CN105289296B - 鼠轮式离心脱硫、脱液设备 - Google Patents

Abstract

鼠轮式离心脱硫、脱液设备，包括离心反应鼠轮及气水分离塔；离心反应鼠轮包括筒体外壳、旋转鼠轮、旋转驱动电机、进气管道、转轴，转轴的端部设置有支撑叶片，支撑叶片沿旋转鼠轮的径向与旋转鼠轮相连，旋转鼠轮的圆周面上设置有过滤网，进气管道位于旋转鼠轮设置有支撑叶片的一侧，支撑叶片外侧设置有喷水管，喷水管上设置有高压喷头；筒体外壳的出气口位于旋转鼠轮的圆周上，筒体外壳通过连接管道与气水分离塔连通；气水分离塔包括进气腔、分离腔和出气腔，进气腔与连接管道相连，进气腔与分离腔之间设置有分隔板，进气腔和/或分离腔内设置有滤筒。本发明的离心脱硫设备脱硫效率高，气水比小，所需动力小，节水节能，占地面积小，成本更低。

Description

鼠轮式离心脱硫、脱液设备

技术领域

本发明涉及一种环保设备，尤其涉及一种氨法脱硫工艺中使用的脱硫、脱液设备。

背景技术

随着经济的发展、社会的进步和人们环保意识的增强，工业烟气脱除SO2，日益受到重视。近几年来，国家加强了对大气环境的监察和治理，制定了相关政策和烟气排放标准，在烟气排放标准中对SO2含量作了严格规定。在这种形势下各种脱硫工艺应运而生。脱硫工艺分湿法、干法和半干法。干法和半干法因脱硫率低、运行成本高等缺点很少采用。现在使用的大多数是湿法脱硫工艺。湿法脱硫方法很多，如碱液脱硫、氨法脱硫、石灰脱硫、石灰石石膏脱硫等。氨法脱硫工艺是根据氨与二氧化硫、水反应生成脱硫产物的基本机理进行的，主要有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。

专利号为95110084.X的中国发明专利公开了一种测喷式离心脱硫除尘装置，其是一种管道内脱硫除尘系统。它的工作原理是在除尘器与引风机之间或引风机与烟囱之间加装该系统，它由烟气管道、喷淋装置、旋流装置、膨胀节、气水分离器、和供水系统组成。该系统的工作过程为流经除尘器的含硫气体在进入除尘器出口后，在其管道的侧面安装有高压喷头，高压喷头打出的氢氧化钙水雾化后与垂直通过的含二氧化硫的烟气进行碰撞、分解，其含水气体在引风机负压的作用下，沿旋流装置管壁下行的过程中，经过膨胀节时，由于管径锥度扩大，在该处的风速降低，使得含水气体在该处得到一部分分离，分离后的水经膨胀节底部的管道排入循环水池复用，含水气体在进入气水分离器后进行二次滤水，气体经过气水分离器后，进入膨胀节进行三次滤水，分离后的水经膨胀节底部的管道进入气水分离器下椎体，经锁气器进入循环水池复用;经滤水后的烟气，经引风机加压，进入烟囱排入大气。但该系统只可作为烟气脱硫系统的粗过滤系统，脱硫效率在70%以内，工作过程中，烟气与氢氧化钙水溶液的接触时间短，在短时间内无法将气体中的二氧化硫有效分解；而且氢氧化钙水溶液中含有小颗粒杂质，容易使高压喷头堵塞，造成水泵压力大，电机烧毁、喷淋水量减少、达不到脱硫效果；同时脱水是在管道中进行，由于受现场条件所限，除尘器与风机之间的脱水效果不会太好，容易造成风机叶轮上带有含水颗粒物，导致风机叶轮不平衡，造成风机震动大、烟囱下石灰雨；在生产过程中产生的硫酸钙无利用价值，且含有有害物，要进行无害化处理后方可填埋，后期费用很大。

专利号为200620028221.0的中国实用新型专利公开了一种湿式除尘脱硫机，其为一种小型立式旋转脱硫装置，该装置有进出风口，当含硫气体从进风口进入本机的过烟通道时，与喷淋装置喷出的脱硫液混合，混合后的气液体在旋转的离心脱硫装置摔出过滤层，并进行气液分离，分离后的液体从分离槽经管道流入脱硫液池，进行循环使用，气体进出风口进入引风机，经烟囱排空。该装置为立式脱硫装置，在安装过滤层及更换轴承时，必须将连接出风口的管道一起拆除，检修时间长，维护费用大，气水分离器在离心分离过程中，由于管道直径小，风速不可能降低，部分水会经出风管道进入引风机，造成风机叶轮带水失衡，引起震动，同时烟囱会排出大量的酸性、碱性水，污染环境，水资源浪费。生石灰在水解的过程中有颗粒物，容易堵赛喷头，且更换困难；同时喷头所喷出的氢氧化钙溶液容易把过滤层堵塞，造成风机负压增大，电耗提高，脱硫效率降低；脱硫液容易形成二次污染，产生的硫酸钙有有害成分，无利用价值，填埋容易产生污染。现在国家禁止填埋，处理成本很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、脱硫效率高的离心脱硫、脱液设备。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

鼠轮式离心脱硫、脱液设备，包括离心反应鼠轮及气水分离塔；所述离心反应鼠轮包括筒体外壳、设置于所述筒体外壳内的旋转鼠轮、驱动所述旋转鼠轮旋转的旋转驱动电机、与所述筒体外壳内连通的进气管道、沿所述旋转鼠轮的轴线穿过所述旋转鼠轮的转轴，所述转轴的端部设置有支撑叶片，所述支撑叶片沿所述旋转鼠轮的径向与所述旋转鼠轮相连，所述旋转鼠轮的圆周面上设置有过滤网，所述进气管道位于所述旋转鼠轮设置有支撑叶片的一侧，所述支撑叶片外侧设置有喷水管，所述喷水管上设置有高压喷头；所述筒体外壳的出气口位于所述旋转鼠轮的圆周上，所述筒体外壳通过连接管道与气水分离塔连通；所述气水分离塔包括从下往上依次设置的进气腔、分离腔和出气腔，所述进气腔与连接管道相连，所述进气腔与分离腔之间设置有分隔板，所述进气腔和/或所述分离腔内设置有至少一个纵向布置的滤筒，所述分隔板和所述滤筒的圆周面上设置有多个通孔。

进一步的，所述旋转鼠轮上设置了两圈鼠轮支撑条，过滤网设置于外圈鼠轮支撑条和内圈鼠轮支撑条之间。

进一步的，所述转轴的两端设置有支撑叶片，所述进气管道设置于所述旋转鼠轮轴向的两侧。

进一步的，所述喷水管为环形，所述高压喷头沿圆周间隔设置于所述喷水管上。

进一步的，所述高压喷头的喷水方向与所述支撑叶片叶面的切线方向平行。

进一步的，所述滤筒设置于所述分隔板上。

进一步的，所述分隔板上设置有3个滤筒。

由以上技术方案可知，本发明的脱硫设备包括离心反应鼠轮和气水分离塔，利用旋转鼠轮产生的离心力，使催化剂和烟气在旋转鼠轮中充分对撞、混合，在催化剂的作用下，并利用鼠轮圆周面上的过滤网形成快速反应区，使催化剂和烟气可在过滤网内充分反应，含有催化剂的水分子在通过过滤网时，其由液滴变为液丝，再变为液膜，比表面积扩大到原来的100倍～500倍，可有效地使催化剂与二氧化硫发生快速反应，使二氧化硫被催化剂吸收；然后采用气水分离塔使充分混合反应后的水汽混合物进行分离。与喷淋式脱硫设备相比，本发明利用轴流叶片产生的负压将含硫气体及高压含催化剂的水溶液带入鼠轮式反应器中，由侧端进气口形成对撞的高压催化剂和含硫气体进行高速对撞，同时经过降速通过过滤网时，在中速旋转的离心力的作用下，二氧化硫被过滤网内的液丝进行充分交换，转化为硫酸铵；产生的水雾与烟气经气水分离器分离后，硫酸铵水溶液进入催化剂溶液池，重复利用，分离后的高清洁气体（含硫15%）经烟囱排入大气。该设备具有占地面积小，生产集中，自动化程度高，能耗低，节水，同时产生的硫酸铵可通过脱水、蒸馏后用于农业生产，气水比小，脱硫效率更高。该技术和传统的脱硫相比，其节水在1/40，节电为1/10,占地面积节省1/10，可以进行新建或改建，排放可达到超净排放标准30 mg/Nm³（15mg/Nm³）以下，且脱硫后产物可以经蒸馏后生成硫酸铵固体物，应用于农业化肥，可变废为宝，利国利民。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图图。

图2为本发明实施例的主视图。

图3为图1的俯视图。

图4为图1的侧视图。

图5为本发明离心反应鼠轮的结构示意图。

图6为离心反应鼠轮去除外壳后的结构示意图。

图7为图6的俯视图。

图8为本发明气水分离塔的结构示意图。

图9为本发明气水分离塔的分解结构示意图。

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

参照图1至图4，本发明的离心脱硫、脱液设备包括离心反应鼠轮1以及通过连接管道2与离心反应鼠轮1相连的气水分离塔3。结合图5、图6及图7，离心反应鼠轮1包括筒体外壳1-1、进气管道1-2、旋转驱动电机1-3、旋转鼠轮1-4、支撑叶片1-5、转轴1-6、喷水管1-7以及高压喷头1-8。

旋转鼠轮1-4设置于筒体外壳1-1内，转轴1-6沿旋转鼠轮1-4的轴线穿过旋转鼠轮1-4，转轴1-6通过支撑叶片1-5与旋转鼠轮1-4相连，支撑叶片1-5沿旋转鼠轮1-4的径向与旋转鼠轮1-4相连且沿圆周均匀间隔设置，支撑叶片既是进气端鼠轮的轴盘与转子套盘之间的连接骨架，又是它们之间的轴流叶片。本实施例的转轴1-6通过减速机及传动皮带与旋转驱动电机1-3相连。在旋转鼠轮1-4的圆周面上设置有过滤网或滤棉（未图示），优选的，为了保证旋转鼠轮1-4旋转时，过滤网或滤棉不会在离心力作用下从旋转鼠轮1-4上脱离，本实施例的旋转鼠轮1-4上设置了两圈鼠轮支撑条1-10，将过滤网或滤棉设置于外圈鼠轮支撑条和内圈鼠轮支撑条之间，以此固定过滤网或滤棉。过滤网或滤棉的厚度可为50～400mm。

进气管道1-2设置于旋转鼠轮1-4轴向的旁侧，其与筒体外壳1-1内连通，烟气从进气管道1-2进入筒体外壳1内，并从支撑叶片1-5之间的间隙（引风道）进入旋转鼠轮1-4中。作为本发明的一个优选实施例，进气管道1-2设置于旋转鼠轮1-4轴向的两侧，烟气可从两边同时进入旋转鼠轮1-4内。喷水管1-7设置于支撑叶片1-5的外侧，本实施例的喷水管1-7为环形，在喷水管1-7上沿圆周间隔布置有高压喷头1-8，喷水管1-7通过进水管道1-9与外部储水罐相连。进一步的，高压喷头1-8的的喷水方向与支撑叶片1-5叶面的切线方向平行，由此可以将催化剂通过高压喷头对射、撞击进入旋转鼠轮1-4内。筒体外壳1-1的出气口位于旋转鼠轮1-4的圆周面上，筒体外壳1-1通过连接管道2与气水分离塔3连通。

结合图8和图9，气水分离塔3包括进气腔3-1、分离腔3-2、出气腔3-3、分隔板3-4、滤筒3-5。进气腔3-1、分离腔3-2、出气腔3-3从下往上依次设置，进气腔3-1与连接管道2相连，分隔板3-4设置于进气腔3-1和分离腔3-2之间，分隔板3-4上加工有多个通孔，在分隔板3-4上设置有至少一个滤筒3-5，滤筒3-5纵向设置于分隔板3-4上，滤筒3-5的圆周面上同样设置有多个通孔，通过在滤筒3-5的圆周面上设置通孔，可以增加滤筒3-5与水汽混合物的接触面积，进一步的，可在滤筒3-5的圆周面外侧加滤料，当带液气体通过滤料时，水被滤料阻隔，洁净气体通过滤料排放；由于增加水汽混合物流动的阻力，保证气水分离效果。

下面对本发明脱硫设备的工作过程进行说明：

含硫烟气经进气管道1-2从旋转鼠轮1-4的轴向侧进入筒体外壳1-1中，旋转驱动电机1-3驱动转轴1-6转动，从而使旋转鼠轮1-4在筒体外壳1-1内旋转，含硫烟气从支撑叶片1-5间的引风道进入旋转鼠轮1-4内，同时催化剂经过进水管道1-9通入喷水管1-7中，再经高压喷头1-9喷入旋转鼠轮1-4中，由于高压喷头1-9位于支撑叶片1-5外侧，高压喷头1-9向旋转鼠轮1-4内喷水时，会被跟随旋转鼠轮1-4旋转的支撑叶片1-5切割，从而形成水雾，水雾与烟气在旋转鼠轮1-4内充分混合，为了延长水雾与烟气的反应时间，本发明在旋转鼠轮1-4的圆周面位置处设置过滤网或滤棉，当水雾和烟气在离心力作用下被甩至过滤网或滤棉上时，会在过滤网或滤棉上充分混合反应，然后水汽混合物在旋转鼠轮1-4的旋转离心力的进一步作用下被甩出过滤网或滤棉外，通过连接管道2进入气水分离塔3中；水汽混合物进入气水分离塔3的进气腔3-1后，通过分隔板3-4上的通孔进入分离腔3-2中，并通过滤筒3-5进一步分离，液体被滤筒3-5及分隔板3-4挡住，落回进气腔3-1底部，并排入循环水系统中，气体则经过出气腔3-3向外排出。

本发明的离心脱硫设备脱硫效率高，气水比小，所需动力小，节水节能，与塔式脱硫设备相比，占地面积小，成本更低。

当然，本发明的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本发明的构思得到许多不同的具体方案，例如，前述实施例中的在离心反应鼠轮的两侧均设置进气管道，但也可以只在单侧设置进气管道，喷水管可以是环形，也可以是方形、三角形或其它形状，滤筒可以设置于分隔板上方或分隔板下方，或分隔板上方和下方均设置滤筒；转轴也可直接由旋转驱动电机驱动，而无需减速机及传动件；支撑叶片也可采用柱形等，诸如此等改变以及等效变换均应包含在本发明所述的范围之内。

Claims (9)

1.鼠轮式离心脱硫、脱液设备，其特征在于，包括离心反应鼠轮及气水分离塔；

所述离心反应鼠轮包括筒体外壳、设置于所述筒体外壳内的旋转鼠轮、驱动所述旋转鼠轮旋转的旋转驱动电机、与所述筒体外壳内连通的进气管道、沿所述旋转鼠轮的轴线穿过所述旋转鼠轮的转轴，所述转轴的端部设置有支撑叶片，所述支撑叶片沿所述旋转鼠轮的径向与所述旋转鼠轮相连，所述旋转鼠轮的圆周面上设置有过滤网，所述进气管道设置于旋转鼠轮轴向的旁侧、位于所述旋转鼠轮设置有支撑叶片的一侧，所述支撑叶片外侧设置有喷水管，所述喷水管上设置有高压喷头；

所述筒体外壳的出气口位于所述旋转鼠轮的圆周面上，所述筒体外壳通过连接管道与气水分离塔连通；所述气水分离塔包括从下往上依次设置的进气腔、分离腔和出气腔，所述进气腔与连接管道相连，所述进气腔与分离腔之间设置有分隔板，所述进气腔和/或所述分离腔内设置有至少一个纵向布置的滤筒，所述分隔板和所述滤筒的圆周面上设置有多个通孔。

2.根据权利要求1所述的鼠轮式离心脱硫、脱液设备，其特征在于：所述旋转鼠轮上设置了两圈鼠轮支撑条，过滤网设置于外圈鼠轮支撑条和内圈鼠轮支撑条之间。

3.根据权利要求1所述的鼠轮式离心脱硫、脱液设备，其特征在于：所述转轴的两端设置有支撑叶片，所述支撑叶片均匀间隔设置，所述进气管道设置于所述旋转鼠轮轴向的两侧。

4.根据权利要求1所述的鼠轮式离心脱硫、脱液设备，其特征在于：所述喷水管为环形，所述高压喷头沿圆周间隔设置于所述喷水管上。

5.根据权利要求1或4所述的鼠轮式离心脱硫、脱液设备，其特征在于：所述高压喷头的喷水方向与所述支撑叶片叶面的切线方向平行。

6.根据权利要求1所述的鼠轮式离心脱硫、脱液设备，其特征在于：所述滤筒设置于所述分隔板上。

7.根据权利要求6所述的鼠轮式离心脱硫、脱液设备，其特征在于：所述分隔板上设置有3个滤筒。

8.根据权利要求1所述的鼠轮式离心脱硫、脱液设备，其特征在于：所述过滤网厚度为50～400mm。

9.根据权利要求1所述的鼠轮式离心脱硫、脱液设备，其特征在于：所述滤筒的圆周面外侧设置有滤料。