CN101091868A - 超声波雾化脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超声波雾化脱硫方法，本发明提供了一种超声波雾化脱硫方法，在锅炉进气前端雾化碱性脱硫剂进入炉膛反应，利用脱硫剂的化学热力学性质和雾化微粒的动力学特性进行脱硫，生成可溶解回收硫酸盐的方法。该流程包括利用超声波对碱性脱硫剂液体变成1－10μm雾滴与空气混合进入燃煤锅炉参与煤的燃烧的同时和单质硫及其化合物反应，达到减少烟气SO2含量的效果。脱硫剂可利用工业废盐碱、海水、盐碱地盐碱配置。
Description
技术领域：本发明属于烟气脱硫技术领域，特别涉及一种超声波雾化脱硫的工艺及其系统，该技术目前处于实验阶段，取得了很好实验效果；其目的是将广泛应用于各种燃煤锅炉的脱硫。
背景技术：二氧化硫的排放造成了严重的酸雨污染和生态损害。我国是一个煤炭资源十分丰富的国家，也是世界上最大的煤炭生产国和消费国；煤炭利用的主要形式是直接燃烧，占用煤总量的80％以上，大量燃煤产生大量的二氧化硫等污染物，其二氧化硫的排放量居世界第一位，给国家经济和人民则，产造成巨大损失，同时也造成了我国硫资源的大量流失。因此减少和控制污染，防治燃煤时硫的排放是全球性可持续发展的需要，对我国尤为重要和紧迫，而最关键在于迫切需要开发技术先进，经济可行，环境适宜的防治技术。烟气脱硫技术是我国目前最为有效的治理环境污染的措施。近年来，随着我国经济实力的不断增强和环境要求渐趋严格，特别是在“十一五”期间二氧化硫污染排放治理力度空前加大，许多火电厂根据各自的实际情况，先后引进了国外各种烟气脱硫技术，并建成了石灰石。石膏湿法，旋转喷雾半干法，炉内喷钙加尾部增湿活化干法，海水脱硫，电子束脱硫和烟气循环流化床脱硫技术等的示范机组。这些烟气脱硫技术不同程度地存在投资大，运行费用高和需要治理二次污染以及硫再资源化等问题，根据我国地域广，机组繁杂，煤质和煤炭分布情况复杂，硫资源短缺及缺水等国情，必须发展更为先进的脱硫技术。目前应用的脱硫技术绝大多数是对锅炉燃烧后烟气的被动补救处理方法。
发明内容：本发明的目的是提供一种系统简单，运行稳定，连续性好，脱硫效率高，高浓度排放锅炉脱硫可达到90％以上的超声波雾化脱硫方法。本发明的目的是通过以下方案实现的：本发明为一种超声波雾化脱硫方法，A：脱硫剂溶液淹没由高频压电陶瓷片制成的超声换能器，它可以将电能转换成机械振能，对换能器施加谐振电信号使得换能器产生范围在1-3MHZ的超声波震动，这种超声波震动将脱硫剂液体雾化成直径1-10μm的气溶胶状；B：产生的气溶胶状的脱硫剂液体与进入锅炉燃烧的空气混合后进入锅炉燃烧炉膛内，因受热导致水分迅速汽化，脱硫剂变成固体微粒；C：脱硫剂固体微粒在燃烧过程中与产生的硫及其化合物发生化学反应、化学吸附和物理吸附，吸附了硫化物的颗粒以及反应生成的硫酸盐通过除尘器回收处理，相关反应化学式为：
MOH→MO+H2O↑
MO+SO2+O2→MSO4↓
M-R+SO2+O2→MSO4↓+CO2↑+H2O↑
本发明核心就是能将非气态的酸、碱、有机、无机盐通过表面活性剂的调节制成的脱硫剂气溶胶。根据Langmuir朗缪尔等温吸附方程：θ＝KPSO2/(1+KPSO2)其中θ为脱硫剂固体微粒能提供的吸附表面积，K是吸附解吸常数，PSO2为二氧化硫的浓度。同等质量的物质，粒径越小表面积越大。脱硫剂液体雾化成1-10μm雾滴水分汽化后的固体微粒就更小了。由于脱硫剂中水的汽化时间很短，易于生成无规则、多孔性的固体微粒，微粒不仅比表面积很大，而且吸附活性也很强。本发明脱硫效率高，比目前广泛使用的旋转式雾化脱硫剂方法粒径在7-5000μm范围内呈正态分布相比，超声波雾化粒径在1-10μm范围内呈正态分布，极大的提高了脱硫反应的化学动力学特性。由空气携带在燃烧前加入脱硫剂，为脱硫反应提供了充足的反应吸附时间。较目前炉后烟气脱硫减少了构筑物建设投入。炉前常温加入脱硫剂具有设备简单、价格低廉、便于安装的优点；与目前使用的脱硫方法比不需要使用大量的水，运行成本低廉。超声波雾化脱硫方法建设费用低，无二次污染。脱硫剂的制备上，可以采用工业废弃的酸碱海水、盐碱地盐碱等作为原料。总之，本发明系统简单，运行稳定，脱硫效率高，连续性好，可以快速有效的控制烟气中二氧化硫浓度。本发明超声波雾化脱硫方法适用于各种含硫量燃煤锅炉的脱硫处理。与各种烟气脱硫技术相比，本发明具有以下独特的优点：
1)设备简单，价格低廉，便于安装；
2)不需要使用大量水，无二次污染；
3)脱硫产物易于回收；
4)占地面积小，建设费用低，运行成本低廉。
总之，本发明的目的在于针对现有各种烟气脱硫技术在实际应用中的限制条件而提出一种在我国适用性更强，应用更广泛的超声波雾化脱硫方法。
具体实施方式：
本发明为一种超声波雾化脱硫方法，A：脱硫剂溶液淹没由高频压电陶瓷片制成的超声换能器，它可以将电能转换成机械振能，对换能器施加谐振电信号使得换能片产生范围在1-3MHZ的超声波震动，这种超声波震动将脱硫剂液体雾化成直径1-10μm的气溶胶状；B：产生的气溶胶状的脱硫剂液体与进入锅炉燃烧的空气混合后进入锅炉燃烧炉膛内，因受热导致水分迅速汽化，脱硫剂变成固体微粒；C：脱硫剂固体微粒在燃烧过程中与产生的硫及其化合物发生化学反应、化学吸附和物理吸附，吸附了硫化物的颗粒以及反应生成的硫酸盐通过除尘器回收处理，相关反应化学式为：
MOH→MO+H2O↑
MO+SO2+O2→MSO4↓
M-R+SO2+O2→MSO4↓+CO2↑+ H2O↑
脱硫剂采用非气态的酸、碱、有机、无机盐均可以制成脱硫剂溶液以及胶体混合液。
应用实例1：脱硫剂为哈尔滨制药总厂废碱液
脱硫剂成分：利用哈尔滨制药总厂的废碱液15％(以氢氧化钠计)
实验地点：哈尔滨固体废物交换中心(废物处理场车间)
实验锅炉：民用小型锅炉，
燃煤性质：普通型煤
通风方式：强制引风
脱硫装置：CSLU-00-0型脱硫装置
测试数据：
二氧化硫数据 (mg/m3)
| 脱硫前 | 脱硫后 | 去除效率(％) |
| 9 | 2 | 77.8 |
实验说明：证明以化学反应和化学吸附为主、物理吸附为辅的脱硫机理。
应用实例2：脱硫剂为肇洲盐碱地盐碱液
脱硫剂成分：利用哈尔滨附近县城肇洲盐碱地表水(PH＞9)提炼盐碱配制7％胶体性混合脱硫剂溶液。
实验地点：哈尔滨固体废物交换中心(废物处理场车间)
实验锅炉：民用小型锅炉，
燃煤性质：普通原煤
通风方式：强制引风
脱硫装置：CSLU-00-0型脱硫装置
测试数据：
二氧化硫数据 (mg/m3)
| 脱硫前 | 脱硫后 | 去除效率(％) |
| 86 | 20 | 76.7 |
实验说明：证明化学吸附为主、物理吸附为辅的脱硫机理。
应用实例3：脱硫剂为天津塘沽海水晶(海水)
脱硫剂成分：利用天津塘沽产海产品养殖水配剂按10％配制脱硫剂
实验地点：哈尔滨固体废物交换中心(废物处理场车间)
实验锅炉：实验专用型煤锅炉，
燃煤性质：普通型煤
通风方式：自然引风
脱硫装置：CSLU-00-0型脱硫装置
测试数据：
二氧化硫数据 (mg/m3)
| 脱硫前 | 脱硫后 | 去除效率(％) |
| 116 | 69 | 40.5 |
实验说明：证明物理吸附为主的脱硫机理。
Claims (2)
1、一种超声波雾化脱硫方法，其特征是：A：脱硫剂溶液淹没由高频压电陶瓷片制成的超声换能器，它可以将电能转换成机械振能，对换能器施加谐振电信号使得换能器产生范围在1-3MHZ的超声波震动，这种超声波震动将脱硫剂液体雾化成直径1-10μm的气溶胶状；B：产生的气溶胶状的脱硫剂液体与进入锅炉燃烧的空气混合后进入锅炉燃烧炉膛内，因受热导致水分迅速汽化，脱硫剂变成固体微粒；C：脱硫剂固体微粒在燃烧过程中与产生的硫及其化合物发生化学反应、化学吸附和物理吸附，吸附了硫化物的颗粒以及反应生成的硫酸盐通过除尘器回收处理，相关反应化学式为：
MOH→MO+H2O↑
MO+SO2+O2→MSO4↓
M-R+SO2+O2→MSO4↓+CO2↑+H2O↑
2、按照权利要求1所述超声波雾化脱硫方法，其特征是：脱硫剂采用非气态的酸、碱、有机、无机盐海水、盐碱地盐碱均可以制成脱硫剂溶液以及胶体混合液。
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|---|---|---|---|
| CN 200710072027 CN101091868A (zh) | 2007-04-13 | 2007-04-13 | 超声波雾化脱硫方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200710072027 CN101091868A (zh) | 2007-04-13 | 2007-04-13 | 超声波雾化脱硫方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN101091868A true CN101091868A (zh) | 2007-12-26 |
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| CN 200710072027 Pending CN101091868A (zh) | 2007-04-13 | 2007-04-13 | 超声波雾化脱硫方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101879409A (zh) * | 2010-07-15 | 2010-11-10 | 华南理工大学 | 一种电动式超声波雾化湿法脱硫喷嘴及其应用 |
| CN101920162A (zh) * | 2010-07-15 | 2010-12-22 | 华南理工大学 | 一种烟气动力式湿法脱硫超声波雾化装置及其应用 |
| CN104534490A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-22 | 黑龙江国德节能服务有限公司 | 锅炉酸碱度平衡辅助配风的装置及配风方法 |
| CN106090967A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-11-09 | 杨天宇 | 一种锅炉节能环保方法及装置 |
| CN110237683A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-09-17 | 河北科技大学 | 一种新型强化吸收VOCs处理装置及其方法 |
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2007
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