[发明专利]冷却塔中的烟道气喷注装置

说明书

本发明涉及以含硫矿物为燃料的发电厂中自然通风对流冷却塔内的脱硫烟气的喷注装置。

基于生态学上的原因，为了从根本上防止对森林的破坏、湖泊的酸化，以及拯救其中的动物及植物，燃烧含硫燃料的发电厂必须采取措施使得排入大气的烟气的含硫成份较低。所考虑到的措施便是在空气预热器的出口使烟气脱硫。

现近的脱硫工艺包括用化学溶液对烟气进行洗涤，法国专利2534150便描述了这样一种工艺。脱硫后的气体处在相当低的温度下，大约为80℃，并且水蒸汽含量已达到饱和。这些烟气太冷以至不能在一般发电厂烟筒中输送，且该气体的上升力也由于低温而减小，这就妨碍了烟气在大气中的良好扩散。因此，人们希望借助于从这些冷却塔中排出的已被加热的空气的强大升力将烟气从自然通风冷却塔中排出，因为这股空气流的流量较大，所以，它的温度（如30℃）比脱硫后的烟气温度低也无关紧要。

采用自然通风冷却塔将烟气排出是一种＊观点，正如〈＆＆〉专利〈＆＆〉所述。其它参考资料如：英国专利GB525702，西德专利〈＆＆〉，DE2463488，而更＊的参考资料为西德专利DE2738501和DE2752288，其中的烟气均已脱硫。

由于烟气脱硫不彻底，例如：起始硫含量大约为100克/米³的烟气，脱硫后硫含量降到了大约1克/米³，故在将烟道气喷注到自然通风冷却塔中便产生了问题。

这一发明对含其他毒性化合物特别是含氧化氮（NO）的烟气也同样适用。人们希望能利用冷却塔中已被加热的空气对烟气进行相当大程度的稀释，该空气流量十倍于烟气的流量，避免毒性物质在冷却塔出口处达到较高的局部浓度，并且用这么大流量的空气流夹带烟气形成一般单一的、近乎均匀的空气流。烟气与冷却塔空气流的彻底混合，可提高冷却塔通风的效果，这是因为气体混合物的温度有了提高。混合这一思想明显地在前面所提到的发明专利，特别是西德专利DE2228762中未出现过。实际上，通风的增强不仅有利于在同样的冷却容量下减少冷却塔的尺寸，而且也有利于补偿由于装设烟气喷注装置的烟气管路，而产生的冷却塔空气流动的附加压头损失。

实际上，这些管子非常庞大，例如，对一个冷却塔，当其热交换段的直径为100米时，被喷注到热交换段上的烟气需由两根直径为7米的管子进行喷注。

在湿法脱硫工艺中，脱硫后的烟气的特点在于已为水蒸气所饱和。其结果是这种烟气的温度若稍有降低，就将导致水蒸汽以微小液滴的形式冷凝，液滴的直径大约为1微米，气体的这种冷却是在把它送到冷却塔的管子中发生的。对于前面所提到的例子（用于60万千瓦的透平发电机的100米直径的冷却塔）其冷凝水量大约为1吨/小时。这些水滴部分地吸收了烟气中的氧化硫而被酸化，例如其pH值大约可降至2。

直径仅几微米的细小水滴，由冷却塔空气流带走且很好地分散在大气层中。但与此相反的是，有些由细小水滴凝聚起来的、或是从较冷表面、特别是管壁的水膜上滴落下来的较大水滴一定会聚集起来，以致不能从冷却塔排入大气中，且随后沉积在冷却塔中，因它们的酸性而造成危害。所以，所设的烟气混合装置必须要避免在相互接触的表面中一面是〈＆＆〉（40-90℃），另一面则是相当冷的冷却塔空气流这样一种现象。实际上，在烟气和分离的较大直径的水滴（如0.1毫米-1毫米或更大）相接触的表面将会形成酸水膜。因此，如DE3327931，DE3043239，或FR2275744中所述的那种混合器在此处都不适用。

本发明的目的是提供一个用于冷却塔的烟气喷注装置，该装置：

-能使烟气在冷却塔的气流中完全混合;

-能收集那些直径超过一临界数值的烟气中的液滴，这些液滴一旦排入大气中，将不易充分分散，因而也就不易因挥发或与云层混合而被吸收掉;

-能使冷却塔的气流的压头损失极小（小于热交换段压头损失的10%），且仅轻微地影响空气在冷却塔热交换段中的分布;

-对于烟气产生一适度的压头损失（与通过脱硫装置的相当高的压头损失相比较而言）。

上述目的通过采用下述装置得到实现。该装置至少包括一个穿过所述冷却塔的塔壁的烟气输送管，输送管的上部有一条狭缝，它至少沿着管长的一部分延伸，并延伸到输送管快要终止的位置，在此输送管的上方设置有包围此狭缝的腔室，所述狭缝调节烟气从输送管进入腔的速度;在上述腔室内狭缝一侧至少设置一个液滴分离器，该分离器形成一板件，通过该板把烟气喷射到所述冷却塔交换段上的热空气中，分离器板件至少构成所述腔室的一个侧壁。