Способ подачи жидкого абсорбента для разбрызгивания на серосодержащий топочный газ в поглотительной башне для десульфурации топочных газов и устройство для его осуществления

Способ подачи жидкого абсорбента для разбрызгивания на серосодержащий топочный газ в поглотительной башне для десульфурации топочных газов и устройство для его осуществления

Реферат

 

Использование: изобретение относится к процессу десульфурации топочных газов, а точнее к способу и устройству для осуществления десульфурации в укороченной поглотительной башне. Сущность изобретения: в способе коллекторы размещают снаружи башни. Или размещают, по меньшей мере, два коллектора на одной и той же стороне башни. Оба коллектора на одной и той же стороне башни могут быть смещены в вертикальном направлении относительно друг друга. В устройстве каждый из коллекторов 3 выполнен примыкающим к башне снаружи. Устройство снабжено узлом насоса для подачи в каждый упомянутый коллектор жидкого поглотителя. Каждый коллектор и его соответствующие питающие трубопроводы выполнены уменьшающимися по диаметру на протяжении своей длины. 2 с. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к процессу десульфурации топочных газов, а точнее к способу и устройству для осуществления десульфурации в укороченной поглотительной башне.

Известны способ и устройство подачи жидкого абсорбента для разбрызгивания на топочный газ в поглотительной башне для десульфурации топочных газов, при котором абсорбент подают в башню через, по меньшей мере, два коллектора, пропускают абсорбент в башне через множество питающих трубопроводов, подсоединенных к каждому коллектору, при этом каждый питающий трубопровод располагают в башне так, что он попеременно пересекает путь потока топочных газов в той же или почти в той же плоскости внутри башни, и рассылают жидкий абсорбент на топочный газ внутри башни, десульфурируя его тем самым.

Однако распыление согласно такому способу осуществляется из двух или более коллекторов, а следовательно, из двух или более уровней внутри башни, что ведет к увеличению высоты башни, увеличивая эксплуатационные расходы башни.

Техническим результатом заявленного изобретения является уменьшение высоты башни и сокращение потребляемой мощности. Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе подачи жидкого абсорбента для разбрызгивания на серосодержащий топочный газ в поглотительной башне для десульфурации топочных газов, имеющей вход и выход для топочных газов, заключается в том, что абсорбент подают в башню через, по крайней мере, два коллектора, пропускают жидкий абсорбент в башне через множество питающих трубопроводов, подсоединенных к каждому коллектору, при этом каждый питающий трубопровод располагают в башне так, что он попеременно пересекает путь потока топочных газов в той же или почти той же плоскости внутри башни, распыляют жидкий абсорбент на топочный газ внутри башни через ряд насадок, прикрепленных к каждому питающему трубопроводу, коллекторы размещают снаружи башни.

При этом по крайней мере два коллектора могут размещаться на одной и той же стороне башни, и оба коллектора на одной и той же стороне могут быть смещены в вертикальном направлении относительно друг друга.

По меньшей мере, два коллектора можно располагать на противоположных сторонах башни.

Абсорбент можно подавать через четыре коллектора, каждые два из которых располагать на противоположных сторонах башни.

По крайней мере, два коллектора, расположенные на противоположных сторонах башни, могут быть копланарными.

Кроме того, для достижения технического результата в устройстве подачи жидкого абсорбента для разбрызгивания, по меньшей мере, одного уровня распыления на топочный газ в поглотительной башне для десульфурации топочных газов, в котором каждый уровень распыления включает, по меньшей мере, два удлиненных коллектора для подачи жидкого абсорбента в башню, множество удлиненных питающих трубопроводов, прикрепленных к каждому коллектору и проходящих внутри башни, причем питающие трубопроводы расположены так, что попеременно пересекают путь топочного газа в пределах одной и той же, или почти одной и той же плоскости внутри башни, и множество насадок, прикрепленных к каждому питающему трубопроводу, причем насадки имеют такую конфигурацию, чтобы распылять жидкий поглотитель на топочный газ внутри башни, каждый из коллекторов выполнен примыкающим к башне снаружи.

Устройство может быть снабжено узлом насоса для подачи в каждый упомянутый коллектор жидкого поглотителя.

Кроме того, каждый коллектор и его соответственные питающие трубопроводы могут быть выполнены уменьшающимися по диаметру на протяжении своей длины.

В устройстве, по крайней мере, два коллектора могут быть расположены на одной и той же стороне башни, а коллекторы на одной и той же стороне башни могут быть смещены в вертикальном направлении относительно друг друга.

В устройстве коллекторы могут быть расположены на противоположных сторонах башни.

Устройство может иметь четыре коллектора, каждые два из которых расположены на противоположных сторонах башни, и при этом, по крайней мере, два из коллекторов, расположенных на противоположных сторонах башни, могут быть компланарными.

Кроме того, устройство может содержать средства для распределения газового потока для обеспечения равномерного потока газа внутри башни, а один коллектор может быть резервным.

На фиг. 1 изображен общий вид, частично в разрезе, типичной поглотительной башни для топочных газов, иллюстрирующий распылитель, помещенный внутри башни; на фиг. 2 общий вид, частично в разрезе, изобретения, представляющего распылитель, расположенный внутри башни; на фиг. 3 вид сверху, частично в разрезе, распылителя, расположенного внутри башни; на фиг. 4 A-C изображение отдельных элементов, частично в разрезе по линии A-A фиг. 3, иллюстрирующее возможные расположения коллекторов; на фиг. 5 вид в разрезе по линии Б-Б фиг. 3; на фиг. A-E схематичное изображение некоторых из различных насадок, которые могут быть использованы в соответствии с изобретением; на фиг. 7 вид сверху, частично в разрезе, альтернативной конструкции распылителя, имеющего только два коллектора; на фиг. 8 вид сверху, частично в разрезе еще одного варианта конструкции распылителя, имеющего только два коллектора.

На фиг. 1 показана типичная поглотительная башня 1 для системы десульфурации топочных газов 500 MV. Такая типичная башня возвышается на 36,9 м над землей и имеет около 18 м в диаметре. Она содержит распылитель 2 с каждой ступенью, обычно являющейся копией верхней и нижней ступени, расположенными на расстоянии 1,5 м друг от друга.

В этой предшествующей конструкции множество ступеней 2 было вызвано необходимостью того, чтобы все пространство поглотительной башни 1 охватывалось распылителем и соотношение жидкости к величине потока газа (Ж/Г), необходимое для получения желательного выхода двуокиси серы, обеспечивалось независимыми насосами большой мощности. Это такой распылитель, который вызывает выпадание серы в топочном газе в осадок при условии, что распылитель контактирует со всем объемом топочного газа, обеспечивая эффективную работу системы.

В отличие от этой типичной системы на фиг. 2 представлено настоящее изобретение, в котором требуется распылитель для деятельности системы. Такой распылитель требует конструкции, которая также составляет около 18 м в диаметре, но возвышается над землей только на 29,6 м экономия около 7,3 м высоты поглотительной башни. Более того, настоящее изобретение позволяет охватывать распылителем весь объем топочного газа для извлечения серы, в то время как необходимость в помещении дополнительного распылителя остается.

На фиг. 3-5 показано, как достигается уменьшение высоты поглотительной башни. В этой конструкции одна ступень распылителя 2 состоит из четырех отдельных внешних коллекторов 3, при этом каждый имеет ряд параллельных, питающих трубопроводов 4, соединенных с ними. Эти отдельные питающие трубопроводы 4 уменьшаются или сокращаются в диаметре по мере того, как они удаляются от соответствующего коллектора 3. Это уменьшение предусматривается с целью обеспечения спада потока жидкости, имеющего место в каждом питающем трубопроводе 4, когда он пересекает поглотительную башню 1. Требуется сохранить давление настолько постоянным, насколько возможно, по длине каждого питающего трубопровода 4 и поддерживать разумную скорость движения по трубопроводу. Следует также заметить, что каждый коллектор 3 становится меньше в диаметре вдоль своей длины во многом по этим же причинам.

Как показано, данная конструкция содержит два коллектора 3 на противоположных сторонах поглотительной башни 1 (всего таких коллекторов 3 четыре в этой конструкции). Противоположные стороны в этом изобретении являются зеркальным изображением друг друга (в основе такие же, но развернуты на 180). Каждая пара коллекторов на той же стороне поглотительной башни 1 расположена вертикально, и иногда горизонтально, на небольшом расстоянии друг от друга. Это сделано с тем, чтобы питающие трубопроводы 4 с этой стороны (а предпочтительно с обеих сторон) были расположены в той же плоскости внутри поглотительной башни 1.

На фиг. 4A нижний коллектор 3 располагается в заданной плоскости, в то время как верхний коллектор 3 смещен горизонтально и вертикально по отношению к нижнему коллектору 3. Это требует, чтобы питающие трубопроводы верхнего коллектора 3 были соединены так, чтобы они располагались в одной и той же плоскости, как и питающие трубопроводы от нижнего коллектора 3. На фиг. 4B плоскость питающих трубопроводов 16 располагается между обоими коллекторами 3 таким образом, что каждый питающий трубопровод соответственно сориентирован. На фиг. 4C верхний коллектор лежит в плоскости питающих трубопроводов. В любом случае, независимо как ориентированы коллекторы 3, питающие трубопроводы 4 смонтированы так, что располагаются в одной и той же плоскости, являются копланарными внутри поглотительной башни 1, как показано на фиг. 5. Конструкция системы ДТГ будет определять число необходимых насосов и коллекторов 3. Приведенный вариант предусматривает по два коллектора 3 на каждой стороне. Другой вариант включает два коллектора 3 на одной стороне и один на другой, или три на одной стороне и ни одного на другой, или любой другой вариант от нуля до четырех коллекторов 3 на каждой из противоположных сторон башни 1.

На фиг. 3 соответствующие питающие трубопроводы 4 расположены уступами так, чтобы не дублировать охват соответствующих участков внутри поглотительной башни 1. Противоположная сторона поглотительной башни 1 содержит дублирующие трубопроводы, развернутые на 180^o по отношению к питающим трубопроводам 4, от всех четырех коллекторов 3, расположенные на той же самой (или почти той же самой) высоте внутри поглотительной башни 1. В такой взаимосвязанной и изогнутой конструкции все пространство внутри поглотительной башни 1 охватывается распылителем от каждого коллектора 3 и питающих трубопроводом 4, которые приведены в действие. В действительности, однако, имеет место значительный перехлест районов, подвергающихся распылению, так что любой коллектор 3 и его соответствующие питающие трубопроводы 16 могут быть отключены и использованы в качестве резервных при необходимости без нарушения процесса извлечения серы. То есть, требуется распыление посредством только трех коллекторов для достижения заданных параметров извлечения серы, так что любой из четырех коллекторов 3 может бездействовать, не влияя на процесс извлечения серы. Коллекторы 3 могут быть так сориентированы, чтобы снабжаться распылителем с любого конца или в любой точке по всей своей длине. Обычно коллекторы 3 имеют большие размеры в точке снабжения и уменьшаются, как описано ранее.

Описанная конфигурация распылителя может быть использована в любой увлажняемой системе ДТГ, включая двойную щелочь, известь или известняк с магнием, известняк, известняк с усиленным окислением, известь, натрий и т.д. Преимуществом является то, что высота башни сокращается и общее потребление энергии оказывается меньше, чем в тех же системах, содержащих многоступенчатые распылители 2. Кроме того, площадь распыления сохраняется без необходимости применения отдельной ступени распылителя 2.

Следует также заметить, что каждый коллектор 3 обычно соединен со своим собственным насосом (не показан) так, чтобы быть независимым от других коллекторов 3. В таком случае желательно иметь распыление только от двух коллекторов 3, другие же два насоса для коллекторов могут быть отключены, не влияя на скорость распыления или величину потока от двух коллекторов 3, действующих в это время. Кроме того, если происходит что-либо непредвиденное в одной из систем, она может быть отключена до устранения неполадок без нарушения работы поглотительной башни 1. Далее, поскольку все коллекторы 3 расположены на одной и той же высоте, требуется меньше энергии насоса в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с поглотительными башнями, содержащими многоступенчатые распылители. Причина заключается в том, что каждый насос должен подавать смесь на одну высоту, причем меньшую, чем это необходимо в башне с многоступенчатым распылителем.

В идеале это изобретение нуждается в дополнительной защите с тем, чтобы исключить изнашивание во время процесса распыления. Кроме того, материал, используемый для конструкции (включая материал насадок), должен представлять собой один из составов, пригодных для использования в среде внутри поглотительной башни 1. Конструкция коллекторов может иметь тофланцованные, сварные, склеенные, резьбовые и т. п. элементы. Это изобретение также пригодно для использования с или без устройства распределения газа, поддона, закаленной конструкции, предварительной нейтрализации или с применением устройства 5, расположенного под распылителем. На фиг. 1 и 2 показаны поддоны 6. В случае, когда используется устройство под распылителем 5, мощность распыления может быть сосредоточена в этом устройстве 5 тем же способом, что описано выше.

На фиг. 6A-E приведены модели насадок 7 для использования на питающих трубопроводах 4. Фиг. 6A иллюстрирует тип насадки с одной спиралью, в то время как фиг. 6B показывает единичную прямую насадку. На фиг. 6C, 6D и 6E соответственно показаны двойные спиральные (или прямые) насадки, двойные прямоугольные насадки с центральным соединением с питающим трубопроводом 4 и двойные прямоугольные насадки, тангенциально соединенные с питающим трубопроводом 4. Конечно, число насадок, тип и устройство их зависит от функций системы ДТГ и требуемой мощности распылителя. Общий охват увеличивается, когда насадки 7 расположены друг к другу. В приведенной конструкции производительность распыления в 25% достигается посредством соответствующего расположения питающего трубопровода 4 и насадки 7. В некоторых системах нередко имеется около 250 насадок на коллектор 3, что означает наличие около 1000 насадок во всей системе. Эти насадки могут быть отфланцованы, оклеены, сварены или скручены с питающими трубопроводами 4 и ориентированы на распыление вверх, вниз или под каким-либо боковым углом.

Должна быть также рассмотрена в пределах действия этого изобретения возможность использовать изобретение с внутренними коллекторами, в отличие от показанных внешних коллекторов З. Как можно предположить, внешние коллекторы имеют систему разветвленных трубопроводов вне поглотительной башни 1, в то время как внутренние коллекторы находятся в поглотительной башне с многочисленными отводными трубопроводами внутри башни, обеспечивая полный охват.

В то время как на основании фиг. 3 (вид сверху) можно подумать, что все пространство внутри поглотительной башни 1 перекрывается питающими трубопроводами 4, это не так. В действительности такая симметричная конфигурация дает почти 50% участков, свободных для прохождения газов. Кроме того, если требуется, возможна конструкция поглотительной башни 1 с двумя или тремя ступенями распылителя 2, сохраняющая возможности обеспечить меньшую высоту башни и снижение потребности энергии. Способность распылителя охватить все пространство реализуется с помощью двух или трех ступеней. В этом случае две или три отдельных ступени распылителя могут быть уложены друг над другом, совпадая, если смотреть сверху, не обладая способностью поворачиваться под углом, требуемым для конструкции. Если возможности распылителя увеличиваются посредством коллектора 5, расположенного под распылителем, необходимо иметь два коллектора 3, с одним из них в качестве резервного. Расположение коллектора 5, увеличивающего возможности распылителя, может быть независимым от ориентации одной-трех отдельных ступеней распылителя 2.

На фиг. 7 и 8 показан распылитель 2 различной конфигурации, в отличие от описанного выше. Такой распылитель 2 имеет только два коллектора 3, в отличие от четырех, описанных ранее. Расположение питающих трубопроводов 4 также отличается. Эти и многие другие варианты распылителя 2 приемлемы в соответствии с этим изобретением, на фиг. 7 и 8 приведены соответственно два из возможных вариантово

Формула изобретения

1. Способ подачи жидкого абсорбента для разбрызгивания на серосодержащий топочный газ в поглотительной башне для десульфурации топочных газов, имеющий вход и выход для топочных газов, заключающийся в том, что абсорбент подают в башню через по крайней мере два коллектора, пропускают жидкий абсорбент в башне через множество питающих трубопроводов, подсоединенных к каждому коллектору, при этом каждый питающий трубопровод располагают в башне так, что он попеременно пересекает путь потока топочных газов в той же или почти в той же плоскости внутри башни, распыляют жидкий абсорбент на топочный газ внутри башни через ряд насадок, прикрепленных к каждому питающему трубопроводу, отличающийся тем, что коллекторы размещают снаружи башни.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что размещают по меньшей мере два коллектора на одной и той же стороне башни.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что оба коллектора на одной и той же стороне смещают в вертикальном направлении относительно друг друга.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что располагают по меньшей мере два коллектора на противоположных сторонах башни.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбент подают через четыре коллектора, каждые два из которых располагают на противоположных сторонах башни.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что по крайней мере два коллектора, расположенные на противоположных сторонах башни, являются копланарными.

7. Устройство подачи жидкого абсорбента для разбрызгивания по меньшей мере одного уровня распыления на точный газ в поглотительной башне для десульфурации топочных газов, в котором каждый уровень распыления включает по меньшей мере два удлиненных коллектора для подачи жидкого абсорбента в башню, множество удлиненных питающих трубопроводов, прикрепленных к каждому коллектору и проходящих внутри башни, причем питающие трубопроводы расположены так, что попеременно пересекают путь топочного газа в пределах одной и той же плоскости внутри башни и множество насадок, прикрепленных к каждому питающему трубопроводу, причем насадки имеют такую же конфигурацию, чтобы распылять жидкий поглотитель на топочный газ внутри башни, отличающееся тем, что каждый из коллекторов выполнен примыкающим к башне снаружи.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оно снабжено узлом насоса для подачи в каждый упомянутый коллектор жидкого поглотителя.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что каждый коллектор и его соответственные питающие трубопроводы выполнены уменьшающимися по диаметру на протяжении своей длины.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что по крайней мере два коллектора расположены на одной и той же стороне башни.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что коллекторы на одной и той же стороне башни смещены в вертикальном направлении относительно друг друга.

12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что коллекторы расположены на противоположных сторонах башни.

13. Устройство по п.7, отличающееся тем, что имеет четыре коллектора, каждые два из которых расположены на противоположных сторонах башни.

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что по крайней мере два из коллекторов, расположенных на противоположных сторонах башни, являются копланарными.

15. Устройство по п.9, отличающееся тем, что оно содержит средства для распределения газового потока для обеспечения равномерного потока газа внутри башни.

16. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что один коллектор является резервным.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8