CN107126815A - 一种烟气脱硫装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种烟气脱硫装置及方法，将内有吸附材料的旋转叶轮结构应用于脱硫装置腔体内，能够将烟气中二氧化硫的吸附催化与脱离同时连续进行，大大提升了脱硫效率与持续性；脱硫叶轮使用隔热材料，同时叶轮末端与壳体紧密相连，利用烟气与清洁流体反向流动促进脱硫叶轮的顺时针转动，避免了烟气与清洁流体直接接触，避免了在脱硫过程中烟气余热的损失，同时避免了脱硫过程阻碍烟气流动，更大程度的降低了脱硫过程中的功耗；脱硫叶轮顺时针旋转过程中，烟气与清洁流体的流动同时产生一定的推进作用，降低了叶轮旋转的能耗。

Description

一种烟气脱硫装置及方法
技术领域
本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种烟气脱硫装置及方法。
背景技术
随着我国工业的快速发展，以原煤为燃料的锅炉和冶金炼钢电炉越来越多，而这些炉窑所排放的污染物对大气环境带来了很大的危害，使我国环境治理面临很大的挑战，因此对于烟气中污染物的回收和处理技术也越来越重要。而烟气中成分很复杂，气体成分中所包含的SO2已经成为大气污染的主要原因，在余热利用过程中含硫烟气造成的低温腐蚀也会对设备带来很大的破坏，因此，减少SO2污染已成为当务之急。
烟道气脱硫一般分为干法和湿法，其中干法脱硫一般使用固体粉末或颗粒作为吸收剂，包括活性炭吸附法、石灰粉吹入法等，湿法脱硫一般采用液体作为吸收剂，如氨法、石灰乳法等。其中，由于活性炭吸附容量大，得到了广泛的应用。在二氧化硫吸附过程中，吸附剂同时起到了催化的作用，使废气中的氧气把二氧化硫氧化为三氧化硫，进而与废气中的水作用生成硫酸，进而饱和后的活性炭可以通过水洗再生，进而得到稀硫酸。该方法具有产物清洁、操作性强等优点，但吸附剂需要反复再生，影响了烟气脱硫的连续性和工作效率。
因此，亟待出现一种能够持续、稳定、高效运行的脱硫装置。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种脱硫效率高、制作与运行成本低、工作过程持续稳定的烟气脱硫装置及方法。
为达到上述目的，本发明的装置包括：包括上端为半圆结构的壳体以及设置在壳体内半圆结构底部中心的中心轴，脱硫叶轮通过中心轴安装在壳体内，脱硫叶轮的叶片末端与壳体上端半圆结构内壁紧密接触；
所述的脱硫叶轮表面为网孔状结构，其内包覆或通过固定材料固定有对二氧化硫具有物理吸附和化学吸附功能的吸附材料；
所述的壳体上端的半圆结构两侧分别安装有带有烟气进口阀、烟气出口阀的烟气进口管道和烟气出口管道；
壳体烟气出口管道一侧位于中心轴的下端安装有带清洁流体进口阀的清洁流体进口管道；
壳体下端烟气进口管道一侧安装有带清洁流体出口阀的清洁流体出口管道。
所述的烟气出口管道为渐缩结构，其下端与壳体内半圆结构底部处于同一平面且平行于烟气流向，上端沿烟气流向收缩。
所述的烟气进口管道为渐扩结构，其下端与壳体内半圆结构底部处于同一平面且平行于烟气流向，上端沿烟气流向扩张。
所述的清洁流体进口管道为渐扩结构。
所述的清洁流体出口管道为渐缩结构，其下端平行于清洁流体流向，上端沿清洁流体流向收缩。
所述的清洁流体为水、碱性溶液或具有脱硫作用的流体。
所述的烟气进口阀、烟气出口阀、清洁流体进口阀和清洁流体出口阀采用自动阀、动力驱动阀或手动阀。
所述的吸附材料为活性炭、活性煤、活性氯化铝、沸石或硅胶。
所述固定材料为耐硫酸的聚四氟乙烯或二氧化硅。
采用以上装置对烟气脱硫的方法如下：
步骤S100：流体注入：打开清洁流体进口阀，使清洁流体由清洁流体进口管道进入壳体内，使清洁流体能够充满脱硫叶轮下半部分，同时，中心轴转动，带动脱硫叶轮顺时针旋转；
步骤S200：烟气脱硫：打开烟气出口阀与烟气进口阀，烟气由烟气进口管道流入壳体，烟气在壳体内流动过程中二氧化硫被脱硫叶轮中吸附材料吸附并得到清洁气体，清洁气体由经烟气出口管道排出；
步骤S300：粉尘处理：吸附有二氧化硫的脱硫叶轮通过吸附材料的催化作用与烟气中的氧气反应生成三氧化硫，并与烟气中的水蒸气作用生成硫酸，脱硫叶轮顺时针由烟气侧进入清洁流体侧，清洁流体带走脱硫叶轮中的硫酸并使脱硫叶轮中吸附材料再生，脱硫叶轮继续顺时针旋转进行脱硫；打开清洁流体出口阀，所得硫酸溶液由清洁流体出口管道排出。
本发明通过内有吸附剂材料的旋转叶轮旋转进行持续的吸附剂吸附催化再生过程，通过叶轮中吸附剂吸附烟气中的二氧化硫进一步催化生成三氧化硫并与废气中的水蒸气作用生成硫酸，带有硫酸的叶轮旋转至清洁流体侧将硫酸溶入清洁流体中并使吸附剂再生实现脱硫功能，该方法依次循环实现了装置持续脱硫功能。
本发明相对于现有技术，具有如下优点及效果：
(1)本发明将一种内有吸附材料的旋转叶轮结构应用于脱硫装置腔体内，能够将烟气中二氧化硫的吸附催化与脱离同时连续进行，大大提升了脱硫效率与持续性；
(2)本发明中脱硫叶轮使用隔热材料，同时叶轮末端与壳体紧密相连，利用烟气与清洁流体反向流动促进脱硫叶轮的顺时针转动，避免了烟气与清洁流体直接接触，避免了在脱硫过程中烟气余热的损失，同时避免了脱硫过程阻碍烟气流动，更大程度的降低了脱硫过程中的功耗；
(3)本发明中脱硫叶轮顺时针旋转过程中，烟气与清洁流体的流动同时产生一定的推进作用，降低了叶轮旋转的能耗。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图中，1-烟气出口管道，2-烟气出口阀，3-烟气进口阀，4-烟气进口管道，5-清洁流体进口管道，6-清洁流体进口阀，7-清洁流体出口阀，8-清洁流体出口管道，9-壳体，10-中心轴，11-脱硫叶轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括上端为半圆结构的壳体9以及设置在壳体内半圆结构底部中心的中心轴10，脱硫叶轮11通过中心轴10安装在壳体9内，脱硫叶轮11的叶片末端与壳体9上端半圆结构内壁紧密接触；所述的脱硫叶轮11表面为网孔状结构，其内包覆或通过固定材料固定有对二氧化硫具有物理吸附和化学吸附功能的活性炭、活性煤、活性氯化铝、沸石或硅胶的吸附材料，其中固定材料为耐硫酸的聚四氟乙烯或二氧化硅；
在壳体9上端的半圆结构两侧分别设置有带有烟气进口阀3、烟气出口阀2的烟气进口管道4和烟气出口管道1；
壳体9烟气出口管道1一侧位于中心轴10的下端安装有带清洁流体进口阀6的清洁流体进口管道5；
壳体9下端烟气进口管道4一侧安装有带清洁流体出口阀7的清洁流体出口管道8。
其中，烟气出口管道1为渐缩结构，其下端与壳体内半圆结构底部处于同一平面且平行于烟气流向，上端沿烟气流向收缩，烟气进口管道4为渐扩结构，其下端与壳体内半圆结构底部处于同一平面且平行于烟气流向，上端沿烟气流向扩张，清洁流体进口管道5为渐扩结构，清洁流体出口管道8为渐缩结构，其下端平行于清洁流体流向，上端沿清洁流体流向收缩。
本发明采用渐扩结构能够使烟气更好的充满除尘叶轮上半侧，从而增大烟气与叶轮的接触面积，一方面提升除尘效率，另一方面能够更好的利用烟气动能从而带动除尘叶轮旋转；减缩结构能够更好地将充满叶轮上侧的烟气收集并排出。
本发明的清洁流体为水、碱性溶液或具有脱硫作用的流体，烟气进口阀3、烟气出口阀2、清洁流体进口阀6和清洁流体出口阀7采用自动阀、动力驱动阀或手动阀。
本发明的烟气脱硫方法包括以下步骤：
步骤S100：流体注入：打开清洁流体进口阀6，使清洁流体由清洁流体进口管道5进入壳体9内，使清洁流体能够充满脱硫叶轮11下半部分，同时，中心轴10转动，带动脱硫叶轮11顺时针旋转；
步骤S200：烟气脱硫：打开烟气出口阀2与烟气进口阀3，烟气由烟气进口管道4流入壳体9，烟气在壳体9内流动过程中二氧化硫被脱硫叶轮11中吸附材料吸附并得到清洁气体，清洁气体由经烟气出口管道2排出；
步骤S300：粉尘处理：吸附有二氧化硫的脱硫叶轮11通过吸附材料的催化作用与烟气中的氧气反应生成三氧化硫，并与烟气中的水蒸气作用生成硫酸，脱硫叶轮顺时针由烟气侧进入清洁流体侧，清洁流体带走脱硫叶轮11中的硫酸并使脱硫叶轮11中吸附材料再生，脱硫叶轮11继续顺时针旋转进行脱硫；打开清洁流体出口阀7，所得硫酸溶液由清洁流体出口管道8排出。
本发明将一种内有吸附材料的旋转叶轮结构应用于脱硫装置腔体内，能够将烟气中二氧化硫的吸附催化与脱离同时连续进行，大大提升了脱硫效率与持续性；脱硫叶轮使用隔热材料，同时叶轮末端与壳体紧密相连，利用烟气与清洁流体反向流动促进脱硫叶轮的顺时针转动，避免了烟气与清洁流体直接接触，避免了在脱硫过程中烟气余热的损失，同时避免了脱硫过程阻碍烟气流动，更大程度的降低了脱硫过程中的功耗；脱硫叶轮顺时针旋转过程中，烟气与清洁流体的流动同时产生一定的推进作用，降低了叶轮旋转的能耗。

Claims (10)

1.一种烟气脱硫装置，其特征在于，包括上端为半圆结构的壳体(9)以及设置在壳体内半圆结构底部中心的中心轴(10)，脱硫叶轮(11)通过中心轴(10)安装在壳体(9)内，脱硫叶轮(11)的叶片末端与壳体(9)上端半圆结构内壁紧密接触；
所述的脱硫叶轮(11)表面为网孔状结构，其内包覆或通过固定材料固定有对二氧化硫具有物理吸附和化学吸附功能的吸附材料；
所述的壳体(9)上端的半圆结构两侧分别安装有带有烟气进口阀(3)、烟气出口阀(2)的烟气进口管道(4)和烟气出口管道(1)；
壳体(9)烟气出口管道(1)一侧位于中心轴(10)的下端安装有带清洁流体进口阀(6)的清洁流体进口管道(5)；
壳体(9)下端烟气进口管道(4)一侧安装有带清洁流体出口阀(7)的清洁流体出口管道(8)。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫装置，其特征在于，所述的烟气出口管道(1)为渐缩结构，其下端与壳体内半圆结构底部处于同一平面且平行于烟气流向，上端沿烟气流向收缩。
3.根据权利要求1所述的烟气脱硫装置，其特征在于，所述的烟气进口管道(4)为渐扩结构，其下端与壳体内半圆结构底部处于同一平面且平行于烟气流向，上端沿烟气流向扩张。
4.根据权利要求1所述的烟气脱硫装置，其特征在于，所述的清洁流体进口管道(5)为渐扩结构。
5.根据权利要求1所述的烟气脱硫装置，其特征在于，所述的清洁流体出口管道(8)为渐缩结构，其下端平行于清洁流体流向，上端沿清洁流体流向收缩。
6.根据权利要求1所述的烟气脱硫装置，其特征在于，所述的清洁流体为水、碱性溶液或具有脱硫作用的流体。
7.根据权利要求1所述的烟气脱硫装置，其特征在于，所述的烟气进口阀(3)、烟气出口阀(2)、清洁流体进口阀(6)和清洁流体出口阀(7)采用自动阀、动力驱动阀或手动阀。
8.根据权利要求1所述的烟气脱硫装置，其特征在于，所述的吸附材料为活性炭、活性煤、活性氯化铝、沸石或硅胶。
9.根据权利要求1所述的烟气脱硫装置，其特征在于，所述固定材料为耐硫酸的聚四氟乙烯或二氧化硅。
10.一种如权利要求1所述烟气脱硫装置的脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S100：流体注入：打开清洁流体进口阀(6)，使清洁流体由清洁流体进口管道(5)进入壳体(9)内，使清洁流体能够充满脱硫叶轮(11)下半部分，同时，中心轴(10)转动，带动脱硫叶轮(11)顺时针旋转；
步骤S200：烟气脱硫：打开烟气出口阀(2)与烟气进口阀(3)，烟气由烟气进口管道(4)流入壳体(9)，烟气在壳体(9)内流动过程中二氧化硫被脱硫叶轮(11)中吸附材料吸附并得到清洁气体，清洁气体由经烟气出口管道(2)排出；
步骤S300：粉尘处理：吸附有二氧化硫的脱硫叶轮(11)通过吸附材料的催化作用与烟气中的氧气反应生成三氧化硫，并与烟气中的水蒸气作用生成硫酸，脱硫叶轮顺时针由烟气侧进入清洁流体侧，清洁流体带走脱硫叶轮(11)中的硫酸并使脱硫叶轮(11)中吸附材料再生，脱硫叶轮(11)继续顺时针旋转进行脱硫；打开清洁流体出口阀(7)，所得硫酸溶液由清洁流体出口管道(8)排出。
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