CN107913577A - 一种高效节能海水脱硫系统 - Google Patents

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    • B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor

Abstract

本发明涉及一种高效节能海水脱硫系统，包括第一处理塔、稀释调节槽、封闭曝气池、第二处理塔；还包括水力发电机、风力发电机组、太阳能发电机组、高效节能控制器、蓄电池，所述水力发电机设置于封闭曝气池与海洋之间，将曝气后的海水势能转换成电能，所述高效节能控制器能够预测水力发电机、风力发电机组、太阳能发电机组的总发电输出功率以及各个用电设备所需的功耗，所述高效节能控制器选择合适的用电设备对其进行供电，使被选择的用电设备的总功耗不超过并且尽可能的接近所述总发电输出功率。本发明使用多种绿色电能对用电设备进行供电，脱硫效率高、运行成本低，有利于对环境的保护。

Description

一种高效节能海水脱硫系统
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种高效节能海水脱硫系统。
背景技术
海水烟气脱硫工艺是以天然海水为吸收剂来脱除烟气中SO2的湿法脱硫技术。海水脱硫工艺具有以下优点：以海水为吸收剂，可节约淡水资源；脱硫效率高，一般可达90％以上；不产生副产品和废弃物，无二次污染；不存在设备及管道结垢、堵塞等问题，系统利用率高；技术成熟，工艺简单，维护方便，投资、运行费用低等。
目前海水脱硫技术已经较为完善，对其工艺进行的改进也多集中于一些较为细节的某一方面，例如，如何降低海水烟气脱硫过程中的能耗，也即对海水脱硫的同时能够尽量节约电能。目前已经一些相关研究，例如在海水脱硫的过程中某些设备利用太阳能为动力，从而减少工业用电。然而，上述研究均较为笼统，对太阳能发送的绿色电能利用率不高，并且一些用电设备在太阳能绿色电能和工业用电之间频繁的进行切换，不仅会影响用电设备的工作性能和使用寿命，并且对电路中的一些电气设备也会造成一定的损坏。此外，目前的海水脱硫高效节能研究中，通常也仅仅利用了太阳能发送的电能，而对其他绿色能源的利用，尤其是多种绿色能源统一协调使用的研究还未曾涉及。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明的目的在于，提供一种脱硫效率高、运行成本低、以太阳能、风能、海水势能为动力的高效节能海水脱硫系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高效节能海水脱硫系统，包括第一处理塔，所述第一处理塔的侧下部设置有烟气进口，所述第一处理塔的顶部和底部分别设置有烟气出口、第一集水槽，所述第一处理塔内部上侧设置有第一喷淋管，所述第一喷淋管与海水供给泵相连接，所述海水供给泵通过海水过滤器与海洋相连接；所述第一集水槽的一侧设置有循环海水出口，所述循环海水出口通过海水循环泵与第一喷淋管相连接，所述第一集水槽底部设置有第一搅拌器；
所述第一集水槽的一侧设置有废水排出口，所述废水排出口通过第一废水排出泵、污泥分离器与稀释调节槽相连接，所述污泥分离器与污泥罐相连接，所述稀释调节槽与海水供给泵相连接；
所述稀释调节槽与封闭曝气池相连接，所述封闭曝气池内侧底部设置有曝气管，所述曝气管通过曝气风机与空气过滤器相连接，所述封闭曝气池上部设置有出气口；还包括第二处理塔，所述第二处理塔的顶部和底部分别设置有清洁空气排出口和第二集水槽，所述第二集水槽内侧底部设置有布气管，所述布气管与所述出气口相连接；所述第二处理塔内部上侧设置有第二喷淋管，所述第二喷淋管与海水供给泵相连接；所述第二集水槽还通过第二废水排出泵与稀释调节槽相连接，所述稀释调节槽内侧底部设置有第二搅拌器；
还包括水力发电机、风力发电机组、太阳能发电机组、高效节能控制器、蓄电池，所述水力发电机设置于封闭曝气池与海洋之间，将曝气后的海水势能转换成电能，所述水力发电机、风力发电机组、太阳能发电机组、蓄电池分别与高效节能控制器相连接，所述高效节能控制器与脱硫系统中的各个用电设备相连接；
所述高效节能控制器能够预测水力发电机、风力发电机组、太阳能发电机组的总发电输出功率以及各个用电设备所需的功耗，所述高效节能控制器选择合适的用电设备对其进行供电，使被选择的用电设备的总功耗不超过并且尽可能的接近所述总发电输出功率。
进一步地，所述高效节能控制器能够预测下一时间周期内水力发电机、风力发电机组、太阳能发电机组的总发电输出功率以及各个用电设备所需的功耗，并且选择合适的用电设备在所述下一时间周期内对其进行供电；其中，通过下一时间周期内需要处理的烟气负荷、风力强度、光照强度来预测水力发电机、风力发电机组、太阳能发电机组的发电输出功率，并且通过下一时间周期内需要处理的烟气负荷来预测各个用电设备所需的功耗。
进一步地，所述高效节能控制器预测的时间周期为24、12、6、3、2或者1小时。
进一步地，所述高效节能控制器与远程天气预报系统和远程中央集控中心相连接。
进一步地，所述用电设备包括海水供给泵、海水循环泵、第一废水排出泵、第二废水排出泵、曝气风机、第一搅拌器、第二搅拌器。
进一步地，所述烟气进口前设置有除尘器，所述第一集水槽内设置有水位传感器、第一酸碱度传感器；所述第一处理塔内位于第一喷淋管下方设置有填料层，位于第一喷淋管上方依次设置有第一除雾器和第一清洗管；所述第二集水槽内位于第二喷淋管上方依次设置有第二除雾器和第二清洗管；所述稀释调节槽内设置有第二酸碱度传感器。
另外，在本发明所述技术方案中，凡未做特别说明的，均可采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。
本发明具有以下优点：发电厂等由于需要大量的冷却水故大多建设在海边，而海边的太阳能和风能的资源十分丰富，此外，海水脱硫机组中的曝气池通常和海平面存在一定的高度差(可达6米左右)，且水量很大，因此该部分的海水势能具备回收利用的价值。本发明能够利用太阳能、风能、海水势能发送的电能对海水脱硫机组中的用电设备进行供电，从而能够大大减少工业用电量，有利于对环境的保护。本发明能够提前预测未来一段时间内各发电装置的发电量，并且选择合适的用电设备，对上述绿色电能的利用率极高，并且不会频繁切换各个用电设备的供电电源，有利于整个系统的长时间稳定运行。本发明还设置有第二处理塔，能够对曝气过程中逃脱的SO2进行二次回收，防止其对环境造成二次污染，而第二处理塔中只利用过一次的海水直接输送至稀释调节槽，对第一处理塔中过来的废水进行稀释，减少中和海水(也即从海水供给泵直接输送过来的海水)的使用量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、第一处理塔；2、烟气进口；3、烟气出口；4、第一喷淋管；5、第一集水槽；6、海水供给泵；7、海水循环泵；8、填料层；9、第一除雾器；10、第一清洗管；11、除尘器；12、水位传感器；13、第一酸碱度传感器；14、第一搅拌器；15、第一废水排出泵；16、污泥分离器；17、污泥罐；18、稀释调节槽；19、第二酸碱度传感器；20、第二搅拌器；21、封闭曝气池；22、曝气管；23、曝气风机；24、空气过滤器；25、水力发电机；26、第二处理塔；27、第二集水槽；28、清洁空气排出口；29、布气管；30、第二喷淋管；31、第二除雾器；32、第二清洗管；33、风力发电机组；34、太阳能发电机组；35、高效节能控制器；36、蓄电池；37、海水过滤器、38、第二废水排出泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1，一种高效节能海水脱硫系统，包括第一处理塔1，所述第一处理塔1的侧下部设置有烟气进口2，所述第一处理塔1的顶部和底部分别设置有烟气出口3、第一集水槽5，所述第一处理塔1内部上侧设置有第一喷淋管4，所述第一喷淋管4与海水供给泵6相连接，所述海水供给泵6通过海水过滤器37与海洋相连接；所述第一集水槽5的一侧设置有循环海水出口，所述循环海水出口通过海水循环泵7与第一喷淋管4相连接，所述第一集水槽5底部设置有第一搅拌器14。所述第一搅拌器14能够搅拌第一集水槽5内的废水，防止底部沉积污泥，减少清理麻烦。
所述第一集水槽5的一侧设置有废水排出口，所述废水排出口通过第一废水排出泵15、污泥分离器16与稀释调节槽18相连接，所述污泥分离器16与污泥罐17相连接，所述稀释调节槽18与海水供给泵6相连接。污泥分离器16能够分理出废水中的污泥，并且将其储存至污泥罐17中。
所述稀释调节槽18与封闭曝气池21相连接，所述封闭曝气池21内侧底部设置有曝气管22，所述曝气管22通过曝气风机23与空气过滤器24相连接，所述封闭曝气池21上部设置有出气口；还包括第二处理塔26，所述第二处理塔26的顶部和底部分别设置有清洁空气排出口28和第二集水槽27，所述第二集水槽27内侧底部设置有布气管29，所述布气管29与所述出气口相连接；所述第二处理塔26内部上侧设置有第二喷淋管30，所述第二喷淋管30与海水供给泵6相连接；所述第二集水槽27还通过第二废水排出泵38与稀释调节槽18相连接，所述稀释调节槽18内侧底部设置有第二搅拌器20。设置第二搅拌器20能够有利于稀释调节槽18中海水的混合。
设置有第二处理塔26，能够对曝气过程中逃脱的SO2进行二次回收，防止其对环境造成二次污染，而第二处理塔26中只利用过一次的海水直接输送至稀释调节槽18，对第一处理塔1中过来的废水进行稀释，减少中和海水(也即从海水供给泵6直接输送过来的海水)的使用量。
还包括水力发电机25、风力发电机组33、太阳能发电机组34、高效节能控制器35、蓄电池36，所述水力发电机25设置于封闭曝气池21与海洋之间，将曝气后的海水势能转换成电能，所述水力发电机25、风力发电机组33、太阳能发电机组34、蓄电池36分别与高效节能控制器35相连接，所述高效节能控制器35与脱硫系统中的各个用电设备相连接。蓄电池36用于将多余的电能进行储存。
所述高效节能控制器35能够预测水力发电机25、风力发电机组33、太阳能发电机组34的总发电输出功率以及各个用电设备所需的功耗，所述高效节能控制器35选择合适的用电设备对其进行供电，使被选择的用电设备的总功耗不超过并且尽可能的接近所述总发电输出功率，从而使上述发电装置发出的绿色电能得到充分的利用，减少工业用电量。可以理解的是，通常情况下，水力发电机25、风力发电机组33、太阳能发电机组34的发电量很难满足整个脱硫系统所有用电设备的耗电需求。而至于选择合适的用电设备对其进行供电，是指根据各个用电设备的功耗，对其进行任意的组合，使其功耗的总和尽量接近总发电输出功率。
所述高效节能控制器35能够预测下一时间周期内水力发电机25、风力发电机组33、太阳能发电机组34的总发电输出功率以及各个用电设备所需的功耗，并且选择合适的用电设备在所述下一时间周期内对其进行供电。其中，通过下一时间周期内需要处理的烟气负荷、风力强度、光照强度来预测水力发电机25、风力发电机组33、太阳能发电机组34的发电输出功率，并且通过下一时间周期内需要处理的烟气负荷来预测各个用电设备所需的功耗。通常情况下，因为烟气的含硫量基本稳定，所以在需要处理的烟气负荷量确定下来时，各个用电设备所需的功耗也能够进行预测，所用的海水量一定，所以水力发电机25的发电量也能够预测。
每隔一定的时间周期就提前预测下一周内发电装置的总发电输出功率以及各个用电设备所需的功耗，作为一种优选，所述高效节能控制器35预测的时间周期为24、12、6、3、2或者1小时，当然该时间周期越短则预测的结果越准确，对绿色电能的利用率也越高，但是为了避免频繁的切换用电设备的供电电源，该时间周期不宜过短。
所述高效节能控制器35与远程天气预报系统和远程中央集控中心相连接。从而能够获取未来的风力强度、光照强度以及需要处理的烟气负荷，从而能够预测出总发电输出功率以及各个用电设备所需的功耗。
所述用电设备包括海水供给泵6、海水循环泵7、第一废水排出泵15、第二废水排出泵38、曝气风机23、第一搅拌器14、第二搅拌器20。所述烟气进口2前设置有除尘器11，所述第一集水槽5内设置有水位传感器12、第一酸碱度传感器13。所述第一处理塔1内位于第一喷淋管4下方设置有填料层8，位于第一喷淋管4上方依次设置有第一除雾器9和第一清洗管10。所述第二集水槽27内位于第二喷淋管30上方依次设置有第二除雾器31和第二清洗管32。所述稀释调节槽18内设置有第二酸碱度传感器19。
作为公知的是，本发明前文提及的海水供给泵6、海水循环泵7等可以指代为多个泵组成的泵组，所述多个泵可以为变频泵。而为了对各个连接管路中的水流进行控制，附图1中虽然未示出，但是各个管路中可以根据实际需求而设置多个截止阀、流量阀等，而水力发电机25也可以根据需求设置为多个，在此不再进一步赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种高效节能海水脱硫系统，其特征在于：包括第一处理塔，所述第一处理塔的侧下部设置有烟气进口，所述第一处理塔的顶部和底部分别设置有烟气出口、第一集水槽，所述第一处理塔内部上侧设置有第一喷淋管，所述第一喷淋管与海水供给泵相连接，所述海水供给泵通过海水过滤器与海洋相连接；所述第一集水槽的一侧设置有循环海水出口，所述循环海水出口通过海水循环泵与第一喷淋管相连接，所述第一集水槽底部设置有第一搅拌器；
所述第一集水槽的一侧设置有废水排出口，所述废水排出口通过第一废水排出泵、污泥分离器与稀释调节槽相连接，所述污泥分离器与污泥罐相连接，所述稀释调节槽与海水供给泵相连接；
所述稀释调节槽与封闭曝气池相连接，所述封闭曝气池内侧底部设置有曝气管，所述曝气管通过曝气风机与空气过滤器相连接，所述封闭曝气池上部设置有出气口；还包括第二处理塔，所述第二处理塔的顶部和底部分别设置有清洁空气排出口和第二集水槽，所述第二集水槽内侧底部设置有布气管，所述布气管与所述出气口相连接；所述第二处理塔内部上侧设置有第二喷淋管，所述第二喷淋管与海水供给泵相连接；所述第二集水槽还通过第二废水排出泵与稀释调节槽相连接，所述稀释调节槽内侧底部设置有第二搅拌器；
还包括水力发电机、风力发电机组、太阳能发电机组、高效节能控制器、蓄电池，所述水力发电机设置于封闭曝气池与海洋之间，将曝气后的海水势能转换成电能，所述水力发电机、风力发电机组、太阳能发电机组、蓄电池分别与高效节能控制器相连接，所述高效节能控制器与脱硫系统中的各个用电设备相连接；
所述高效节能控制器能够预测水力发电机、风力发电机组、太阳能发电机组的总发电输出功率以及各个用电设备所需的功耗，所述高效节能控制器选择合适的用电设备对其进行供电，使被选择的用电设备的总功耗不超过并且尽可能的接近所述总发电输出功率。
2.根据权利要求1所述的高效节能海水脱硫系统，其特征在于：所述高效节能控制器能够预测下一时间周期内水力发电机、风力发电机组、太阳能发电机组的总发电输出功率以及各个用电设备所需的功耗，并且选择合适的用电设备在所述下一时间周期内对其进行供电；其中，通过下一时间周期内需要处理的烟气负荷、风力强度、光照强度来预测水力发电机、风力发电机组、太阳能发电机组的发电输出功率，并且通过下一时间周期内需要处理的烟气负荷来预测各个用电设备所需的功耗。
3.根据权利要求2所述的高效节能海水脱硫系统，其特征在于：所述高效节能控制器预测的时间周期为24、12、6、3、2或者1小时。
4.根据权利要求2所述的高效节能海水脱硫系统，其特征在于：所述高效节能控制器与远程天气预报系统和远程中央集控中心相连接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的高效节能海水脱硫系统，其特征在于：所述用电设备包括海水供给泵、海水循环泵、第一废水排出泵、第二废水排出泵、曝气风机、第一搅拌器、第二搅拌器。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的高效节能海水脱硫系统，其特征在于：所述烟气进口前设置有除尘器，所述第一集水槽内设置有水位传感器、第一酸碱度传感器；所述第一处理塔内位于第一喷淋管下方设置有填料层，位于第一喷淋管上方依次设置有第一除雾器和第一清洗管；所述第二集水槽内位于第二喷淋管上方依次设置有第二除雾器和第二清洗管；所述稀释调节槽内设置有第二酸碱度传感器。
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