专利名称：带有双供给雾化器液体分布器的干法烟气脱硫系统的制作方法
技术领域：
本公开总体涉及双供给雾化器液体分布器，且更特定地涉及用于处理烟气流的干法烟气脱硫系统，该干法烟气脱硫系统设有双供给雾化器液体分布器。
背景技术：
燃料，特别是含碳材料如化石燃料及废料的燃烧导致烟气流产生，烟气流含有杂质，如汞(Hg)、氧化硫(SOx)、氧化氮(NOx)，及微粒，如飞灰，在将烟气释放到环境中之前必须将杂质和微粒去除或降低到更可接受的水平。在许多管辖区中，作为对现行规则的响应， 大量的工艺及设备已被开发，以去除或降低烟气中杂质及微粒的水平。减少来自燃料燃烧驱动的蒸汽发生锅炉的烟气微粒、Hg、NOx、及SOx杂质的典型方法是使用烟气处理装置。此装置包括静电沉淀器(ESP)、布袋除尘器、催化系统、湿法烟气脱硫系统及/或干法烟气脱硫系统(分别称为WFGD及DFGD)。在一些烟气流处理系统中，通过使用DFGD系统可便于去除酸性成份，如SOx，其中浆化剂或溶液接触所述烟气流并与存在于其中的SOx反应。现有的DFGD系统使用具有吸收浆化剂的雾化器系统的喷雾干燥吸收器，典型地与稀释液体组合。将浆化剂或溶液与稀释液体组合传送至雾化器系统导致传送软管结垢。结垢导致设备或系统关闭以进行必要的清洁及维护。可以理解，设备或系统的关闭以及系统及/或设备相关的清洁及维护是耗时且耗资的。因此，用于减少雾化器系统中的结垢的系统及工艺导致较少的用于清洁及维护目的的设备或系统的关闭。
发明内容
根据本文所说明的方面，提供一种使用在喷雾干燥吸收器中的雾化器系统，所述雾化器系统包括支撑件；可旋转地耦接至支撑件的雾化盘；用于将浆化剂传送至传送区域的第一供给线；以及用于将稀释液体传送至传送区域的第二供给线；传送区域定位在雾化器中以减少浆化剂及稀释液体反应所产生的结垢。根据本文所说明的其他方面，提供一种用于减少雾化器系统中结垢的方法，所述方法包括步骤将雾化器系统提供至烟气处理系统，其中，雾化器系统具有支撑件、传送区域、雾化盘、第一供给线、及第二供给线；将浆化剂传送至雾化器系统，其中，浆化剂通过第一供给线传送至传送区域；将稀释液体传送至雾化器系统，其中，稀释液体通过第二供给线传送至传送区域；及将传送区域定位在雾化器系统中，以减少由浆化剂及稀释液体反应所产生的结垢。下文将通过以下各图及详述举例说明上述及其他特征。
现参考各图，这些图是示例性实施方案，其中，相似的元件以相似编号标记。图1是根据本文所述的实施方案的烟气流处理系统的示意图；图2是根据本文所述的实施方案的雾化器系统的截面结构图；图3是根据本文所述的实施方案的雾化器系统的截面结构图；图4是根据本文所述的实施方案的雾化器系统的截面结构图；图4A是图4所示出的雾化器系统的简化结构视图；及图5是根据本文所述的实施方案的雾化器系统的截面结构图。
具体实施例方式图1所示为烟气流处理系统100，包括燃烧燃料112，如煤，以产生烟气流114的燃烧室110。烟气流114可含有污染物，包括但不限于微粒、氧化硫(SOx)、氧化氮(NOx)、汞、 二氧化碳(⑶幻等。在通过烟@ 120或其他通风设施释放至环境之前，烟气流114典型地经过处理以去除或减少存在于其中的污染物。在一个实施方案中，如图1所示，烟气流114行进至喷雾干燥吸收器130。虽然图 1中未示出，但可设想烟气流114在被弓丨入喷雾干燥吸收器130之前行进通过一个或多个装置，如空气预热器。在喷雾干燥吸收器130中，烟气流114与便于去除来自烟气流的诸如SOx、氯化氢 (HCl)、氟化氢(HF)、及溴化氢(HBr)的酸性成份的试剂反应，以产生含有水平降低的酸性气体的烟气流140。如图1所示，含有水平降低的酸性气体的烟气流140在经烟囱120释放至环境之前被提供至微粒去除器150。微粒去除器150可以是布袋、静电沉淀器(ESP)、机械除尘器等。烟气流处理系统100不受本实施方案所述工艺的限制，因为可设想含有水平降低的酸性气体的烟气流140可经过包括但不限于NOx去除装置、冷却塔、空气预热器等其他烟气流处理装置。从烟气流114中去除酸性成份经常进行以保持满足排放法规。在一个实施方案中，存在于烟气流114中的酸性成份通过将烟气流提供至喷雾干燥吸收器130，而被去除， 在喷雾干燥吸收器130中烟气流与雾化器系统160产生的所雾化的试剂132接触。所雾化的试剂便于吸收存在于烟气流114中的酸性成份。如图2-5所示，雾化器系统160包括可旋转地耦接至支撑件161的雾化盘162。在一个实施例中，支撑件161包括包含在静止外壳161b中的旋转轴161a，雾化盘162耦接至旋转轴。雾化器系统160是包括第一供给线163及第二供给线164的双供给系统。第一供给线163将浆化剂或溶液163a (下文称为浆化剂)传送至雾化器系统160 内的传送区域165。浆化剂163a可含有液体，如水，及任何便于从烟气流114吸收及去除酸性成份的试剂。在一个实施例中，浆化剂163a可含有石灰(氢氧化钙)作为试剂。在另一实施例中，浆化剂163a可含有活性炭作为试剂。在又一实施例中，浆化剂163a可含有石灰和活性炭的组合物作为试剂。第二供给线164将稀释液体16 传送至雾化器系统160内的传送区域165。在一个实施方案中，稀释液体16 是水。在另一实施方案中，稀释液体16 是来自烟气流处理系统100内的冷却塔(未示出)的未经处理的水。在又一实施方案中，稀释液体16 可以是经处理的淡水(饮用水)或来自冷却塔、水井、河流的未经处理的水，或来自烟气流处理系统100内或支撑烟气流处理系统100的处理工艺的其他废水。在一个实施方案中，浆化剂163a和稀释液体16 以相等的传送率传送至雾化器系统160。浆化剂163a和稀释液体16 的传送率将根据不同系统而变化且可取决于用户的需求，使用雾化器系统160的应用，以及雾化器系统的容量，如尺寸及功率。在一个实施例中，浆化剂163a和稀释液体16 以相等的传送率传送至雾化器系统，组合总传送率不超过200加仑每分钟(gpm)。例如，浆化剂163a以IOOgpm的传送率传送，而稀释液体16 以IOOgpm的传送率传送，总传送率为200gpm。传送率并不限于此，因为可以设想以等于或小于约200gpm的任意组合传送浆化剂163a和稀释液体164a，如浆化剂的传送率为lOgpm，而稀释液体的传送率为IOgpm ；浆化剂的传送率为50gpm，而稀释液体的传送率为50gpm。在另一实施方案中，浆化剂163a和稀释液体16 以不相等的传送率传送至雾化器系统160。浆化剂163a和稀释液体16 的传送率根据不同系统而变化且可取决于用户的需求、使用雾化器系统160的应用，以及雾化器的容量，如尺寸及功率。在一个实施例中，浆化剂163a和稀释液体16 以不相等的传送率传送至雾化器系统160，具有不超过约200加仑每分钟(gpm)的组合总传送率。例如，浆化剂163a以约 50gpm的传送率传送，而稀释液体16 以约150gpm的传送率传送，总传送率约为200gpm。 传送率并不限于此，因为可以考虑以等于或小于约200gpm的任意组合传送浆化剂163a和稀释液体164a，如浆化剂的传送率约为lOgpm，而稀释液体的传送率约为25gpm ；浆化剂的传送率约为50gpm，而稀释液体的传送率约为60gpm ；浆化剂的传送率约为18gpm，而稀释液体的传送率约为^gpm ；浆化剂的传送率约为22gpm，而稀释液体的传送率约为19gpm ；浆化剂的传送率约为19gpm，而稀释液体的传送率约为25gpm ；浆化剂的传送率约为17gpm，而稀释液体的传送率约为Mgpm。浆化剂163a和稀释液体16 的传送率可由如图2所示的控制器200进行控制， 控制器200与一个或多个阀210连接。控制器200可预先编程以控制浆化剂163a和稀释液体16 的传送率。或者，操作员命令220可通过向控制器200提供指令进行改变或设定传送率。例如，控制器200可选择性地关闭或打开一个或两个阀210，以允许更多或更少的浆化剂163a和/或稀释液体16 传送至雾化器系统160。尽管只在图2中示出，但可以设想使控制器200、阀210及操作员命令220可用在本文所提出的任意或全部实施方案中。传送区域165定位在雾化器系统160内，以减少由浆化剂163a和稀释液体16 反应所产生的结垢。将传送区域165靠近雾化盘162定位，以减少形成在雾化器系统160中的积垢的形成。如通常所知，当浆化剂163a和稀释液体16 反应时，积垢会形成。积垢的形成堵塞雾化器系统160，并使雾化器系统周期性关闭以进行维护和清洁成为必需。已经发现当浆化剂163a和稀释液体16 在雾化器系统160中尽可能长时间地分离保存时，积垢的形成会减少。分离浆化剂163a和稀释液体16 的一个方法是独立地控制浆化剂和稀释液体向靠近雾化盘162定位的传送区域165的传送，雾化盘162随后雾化浆化剂和稀释液体以形成所雾化的试剂132。在一个特定的实施例中，如图2所示，传送区域165是定位在雾化盘162表面的上方及附近位置处的静止装置。传送区域165可以是具有槽、沟道或多个孔的静止板，传送区域165靠近雾化盘162的表面。在此实施方案中，浆化剂163a和稀释液体16 分别通过第一供给线163及第二供给线164分离地传送至传送区域165。被传送至传送区域165后， 浆化剂163a和稀释液体16 发生反应并作为雾化液体170分配到雾化盘162，雾化液体 170在雾化盘162雾化以形成所雾化的试剂132。在另外一实施例中，如图3所示，传送区域165是雾化器系统160的液体分配器 167的内部室166。液体分配器167在雾化盘162上方并靠近雾化盘162的位置处耦接至支撑件161。在一个实施方案中，液体分配器167固定地耦接至静止外壳161b。雾化器系统160并不限于所述的特定装置，因为可设想液体分配器167可旋转地耦接至支撑件161。如图3所示，第一供给线163将浆化剂163a传送至液体分配器167的内部室166。 稀释液体16 通过第二供给线164分离地且独立地传送至液体分配器167的内部室166。 浆化剂163a和稀释液体16 在分配至雾化盘162用于雾化之前在液体分配器167的内部室166内发生反应。在一个实施方案中，液体分配器167具有开口 168。开口 168自液体分配器167的内部室166延伸至液体分配器的外部部分169。开口 168定位在靠近雾化盘162的位置处。 尽管图3所示开口 168定位在支撑件161的右侧，但雾化器系统160并不限于此，因为可以设想开口 168可定位在靠近雾化盘162的液体分配器的外部部分169上的任意点处。在图3中，浆化剂163a和稀释液体16 被提供至液体分配器167的内部室166， 它们在此接触并反应以形成雾化液体170。雾化液体170通过流动通过开口 168而离开液体分配器167的内部室166到达雾化盘162。雾化液体170被雾化盘162雾化以形成所雾化的试剂132。在另一实施方案中，如图4所示，液体分配器167具有第一开口 168及第二开口 168，。第一及第二开口 168、168，均从内部室166延伸至液体分配器167的外部部分169。 如图4所示，第一开口被定位成与第一供给线163相对，而第二开口 168’被定位成与第二供给线164相对。第一及第二开口 168、168’均定位为靠近雾化盘162。图4A描绘了图4的简化结构视图。如图4A中所详示，液体分配器167的内部室 166可包括障碍物172，障碍物172定位在第一开口 168和第二开口 168’之间。障碍物172 隔离被传送至液体分配器的内部室166的浆化剂163a和稀释液体16 之间的反应。在一个实施例中，障碍物172可以是液体分配器167的内部室166中浆化剂163a 和稀释液体16 反应所形成的水垢障碍物。水垢障碍物172将浆化剂163a与稀释液体 164a隔离，以使大部分雾化液体形成在液体分配器167的外部部分169之外。尽管图4及 4A中只示出了两个开口 168、168’，但液体分配器不限于此，因为可以设想存在多于两个的开口。浆化剂163a和稀释液体16 的供给率的控制导致水垢障碍物172的形成。供给率的控制允许水垢障碍物172形成在液体分配器167的内部室166中，而不会形成大量的积垢，积垢的形成使雾化器系统160或烟气流处理系统100必须关闭。当水垢障碍物172在液体分配器167的内部室166中形成后，被传送至液体分配器167的内部室166中的浆化剂163a通过第一开口 168离开并流至雾化盘162，且不与稀释液体16 发生反应。类似地，被传送至液体分配器167的内部室166中的稀释液体16 通过第二开口 168，离开并流至雾化盘162，且不与浆化剂163a发生反应。浆化剂163a与稀释液体16 在雾化盘162发生反应形成雾化液体170，雾化液体170被雾化以形成所雾化的试剂132。在另一实施方案中，障碍物172是在雾化器系统160建立或翻新时置于液体分配器167的内部室166中的人造障碍物。人造障碍物与水垢障碍物以相同的方式起作用，将浆化剂163a与稀释液体16 隔离，并且允许浆化剂进入液体分配器167的内部室166并通过第一开口 168离开，以及允许稀释液体进入内部室并通过第二开口 168’离开。如图5所示，在另一实施方案中，第一开口 168和第二开口 168’彼此同中心地定位。将第一开口 168和第二开口 168’以同中心的方式定位，允许浆化剂163a与稀释液体 164a分离地传送至雾化盘162，浆化剂163a与稀释液体16 在雾化盘162处被雾化以形成所雾化的试剂132。第一开口 168和第二开口 168’的定位允许雾化器系统160无干扰运行，即使浆化剂163a与稀释液体16 的传送率不相等。例如，第一开口 168和第二开口 168，的定位允许雾化盘162旋转时只有很小或没有不平衡，即振动。将稀释液体16 和浆化剂163a分离地传送至雾化器系统160减小了关闭雾化器系统以进行维护和清洁的需求，因此便于雾化器系统和烟气流处理系统100的持续运行。 此外，对稀释液体16 和浆化剂163a传送率的控制允许雾化器系统160运行时只有很小或没有干扰，如雾化盘162的振动。下述实施例说明了根据本文公开的雾化器系统的一个实施方案，该雾化器系统用在烟气流处理系统中。实施例1为分析根据本文所公开的实施方案的雾化器系统，雾化器系统被装配至喷雾干燥吸收器，所述雾化器系统具有液体分配器，所述液体分配器具有与其耦接的两条供给线。第一供给线传送含有氢氧化钙及水的浆化剂，而第二供给线传送含有来自烟气处理系统中的冷却塔的废水的稀释液体。液体分配器具有至少两个开口，一个开口定位成与第一供给线相对，并且第二开口定位成与第二供给线相对。浆化剂和稀释液体被传送至液体分配器并发生反应，以在液体分配器中形成水垢障碍物，以使任何后续进入液体分配器的浆化剂和稀释液体被彼此分离地保存。浆化剂通过与第一供给线相对的开口离开液体分配器，而稀释液体通过与第二供给线相对的开口离开液体分配器。离开液体分配器后，浆化剂和稀释液体发生反应并被雾化盘雾化以形成所雾化的试剂。安排了六个独立的试验以确定运行干扰是否发生及确定雾化器系统的清洁与维护之间的时间周期是否可延长。在六个试验的每一个试验中，浆化剂和稀释液体的传送率都是不相等的。在第一试验中，浆化剂的传送率是18. 93加仑每分钟(gpm)，而稀释液体的传送率是观.17gpm。在第二试验中，浆化剂的传送率是22. 4gpm，而稀释液体的传送率是19gpm。在第三试验中，浆化剂的传送率是19gpm，而稀释液体的传送率是25gpm。在第四试验中，浆化剂的传送率是17. 85gpm，而稀释液体的传送率是67gpm。在第五试验中，浆化剂的传送率是13. 17gpm， 而稀释液体的传送率是22. 39gpm。在第六试验中，浆化剂的传送率是12. 21gpm，而稀释液体的传送率是28. 43gpm。这些试验在约六周的周期内进行。表1所示为雾化盘的不同供给率及其所导致的振动。雾化器系统在试验之间或第六及最后的试验之后的清洁或维护不是必需的。图表1所示为阀的开度(阀打开的百分比)与稀释液体及浆化剂的传送率之间的关系。表 权利要求
该权利要求书涉及
1.一种用于喷雾干燥吸收器的雾化器系统，所述雾化器系统包括支撑件； 可旋转地耦接至所述支撑件的雾化盘；用于将浆化剂传送至传送区域的第一供给线；及用于将稀释液体传送至所述传送区域的第二供给线，所述传送区域定位在所述雾化器系统内，以减少由所述浆化剂及所述稀释液体反应所产生的结垢。
2.根据权利要求1所述的雾化器系统，其中，所述传送区域是定位在所述雾化盘上方的静止的板。
3.根据权利要求1所述的雾化器系统，还包括在所述雾化盘上方处固定地耦接至所述支撑件的液体分配器，所述液体分配器具有内部室及至少一个开口，所述传送区域设置在所述内部室之内，其中，所述开口自所述内部室延伸至所述液体分配器的外部部分，所述开口定位在靠近所述雾化盘处。
4.根据权利要求3所述的雾化器系统，其中，所述至少一个开口包括所述液体分配器中的第一开口及第二开口，所述第一及所述第二开口均自所述内部室延伸至所述液体分配器的所述外部部分，所述第一开口及所述第二开口定位在靠近所述雾化盘处。
5.根据权利要求4所述的雾化器系统，其中，所述第一开口与所述第二开口同中心定位。
6.根据权利要求4所述的雾化器系统，其中，所述液体分配器中的所述第一开口被定位成与所述第一供给线相对，而所述液体分配器中的所述第二开口被定位成与所述第二供给线相对。
7.根据权利要求6所述的雾化器系统，其中，所述浆化剂在所述液体分配器中的所述内部室中与所述稀释液体接触，在所述内部室之内形成水垢障碍物，所述水垢障碍物在所述液体分配器的所述内部室中隔离所述浆化剂与所述稀释液体的后续反应。
8.根据权利要求6所述的雾化器系统，还包括定位在所述液体分配器的所述内部室中的人造障碍物，所述人造障碍物在所述液体分配器的所述内部室中隔离所述浆化剂与所述稀释液体的反应。
9.根据权利要求1所述的雾化器系统，还包括控制器及至少一个阀，所述控制器构造为控制所述浆化剂及所述稀释液体向所述传送区域的传送率。
10.根据权利要求1所述的雾化器系统，其中，所述浆化剂包括氢氧化钙。
11.一种用于减少雾化器系统中结垢的方法，所述方法包括步骤将雾化器系统提供至烟气处理系统，所述雾化器系统具有支撑件、传送区域、雾化盘、 第一供给线及第二供给线；将浆化剂传送至所述雾化器系统，所述浆化剂通过所述第一供给线传送至所述传送区域；将稀释液体传送至所述雾化器系统，所述稀释液体通过所述第二供给线传送至所述传送区域；及将所述传送区域定位在所述雾化器系统中，以减少由所述浆化剂及所述稀释液体反应所产生的结垢。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述浆化剂和所述稀释液体以不相等的传送率传送至所述雾化器系统。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述浆化剂和所述稀释液体以相等的传送率传送至所述雾化器系统。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述雾化盘上方处将液体分配器固定地耦接至所述雾化器系统，所述液体分配器具有内部室，所述内部室带有至少一个开口，所述开口自所述内部室延伸至所述液体分配器的外部部分并且定位在所述雾化盘的邻近处。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括向所述液体分配器的所述内部室提供所述第一供给线及所述第二供给线；通过所述第一供给线将所述浆化剂传送至所述液体分配器的所述内部室；及通过所述第二供给线将所述稀释液体传送至所述液体分配器的所述内部室。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括在所述液体分配器的所述内部室中将所述浆化剂和所述稀释液体混合，以形成雾化液体；及通过所述液体分配器中的所述至少一个开口将所述雾化液体传送至所述雾化盘。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述至少一个开口包括第一及第二开口，所述方法还包括在所述液体分配器的所述内部室中将所述浆化剂和所述稀释液体混合；及在所述内部室中形成水垢障碍物，所述水垢障碍物在所述液体分配器的所述内部室中隔离所述浆化剂与所述稀释液体的后续反应。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述液体分配器中的所述第一开口被定位成与所述第一供给线相对，而所述液体分配器中的所述第二开口被定位成与所述第二供给线相对。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括将所述浆化剂和所述稀释液体传送至所述液体分配器中的所述内部室，其中，所述浆化剂和所述稀释液体被所述水垢障碍物分离地保存；将所述浆化剂通过所述第一开口流至所述雾化盘；及将所述稀释液体通过所述第二开口流至所述雾化盘。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括在所述雾化盘中将所述浆化剂和所述稀释液体混合。
21.根据权利要求14所述的方法，其中，所述至少一个开口包括第一及第二开口，所述方法还包括在所述液体分配器的所述内部室中定位人造障碍物，所述人造障碍物在所述液体分配器的所述内部室中隔离所述浆化剂与所述稀释液体的反应。
22.根据权利要求14所述的方法，其中，所述至少一个开口包括第一及第二开口，其中，所述第一开口与所述第二开口同中心定位。
全文摘要
一种用于喷雾干燥吸收器(130)的雾化器系统(160)，该雾化器系统(160)包括支撑件(161)、可旋转地耦接至支撑件(161)的雾化盘(162)、用于将浆化剂(163a)传送至传送区域(165)的第一供给线(163)及用于将稀释液体(164a)传送至传送区域(165)的第二供给线(164)。该传送区域(165)定位在雾化器系统(160)内，以减少浆化剂(163a)与稀释液体(164a)反应所产生的结垢。
文档编号B01D53/50GK102245280SQ200980149981
公开日2011年11月16日 申请日期2009年12月4日 优先权日2008年12月12日
发明者T·E·皮尔森 申请人:阿尔斯托姆科技有限公司