[发明专利]气液接触器和湿式烟道气脱硫系统

说明书

本发明涉及一种能有效地让气体与淤浆溶液发生接触的气液接触器，还涉及使用该接触器的湿式烟道气脱硫系统。

在目前的湿式烟道气脱硫系统当中，罐内氧化型占主导地位。该类型如此称谓的原因是：空气导入吸收塔的罐中，在这里它与已从烟道气中吸收二氧化硫的淤浆溶液(属于钙化合物如石灰石)发生接触并进行氧化反应，免去氧化塔。使用这一类型的系统，空气和淤浆溶液的接触效率多高是节约空气和动力消耗，加速处理，减少罐尺寸以及其它改进的关键。将空气供入罐中与淤浆溶液接触的装置，即气液接触器，它仅包含一排安装在罐内实施鼓泡的空气供入管。与压力型的氧化塔等相比较，这一装置在性能上并不完全令人满意。对于这一点，本申请人最近开发和投入使用一种所谓旋臂型(arm rotating type)的气液接触器，其中在罐内回转的搅拌棒后方供入空气，以及还有一种使用接触器的湿烟道气脱硫系统。

图3以示意图方式示出了采用旋臂型气液接触器的湿石灰-石膏脱硫系统的布置方式。该接触器包括：在吸收塔1的罐2内由中空旋转轴3悬挂的搅拌棒4，以便由马达(未画)驱动进行水平运转；从中空旋转轴3分出的空气供入管5，其中开口端5a延伸到搅拌棒4的下方；和将中空旋转轴3的上端联通到空气源(未画)的联轴器6。中空旋转轴3被带动运转的同时空气被强迫进入中空轴，从而空气C能够供入在回转搅拌棒4的后面所形成的气相区域。由搅拌棒4的旋转所产生的旋涡力会扯碎气相区域的尾部，从而产生许多大小基本均匀的细小气泡。这一现象促进了在空气与罐2中已吸收二氧化硫的吸收性淤浆溶液之间的有效接触，直到淤浆被全部氧化得到副产物形式的石膏。

在所画出的系统中，未处理的烟道气A被导入吸收塔1的烟道气入口1a，与通过循环泵7从集管8喷出的吸收性淤浆溶液进行接触，被脱除二氧化硫，然后作为处理过的烟道气B从烟道气出口1b排出。从集管8喷出的吸收性淤浆溶液向下流动，同时从烟道气中吸收二氧化硫，经填料填充段9，进入罐2。在罐内部，淤浆溶液通过搅拌棒4进行搅拌，通过与从扯碎现象产生的无数气泡进行接触而被氧化，然后通过中和反应转化成石膏。在这一处理过程中发生的主要反应由以下反应式(1)～(3)表示：

(在吸收塔中)

                               ①

(在罐中)

                      ②

       ③

因此，在罐内部悬浮了石膏和少量石灰石(作为吸收剂)。它们由淤浆泵10从罐中抽出并导入增稠器，然后，所得浓缩溶液D由另一淤浆泵11a供入到固-液分离器12，在这里将它过滤，取出低水含量的滤饼，作为石膏E。同时，来自增稠器11的上层清液F和从固液分离器12排出的滤液都送至滤液罐13，向其中加入石灰石G，然后，以吸收性淤浆溶液形式的混合物由淤浆泵14送回到罐2中。

为了在操作过程中保持高的脱硫速度和石膏纯度，由传感器鉴测未处理烟道气中的二氧化硫浓度，罐中的PH和其它参数，然后根据所鉴测到的信息，通过控制器(未画出)适当地调节石灰石和吸收性淤浆溶液等的供料速度。空气供入管5的开口端5a向下延伸，通常在搅拌棒4下侧以下约200mm。延伸的端部能允许溅沫(它可以在操作过程中进入管内)下流，从而在长时间的操作过程中能防止污垢沉积在空气供入管5的内壁上。

在上述结构的气-液接触器中，必要的是，搅拌棒4离罐2底部的高度H₂应高于淤浆溶液中固体(它在停止搅拌棒4或循环泵7时会在罐2中下沉)的沉积高度Ht(后一高度在本文中称作“淤浆沉积高度”)。在因烟道气纯化系统出故障而突然停机的情况下，搅拌棒4会埋在固体沉积物中，它们也许无法克服沉积物的阻力重新启动，如果通过提供额外的动力以在紧急情况保持搅拌棒4运转或者通过为棒4增大驱动扭矩来预防这一可能性，那么成本是惊人的。