用于监测过程气体的清洁的方法

用于监测过程气体的清洁的方法
【专利摘要】本公开涉及一种用于监测经过湿洗涤器的过程气体的清洁的方法。所述湿洗涤器包含入口区域、接触区域和出口区域。将接触区域分成至少两个部分。所述方法包括在与接触区域的至少两个部分的第一部分对应的至少第一测量点中测量二氧化硫的浓度，以得到测量信息；和比较测量信息与参比值，以确定第一部分的局部二氧化硫去除性能。
【专利说明】用于监测过程气体的清洁的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于清洁经过湿洗涤器的过程气体和监测其清洁的方法。
[0002]本发明还涉及一种用于清洁过程气体的气体清洁系统；和所述系统的用途。
【背景技术】
[0003]二氧化硫为通过含硫的材料(例如煤、油、天然气、工业和家庭废物和泥煤)的氧化而形成的气体。二氧化硫还可生产作为在化学过程中的残余产物，例如像在冶金过程中。通常，不允许向大气中排放大量的二氧化硫，因此必须一些类型的清洁。一个实例为发电厂和其它燃烧设备中的烟道气清洁。在这样的设备中，在燃烧过程中产生的烟道气通常尤其通过在吸收液体中吸收二氧化硫得以清洁。吸收液体可含有例如水和一种或多种物质石灰、石灰石、白云石、氢氧化钠溶液和适用于吸收二氧化硫的类似的物质。
[0004]WO 03/004137公开了用于从气体除去二氧化硫的方法和装置。在所述方法中，烟道气通过在其上具有吸收液体的流动层的带孔的板向上流动。收集在带孔的板的顶表面之上流动的吸收液体并且使之向下流入容器。待清洁的烟道气首先流动通过接触区域，在这里其与从带孔的板向下流动的吸收液体接触，其次通过带孔的板向上流动。
[0005]US 5，620，144公开了一种用于从过程气体除去二氧化硫的湿洗涤器。所述湿洗涤器包含垂直塔，其中布置多个雾化喷嘴以喷洒吸收液体，用于从流动通过洗涤器的过程气体去除二氧化硫。
[0006]根据现有技术难以确定这样的洗涤器的二氧化硫去除效率。
[0007]发明概述
本发明的目的包括提供关于现有技术认定的问题的解决方案。
[0008]本发明的方法和气体清洁系统允许在湿洗涤器的内部测量二氧化硫的局部浓度。此外，可在湿洗涤器的内部确定局部硫去除效率。此外，本发明的方法和气体清洁系统允许确定采用行动来调节在湿洗涤器的内部部分中的局部操作条件。
[0009]本发明的方法和气体清洁系统进一步使得可仔细计划操作停工期和维护。此外，本发明的方法和气体清洁系统使得可增强控制吸收液体向湿洗涤器的入口的任何供应，所述吸收剂液体可供应用于与二氧化硫反应，用于降低在过程气体中二氧化硫的浓度的目的。根据本发明的第一方面，提供了一种用于清洁经过湿洗涤器的过程气体和监测其清洁的方法，所述湿洗涤器包含入口区域、接触区域和出口区域。将所述接触区域分成至少两个部分。过程气体流动通过入口区域并且进一步流向接触区域，其中所述过程气体与吸收液体混合。当与过程气体接触时，吸收液体吸收过程气体的至少部分二氧化硫含量。随后所述过程气体经由出口区域流出湿洗涤器。本发明的方法包括在与接触区域的至少两个部分的第一部分对应的至少第一测量点中测量二氧化硫的浓度；和比较对于第一部分测得的二氧化硫浓度与参比值，用于确定第一部分的局部二氧化硫去除性能。
[0010]在以下，术语〃局部操作条件〃涉及在过程气体(例如烟道气，例如来自煤、油、天然气、工业和家庭废物和泥煤的燃烧，例如在发电厂中)中测量的二氧化硫(SO2)的水平。过程气体还可例如在由矿石生产金属(例如由氧化铝生产铝)或其它化学或冶金过程期间产生。
[0011]在与所述接触区域的第一部分对应的至少第一测量点中测量二氧化硫的浓度，提供关于在该单独接触区域部分中二氧化硫的浓度的测量信息。因此，提供允许局部地(或在单独接触区域部分中)而且在湿洗涤器内部精细调节二氧化硫去除的测量信息。此外，在湿洗涤器内部可更精确地识别湿洗涤器的错误操作、故障设备或局部污染。为了确定在接触区域部分中二氧化硫的浓度，测量点不必在该特定的接触区域部分内。测量点可在例如该特定的接触区域部分之前或之后布置，并且仍允许确定在该接触区域部分中的二氧化硫浓度。例如，除了实验确认在从测量点取得的测量信息与在接触区域部分中取得的实际测量之间的精确性以外，利用测量信息，对于特定的测量点/接触区域部分，还可计算或估计二氧化硫浓度。例如，使用测量信息和合适应用流体动力学，例如计算流体动力学，对于特定的接触区域部分，可计算或估计二氧化硫浓度。
[0012]通过将测量的二氧化硫的浓度与确立的参比值比较，例如，可确定在单独接触区域部分中二氧化硫浓度是否太高、太低、在可接受的容限内或超过期望的限度。因此，可确定对于该接触区域部分，是否需要任何行动来调节局部操作条件。因此，单独地，而不是对于仅整个湿洗涤器，测量信息可用于对于任何接触区域部分确定对任何行动的需求。此外，测量信息使得可仔细计划停工期和维护。测量信息还使得可监测对于任何清洁操作的需求，并为其提供必要的输入数据。
[0013]因此，本发明的系统能够在湿洗涤器内部收集和评价关于二氧化硫的局部浓度的测量信息。从而这允许人们确定对于调节在接触区域部分内的局部操作条件的行动的需求或对于局部控制二氧化硫的吸收的需求。
[0014]考虑到例如在敞口喷淋塔类型的湿洗涤器的情况下喷嘴的数量，根据测量点的数量，可得到对于例如单独喷嘴或一组喷嘴的局部操作条件的测量信息，取决于期望的系统专一性的水平。
[0015]此外，本发明的方法使得可仔细计划停工期和维护。还可监测对于有关的清洁操作的需求和为其提供必要的输入数据。
[0016]此外，来自系统的测量信息可用于提供必要的输入数据，用于控制吸收液体的任何供应。
[0017]根据一个实施方案，在垂直于过程气体流动通过接触区域的方向的平面中，将接触区域分成至少两个部分。因此，例如，提供局部在横截面或与横截面关联的测量信息。此夕卜，提供允许局部在横截面或与横截面关联地精细调节二氧化硫去除的测量信息。
[0018]根据一个实施方案，所述方法还可包括利用测量信息-参比值比较的结果，以确定在特定的接触区域中对于调节局部操作条件的行动的需求。
[0019]根据一个实施方案，所述方法还可包括利用第一部分的局部二氧化硫去除性能，以确定对于调节第一部分的局部操作条件的行动的需求。
[0020]根据一个实施方案，所需的行动可为通过以下调节特定接触区域部分的局部操作条件:提高或降低供应至接触区域部分的吸收液体的量；提高或降低供应至特定的接触区域部分的吸收液体中试剂的浓度；提高或降低供应至特定的接触区域部分的过程气体的量；和/或清洁、更换或重建与特定的接触区域部分对应的湿洗涤器的设备。[0021]根据一个实施方案，所述方法还可包括基于测量信息-参比值比较的结果，在接触区域部分中控制二氧化硫的吸收。
[0022]因此，例如如果确定在接触区域部分中二氧化硫的浓度太高，则在该部分中可提高二氧化硫去除效率。作为另外的实例，可确定二氧化硫去除效率在可接受的容限内或超过期望的水平，在这种情况下可确定不需要行动。
[0023]在接触区域部分中控制二氧化硫的吸收可通过操作者手动实现和/或借助例如计算机或控制器自动实现。
[0024]根据一个实施方案，控制二氧化硫吸收可通过以下至少之一实现:提高或降低供应至接触区域部分的吸收液体的量；提高或降低进料至接触区域部分的吸收液体中试剂的浓度；和提高或降低供应至接触区域部分的过程气体的量。
[0025]因此，可单独提高或降低接触区域的部分的二氧化硫去除效率。还可开启或关闭在单独的接触区域部分中的二氧化硫去除。
[0026]根据一个实施方案，吸收液体为包含试剂的水性液体，所述试剂与二氧化硫反应，以从二氧化硫形成包含硫的沉淀物。所述试剂可为石灰石(CaCO3),其与二氧化硫形成亚硫酸钙(CaSO3)。亚硫酸钙可随后氧化，以形成石膏(CaSO4)。亚硫酸钙的氧化优选通过使用空气或氧气鼓泡通过石灰石吸收液体来进行。可从液体除去石膏并且用在别处。因此，除了石灰石和水以外，吸收液体还可包含少量的亚硫酸钙和作为主要组分的石膏。吸收液体还可为海水。
[0027]根据一个实施方案，可在接触区域部分的下游测量二氧化硫的浓度。如本文所用，提供术语〃下游〃和〃上游〃作为关于过程气体流动通过湿洗涤器的参比点。因此，在接触区域部分的下游测量二氧化硫是指在过程气体流已通到接触区域部分以外之后进行的测量。这正是所述情况，因为二氧化硫浓度的测量受益于较干燥的测量环境。
[0028]认识到二氧化硫的浓度可任选在入口区域、出口区域和接触区域的至少一个之中或与之关联地测量。
[0029]在接触区域中测量可为在接触区域中得到二氧化硫浓度的有效手段，并且可为能够确定在接触区域部分中的局部操作条件的有效手段。在入口区域中(例如在湿洗涤器的入口管道中)的测量可为测量进入接触区域部分的二氧化硫浓度的有效方式。这样的入口二氧化硫浓度可用于确定例如在该特定的接触区域部分中的二氧化硫去除效率，或者对于调节在该接触区域部分或其它接触区域部分中二氧化硫去除效率的需求。这些应用可通过比较测量的入口二氧化硫浓度与从接触区域部分或湿洗涤器流出的二氧化硫的浓度来确定。在出口区域中测量二氧化硫浓度可特别有效，因为该过程气体与在接触区域中的过程气体相比，可能较不潮湿并且含有较少或不含吸收液体。在入口区域和出口区域两者中测量并且比较二氧化硫的这些测量浓度，可以是确定在相关的接触区域部分中二氧化硫去除效率的有效方式。
[0030]根据一个实施方案，参比值可选自:在湿洗涤器上游的过程气体中二氧化硫的浓度；在湿洗涤器下游的过程气体中二氧化硫的浓度；在与至少两个接触区域部分的第二接触区域部分对应的测量点中测量的接触区域中二氧化硫的浓度；或预定的值。
[0031]湿洗涤器下游的过程气体的参比值可得自从湿洗涤器流出的过程气体或在烟囱中流动的过程气体的总体二氧化硫浓度测量。因此，可确定特定接触区域部分的操作条件是否需要改变，以提高或降低二氧化硫去除效率，这取决于整体(或总体)二氧化硫去除的结果是否过低或过高。还可以是以下情况:一个接触区域部分的二氧化硫去除效率可能需要提高，而另一个接触区域部分的二氧化硫去除效率需要降低。因此，通过单独地调节或控制不同的接触区域部分的二氧化硫去除效率，可更有效地操作湿洗涤器。
[0032]基于流入的过程气体的测量的二氧化硫浓度，湿洗涤器下游的过程气体的参比值可用作调节或控制不同的单独接触区域部分的二氧化硫去除效率的基准。
[0033]用于比较在第二接触区域部分的测量点中测量的二氧化硫浓度的参比值可有效用于优化总体二氧化硫去除效率，例如，通过在效率低的接触区域部分中提高二氧化硫去除效率，和在效率高的接触区域部分中降低或不改变去除效率。
[0034]预定的参比值可例如为在从湿洗涤器流出的过程气体中二氧化硫的限定浓度。例如，预定的参比值可与洗涤器的最大可允许的或期望的排放值相关或相等，在这种情况下，可优化洗涤器，在使得不超过参比值的效率水平下除去二氧化硫。
[0035]测量的二氧化硫浓度与参比值的比较的结果可用于确定至少以下三个操作条件:I)测量的浓度低于参比值=正常的操作一不需要行动；2)测量的浓度与参比值大致相同=指示即将来临的操作问题一决定或计划对于进一步行动的需求；3)测量的浓度高于参比值=检测到局部操作问题一决定任何立即的行动或在不久将来的任何行动。应理解的是，以上提出的结果是可以如何执行比较结果和控制器作出的决定的非限制性实例。
[0036]根据一个实施方案，所述方法还可包括在与相应的第一、第二和第三接触区域部分对应的至少第一、第二和第三测量点中测量二氧化硫的浓度。
[0037]此外，根据另一个实施方案，所述方法还可包括比较在至少第一、第二和第三测量点中测量的浓度与参比值，以确定是否需要行动来修改在第一、第二和第三接触区域部分的任一个之中的局部操作条件。出于这样的目的，例如，参比值可为在第一、第二和第三接触区域部分的至少一个中的测量浓度。因此，例如，在第一接触区域部分中的测量浓度可与在第二或第三接触区域部分中的测量浓度相比较。
[0038]根据一个实施方案，修改局部操作条件的行动可以是通过凭借以下至少之一来控制二氧化硫去除效率:提高或降低供应至接触区域的第一部分的吸收液体的量；提高或降低进料至接触区域的第一部分的吸收液体中试剂的浓度；和提高或降低流向接触区域的第一部分的过程气体的量。
[0039]因此，可独立地提高或降低接触区域的单独部分的二氧化硫去除效率。也可开启或关闭用于单独接触区域部分的二氧化硫去除方法。
[0040]根据一个实施方案，湿洗涤器可为敞口喷淋塔类型的湿洗涤器，其中至少两个接触区域部分中的每一个包含至少一个适合喷洒吸收液体的喷嘴。
[0041]在详细说明中进一步描述这种敞口喷淋塔类型的湿洗涤器的实例。
[0042]优选，湿洗涤器可包含与接触区域的相应的第一、第二和第三部分对应的至少第一、第二和第三测量点，每一个接触区域部分包含至少一个喷嘴，例如1-2个喷嘴、2-5个喷嘴、5-10个喷嘴或5-20个喷嘴。
[0043]湿洗涤器可包含至少两个接触区域部分，优选2-20个部分，更优选至少3个部分，例如至少4个部分，例如，3-20个部分或4-20个部分。每一个接触区域部分可包含至少一个喷嘴，例如1-20个喷嘴，例如2-20个喷嘴或3-10个喷嘴。[0044]根据一个另外的实施方案，敞口喷淋塔类型的湿洗涤器还可包含至少一个在湿洗涤器的接触区域的下游布置的除沫器，其中在除沫器下游的测量点中进行二氧化硫浓度测量。在湿洗涤器中，这样的除沫器除去来自环境的吸收液体。
[0045]根据一个另外的实施方案，敞口喷淋塔类型的湿洗涤器可包含串联排布的第一除沫器和第二除沫器，其中测量二氧化硫浓度的步骤在第二除沫器下游的测量点中进行。这样的排布可在湿洗涤器内除去甚至更多的来自环境的吸收液体。结果是，由于在湿洗涤器内较干燥的环境，二氧化硫浓度的测量可更有效，这对于可能受到水分或吸收液体不利影响的任何对二氧化硫敏感的检测器可特别有利。
[0046]根据一个实施方案，湿洗涤器可为沸腾床类型的洗涤器，其中接触区域包含:具有多个孔的板，其允许过程气体从入口区域流向出口区域。在这样的洗涤器中，每一个接触区域部分包含至少一个贯通所述板而形成的孔，带有在板的上侧之上流动的吸收液体层。
[0047]在以下详细说明中进一步描述这种沸腾床类型的湿洗涤器的一个实例。
[0048]对于沸腾床类型的湿洗涤器，要采用的调节某部分的局部操作条件的行动可以是以下至少之一:执行湿洗涤器的清洁；除去或更换湿洗涤器中的设备；提高或降低在湿洗涤器内的吸收液体的供应；和提高或降低流动通过湿洗涤器的过程气体的量。
[0049]如果确定例如从过程气体除去二氧化硫在局部太低，这可归因于吸收液体流动层在接触区域部分之上不均匀地分布。不均匀的吸收液体分布可以指例如具有不均匀厚度的吸收液体流动层，或者吸收液体不在板的整个上表面之上流动。
[0050]根据一个另外的实施方案，使用沸腾床类型的湿洗涤器，测量二氧化硫浓度的步骤可包括在垂直位于板的上侧之上的至少一个测量点中测量。
[0051]根据一个实施方案，湿洗涤器还可包含在测量点中布置的至少一个二氧化硫检测传感器，用于测量二氧化硫的浓度。因此，例如，可在每一个测量点中布置至少一个二氧化硫检测传感器。
[0052]因此，可测定在测量点中二氧化硫的浓度。这种对二氧化硫敏感的检测器可例如选自Siemens Ultramat 23，或者在US 2005/0097941中公开的气体传感器装置，或任何其它类似的或合适的检测器或传感器。所需的传感器的数量可基于一定的因素来确定，例如所用的传感器的类型。
[0053]根据一个实施方案，湿洗涤器还可包含至少一个二氧化硫检测传感器和至少一个收集器，所述方法还包括以下步骤:借助至少一个收集器从至少一个测量点收集过程气体，和将过程气体输送到至少一个二氧化硫检测传感器。
[0054]因此，传感器可在距离测量点一定的距离布置，例如在适用于传感器的环境中。收集器可为例如用于从测量点取样过程气体的管道或管。取样可例如借助用于引起过程气体通过管或管道移动或流动的泵或真空来实现。
[0055]根据另一个实施方案，可在湿洗涤器的外部布置至少一个二氧化硫检测传感器。
[0056]根据第二方面，提供一种用于清洁过程气体的气体清洁系统，所述系统包含:湿洗涤器，其适合借助供应至湿洗涤器的吸收液体将二氧化硫从流动通过湿洗涤器的过程气体分离；至少一个二氧化硫检测传感器；和至少第一测量点；其中湿洗涤器包含入口区域、接触区域和出口区域。因此，本发明的湿洗涤器适于允许过程气体经由入口区域流动通过接触区域。在接触区域内，在经由出口区域流出湿洗涤器之前，过程气体与吸收液体混合。在与过程气体流动通过接触区域的方向垂直的平面中将接触区域分成至少两个部分。与接触区域的至少两个部分的第一部分对应的第一测量点，其具有适于在第一测量点中测量二氧化硫浓度的至少一个二氧化硫检测传感器，用于确定第一接触区域部分的局部二氧化硫去除性能。
[0057]此外，可提供与接触区域的至少两个部分的第二部分对应的第二测量点，其具有至少一个适于在第二测量点中测量二氧化硫浓度的二氧化硫检测传感器。
[0058]根据本发明的第二方面的一个实施方案，气体清洁系统还可包含控制器，其有效用于利用在第一测量点中测量的二氧化硫浓度来确定对于在接触区域的至少两个部分之一(至少一个测量点与之对应)中修改局部操作条件的需求。
[0059]根据本发明的第二方面的一个实施方案，控制器可适于确定对于修改控制在第一接触区域部分中湿洗涤器的至少一个局部操作参数的需求。
[0060]本文使用的术语〃修改〃是指在至少一个接触区域部分中对二氧化硫去除控制的改变。
[0061]根据一个实施方案，气体清洁系统还可包含可用于以下至少之一的控制装置:提高或降低供应至接触区域的第一部分的吸收液体的量；提高或降低进料至接触区域的第一部分的吸收液体中试剂的浓度；和提高或降低流向接触区域的第一部分的过程气体的量。
[0062]控制装置可通过控制器来控制。
[0063]根据第三方面，提供了根据第二方面的系统用于确定在湿洗涤器的至少两个部分的一个部分的操作中的故障的用途。
[0064]关于第一方面的实施方案和讨论也可与第二和第三方面相关。在此引用相关的这些实施方案。
[0065]通过以下图和详细说明来举例说明以上描述的方面和其它特征。
[0066]附图简述
参考附图来更详细地描述本发明，其中:
图1为喷淋类型湿洗涤器的示意性侧视截面图。
[0067]图2为喷淋类型湿洗涤器的示意性侧视截面图。
[0068]图3a为喷淋类型湿洗涤器的示意性侧视截面图。
[0069]图3b为沿着线II1-1II取得的图3a中洗涤器的示意性俯视截面图。
[0070]图4为喷淋类型湿洗涤器的示意性侧视截面图。
[0071]图5为喷淋水平系统的示意性俯视图。
[0072]图6为沸腾床类型湿洗涤器的示意性俯视截面图。
[0073]图7为沿着线I1-1I取得的图6中湿洗涤器的示意性侧视截面图。
[0074]应理解的是，以下详细说明旨在提高对本发明的理解，而不应看作限制本发明的范围。
[0075]优选实施方案的描述
图1图示敞口喷淋塔类型的湿洗涤器I。湿洗涤器I有效用于除去烟道气F形式的在有效用于燃烧燃料(例如煤或油)的锅炉(未显示)中产生的过程气体的至少一部分二氧
化硫含量。
[0076]湿洗涤器I包含垂直的敞口塔2，其具有内部2a，用于使烟道气F流入内部2a以清洁的入口区域4，和用于清洁的烟道气FC流出内部2a的出口区域6，至少一部分二氧化硫含量已从所述清洁的烟道气中除去。
[0077]吸收液体槽8在垂直的敞口塔2的底部8a排布。吸收液体槽8提供有氧化装置10。通过包含石灰石储存12和供应管道14的吸收剂供应装置Sb，将新鲜的石灰石(CaCO3)供应至吸收液体槽8。应认识到，作为备选，吸收液体槽8可在塔2的外部布置，并且作为备选，石灰石的供应可按干粉末、浆料或两者在其它位置进入湿洗涤器I。
[0078]湿洗涤器I还包含第一循环泵16，其在吸收液体循环管道18中将石灰石吸收液体(有时称为石灰石浆料)从吸收液体槽8循环至在敞口塔2的内部2a内在最低处垂直布置的第一喷淋水平系统20。湿洗涤器I还包含第二循环泵22和第三循环泵28，第二循环泵22在吸收液体循环管道24中将石灰石吸收液体从吸收液体槽8循环至在敞口塔2的内部2a内在中间处垂直布置的第二喷淋水平系统26，第三循环泵28在吸收液体循环管道30中将石灰石吸收液体从吸收液体槽8循环至在敞口塔2的内部2a内在最高处垂直布置的第三喷淋水平系统32。第一喷淋水平系统20包含将泵16循环的石灰石吸收液体精细分布的多个流体连接的喷嘴38，以在敞口塔2的内部2a以内实现石灰石吸收液体与经过湿洗涤器I并且基本上垂直向上流动的烟道气之间的有效接触。所有或一些喷嘴38可例如为4CF-303120 类型，可得自 Spraying Systems Co, Wheaton, Illinois,美国。
[0079]第二喷淋水平系统26与第一喷淋水平系统20类似(或相同)并且包含多个流体连接的喷嘴38。
[0080]第三喷淋水平系统32与第一和第二喷淋水平系统20，26类似(或相同)并且包含多个流体连接的喷嘴38。
[0081]除沫器48位于第三喷淋水平系统32之上。除沫器48除去至少一部分被清洁的烟道气FC夹带的吸收液体液滴。
[0082]在湿洗涤器I中，烟道气中的二氧化硫(SO2)与石灰石(CaCO3)反应，以形成亚硫酸钙(CaSO4)，其随后氧化，以形成石膏(CaSO4)。亚硫酸钙的氧化优选通过使用氧化装置10使空气或氧气鼓泡通过石灰石吸收液体而进行。由此，除了石灰石以外，石灰石吸收液体还包含少量的亚硫酸钙和作为主要组分的石膏。从湿洗涤器I的内部2a除去通过该过程形成的石膏。脱水的石膏可在工业上使用，例如用于墙板生产。
[0083]除了二氧化硫(SO2)以外，湿洗涤器I还将从烟道气至少部分除去其它污染物。这样的其它污染物的实例包括三氧化硫(SO3)、盐酸(HCl)、氢氟酸(HF)和其它酸性污染物。另外，湿洗涤器I还可从烟道气至少部分除去其它类型的污染物，例如像灰尘颗粒和汞。
[0084]控制单元54 (或控制器)控制湿洗涤器I的操作参数。为此目的，在第一喷淋水平系统20上提供控制阀56形式的控制装置。此外，在第二喷淋水平系统26中提供控制阀60。在第三喷淋水平系统32中提供控制阀64。控制单元54单独控制每一个控制阀56、60和64。
[0085]测量点101和102在除沫器48的下游布置。收集器111和112为管形式，其从测量点101和102收集气体，和将气体输送至二氧化硫检测传感器105。因此，在该实例中，单一传感器105用于多个测量点101和102。应理解的是，作为备选，每一个测量点101或102可与单独的传感器105连接。每一个测量点101和102分别与接触区域部分A和B对应。此外，在湿洗涤器I的上游测量二氧化硫浓度(未图示)，并且作为参比值用于参比目的。在湿洗涤器I的操作期间，在每一个测量点101和102中测量二氧化硫的浓度。为了举例，现在假定在部分A和B中二氧化硫的浓度分别确定为2和95个浓度单位，并且参比值确定为100个浓度单位。现在将关于部分A和B测得的二氧化硫浓度与参比值相比较，对于该实例，通过计算比率2/100=0.02和95/100=0.95。由测量的浓度和参比值之间的比较推断，需要采用行动来修改部分B的局部操作条件，在该部分中估计仅5%的进入的二氧化硫已被除去。关于部分A，对于该实例，确定不需要采用行动来修改局部操作条件，因为估计98%的进入的二氧化硫已被除去。关于部分B的行动可例如为清洁或更换相应于部分B的喷嘴38。除了在点101和102中测量以外，还可在喷淋水平系统20和26，和/或26和32之间进行测量，在这种情况下可推断喷淋水平系统20、26或32中的哪一个具有需要清洁或更换的喷嘴38。
[0086]在该实例中，参考图1，还提供控制装置219，其包含穿孔板220、通过闸门致动器224控制的第一穿孔闸门板222，和通过闸门致动器228控制的第二穿孔闸门板226。因此，借助穿孔板220与穿孔闸门板222和226的组合，可调节和局部控制烟道气F经受的限制，使得可独立地调节或控制到达部分A和B的烟道气F的流量。因此，如果确定在一部分中二氧化硫去除效率较低，则允许较少的烟道气F流向该部分，同时允许更多的烟道气F流向具有较高的二氧化硫去除效率的其它部分。控制装置219可与控制单元54连接。
[0087]作为图示的湿洗涤器I中喷淋系统的备选，与具有喷嘴38的接触区域100对应的填充结构的床(未显示)或滴流床(未显示)可提供有效的接触区域。出于这样的目的，泵可泵送在床顶上的吸收液体。出于这样的目的，可有效使用海水作为吸收液体。
[0088]参考图2，讨论敞口喷淋塔类型的湿洗涤器I。图2的湿洗涤器I与参考图1讨论的湿洗涤器I相同，唯一的不同之处在于控制装置219。控制装置219控制通向部分A和B的烟道气F的量。控制装置219包含在三个引导叶片202、204和206之间排布的四个闸门208、210、212和214。认识到控制装置219也可不带有闸门208、210、212和214而运行。控制装置219可用于控制流向每一个单独部分A和B的烟道气的量或流量。虽然未图示，但是控制装置219也可在湿洗涤器I的入口区域4中布置。
[0089]参考图3a和3b，说明另一个实施方案。图3a图示湿洗涤器I的侧视截面示意图，而图3b图示直接在除沫器48下面沿着线II1-1II取得的图3a的相同湿洗涤器I的示意性俯视截面图。图3a和3b图示与以上参考图1讨论的洗涤器I类似的敞口喷淋塔类型的湿洗涤器1，不同之处包括喷淋排布，喷嘴38和测量点的数量。为了清楚的缘故，在图3a和3b中不图示湿洗涤器I的所有细节。在除沫器48的下游布置三个测量点101、102和103，因此在图3b中不呈现测量点101、102和103，但是它们的相应的位置用101，、102，和103’指示。收集器111、112和113为管形式，其从测量点101、102和103收集气体，并且经由阀系统120将气体引导至二氧化硫检测传感器105。测量点101、102和103分别相应于接触区域的部分A、B和C。部分A、B和C相应于单独的喷淋系统20、26和32，其借助喷嘴38和三个单独的泵90、91和92供应吸收液体。部分A、B和C中的每一个覆盖湿洗涤器I的水平横截面的约三分之一，垂直于过程气体流动通过湿洗涤器I的大致方向。在该实例中，将对于部分A、B和C中的每一个测定的二氧化硫浓度彼此比较，并且确定对于部分A、B或C中任一个的局部操作条件是否指示任何行动。例如，如果确定在部分A中硫去除不充分，这可指示要提高通向喷淋系统20的吸收液体流量的行动，例如通过提高由泵90供应的流量。同时，可降低通向其它喷淋系统26和32的吸收液体的流量。
[0090]参考图4，图示另一个实施方案。图4图示与以上参考图3a和3b描述的洗涤器I类似的敞口喷淋塔类型的湿洗涤器1，不同之处仅在于测量点101、102和103以及收集器
111、112和113的排布。为了清楚的缘故，在图4中不图示湿洗涤器I的所有细节。在出口区域6中，在除沫器48的下游布置三个测量点101、102和103。管形式的收集器111、112和113从测量点101、102和103收集气体，并且经由阀系统120将气体引导至二氧化硫检测传感器105。即使测量点101、102和103在出口区域中布置，与图3a和3b相比，距离部分A、B和C有一定距离，但由于过程气体流动通过湿洗涤器1，测量点101、102和103分别与接触区域的部分A、B和C对应。
[0091]参考图5，图示另一个实施方案。图5图示在喷淋塔类型的湿洗涤器I的内部2a中布置的四个喷淋水平系统20、26、32和36，从上方观看。每一个单独的喷淋水平系统通过多个喷嘴38喷洒分别通过泵14、16、22、28泵送的吸收液体。喷淋水平系统20和26包括在部分A中，而喷淋水平系统32和36包括在部分B中。即使图示湿洗涤器I具有正方形横截面，但认识到，使用一些修改，喷淋水平系统20、26、32和36对具有不同形状横截面的湿洗涤器也起作用。通过调节通过泵14、16、22或28泵送的吸收液体的流量，或通过关闭或打开单独运行的泵14、16、22 或28中的任一个，可单独控制部分A和B的二氧化硫去除效率。
[0092]参考图6和7，讨论沸腾床类型的湿洗涤器I。湿洗涤器I具有用于来自锅炉(未显示)的烟道气F的入口区域4。在图7中图示绝热体301和骤冷器300，不进一步讨论绝热体。烟道气F流动通过在水平的板80a(下文中称为带孔的板80)中包含多个孔81的接触区域100。带孔的板80具有多个孔81，烟道气F可经过该孔。吸收液体流动层83在带孔的板80的上侧82上流动，从图6图示的底部到顶部的方向上移动。当烟道气F经过吸收液体的流动层83时，在接触区域100中，二氧化硫从烟道气F分离。这样清洁的烟道气FC通过出口区域6离开湿洗涤器I。测量点101、102、103、104、105和106在接触区域100之上布置。在图?中图示的管形式的收集器111、112、113、114、115和116从测量点101、102、103、104、105和106收集气体，并且将气体输送至也在图7中图示的二氧化硫检测传感器105。因此，在该实例中，单一传感器105用于多个测量点。阀、泵或抽吸系统120可用于该目的，如在图7中图示。认识到每一个测量点101、102、103、104、105和106可各自与单独的传感器105连接。每一个测量点101、102、103、104、105和106分别相应于在图6中图示的部分A、B、C、F、E和D。此外，在湿洗涤器I (未图示)的上游总体测量二氧化硫浓度，用于参比目的。在湿洗涤器I的操作期间，在每一个测量点101、102、103、104、105和106测量二氧化硫的浓度，并且与测量的总浓度相比较。如果对于每一个测量点测定的浓度与参比值之间的比较指示在部分A、B、C、D、E和F中的一个或数个中的硫去除例如不充分，出于举例目的，则可推断以下之一。
[0093]根据沿着相对于吸收液体流动层83的下游路径的测量点位置，如果二氧化硫的浓度沿着测量点提高，则流量可能太低或层太薄，因此吸收液体变得被二氧化硫饱和。可例如提高流量或层厚度来矫正。如果在紧邻另一个接触区域部分的接触区域部分中二氧化硫的浓度较高，例如在B中比在E中高，或者在D中比在A中高，其可指示流动层83被阻断或者在带孔的板80的上侧82之上不均匀流动，因此不在所有的孔(在该实例中，部分B或D的孔)之上流动，结果是不充分的二氧化硫去除。
[0094]参考图6和7，由此讨论一个备选的实施方案:骤冷器300可看作是接触区域的一部分。由骤冷器300供应的吸收液体通过吸收从烟道气F除去二氧化硫。在该实例中，两个测量点107和108在骤冷器的喷淋(未图示喷淋)的下游布置，彼此有一定距离。因此，可局部确定二氧化硫去除效率或骤冷器的性能。测量点107和108在孔板80的上游布置，因此在图6中不呈现测量点107和108，但是它们的相应的位置指示为107’和108’。
[0095]根据一个实施方案，可提供一种用于清洁经过湿洗涤器的过程气体和监测其清洁的方法，所述湿洗涤器包含入口区域、接触区域和出口区域，将接触区域分成在垂直于过程气体流动通过接触区域的方向的平面中布置的至少两个部分，过程气体流动通过入口区域并进入接触区域，用于在湿洗涤器内与吸收液体混合，吸收液体吸收过程气体的至少部分二氧化硫含量，随后过程气体经由出口区域流出湿洗涤器，所述方法包括:在与接触区域的至少两个部分的第一部分对应的至少第一测量点中测量二氧化硫的浓度，以得到测量信息；和比较测量信息与参比值，用于确定第一部分的局部二氧化硫去除性能。
[0096]根据一个实施方案，可提供一种用于清洁过程气体的气体清洁系统，所述系统包含:湿洗涤器，其用于通过在湿洗涤器中在接触区域内与吸收液体接触，使二氧化硫从经过湿洗涤器的过程气体分离；至少一个二氧化硫检测传感器；和至少第一测量点；其中第一测量点与接触区域的至少两个部分的第一部分对应；和至少一个二氧化硫检测传感器，其适于在第一测量点中测量二氧化硫的浓度，以得到测量信息，以确定第一部分的局部二氧化硫去除性能。
[0097]根据一个实施方案，提供根据第二方面的系统用于确定在湿洗涤器的至少两个部分的一个部分的操作中的故障的用途。
[0098]概括地说，本公开涉及一种用于检测经过湿洗涤器的过程气体的清洁的方法。湿洗涤器包含入口区域、接触区域和出口区域。将接触区域分成至少两个部分。所述方法包括在与接触区域的至少两个部分的第一部分对应的至少第一测量点中测量二氧化硫的浓度，以得到测量信息；和比较测量信息与参比值，以确定第一部分的局部二氧化硫去除性能。
[0099]虽然已参考各种示例性实施方案描述和说明了本发明，但本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的范围下，可进行各种变化，并且等价物可替代本发明的要素。此外，在不偏离本发明的基本范围下，可进行许多修改，使得具体的情况或材料适应本发明的教导。因此，旨在本发明不局限于本文描述和说明的预期作为实施本发明的最佳方式的具体实施方案，而是本发明包括落入所附权利要求范围内的所有实施方案。此外，使用术语第一、第二等不旨在表示任何顺序或重要性，而是本文中采用术语第一、第二等简单地作为区分一个要素与另一个的手段。
【权利要求】
1.一种用于清洁经过湿洗涤器的过程气体和监测其清洁的方法，所述湿洗涤器包含入口区域、接触区域和出口区域，将所述接触区域分成至少两个部分，所述过程气体流动通过所述入口区域并进入所述接触区域，用于在所述湿洗涤器内与吸收液体混合，所述吸收液体吸收所述过程气体的至少部分二氧化硫含量，随后所述过程气体经由所述出口区域流出所述湿洗涤器，所述方法包括: 一在与所述接触区域的至少两个部分的第一部分对应的至少第一测量点中测量二氧化硫的浓度，以得到测量信息，所述接触区域对于流动通过所述入口区域的过程气体的方向垂直分开；和 一比较所述测量信息与参比值，用于确定所述第一部分的局部二氧化硫去除性能。
2.权利要求1的方法，所述方法还包括利用局部二氧化硫去除性能，以确定对调节所述第一部分的局部操作条件的行动的需求。
3.权利要求2的方法，其中所述调节第一部分的局部操作条件的行动为以下至少之 提高或降低供应至所述接触区域的第一部分的吸收液体的量； 提高或降低在所述接触区域的第一部分的吸收液体中试剂的浓度； 提高或降低供应至所述接触区域的第一部分的过程气体的量；和 清洁、更换或重建与所述第一部分对应的湿洗涤器的设备。
4.权利要求1或2的方法，所述方法还包括基于局部二氧化硫去除性能，控制在所述接触区域的第一部分中二氧化硫的吸收。
5.权利要求4的方法，其中所述通过以下至少之一来控制吸收: 提高或降低在所述接触区域的第一部分中吸收液体的量； 提高或降低在所述接触区域的第一部分中所述吸收液体中试剂的浓度；和 提高或降低流向所述接触区域的第一部分的过程气体的量。
6.前述权利要求中任一项的方法，其中在所述接触区域的下游测量二氧化硫的浓度。
7.前述权利要求中任一项的方法，其中参比值选自: 在所述湿洗涤器的上游在所述过程气体中二氧化硫的浓度； 在所述湿洗涤器的下游在所述过程气体中二氧化硫的浓度； 在与所述至少两个部分的第二部分对应的测量点中测量的在所述接触区域中二氧化硫的浓度；和预定的值。
8.前述权利要求中任一项的方法，所述方法还包括在与所述接触区域的第一、第二和第三部分分别对应的至少第一、第二和第三测量点中测量二氧化硫的浓度，以得到测量信肩、O
9.权利要求8的方法，所述方法还包括比较所述测量信息与参比值，以确定对于修改在所述第一、第二和第三部分的任一个之中的局部操作条件的行动的需求。
10.权利要求8或9的方法，其中所述修改局部操作条件的行动是通过控制以下至少之 提高或降低在所述接触区域的第一部分中吸收液体的量； 提高或降低在所述接触区域的第一部分中所述吸收液体中试剂的浓度；和提高或降低流向所述接触区域的第一部分的过程气体的量。
11.前述权利要求中任一项的方法，其中所述湿洗涤器为敞口喷淋塔类型的湿洗涤器，其中所述至少两个部分的每一个包含至少一个适合喷洒吸收液体的喷嘴。
12.权利要求11的方法，其中所述湿洗涤器还包含至少一个在所述接触区域的下游布置的除沫器，且在所述除沫器的下游测量二氧化硫的浓度。
13.权利要求12的方法，其中所述湿洗涤器包含串联排布的第一除沫器和第二除沫器，且在所述第二除沫器的下游测量二氧化硫的浓度。
14.权利要求1-10中任一项的方法，其中所述湿洗涤器为沸腾床类型的洗涤器，其中所述接触区域包含 具有多个孔的板，所述孔用于使过程气体从所述入口区域通过所述孔通向出口区域， 包含至少一个所述孔的部分；和 在所述板的上侧之上流动的吸收液体层。
15.前述权利要求中任一项的方法，其中所述湿洗涤器还包含在测量点中布置的至少一个二氧化硫检测传感器，用于测量二氧化硫的浓度。
16.权利要求1-14中任一项的方法，其中所述湿洗涤器还包含至少一个二氧化硫检测传感器和至少一个收集器，所述方法还包括以下步骤: 一借助所述至少一个收集器从所述至少一个测量点收集气体和将所述气体输送到所述至少一个二氧化硫检测传感器。
17.一种用于清洁过程气体的气体清洁系统，所述系统包含:湿洗涤器，用于通过在所述湿洗涤器内在所述接触区域内与吸收液体接触，使二氧化硫从经过所述湿洗涤器的过程气体分离；至少一个二氧化硫检测传感器；和至少第一测量点；其中 所述第一测量点与所述接触区域的至少两个部分的第一部分对应，所述接触区域对于流动通过所述入口区域的过程气体的方向垂直分开，且 所述至少一个二氧化硫检测传感器适于在所述第一测量点中测量二氧化硫的浓度，以得到测量信息，以确定所述第一部分的局部二氧化硫去除性能。
18.权利要求17的气体清洁系统，所述系统还包含控制器，以利用测量信息来确定对于在所述接触区域的至少两个部分之一中修改局部操作条件的需求，所述接触区域的至少两个部分之一与所述至少一个测量点对应。
19.权利要求18的气体清洁系统，其中所述控制器适于确定对于在所述第一部分中修改所述湿洗涤器的至少一个局部操作参数的需求。
20.权利要求18或19的气体清洁系统，所述系统还包含用于以下至少之一的控制装置: 提高或降低在所述接触区域的第一部分中吸收液体的量； 提高或降低在所述接触区域的第一部分中所述吸收液体中试剂的浓度； 提高或降低在所述接触区域的第一部分中过程气体的量。
21.权利要求17-20中任一项的系统用于确定湿洗涤器的至少两个部分的一个部分的操作中的故障的用途。
【文档编号】B01D53/34GK103717293SQ201280039413
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年8月9日 优先权日:2011年8月12日
【发明者】M.拉斯森 申请人:阿尔斯通技术有限公司