用于湿式烟道废气脱硫装置中的泥浆增稠槽和吸收塔的制作方法

专利名称：用于湿式烟道废气脱硫装置中的泥浆增稠槽和吸收塔的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过沉积泥浆中固体粒子而增稠泥浆的泥浆增稠槽以及装有该泥浆增稠槽并适用于基于湿石灰—石膏反应的烟道废气脱硫装置中的吸收塔。
作为举例，下面说明在使用湿石灰—石膏工艺的烟道废气脱硫装置(下面简称为烟道废气脱硫装置)中增稠石膏泥浆并分离石膏的现有方法。如下文对各实施例的说明中所详述的，这些烟道废气脱硫装置在吸收塔之类中生成石膏含量约为20-30％重量百分比的泥浆。在把这一泥浆分离成(平均粒度约为40μm的细粒状)石膏和液体后，石膏作为副产品回收，而大部分液体流回吸收塔。
在现有烟道废气脱硫装置中，通过组合使用一称为石膏增稠器的泥浆增稠槽和一离心分离器来进行泥浆的增稠和石膏的脱水。该石膏增稠器是一种把泥浆分离成增增稠泥浆和清液层的沉积槽(即利用比重差的一种重力分离槽)。在这里，石膏的比重为2.32，而水的比重为1。在该增稠器中，泥浆增稠到石膏含量约为60％重量百分比。在离心分离器中，从该增稠器获得的增稠泥浆在离心力作用下分离成固体和液体。经离心分离器脱水的石膏的含水量约为5％重量百分比。
更确切说，该增稠器并不是一简单槽，而是装有一把所供泥浆缓缓散布到整个槽中的给料漏斗、一把沉积的石膏集中到位于槽底中心的泥浆出口周围的低速围转动的耙及其驱动装置。而且，为了抗腐蚀，增稠器的各部分衬有橡胶或树脂，或由不锈钢之类抗腐蚀材料制成。
离心分离器由固定外壳、快速转动滚筒、驱动装置、过滤介质、一刮器等等。该外壳一般衬有橡胶，该滚筒常由不锈钢制成，也可视液体的特性而衬有橡胶。过滤介质常常为在一不锈钢网架上盖上一层聚丙烯之类的编织物。用来刮除滚筒上的脱水石膏的刮器为一其刃口经表面硬化的不锈钢件。
上述现有石膏泥浆处理装置体积大而昂贵。因此它占地大而设备成本高。特别对于适用于发达国家的简化烟道废气脱硫装置来说，最好能降低成本，而且，若要在一已发电的发电厂中加装一烟道废气脱硫装置，由于可用空间有限，因此该烟道废气脱硫装置须占地尽可能少。
为了提供一能符合这些要求的经济而简化的的烟道废气脱硫装置，本发明人先前提出在一用于烟道废气脱硫装置的吸收塔中加装一增稠槽(日本专利公开号7-308539/1995)。图3为日本专利公开号7-308539/1995中所述用于烟道废气脱硫装置中的吸收塔的结构的示意面图。
图3所示吸收塔60为一直塔式构件，包括下部储槽18、其上方的吸收部20和该吸收部上方的烟囱20，该构件外部在该吸收部20与该烟囱22之间位置上有一环形筒仓24(以下简称为筒仓)。
吸收部20的下部有一烟道废气进口25供烟道废气23引入吸收部20后向上流进吸收部20。在吸收部20的下部，在一单级集流管28上有许多均匀分布在同一水平面上的吸收剂泥浆喷嘴26用来喷射吸收剂泥浆(或吸收液体)27。这些喷嘴26安装成其喷口向上而用来向上喷射吸收剂泥浆。
用一加料器30从上方筒仓24取得的吸收剂经一管道送到下部贮槽18。另一方面，用普通气动传送装置32把石灰粉从石灰粉贮槽(未画出)传送到筒仓24。
贮槽18为一用隔板34分成石膏泥浆槽36(或吸收液体槽36)和石膏泥浆增稠槽(下面简称为增稠槽)38的单个槽。石膏泥浆槽36设有空气喷嘴40把空气喷入停滞的石膏泥浆中，从而搅动石膏泥浆。这可防止石膏泥浆中的石膏粒子沉积并把所吸收的亚硫酸氧化成硫酸。
而且，一泥浆泵41将在一把石膏泥浆槽36连接到喷嘴集流管28的管道上，从而循环地把石膏泥浆从石膏泥浆槽36传送到喷嘴集流管28。
隔板34在合适位置上有一开口42，因此石膏泥浆槽36中的石膏泥浆可经该开口42流入石膏泥浆增稠槽38。增稠槽38为一其容积足以获得以自然沉积增稠石膏泥浆所需驻留时间的槽。
石膏泥浆增稠槽38的下部有一出口46供增稠的石膏泥浆排放到一传送装置(例如皮带传送器)48上。而且，为了调节增稠程度，一用来供应空气39的空气进口44与石膏泥浆槽36相通。
一搅拌器(未画出)装在传送装置48的前端。在该搅拌器中，增稠的石膏泥浆与从一煤灰贮槽(未画出)中落下的煤灰混合，从而增稠的石膏泥浆失去流动性而适合于用普通皮带传送器传送。
在烟囱22的顶部有一捕雾器50用来捕获输出的受处理的烟道废气55中的雾。该捕雾器50是众所周知的旋流式捕雾器。捕获到的雾自发地从捕雾器50落下后被喷入吸收部20的吸收剂泥浆27捕获。该图所述装置可以约70-90％的脱硫度除去烟道废气中的SO2气体。
从喷嘴26向上喷射的吸收剂泥浆27一旦达到一定高度，它就开始下落，在下落过程中互相碰撞而形成细滴，然后流入吸收部20下方的石膏泥浆槽36。烟道废气中的SO2气体与吸收剂泥浆中的石灰反应而生成硫酸钙(即石膏)并从而形成石膏泥浆。含有未反应石灰和石膏的泥浆落入石膏泥浆槽36。然后，石膏泥浆经开口42流入石膏泥浆增稠槽38中后增稠。
我们制造了其结构与图3吸收塔中的石膏泥浆增稠槽类似的一试验槽并用它作了泥浆增稠试验。结果发现增稠泥浆的出口46会发生堵塞问题。具体说，若石膏泥浆增稠槽38的底53如图4所示为平底，则如该图所示，石膏泥浆增稠槽38的底面上会累积起一堆石膏。在这种情况下，增稠的泥浆流过形成在该堆累积起的石膏51与槽体之间的狭窄的增稠泥浆通道52后从出口46流出。
但若该堆累积起的石膏51慢慢向该图的右边扩展而其斜面的斜角超过该堆石膏的休止角，该堆石膏51的右端部就有一定机会塌落入增稠泥浆通道52，从而堵塞出口46，增稠泥浆就无法流出。在最坏情况下，就需要进行大规模修复工作，整个吸收塔就得停工，出清泥浆，清除堵塞。
本发明的一个目的是提供一种泥浆增稠槽，这能长期维持令人满意的工作状态而不会发生增稠泥浆出口堵塞之类问题。
本发明的另一个目的是提供一种用于烟道废气脱硫装置中的低成本、节省空间的吸收塔，该吸收塔中装有上述那种泥浆增稠槽且特别适用于简化的烟道废气脱硫装置。
按照本发明第一方面，提供了一种泥浆增稠槽，包括一位于一泥浆槽中泥浆表面下方的槽体、一在该槽体上部的泥浆进口、一在该槽体下部的增稠泥浆出口以及该槽体上部的清液抽出装置，从而从泥浆进口流入槽体的泥浆在槽体中通过沉积而增稠，形成的增稠泥浆从泥浆出口流出槽体，其中，槽体从泥浆进口伸展到增稠泥浆出口的构件的表面的斜角大于增稠泥浆的休止角。
在上述泥浆增稠槽中，槽体从泥浆进口伸展到增稠泥浆出口的构件的表面设计成其斜角大于增稠泥浆的休止角。更确切地说，设置在泥浆槽中而构成泥浆增稠槽从泥浆进口处伸展到增稠泥浆出口的部分的侧板的一其斜角大致大于增稠泥浆的休止角的板。但是，该斜角从泥浆进口到增稠泥浆出口不必保持不变，而是可以变动，从而该侧板可包括一直立部或一销口倾斜部。重要的是，增稠泥浆倾向于在其上停滞或累积的部分应该构成其斜角大于该休止角。或者，该侧板也可构作成其一部分或整个板有一弧形面。由于这种构造，增稠泥浆便无处停滞或沉积而累积起一堆石膏。因此，不会发生累积起的一堆石膏坍塌而堵塞增稠泥浆出口的现象。
在按照本发明第一方面的泥浆增稠槽的一优选实施例中，上述泥浆进口为构成槽体一部分的一直立或悬垂壁件上的一个或多个孔或一狭长切口。
不管是在泥浆增稠槽中还是在泥浆槽中，在任何平面上都会发生累积起的一堆石膏造成增稠泥浆出口堵塞的问题。如果这样一堆石膏沉积或累积在泥浆增稠槽的泥浆进口中或周围，就会造成泥浆进口的堵塞。因此，泥浆进口形成在一直立或悬垂(即象一单斜层顶那样斜向伸出)壁上。因此，石膏堆既无法累积在泥浆进口处，也无法下落而流入泥浆进口中，从而防止泥浆进口堵塞。
在按照本发明第一方面的泥浆增稠槽的另一优选实施例中，上述清液抽出装置包括一由一从该槽体的上部伸展到泥浆槽上方一位置的管道构成的空气升液装置以及一在该管道中产生向上气流的气流形成装置。
泥浆槽中的泥浆从泥浆进口进入泥浆增稠槽。在该泥浆增稠槽中，泥浆的高密度固体成分沉积，而低密度液体成分上升而形成清液层。从而，泥浆因自然沉积而增稠，从而富含固体物质的增稠泥浆累积在泥浆增稠槽底部，而在泥浆增稠槽上部生成一层清液。所生成的增稠泥浆从增稠泥浆出口流出泥浆增稠槽，同时清液层用清液抽出装置从泥浆增稠槽抽出。然后，相应容积的泥浆从泥浆进口流入槽体中而该沉积增稠过程继续进行。
上述优选实施例的泥浆增稠槽的清液抽出装置包括一空气升液装置。确切地说，清液层所在的槽体上部经一管道通向泥浆槽中泥浆表面上方的气相。若有向上驱力作用于该管道，泥浆增稠槽中的清液就会流向泥浆槽上方空间。该驱力由在该管道中产生向上气流的气流形成装置提供。由于这一向上气流的吸力以及管道中气体与泥浆之间的比重差所造成的抽力，泥浆增稠槽上部的清液就被向上驱动而流到泥浆槽中泥浆表面上方的空间中。
这种空气升液式的清液抽出装置的优点是，馈入少量空气即可传送大量液体。也即，当把密度极低的空气吹入空气升液管时，管子中的清液的表观密度较之管子外的泥浆减小。这一密度差造成一驱力而把管中的液体向上压出，从而从管子顶端流出。
也可把一简单的抽出管(例如装有抽吸泵的管)用作清液抽出装置。
按照本发明第二个方面，提供了一种用湿式烟道废气脱硫装置中的吸收塔，其中，在该吸收塔中喷洒存储在一装在该吸收塔底部的泥浆槽中的钙化合物泥浆而使之与烟道废气接触，从而使烟道废气中所含硫氧化物被泥浆吸收，然后把空气吹入泥浆槽中的泥浆而氧化因吸收硫氧化物而生成的亚硫酸钙，从而生成含石膏的泥浆，该吸收塔装有一泥浆增稠槽，该泥浆增稠槽包括一设置在该泥浆槽中的泥浆表面下方的槽体、一在该槽体上部的泥浆进口、一在该槽体下部的增稠泥浆出口、一在该槽体上部的清液抽出装置，从而从泥浆进口流入该槽体的泥浆在该槽体中经沉积而增稠，所形成的增稠泥浆从泥浆出口流出该槽体，其中，该槽体从泥浆进口伸展到增稠泥浆出口的构件的表面的斜角大于增稠泥浆的休止角。
本发明的这种用于烟道废气脱硫装置的吸收塔装有沉积增稠型泥浆增稠槽。因此，泥浆可主要在该吸收塔中增稠后作为增稠石膏泥浆从吸收塔中排出。这就可以简化其后的泥浆增稠和石膏脱水步骤。


图1为表示本发明一实施例的泥浆增稠槽的结构的侧视剖面图；图2为从该泥浆贮槽内部看去的图1泥浆增稠槽的示意正视图。
图3为表示日本专利公开号7-308539/1995所述用于烟道废气脱硫装置的吸收塔的构造的示意剖面图；图4为表示在现有泥浆增稠槽中一堆累积起的石膏造成增稠泥浆出口堵塞的示意图；图5为装有本发明吸收塔的一典型烟道废气脱硫装置的简化流程图；以及图6为表示本发明一实施例的用于烟道废气脱硫装置的一吸收塔的结构的示意剖面图。
下面详述本发明一些实施例图1为表示本发明一实施例的泥浆增稠槽的结构的侧视剖面图，图2为从泥浆贮槽内看去的图1泥浆增稠槽的正视图。与图3所示现有石膏泥浆增稠槽相同，图1和图2所示泥浆增稠槽1装在用于烟道废气脱硫装置中的一吸收塔中的一泥浆贮槽18的壳体内。
该泥浆增稠槽1的槽体包括泥浆储(贮18的壳体13、一顶板15、一侧板19等等。泥浆增稠槽1的内部形成一封闭空间，从而流入泥浆增稠槽1中的泥浆可保持静止而不激烈搅动或环行。槽体的顶板15向泥浆贮槽18内部向下倾斜(在所示实施例中为30°)。这可防止石膏堆积在顶部15上。因此，其斜角选定成满足这一要求。
一泥浆进口形成板16从顶板15下端伸出。该泥浆进口形成板16处于直立位置，并且从图2中可看得更清楚，其上设有若干泥浆进口17。泥浆从泥浆贮槽18经过这些泥浆进口17流入泥浆增稠槽1。由于泥浆进口17为较小的一些孔(例如孔与孔之间相距45mm、直径为25mm的15个孔)，因此泥浆不会因由吹入泥浆增稠槽1中的空气造成的气流扰动而进进出出，从而不搅动泥浆增稠槽1中的泥浆。也可用一由连续切口构成的泥浆进口17代替若干分开的圆孔。泥浆进口形成板16设置成直立位置的理由如前所述。
泥浆进口形成板16的下方有一泥浆增稠槽的侧板19。该侧板19从泥浆进口17下端笔直而斜向地伸展到一增稠泥浆出口9。在该例中，侧板19的斜角(图1中的α)为60°。本发明的特征之一是该斜角α须大于增稠泥浆的体止角。就烟道废气脱硫装置中的石膏泥浆而言，石膏含量的重量百分比约为60％的增稠泥浆的休止角约为40°，因此该斜角须大于40°。从而，增稠泥浆在壳体3与侧板19之间向下滑动而不停滞，并且经增稠泥浆出口9从泥浆增稠槽1中排出。
在图2所示实施例中，中部侧板19的两边有侧板19’和19”。
下面说明泥浆增稠槽1下部的构造。增稠泥浆出口9由一装在壳体3上、向下倾斜的短管(在该例中该斜角为45°)构成。如上所述，该出口9用来排放增稠泥浆。把它做成向下倾斜是为了防止出口9因增稠泥浆的停滞而被堵塞。
增稠泥浆出口9的上方有一冲洗管7用来把未增稠泥浆灌入泥浆增稠槽1的下部从而冲洗该下部。例如，为检修等等而停止烟道废气脱硫装置中吸收塔的工作时，泥浆增稠槽1的下部会灌满增稠泥浆(或累积起一堆石膏)。或者，该下部也可能由于其它原因而遭堵塞。在这类情况下，可用该冲洗管7消除堵塞。
设在冲洗管7上方的一循环管5也是用来防止增稠泥浆出口9和泥浆增稠槽1的下部遭堵塞。也即，当烟道废气脱硫装置停止工作或在极低负载下工作时，泥浆经增稠泥浆出口9的排放速率下降，从而造成增稠泥浆停滞在增稠泥浆出口9处。在这种情况下，从该循环管5不断把泥浆灌入出口9中而使泥浆循环并从而防止出口9遭堵塞。
下面说明泥浆增稠槽1的上部的结构。储槽壳体3上部有一在维修时供人进出的孔2。顶板15的上部有一空气升液管11。空气升液管11的顶端通向泥浆储槽18中的泥浆表面12上方的空间。泥浆表面12的高度视有无为了氧化吸收塔中的泥浆而吹入的空气而变动。在该图中，泥浆面在有空气吹入时用标号12表示，而在没有空气吹入时用标号12’表示。
在空气升液管11的离开其底端约1/3长度处，一空气吹管(或气流形成装置)13插入该空气升液管11的壁而与之相通。经该空气吹入管13而吹空气升液管11中的空气产生一向上气流。该向上气流的空气升液作用已如前所述。也可不用这一空气升液装置，而是比方说在供人进出的孔2的顶端设一清液抽出管，从而依靠自流压头或泵吸压头的作用抽出清液。在该例的泥浆增稠槽1中，空气升液管11为一60A管，而空气吹管13为一10A管，其中，60A和10A表示标称直径。
在表1所示条件下，对按照上述实施例(图1所示结构)的装置进行了试验运行。结果，可成功获得石膏浓度的重量百分比约为60％的增稠泥浆。
表1泥浆贮槽中的石膏浓度30％重量百分比。
泥浆贮槽的容量35m3。
泥浆增稠槽的尺寸和其它条件高约2.5m；宽约1.9m；最大厚度约1m；斜面部的高度约2.1m；侧板的斜角(图1中的α)为65°；顶板的斜角为30°；泥浆进口为直径为25mm的15个孔。
空气升液管10A管；高约1.3m。
增稠泥浆的排放率；0.8m3/hr。
馈入空气升液管的空气压力0.3kg/cm2。
馈入空气升液管的空气的流率0-20m3/hr。
图5为装有本发明吸收塔的典型湿式烟道废气脱硫装置的简化流程图；图6为该吸收塔结构的示意剖面图。
该例的湿式烟道废气脱硫装置(以下简称为装置)61是一种把石灰石用作吸收剂而基于石灰—石膏反应清除烟道废气中所含SO2气体的装置，它包括一吸收塔60、一把增稠石膏泥浆与煤灰拌和在一起的搅拌器F和一石灰石贮槽G。
热电厂的燃煤蒸汽锅炉产生的烟道废气用一抽风机抽吸而经一空气预热B和一静电沉积器C被引入吸收塔60。更确切地说，离开蒸汽锅炉A的烟道废气在空气加热器B中因加热燃烧空气而冷却后流入静电沉积器C。在静电沉积器C中，煤粉之类的灰尘从烟道废气中分离、清除后被收集到下方煤灰贮槽D中。另一方面，该烟道废气用抽风机E抽入吸收塔60。
如图6所示，吸收塔60的结构除石膏泥浆增稠槽38外与图3所示现有吸收塔相同。该吸收塔60的储槽的18装有图1所示结构的石膏泥浆增稠槽。该吸收塔60的其它部件的名称和作用与上面结合图3和图1所述相同，因此不再赘述。这些相同部件用同一标号表示。
从上述说明中显然可见，本发明泥浆增稠槽具有如下作用。
(1)由于槽体从泥浆进口伸展到增稠泥浆出口的构件的表面设计成其斜角大于增稠泥浆的休止角，因此可防止增稠泥浆出口发生堵塞。这就可以毫无故障地使泥浆增稠槽连续工作。
(2)由于泥浆增稠槽的泥浆进口包括形成在构成槽体一部分的直立或悬垂壁件上的一个或多个孔或一狭长切口，因此可防止泥浆进口遭堵塞。这也有助于泥浆增稠槽的顺利工作。
(3)由于清液抽出装置包括一由一从槽体上部伸展到泥浆槽上方空间的一管道构成的空气升液装置和一在该管道中产生向上气流的气流形成装置，因此通过调节从该空气吹管馈入的空气流率即可调节所引入的泥浆量，从而可方便地调节增稠泥浆的浓度。
而且，由于本发明的用于烟道废气脱硫装置的吸收塔装有沉积增稠式泥浆增稠槽，因此泥浆可主要在该吸收塔中增稠后作为增稠石膏泥浆从该吸收塔中排出。这就可以简化该吸收塔后的泥浆增稠和石膏脱水步骤。因此，本发明可提供一种用于烟道废气脱硫装置的低成本、节省空间的吸收塔，且它特别适用于简化的烟道废气脱硫装置。
权利要求
1.一种泥浆增稠槽，包括一设在一泥浆槽中泥浆表面下的槽体、一在所述槽体的上部的泥浆进口、一在所述槽体的下部的增稠泥浆出口以及一在所述槽体上部的清液抽出装置，从而从所述泥浆进口流入所述槽体的泥浆在所述槽体中经沉积而增稠后从所述泥浆出口排出所述槽体，其中，所述槽体从所述泥浆进口伸展到所述增稠泥浆出口的构件的表面的斜角大于该增稠泥浆的休止角。
2.按权利要求1所述的泥浆增稠槽，其中，所述泥浆进口包括形成在构成所述槽体一部分的一直立或悬垂壁上的一个或多个孔或一狭长切口。
3.按权利要求1或2所述的泥浆增稠槽，其中，所述清液装置包括一由一从所述槽体上部伸展到所述泥浆槽上方空间的管道构成的空气升液装置和在所述管道中产生向上气流的气流形成装置。
4.一种用于湿式烟道废气脱硫装置的吸收塔，其中，储存在一装在所述吸收塔底部的泥浆槽中的钙化合物泥浆在所述吸收塔中喷洒而与烟道废气接触而使烟道废气中所含硫氧化物被吸收在泥浆中，然后把空气吹入所述泥浆槽中的泥浆中而氧化因吸收硫氧化物而生成的亚硫酸钙，从而生成含有石膏的泥浆，所述吸收塔装有一泥浆增稠槽，该泥浆增稠槽包括一设在所述泥浆槽中的泥浆表面之下的槽体、一在所述槽体上部的泥浆进口、一在所述槽体下部的增稠泥浆出口和一在所述槽体上部的清液抽出装置，从而从所述泥浆进口流入所述槽体的泥浆在所述槽体中经沉积而增稠，而所形成的增稠泥浆从所述泥浆出口排出所述槽体，其中，所述槽体从所述泥浆进口伸展到所述增稠泥浆出口的构件的表面的斜角大于该增稠泥浆的休止角。
5.按权利要求4所述的用于湿式烟道废气脱硫装置的吸收塔，其中，所述泥浆增稠槽中的所述泥浆进口包括形成在一构成所述槽体一部分的直立或悬垂壁上的一个或多个孔或一狭长切口。
6.按权利要求4或5所述的用于湿式烟道废气脱硫装置的吸收塔，其中，在所述泥浆增稠槽中的所述清液抽出装置包括一由一从所述槽体上部伸展到所述泥浆槽上方空间的管道构成的空气升液装置和在所述管道中产生向上气流的气流形成装置。
全文摘要
本发明涉及一种泥浆增稠槽，它包括一位于一泥浆槽中泥浆面之下的槽体、一在该槽体上部的泥浆进口、一在该槽体下部的增稠泥浆出口以及一在该槽体上部的清液抽出装置，从而从该泥浆进口流入该槽体的泥浆在该槽体中经沉积而增稠，而所形成的增稠泥浆从该泥浆出口排出该槽体，其中，该槽体从该泥浆进口伸展到该泥浆出口的构件的表面的斜角大于该增稠泥浆的休止角；本发明还涉及用于烟道废气脱硫装置的吸收塔，该吸收塔装有上述泥浆增稠槽。
文档编号B01D21/02GK1138497SQ9610027
公开日1996年12月25日 申请日期1996年5月20日 优先权日1995年5月26日
发明者清水拓, 岩下浩一郎, 远藤由和, 魁雅和, 高品彻 申请人:三菱重工业株式会社