[发明专利]用于改进烟道气脱硫性能的氧化控制

说明书

技术领域

本公开涉及用于控制湿法烟道气脱硫过程的一部分的系统和方法。更具体而言，本公开涉及用于在湿法烟道气脱硫过程期间控制亚硫酸盐的氧化率的系统和方法。

背景技术

气体-液体接触器(还称为吸收器)能够从功率装置所产生的烟道气中移除诸如气体和颗粒物质的物质。二氧化硫(SO₂)例如由化石燃料的燃烧产生。二氧化硫排放特别受到关注，因为知道它们对环境有害。湿法烟道气脱硫是其中从烟道气中移除二氧化硫的过程，在最普遍的过程中，这通过使用喷淋塔而与碱性浆料接触来进行。

湿法烟道气脱硫典型地使用基于钙的浆料或基于钠或基于氨的溶液来接触烟道气和从中移除二氧化硫。浆料是固体和液体的混合物。基于钙的浆料的示例包括石灰石(碳酸钙；CaCO₃)浆料和石灰(氧化钙；CaO)。这样的浆料与酸性气体反应而形成能收集以进行处理或再循环的沉淀。在碱性浆料和存在于烟道气中的酸性气体(诸如二氧化硫)之间的接触导致至少一部分酸性气体被浆料吸收。

在脱硫过程之后，浆料典型地积聚在罐中，在罐中，二氧化硫与水反应而产生亚硫酸盐(SO₃^-2)。亚硫酸盐进一步与来自在浆料中起泡的曝气空气的氧反应，而产生硫酸盐(SO₃^-4)。这个过程可称为强制氧化。在浆料内的石灰或石灰石的分解提供钙离子，钙离子与硫酸盐反应而产生石膏(CaSO₄^-2H₂O)。石膏能转售和例如在房屋建筑行业中使用。接收在罐中的浆料通过曝气进行的强制氧化确保所有亚硫酸盐将反应而形成硫酸盐，并且从而最大程度地增加石膏的产生。

已知曝气过程的缺点在于，难以控制接收在罐中的亚硫酸盐浆料的氧化，因为难以测量或估计溶解的亚硫酸盐浓度。因此，典型的是将多于足够量的空气提供到罐中，以确保大体所有亚硫酸盐被氧化。提供额外的加压空气能降低功率装置的效率，因为需要能量来产生加压空气。已知系统的另一个缺点在于，提供过量水平的空气给浆料会氧化基本所有亚硫酸盐而形成硫酸盐，并且失去未被氧化的亚硫酸盐所产生的任何益处。

发明内容

根据本文示出的方面，公开了一种用于控制浆料中的亚硫酸盐的氧化的系统。该系统包括罐，罐具有用于接收用于湿法烟道气脱硫中的浆料的入口。罐还包括用于接收气体的入口。用于接收气体的入口构造成使得接收在罐中的气体的至少一部分散布在接收在罐中的浆料的至少一部分中。传感器构造成测量接收在罐中的浆料的亚硫酸盐浓度S₁。在一些实施例中，传感器为亚硫酸盐分析器。在其它实施例中，传感器为虚拟分析器。系统包括控制器。在控制器上执行的软件至少部分地基于亚硫酸盐浓度S₁来产生指示对进入罐中的气体的流率的调节的信号。

根据本文示出的其它方面，公开了一种用于控制浆料中的亚硫酸盐的氧化的方法。方法包括将浆料接收在罐中的步骤，浆料包括一种或多种亚硫酸盐。将气体流提供到接收在罐中的浆料中。接下来，测量接收在罐中的浆料的亚硫酸盐浓度S₁。至少部分地基于S₁来调节提供到接收在罐中的浆料的气体的流率。

附图说明

图1是喷淋塔的横截面图。

图2是用于图1中显示的喷淋塔的强制氧化系统的横截面图。

图3是用于图1中显示的喷淋塔的强制氧化系统的横截面图。

具体实施方式

参照图1，显示了根据本公开的喷淋塔10。喷淋塔10(还称为吸收器)是气体-液体接触器的示例。应当理解，本公开不限于喷淋塔，因为能采用其它类型的气体-液体接触器。本公开例如能容易地应用于用来从气体流中移除不合需要的气体、雾气、灰尘、雾、烟和/或颗粒物质的洗涤结构和操作。虽然公开的系统和方法关于喷淋塔的具体实施例进行描述，但是公开的系统和方法在这方面不受限。例如，除了别的变量之外，公开的系统和方法能适于处理喷淋塔10的设计、喷淋塔的操作状况和用于喷淋塔中的浆料的属性的变化。另外，公开的系统能用于其它类型的吸收器，包括但不限于盘式塔和喷泉喷淋塔。关于本描述中包括的具体尺寸、值或具体操作状况，它们提供来宽泛地示出系统和方法而不意图限制本公开的范围。