废气处理方法和废气处理装置的制造方法_2

文档序号:8366709阅读:来源:国知局
以注入IOOmgAi3N或更多的飞灰和细颗 粒。通过将细颗粒注入废气中使得重量比率变成2. 0或更高,可以高可靠性地防止GGH翅 管的磨损和生成氧化皮,否则氧化皮可以由于硫酸雾的粘附而发生。
[0031] 通过使用细颗粒来移除雾的作用是SO3冷凝在包括于废气中的颗粒表面上的物理 作用。因此,如果可以通过普遍的静电集尘器或直接脱硫设备的吸收塔来收集细颗粒,则细 颗粒不受限于特定类型。更具体地,有用的是,使用通过安装在单一煤燃料燃烧发电厂中的 废气处理设施的静电集尘器收集的煤灰作为细颗粒。
[0032] 例如,细颗粒可以由空气运输或浆运输注入。
[0033] 如果细颗粒作为浆喷出,则有用的是,使用当遭受废气的热时可以立即蒸发的液 体作为浆的成分,从而将303收集在细颗粒表面上的作用可以很好地运行。更具体地,足以 有用的是,使用诸如一般的工业用水的一般的水作为构成浆的液体,因为被喷射的浆的水 分在浆被喷射进入废气中时由于热风机2的出口处的废气的高达约160°C的高温而立即蒸 发。另外,浆中的细颗粒浓度可以基本高达作为由直接脱硫设备5使用的吸收溶液的浆的 固体浓度。
[0034] 更具体地,浆中的细颗粒浓度可以是按重量计的20-30%。应该注意,根据由发明 者等人执行的试计算,如果细颗粒作为浆喷出,则热可以在没有失效的情况下由GGH回收, 因为废气的温度可以仅降低约数个摄氏度。
[0035] 根据由SO3气体分析器10测得的值来确定废气(S)中的SO3浓度。通过如上所述 在线测量SO3浓度,可以精确地测量包括在废气中的SO 3浓度。因此,必要的是仅注入最小 量的细颗粒。另外,诸如静电集尘器或竖井等的下游装置和设施的尺寸可以被抑制为最小, 将被消耗的电力可以同样通过防止过多的细颗粒进入废气中而被减少。对于303气体分析 器,例如,由傅里叶变换红外光谱学(FTIR)分光计和量子多级激光器分光计的结合构成的 气体分析器已经在市场上销售并且可以用作SO 3气体分析器。在市场上销售的SO3气体分 析器可以连续实时测量SO3浓度。
[0036] 因为市场上没有高浓度飞尘分析器,因而不能在线测量飞尘浓度(A)。
[0037] 然而,在单一煤燃料燃烧发电厂中,例如,根据进煤量、煤中的灰浓度和灰剩余因 子的实际测量值通过以下方程(1)来计算飞尘浓度。
[0038] 飞尘浓度(g/Nm3)=(进煤量)X (煤中的灰浓度)X (灰剩余因子V(废气流量) ⑴。
[0039] 可以如下具体地描述方程(1)的每一项。更具体地,进煤量是生成至少包括可以 生成的SOdP SO3的废气的煤的进送量。煤中的灰浓度是包括在煤中的灰浓度。灰剩余因 子是在注入步骤之前包括在废气中的灰量与包括在煤中的灰量的比率。废气流量是在注入 步骤之前至少包含SOdP SO 3的废气的流量。更具体地,可以根据例如锅炉的载荷来计算废 气流量。
[0040] 可以计算飞尘浓度的计算单元包括微型计算机,并且已经接收到由测量进煤量、 包括在煤中的灰浓度、热风机的出口处的灰剩余因子的实际测量值和废气的流量的每个装 置输入的信号。
[0041] 如上所述,上述方程(1)中的该项灰剩余因子表示包括在煤中的灰量和到达热风 机的出口处的灰量的比率。更具体地,可以通过以下方程(2)来计算灰剩余因子。可以根 据实际操作中的燃灰含量和燃煤量来执行通过使用方程(2)对灰剩余因子的计算,可以根 据热风机的出口处的飞尘浓度的实际测量值来确定所述燃灰含量和燃煤量。通过使用环境 保护局(EPA)的方法-5可以测量飞尘浓度。
[0042] 灰剩余因子(% )=[热风机出口处的飞尘浓度的实际测量值(g/Nm3) X热 风机出口处的废气流量的实际测量值(Nm3/h)]/[燃煤量(g/h) X包括在煤中的灰量 (wt. % )] X100(2)。
[0043] 灰剩余因子可以利用计算单元而计算,该计算单元包括微型计算机并且已经从测 量燃煤量的装置接收到输入信号B,并且热风机的出口处的飞尘浓度的实际测量值、热风机 的出口处的废气流量的实际测量值和煤中的灰浓度已经被输入到该计算单元。热风机的出 口处的灰剩余因子可以根据燃煤状态和使用的煤的类型改变。因此,热风机的出口处的灰 剩余因子不总具有由一个测量操作获得的恒定值。因此,每次被燃烧的煤的类型改变时,可 以通过热风机的出口处实际测量的飞尘浓度来改进测量灰剩余因子的精确度。
[0044] 在废气处理设备的一示例性实施例中,为了实际测量热风机的出口处的飞尘浓 度,进一步设置了在注入步骤之前排出至少包含SOdP SO 3的废气的一部分排出口。排出口 可以设置在热风机2的下游和细颗粒进送控制器11的上游的任何位置处。更具体地,排出 口可以设置在温度计8和SO 3气体分析器10之间的任何位置处。
[0045] 如果测量了包括在废气A中的SO3浓度,则没有必要测量废气A的温度和SO 2浓度。 然而,如通过引用而被全部合并于此的JP63-175653A所述,如果可以测量废气A的温度和 SO2浓度,则可以根据温度和SO2浓度来计算估算的SO3浓度。更具体地,细颗粒进送控制器 11可以被设置成从而如果估算的30 3浓度和由S03气体分析器测得的测量SO 3浓度之间的 计算差值例如超过预定范围的10%,则发出警报。对于上述构造,目前的示例性实施例可以 改善SO3浓度的可靠性。如果SO 3气体分析器出现任何异常,则可以使用估算的SO 3浓度来 取代测得的SO3浓度。温度计8和SO 2气体分析器9可以用作SO 3气体分析器的后备装置。
[0046] 以下简短地描述JP63-175653A公开的一种计算估算的SO3浓度的方法。当煤在 锅炉中燃烧时,煤的大部分含硫量被转换成二氧化硫(SO 2),并且2 %至3 %的302被转换成 三氧化硫(SO3)。被如此转换的保持在废气A中的SO 3的比率(即,残值比率)与废气A的 温度相关。通过准备水平轴上绘制温度并且竖直轴上绘制残值比率的曲线图,可以从曲线 图得到特定温度处的SO 3S值比率。因而,可以如下确定估算的SO 3浓度:(测得的SO 2浓 度)X (从SO· SO 3的转化率:2%至3% ) X (测量温度下废气中的SO 3残值比率)。
[0047] 热交换器(GGH的热回收单元)4设置在细颗粒注入器3的下游位置处。热交换器 4被构造成用于通过从废气回收热来冷却其中已经被注入细颗粒的废气。更具体地,例如, 废气的温度被冷却到约从160°C至约100°C。
[0048] 静电集尘器5设置在热交换器(GGH热回收单元)4的下游位置处。静电集尘器5 被构造成用于收集包括在废气中的飞尘。静电集尘器5可以收集诸如飞灰的飞尘,由细颗 粒注入器注入的细颗粒和已经黏附到飞尘和细颗粒的硫磺酸雾。在用于燃煤锅炉的废气处 理设施中,已经广泛地使用了所谓的"高效率系统"。在高效率系统中,热交换器4设置在静 电集尘器5的上游并且热回收步骤在电收集飞尘之前进行。高效率系统旨在通过具有构造 更简单的较小设备来完成高效除尘,集中在作用上使得如果废气的温度较低则静电集尘器 的每容量的粉尘收集性能可以相对于飞灰的特定电阻而改进。
[0049] 吸收塔6设置在静电集尘器5的下游位置处。在从废气移除飞尘之后,废气被引 入吸收塔6中。在吸收塔6中,移除至少SO 2和仅少量剩余的飞尘的部分。之后,废气自烟 囱7排出进入空气中。
[0050] 吸收塔6,例如,可以具有以下构造。在吸收塔6中,两个液体柱型吸收塔(直流型 吸收塔和逆流型吸收塔)一前一后地安装在一个吸收溶液被提供进入的箱体中。此外,在 吸收塔6中,废气被连续地引入每个吸收塔中。在每个吸收塔中,废气与包括在箱体中的吸 收溶液进行气液接触。主要发生在处理过程中的反应可以表示为以下反应公式(3)至(5):
[0051] (在进入吸收塔部分的废气中)
[
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