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CN103328072B - 用于从工艺气体中脱除二氧化硫的湿式洗涤器 - Google Patents

用于从工艺气体中脱除二氧化硫的湿式洗涤器 Download PDF

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CN103328072B CN201180065961.5A CN201180065961A CN103328072B CN 103328072 B CN103328072 B CN 103328072B CN 201180065961 A CN201180065961 A CN 201180065961A CN 103328072 B CN103328072 B CN 103328072B
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Abstract

用于清洗含二氧化硫的工艺气体的湿式洗涤器(8)，其包括有效用于使工艺气体与吸收液接触以从工艺气体中吸收二氧化硫的吸收容器(40)。该湿式洗涤器(8)进一步包括有效用于将已从工艺气体中吸收了二氧化硫的吸收液与含二氧化碳的气体混合的酸化系统(90)、有效用于将吸收剂材料添加到至少一部分吸收液中的吸收剂溶解槽(54)和有效用于使至少一部分已与含二氧化碳的气体混合的吸收液返回吸收容器(40)的回管(104)。

Description

用于从工艺气体中脱除二氧化硫的湿式洗涤器
发明领域
本发明涉及借助湿式洗涤器清洗含二氧化硫的工艺气体(processgas)的方法。
本发明还涉及用于清洗含二氧化硫的工艺气体的湿式洗涤器，所述湿式洗涤器包含有效(operative)用于使工艺气体与吸收液接触以从工艺气体中吸收二氧化硫的吸收容器。
发明背景
在燃料如煤、油、泥煤、废物等在燃烧装置如动力装置中的燃烧中，生成热工艺气体，这样的工艺气体含有二氧化碳CO2等组分。随着环境需求的提高，已开发出用于从工艺气体中脱除二氧化碳的各种方法。一种这样的方法是所谓的纯氧燃料（oxy-fuel）法，其一个实例公开在US2007/0243119中。在纯氧燃料法中，燃料如上述燃料之一在贫氮气体存在下燃烧。将氧源提供的氧气供应给锅炉，在此氧气将燃料氧化。在纯氧燃料燃烧法中生成富二氧化碳的烟道气，其二氧化碳含量可以在单独的装置中压缩并处置以减少二氧化碳排放到大气中。
在纯氧燃料法中生成的二氧化碳CO2在处置前通常压缩至高压或甚至液化。二氧化碳的压缩与对低杂质浓度的严格要求相关。一种这样的杂质是在燃烧过程中氧化该燃料的含硫化合物时生成的二氧化硫。WO2009/052775公开了可用于从纯氧燃料燃烧法中生成的工艺气体中脱除二氧化硫的湿式洗涤器。WO2009/052775的湿式洗涤器在一些情况下在所需的二氧化硫脱除效率方面不够有效。
发明概述
通过借助湿式洗涤器清洗含二氧化硫的工艺气体的方法克服或缓解了现有技术的上述缺点和不足，所述方法包括
使工艺气体与吸收容器中的吸收液接触以从工艺气体中吸收二氧化硫，
将所述吸收液与包含至少20体积%二氧化碳的含二氧化碳的气体混合，
将吸收剂材料添加到至少一部分吸收液中，和
使至少一部分吸收液返回吸收容器以从工艺气体中吸收更多二氧化硫。
这种方法的一个优点在于提高了二氧化硫的脱除。这种效应可归因于添加到吸收液中的含二氧化碳的气体，添加的二氧化碳被认为提高吸收液的二氧化硫脱除能力。
根据一个实施方案，将吸收液与包含至少20体积%二氧化碳的含二氧化碳的气体混合的步骤与将吸收剂材料添加到至少一部分吸收液中的步骤同时进行。这种实施方案的一个优点在于可以使增加的吸收剂材料溶解在吸收液中，以致该吸收液更有效地从工艺气体中脱除二氧化硫。
根据一个实施方案，该方法进一步包括在将吸收液与包含至少20体积%二氧化碳的含二氧化碳的气体混合之前将该吸收液与含有至少3体积%氧气O2的含氧气体混合。这种实施方案的一个优点在于可以在添加气态二氧化碳之前将捕获的硫物类氧化成合适的剩余（rest）产物，如石膏。这降低任何弱键合的硫物类，如亚硫酸根离子在添加的二氧化碳的影响下分解形成气态二氧化硫的危险。
根据一个实施方案，将吸收液与含有至少3体积%氧气O2的含氧气体混合的步骤在氧化槽中进行，从中将吸收液转移至吸收剂溶解槽，在此进行将吸收液与包含至少20体积%二氧化碳的含二氧化碳的气体混合的步骤。这种实施方案的一个优点在于在分开的槽中将吸收液与含氧气体和与含二氧化碳的气体混合降低了不想要的副作用的危险，如溶解的硫物类分解成气态二氧化硫和/或由含氧气体诱发的溶解的碳酸盐物类分解成气态二氧化碳。
根据一个实施方案，将第一部分吸收剂材料添加到吸收剂溶解槽中并在吸收液已离开吸收剂溶解槽后将第二部分吸收剂材料添加到吸收液中。这种实施方案的一个优点在于吸收剂材料在吸收剂溶解槽中的溶解可以在最适合使这种溶解有效的pH下进行，随后借助第二部分吸收剂材料将pH改变成最适合在吸收容器中脱除二氧化硫的水平。
根据一个实施方案，包含至少20体积%二氧化碳的所述含二氧化碳的气体至少部分源自在湿式洗涤器中要清洗的或已清洗的工艺气体。这种实施方案的一个优点在于降低操作成本，因为该工艺气体可以以极低成本大量获得。因此，不必购买要与该吸收液混合的所述含二氧化碳的气体。
根据一个实施方案，包含至少20体积%二氧化碳的所述含二氧化碳的气体的至少一部分在纯氧燃料锅炉中生成。纯氧燃料锅炉生成大量含有高二氧化碳气体百分比的含二氧化碳的工艺气体。因此，在纯氧燃料锅炉中生成的工艺气体非常适合与吸收液混合并可以以低成本或无成本获得。
借助用于清洗含二氧化硫的工艺气体的湿式洗涤器也克服或缓解了现有技术的上述缺点和不足，所述湿式洗涤器包含有效用于使工艺气体与吸收液接触以从工艺气体中吸收二氧化硫的吸收容器，所述湿式洗涤器进一步包括
酸化系统，其有效用于将已从工艺气体中吸收了二氧化硫的吸收液与含二氧化碳的气体混合，
吸收剂溶解槽，其有效用于将吸收剂材料添加到至少一部分吸收液中，和
回管，其有效用于使至少一部分已与含二氧化碳的气体混合的吸收液返回吸收容器，并且已向该吸收液中加入了吸收剂材料，以从工艺气体中吸收更多二氧化硫。
这种湿式洗涤器的一个优点在于其与具有类似类型和设计的吸收容器的现有技术的湿式洗涤器相比更有效脱除二氧化硫。
根据一个实施方案，有效用于将已从工艺气体中吸收了二氧化硫的吸收液与含二氧化碳的气体混合的酸化系统被设置在有效用于将吸收剂材料添加到至少一部分吸收液中的吸收剂溶解槽中，以使吸收液与含二氧化碳的气体的混合可以与将吸收剂材料添加到吸收液中同时进行。这种实施方案的一个优点在于吸收剂材料的溶解变得非常有效并限制了投资成本，因为一个相同的槽既用于吸收液与二氧化碳的混合，又用于将吸收剂材料添加到吸收液中。
根据一个实施方案，该湿式洗涤器包含有效用于向吸收剂溶解槽供应第一部分吸收剂材料的第一吸收剂供应管和有效用于在位于吸收剂溶解槽下游的位置向吸收液供应第二部分吸收剂材料的另一吸收剂供应管。这种实施方案的一个优点在于可以在最佳pH值下实现吸收剂材料的溶解，同时可以将进入吸收容器的吸收液的pH设定至最适合从工艺气体中吸收二氧化硫的另一值。
根据一个实施方案，该湿式洗涤器包含氧化槽，其与其中设置酸化系统的槽分开并有效用于将已从工艺气体中吸收了二氧化硫的吸收液与含氧气体混合，从吸收液的流动方向看，所述氧化槽位于其中设置酸化系统的槽上游。这种实施方案的一个优点在于氧化和酸化过程以有效方式进行并限制不想要的副作用，如溶解的硫物类分解成气态二氧化硫，或溶解的碳酸盐物类分解成气态二氧化碳。
根据一个实施方案，在吸收容器上游或下游设置用于将一部分工艺气体输送至酸化系统的气道，以使所述部分的工艺气体形成所述含二氧化碳的气体。这种实施方案的一个优点在于降低湿式洗涤器的复杂性和运行成本，因为使用工艺内部气体作为所述含二氧化碳的气体。
根据一个实施方案，该湿式洗涤器包含有效用于将含氧气体从第一气体源输送至有效用于将含氧气体与吸收液混合的氧化槽的第一气体输送装置和有效用于将含二氧化碳的气体从第二气体源输送至有效用于将含二氧化碳的气体与吸收液混合的酸化系统的第二气体输送装置，所述第一气体源不同于所述第二气体源。这种实施方案的一个优点在于使用两个不同的气体源提高了独立优化各自的氧化和酸化过程的可能性。
从下列详述和权利要求书中将明显看出本发明的其它目的和特征。
附图简述
下面参照附图更详细描述本发明，其中：
图1是包含湿式洗涤器的锅炉系统的示意性侧视图。
图2是图1的湿式洗涤器的放大示意性侧视图。
优选实施方案描述
图1是从其侧面观看的锅炉系统1的示意图。锅炉系统1包含锅炉2——在此实施方案中为纯氧燃料锅炉，示意性标作4的蒸汽涡轮发电系统、静电沉淀器6形式的微粒脱除装置和湿式洗涤器8形式的二氧化硫脱除装置作为主要部件，下文将参照图2更详细描述它们。
回到图1，燃料如煤、油或泥煤包含在燃料储器10中并可经由供应管道12供应至锅炉2。氧气源14有效用于以本身已知的方式提供氧气。氧气源14可以是有效用于从空气中分离氧气的空气分离装置、氧气分离膜、储罐或用于向系统1提供氧气的任何其它源。供应管16有效用于将包含通常90-99.9体积%氧气O2的制成的氧气传送至锅炉2。管道18有效用于将含有二氧化碳的再循环烟道气传送至锅炉2。如图1中所示，供应管16在锅炉2上游接合管道18，以使氧气和含有二氧化碳的再循环烟道气可以在锅炉2的上游互相混合形成含有通常大约20-50体积%氧气的气体混合物，余量主要是二氧化碳和水蒸汽。由于几乎没有空气进入锅炉2，几乎没有向锅炉2供应氮气。在实际运行中，向锅炉2供应的气体体积的少于3体积%是空气，其主要作为泄漏的空气进入锅炉2。锅炉2有效用于在与经由管道18供应的含有二氧化碳的再循环烟道气混合的氧气存在下燃烧经由供应管道12供应的燃料。蒸汽管道20有效用于将锅炉2中由燃烧生成的蒸汽传送至蒸汽涡轮发电系统4，其有效用于生成电力形式的动力。
管道22有效用于将锅炉2中生成的富二氧化碳烟道气传送至静电沉淀器6。“富二氧化碳烟道气”是指经由管道22离开锅炉2的烟道气将含有至少40体积%二氧化碳CO2。离开锅炉2的烟道气的通常多于50体积%将是二氧化碳。“富二氧化碳烟道气”的余量将为大约20-50体积%水蒸汽（H2O）、2-7体积%氧气（O2），因为轻微氧过量在锅炉2中通常优选并且通常有大约0-10体积%的其它气体，主要包含氮气（N2）和氩气（Ar），因为很难完全避免一些空气泄漏。
静电沉淀器6——其可以是本身从例如US4,502,872中获知的类型，从富二氧化碳烟道气中脱除大部分尘粒(ductparticles)。作为静电沉淀器的替代品，本身从例如US4,336,035中获知的织物过滤器可用于脱除尘粒。管道24有效用于将富二氧化碳烟道气从静电沉淀器6传送至湿式洗涤器8。
湿式洗涤器8是洗涤塔类型——本身从例如EP0162536中获知的洗涤器类型。有效用于脱除经由静电沉淀器6来自锅炉2的富二氧化碳烟道气的大部分二氧化硫含量的湿式洗涤器8包括循环泵26，其有效用于使湿式洗涤器8中的吸收液在吸收液循环管道28中循环至一组喷嘴30。喷嘴30有效用于雾化湿式洗涤器8中的吸收液和实现吸收液与经由管道24传送至湿式洗涤器8并在湿式洗涤器8内基本垂直向上流动的烟道气之间的良好接触。下文将参照图2更详细描述制备和处理吸收液的方式。
作为塔型湿式洗涤器8的替代品，其它类型的湿式洗涤器可用于从富二氧化碳烟道气中除去二氧化硫。一种这样的替代装置是鼓泡床洗涤器，其一个实例公开在WO2005/007274中。鼓泡床洗涤器包括穿孔板形式的吸收容器，在其上侧载有吸收液层，将工艺气体鼓泡经过该层。
回到图1，已从中除去大部分（如果不是全部）二氧化硫的富二氧化碳烟道气经由管道32离开湿式洗涤器8，管道32将该烟道气传送至气体分配点34。在气体分配点34，将富二氧化碳烟道气分成两个流，即经由管道18再循环回锅炉2的第一流，和经由管道36传送至气体压缩和净化单元38（在此压缩富二氧化碳烟道气用于最后弃置，其有时被称作CO2隔离）的第二流。再循环回锅炉2的第一流通常占离开湿式洗涤器8的富二氧化碳烟道气总流量50-90体积%。
图2更详细示例湿式洗涤器8。如上文已参照图1描述的那样，富二氧化碳烟道气经由管道24输送至湿式洗涤器8。湿式洗涤器8包括开放湿式洗涤塔40形式的吸收容器和吸收液处理系统42作为其主要部件。开放湿式洗涤塔40装配有位于湿式洗涤塔40下部的气体入口44和位于湿式洗涤塔40上部的气体出口46。吸收液循环管道28流体连接至许多管状部分48，各个这样的管状部分包含许多流体连接的雾化喷嘴30。富二氧化碳烟道气在入口44进入湿式洗涤塔40并垂直向上输送经过湿式洗涤塔40，与被喷嘴30雾化的吸收液密切接触。
除雾器50位于管状部分48和喷嘴30上方。与气体出口46相邻的除雾器50脱除垂直向上输送经过湿式洗涤塔40的烟道气夹带的至少一部分吸收液滴，接着使得清洁的烟道气经由出口46和管道32离开湿式洗涤器8。
吸收液处理系统42包括第一槽，即氧化槽52，第二槽，即吸收剂溶解槽54，和吸收剂浆料制备系统56作为其主要部件。
氧化槽52装配有包含管道60和流体连接至管道60并设置在氧化槽52底部的许多喷嘴62的氧化系统58。鼓风机64形式的第一气体输送装置经由供应管66流体连接至管道60。湿式洗涤塔40在其底端具有收集已被喷嘴30雾化的吸收液的底槽68。管道70流体连接至底槽68和氧化槽52并有效用于将吸收液从底槽68输送至氧化槽52。
鼓风机64有效用于将含氧气体从第一气体源鼓入氧化系统58。第一气体源可以例如是环境空气。由鼓风机64鼓入氧化系统58的含氧气体优选包含至少3体积%氧气O2，更优选至少5体积%氧气，最优选至少10体积%氧气，和优选少于5体积%二氧化碳CO2，更优选少于1体积%二氧化碳。典型的含氧气体可包含10-100体积%氧气、0-1体积%二氧化碳和总共0-90体积%的其它气体，包括例如氮气N2、水蒸汽H2O和氩气Ar。鼓风机64可以例如将包含大约21体积%氧气和大约0.04体积%二氧化碳的环境空气鼓入氧化装置58。其它气体混合物也可行，包括例如包含例如90-100体积%氧的几乎纯氧气，和氧气与环境空气的各种混合物。喷嘴62将鼓风机64供应的含氧气体分配在包含在氧化槽52中的吸收液中。
氧化槽52可装配有可用于改进吸收液与含氧气体之间的接触的搅拌器72。管道74流体连接至氧化槽52并有效用于将吸收液从氧化槽52传送至吸收剂溶解槽54。另一管道76流体连接至氧化槽52并有效用于将吸收液从氧化槽52传送至脱水单元78。在脱水单元78中，过滤装置如带式过滤器80用于从吸收液中分离固体剩余产物，如石膏，因此形成固体剩余产物和大致清澈的液体。该固体剩余产物在带式过滤器80上与液体分离并收集在剩余产物箱82中。大致清澈的液体借助泵84经由流体连接管道86泵回氧化槽52。
垂直壁88可以从氧化槽52底部延伸并几乎延伸最多至槽52中的吸收液的表面。垂直壁88将氧化系统58与管道74、76连向槽52的位置隔开并减少随吸收液离开槽52的气泡量。
吸收剂溶解槽54装配有包括管道92和流体连接至管道92并设置在吸收剂溶解槽54底部的许多喷嘴94的酸化系统90。喷嘴94可例如包括多个圆形开口，各自具有2-20毫米直径并在管道92的壁中形成。鼓风机96形式的第二气体输送装置经由供应管98流体连接至管道92。鼓风机96有效用于将包含至少20体积%二氧化碳CO2的含二氧化碳的气体鼓入酸化系统90。由鼓风机96鼓入酸化系统90的含二氧化碳的气体优选包含至少30体积%二氧化碳，更优选至少50体积%二氧化碳。典型的含二氧化碳的气体可包含20-100体积%二氧化碳、0-5体积%氧气和总共0-80体积%的其它气体，包括例如氮气N2、水蒸汽H2O和氩气Ar。在图2中所述的实施方案中，鼓风机96经由流体连接管100从第二气体源吸取含二氧化碳的气体，第二气体源在此实施方案中是管道32，已从中除去大部分（如果不是全部）二氧化硫的富二氧化碳烟道气经其离开湿式洗涤器8。管道32的富二氧化碳烟道气具有通常至少40体积%，通常至少50体积%的二氧化碳含量并可大量获得。由于富二氧化碳烟道气是剩余产物，在酸化系统90中使用其几乎没有成本。喷嘴94将鼓风机96供应的含二氧化碳的气体分配在包含在吸收剂溶解槽54中的吸收液中。
吸收剂溶解槽54可装配有可用于改进吸收液与含二氧化碳的气体之间的接触的搅拌器102。回管104流体连接至吸收剂溶解槽54。有效用于在吸收液循环管道28中使吸收液循环至喷嘴30的循环泵26流体连接至管道104并将吸收液从吸收剂溶解槽54传送至喷嘴30。
垂直壁105可以从槽54底部延伸并几乎延伸最多至槽54中的吸收液表面。垂直壁105将酸化系统90与管道104连向槽54的位置隔开并减少随吸收液离开槽54的气泡量。
吸收剂浆料从吸收剂浆料制备系统56经由第一吸收剂供应管道106供应至吸收剂溶解槽54。吸收剂浆料制备系统56包括有效用于储存粉末形式的吸收剂材料的吸收剂仓108、吸收剂浆料混合槽110、用于将吸收剂材料从仓108进给至槽110的吸收剂进给器112、用于将水或含有至少一些水的液体进给至槽110的水管114和用于在槽110中将吸收剂材料与水混合形成吸收剂浆料的搅拌器116。吸收剂浆料泵118用于将吸收剂浆料从槽110经由第一吸收剂供应管道106输送至吸收剂溶解槽54。任选地，在脱水单元78中生成的大致清澈的液体经由泵84和流体连接管120传送至吸收剂浆料混合槽110。经由管道120供应的大致清澈的液体可以减少或甚至消除对经由管道114供应的水或含水液体的需求。
可以通过借助第一pH传感器122测量溶解槽54中的吸收液的pH来控制向吸收剂溶解槽54供应的吸收剂浆料的量。借助pH传感器122测得的pH用于控制设置在管道106上并用于控制经管道106的吸收剂浆料的流量的控制阀124。将通过传感器122测得的pH与pH设定点进行比较，该设定点指示适合吸收剂材料在吸收液中的高溶解度的pH。当例如通过传感器122测得的pH低于pH设定点时，打开阀124以增加流向溶解槽54的吸收剂浆料，从而提高pH。
任选地，设置第二pH传感器126以测量在管道104中输送的吸收液的pH。另一吸收剂供应管128可以流体连接至管道106并可用于将吸收剂浆料从槽110经由泵118和管道106传送至管道104。另一吸收剂供应管道128在第二pH传感器126的位置上游流体连接至管道104。借助pH传感器126测得的pH用于控制设置在管道128上并用于控制经管道128的吸收剂浆料流量的控制阀130。将通过传感器126测得的pH与pH设定点进行比较，该设定点指示在湿式洗涤塔40中待借助喷嘴30雾化的吸收液的所需pH。当例如通过传感器126测得的pH低于pH设定点时，打开阀130以增加流向管道104的吸收剂浆料，从而提高pH。通常，槽54的吸收液的pH设定点为pH5至6，其中管道104的吸收液的pH设定点通常高大约0.1至0.5个pH单位，即管道104中的吸收液的pH设定点通常为pH5.1至6.5。因此，供应的吸收剂材料总量的第一部分可以经由吸收剂供应管道106供应至吸收剂溶解槽54，吸收剂材料总量的第二部分可以经由另一吸收剂供应管128供应至回管104。在图2中所示的实施方案中，第二部分吸收剂材料借助另一吸收剂供应管128进给入回管104。将理解为，混合装置如静态混合器、单独的混合槽等可设置在回管104上以进一步改进吸收液和吸收剂材料的混合。
不受制于任何特定理论，但相信，在湿式洗涤器8的各种部分中发生的反应可以如下：
鼓风机96向吸收剂溶解槽54供应含二氧化碳的气体。作为其一个后果，二氧化碳CO2将与吸收剂溶解槽54的吸收液的水分子H2O反应：
[等式1.1]
从吸收剂浆料制备系统56向吸收剂溶解槽54供应吸收剂材料浆料。该吸收剂材料可包含例如石灰石CaCO3。石灰石可以在两步法中与水分子反应：
[等式1.2]
[等式1.3]
由上示反应清楚看出，在将二氧化碳气体溶解在吸收液中时生成的氢离子H+[等式1.1]可以与在将石灰石溶解在吸收液中时生成的氢氧根离子OH-反应并被其中和[等式1.2和1.3]。这种中和的产物是水。这倾向于将等式1.2和1.3的平衡向右推，意味着更多石灰石可以在吸收剂溶解槽54中溶解在吸收液中。
吸收液经由管道104和28传送至湿式洗涤塔40并借助喷嘴30雾化。在湿式洗涤塔40中，在烟道气中包含的二氧化硫SO2吸收时发生下列反应：
[等式2.1]
因此，将理解为，在吸收剂溶解槽54中根据等式1.1、1.2和1.3生成的碳酸氢根离子HCO3 -将倾向于将等式2.1的平衡向右推，意味着二氧化硫有效吸收在吸收液中。
吸收液经由管道70传送至氧化槽52。在氧化槽52中，可能发生下列反应：
[等式3.1]
因此，作为最终产物形成石膏CaSO4，有时被描述为包括两个水分子，即CaSO4x2H2O。
由上述反应可以看出，通过向吸收剂溶解槽54供应含二氧化碳的气体而根据等式1.1发生的反应对吸收剂溶解槽54中根据等式1.2和1.3的石灰石溶解、对湿式洗涤塔40中根据方程式2.1的二氧化硫SO2吸收和对所形成的亚硫酸氢钙Ca(HSO3)2在氧化槽52中根据方程式3.1的氧化都有益。例如，提高的碳酸氢根离子HCO3 -(aq)的浓度将的等式2.1和3.1的平衡向右推。因此，与现有技术的湿式洗涤器相比，更有效脱除二氧化硫。可以避免或至少缓解在图1中所示的气体压缩和净化单元38中由二氧化硫造成的问题。
理解为，在所附权利要求的范围内可能有上述实施方案的许多变体。
在上文中已经描述，使用石灰石CaCO3作为吸收剂材料。将理解为，也可以使用其它吸收剂材料。这样的其它材料的实例包括白云石、CaMg(CO3)2和适合于脱除二氧化硫的其它吸收剂材料。
在上文中已经描述，在将含二氧化碳的气体与吸收液混合的同一槽，即吸收剂溶解槽中将吸收剂材料，如石灰石添加到吸收液中。将理解为，含二氧化碳的气体可以在设置于在其中将吸收剂材料添加到吸收液中的槽的上游或下游（就吸收液行进方向而言）的另一单独的槽中与吸收液混合。
在上文中已经描述，从用于从在其中湿式洗涤器8输送清洁烟道气的管道32提取含二氧化碳的气体。将理解为，作为替代，也可以从向湿式洗涤器8供应脏烟道气的管道24或甚至从在其中将脏烟道气从锅炉2输送至静电沉淀器6的管道22提取含二氧化碳的气体。在从任何管道22、24或从含有包括高二氧化硫浓度的组成类似的气体的另一管道提取含二氧化碳的气体的情况下，应理解为，可能发生从吸收剂溶解槽54中排放二氧化硫，尽管所述含二氧化碳的气体的一部分二氧化硫含量有可能被所述含二氧化碳的气体鼓泡经过的吸收液吸收。
另一选择是从气体压缩和净化单元38提取含二氧化碳的气体。气体压缩和净化单元38借助压缩机在数个步骤中压缩二氧化碳，通常也在CO2隔离之前从二氧化碳中脱除一些水和其它杂质。因此，在气体压缩和净化单元38中，可获得具有各种纯度和压力的含二氧化碳的气体。这样的压缩二氧化碳的一部分可以从气体压缩和净化单元38传送至酸化系统90以用作分布在包含在吸收剂溶解槽54中的吸收液中的含二氧化碳的气体。通常不需要鼓风机，因为来自气体压缩和净化单元38的气体通常是加压的。因此，根据这种备选实施方案，供应管132可以流体连接至气体压缩和净化单元38和连接至管道92以直接从气体压缩和净化单元38向酸化系统90供应含二氧化碳的气体。根据另一备选方案，也可以经由供应管132从另一源如二氧化碳储罐向酸化系统90供应含二氧化碳的气体。
参照图1描述的锅炉系统1包括纯氧燃料锅炉2。应理解为，湿式洗涤器8和使用这种湿式洗涤器8的方法也可用于其它类型的锅炉，包括在环境空气而非氧气存在下燃烧燃料的锅炉。在如上文参照图2描述的那样使用作为燃烧过程中生成的工艺气体的一部分提取的含二氧化碳的气体的同时，也可以使用另一含二氧化碳的气体源。另一含二氧化碳的气体源的一个实例是在卡车上供应并经由供应管132供应至酸化系统90的压缩二氧化碳。
总之，用于清洗含二氧化硫的工艺气体的湿式洗涤器8包括有效用于使工艺气体与吸收液接触以从工艺气体中吸收二氧化硫的吸收容器40。该湿式洗涤器8进一步包括有效用于将已从工艺气体中吸收了二氧化硫的吸收液与含二氧化碳的气体混合的酸化系统90、有效用于将吸收剂材料添加到至少一部分吸收液中的吸收剂溶解槽54和有效用于使至少一部分已与含二氧化碳的气体混合的吸收液返回吸收容器40的回管104。
尽管已参照许多优选实施方案描述了本发明，但本领域技术人员将理解的是，可以在不背离本发明范围的情况下作出各种变动并且其要素可以被同等物替代。此外，为了适应特定情况或材料，可以在不背离其实质范围的情况下对本发明的教导作出许多修改。因此，本发明无意限于作为本发明的最佳实施模式公开的具体实施方案，本发明将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施方案。此外，术语第一、第二等的使用不是指任何次序或重要性，而是术语第一、第二等用于将一个要素与另一要素区别开。

Claims (13)

1.借助湿式洗涤器(8)清洗含二氧化硫的工艺气体的方法，所述方法包括
使工艺气体与吸收容器(40)中的吸收液接触以从工艺气体中吸收二氧化硫，
将所述吸收液与包含至少20体积%二氧化碳的含二氧化碳的气体混合，
将吸收剂材料添加到至少一部分吸收液中，所述吸收剂选自：石灰石、白云石和CaMg(CO3)2，和
使至少一部分吸收液返回吸收容器(40)以从工艺气体中吸收更多二氧化硫，
所述方法进一步包括在将所述吸收液与包含至少20体积%二氧化碳的含二氧化碳的气体混合之前将所述吸收液与含有至少3体积%氧气O2的含氧气体混合。
2.根据权利要求1的方法，其中将吸收液与包含至少20体积%二氧化碳的含二氧化碳的气体混合的步骤与将吸收剂材料添加到至少一部分吸收液中的步骤同时进行。
3.根据权利要求1的方法，其中将所述吸收液与含有至少3体积%氧气O2的含氧气体混合的步骤在氧化槽(52)中进行，将吸收液从氧化槽(52)转移至吸收剂溶解槽(54)，在吸收剂溶解槽(54)中进行将所述吸收液与包含至少20体积%二氧化碳的含二氧化碳的气体混合的步骤。
4.根据权利要求3的方法，其中将第一部分吸收剂材料添加到吸收剂溶解槽(54)中，并且其中在吸收液已离开吸收剂溶解槽(54)后将第二部分吸收剂材料添加到吸收液中。
5.根据权利要求1-4任一项的方法，其中包含至少20体积%二氧化碳的所述含二氧化碳的气体至少部分源自在湿式洗涤器(8)中要清洗的或已清洗的工艺气体。
6.根据权利要求1-4任一项的方法，其中包含至少20体积%二氧化碳的所述含二氧化碳的气体的至少一部分在纯氧燃料锅炉(2)中生成。
7.用于清洗含二氧化硫的工艺气体的湿式洗涤器，所述湿式洗涤器(8)包含有效用于使工艺气体与吸收液接触以从工艺气体中吸收二氧化硫的吸收容器(40)，其特征在于所述湿式洗涤器(8)进一步包括
酸化系统(90)，其有效用于将已从工艺气体中吸收了二氧化硫的吸收液与含二氧化碳的气体混合，
吸收剂溶解槽(54)，其有效用于将吸收剂材料添加到至少一部分吸收液中，所述吸收剂选自：石灰石、白云石和CaMg(CO3)2，
回管(104)，其有效用于使至少一部分已与含二氧化碳的气体混合的吸收液返回吸收容器(40)，并且已向该吸收液中加入吸收剂材料，以从工艺气体中吸收更多二氧化硫，和
氧化槽(52)，其与其中设置酸化系统(90)的吸收剂溶解槽(54)分开并有效用于将已从工艺气体中吸收了二氧化硫的吸收液与含有至少3体积%氧气O2的含氧气体混合，从吸收液的流动方向看，氧化槽(52)位于其中设置酸化系统(90)的吸收剂溶解槽(54)上游。
8.根据权利要求7的湿式洗涤器，其中有效用于将已从工艺气体中吸收了二氧化硫的吸收液与含二氧化碳的气体混合的酸化系统(90)设置在有效用于将吸收剂材料添加到至少一部分吸收液中的吸收剂溶解槽(54)中，以使吸收液与含二氧化碳的气体的混合可以与将吸收剂材料添加到吸收液中同时进行。
9.根据权利要求7-8任一项的湿式洗涤器，其中湿式洗涤器(8)包括有效用于向吸收剂溶解槽(54)供应第一部分吸收剂材料的第一吸收剂供应管道(106)和有效用于在位于吸收剂溶解槽(54)下游的回管(104)向吸收液供应第二部分吸收剂材料的另一吸收剂供应管道(128)。
10.根据权利要求7-8任一项的湿式洗涤器，其中在吸收容器(40)上游或下游设置用于将一部分工艺气体输送至酸化系统(90)的管道(98,100)，以使所述部分的工艺气体将形成所述含二氧化碳的气体。
11.根据权利要求10的湿式洗涤器，其中设置经由所述管道(98,100)向酸化系统(90)输送含二氧化碳的气体的第二气体输送装置(96)。
12.根据权利要求7-8和11任一项的湿式洗涤器，其中酸化系统(90)包括至少一个有效用于将含二氧化碳的气体鼓泡经过吸收液的喷嘴(94)。
13.根据权利要求7-8和11任一项的湿式洗涤器，其中湿式洗涤器(8)包括有效用于将含氧气体从第一气体源输送至有效用于将含氧气体与吸收液混合的氧化槽(52)的第一气体输送装置(64)和有效用于将含二氧化碳的气体从第二气体源(32)输送至有效用于将含二氧化碳的气体与吸收液混合的酸化系统(90)的第二气体输送装置(96)，所述第一气体源不同于所述第二气体源。
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