30以及经过出口箱46的开口44逆流到容器38中，出口箱46位于与引入管36相对的孔板28的末端。来自开口44的吸收液产生冷淬瀑布48，其接触从进气管24流进装置20的气体21。在US7,094382中，气体21的流速被引入管36的几何结构、在喷雾塔22的包含由孔板28的上侧面34所支撑的吸收液流动层32的部分的几何结构、和泵40的尺寸所限制。

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