CN108452655A - 一种废气除硫脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种废气除硫脱硝系统，包括脱硝装置和与所述脱硝装置连通的第一脱硫本体，在所述第一脱硫本体底部设置有配液池，所述配液池中设置有脱硫剂入口和脱硫剂溶剂入口，所述配液池底部还设置有搅拌台，在配液池上部设置有烟道入口，所述烟道入口通向喷淋室，所述喷淋室与所述配液池通过第一水泵连通；在所述烟道入口通向所述喷淋室的途中设置有除尘吸附部件以去除含有废气中的颗粒物，在所述第一脱硫本体顶部设置有第一烟气出口。本发明能够实现全程自动化脱硫和脱硫工艺过程的精确控制，自动化程度高，脱硫效率高。
Description
技术领域
本发明涉及环保机械领域，尤其涉及一种废气除硫脱硝系统。
背景技术
废气是指人类在生产和生活过程中排出的有毒有害的气体。特别是化工厂、钢铁厂、制药厂以及炼焦厂和炼油厂等，排放的废气气味大，严重污染环境和影响人体健康。
废气中含有污染物种类很多，其物理和化学性质非常复杂，毒性也不尽相同。燃料燃烧排出的废气中含有二氧化硫、氮氧化物（NOx）、碳氢、硫氢化合物等。废气污染大气环境是世界最普遍最严重的环境问题之一。
对工业废气进行脱硫处理的设备，以塔式设备居多，即为脱硫塔，其处理对象主要为二氧化硫，而对于其它硫化物，比如硫化氢，硫醇，氰化氢（HCN）等考虑的较少。进一步地，脱硫过程化学反应复杂，自动化控制难度高并且脱硫效率普遍偏低，这些都是在脱硫过程存在的弊端，不论是现有的脱硫塔还是脱硫除尘器也不可避免地存在上述弊端。
此外，工业废气中不仅含有硫化物，还含有一定量的硝化物，单纯的脱硫难以满足工业废气的排放要求，因此，通常需要将脱硫与脱硝一并处理，而脱硝过程也存在上述问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种废气除硫脱硝系统。
本发明是以如下技术方案实现的：
一种废气除硫脱硝系统，包括脱硝装置和与所述脱硝装置连通的第一脱硫本体，在所述第一脱硫本体底部设置有配液池，所述配液池中设置有脱硫剂入口和脱硫剂溶剂入口，所述配液池底部还设置有搅拌台，在配液池上部设置有烟道入口，所述烟道入口通向喷淋室，所述喷淋室与所述配液池通过第一水泵连通；在所述烟道入口通向所述喷淋室的途中设置有除尘吸附部件以去除废气中的颗粒物，在所述第一脱硫本体顶部设置有第一烟气出口。
进一步地，还包括第二脱硫本体，所述第二脱硫本体底部与所述第一烟气出口连通，所述第二脱硫本体还与第三脱硫本体连通。
进一步地，所述第二脱硫本体侧壁上设置有高度不同的若干通气口，每个通气口均通过其对应的分控阀与一燃烧室连通，所述燃烧室包括第一燃烧室和第二燃烧室；若分控阀打开，则所述分控阀对应的通气口与第二燃烧室连通；若所述分控阀闭合，则所述分控阀对应的通气口与一冷凝器连通，所述冷凝器与所述第一燃烧室连通；
所述第二脱硫本体侧壁上还设置有与所述通气口数量相等的污染物浓度传感器，所述污染物浓度传感器与其对应的通气口高度一致，所述污染物浓度传感器均与一智能调控器通信连接，所述智能调控器用于控制分控阀的开闭，每个分控阀在所述智能调控器中具有唯一标识；每个通气口设置有一个流量传感器，所述流量传感器均与所述智能调控器通信连接；
所述第一燃烧室中设置有第一氧气通入口和第一浓度传感器，所述第一氧气入口与一氧气发生器通过第一调节阀连通，所述第一浓度传感器与所述智能调控器通信连接，所述第一调节阀受控于所述智能调控器；
所述第二燃烧室中设置有第二氧气通入口和第二浓度传感器，所述第二氧气入口与所述氧气发生器通过第二调节阀连通，所述第二浓度传感器与所述智能调控器通信连接，所述第二调节阀受控于所述智能调控器；
所述第二脱硫本体底部还设置有脱硫蒸汽入口；所述脱硫蒸汽入口与一脱硫蒸汽发生装置通过第一开关连通，所述第一开关受控于所述智能调控器；
所述脱硫剂发生装置包括混合腔，以及与所述混合腔连通的第一试剂滴入口和第二试剂滴入口，所述第一试剂滴入口与第一试剂存储室通过第一阀连通，所述第二试剂滴入口与第二试剂存储室通过第二阀连通，所述第一阀和第二阀均受控于发生控制器，所述发生控制器与所述智能调控器通信连接。
进一步地，所述智能调控器包括：
分控阀状态记录模块，用于获取并记录每个通气口对应的分控阀的状态以便于得到通向第一燃烧室和第二燃烧室的气体通路的数量和标识；
污染物浓度获取模块，用于获取各个通气口高度对应的污染物浓度；
分控阀控制模块，用于根据污染物浓度控制所述污染物浓度对应的控制阀的开闭；
单气道流量获取模块，用于获取每个气体通路中的气体流量；
燃烧室气体流量获取模块，用于根据单气道流量获取模块和分控阀状态记录模块中得到的数据计算第一燃烧室气体流量和第二燃烧室污染物气体流量；
燃烧室气体浓度获取模块，用于根据获取到的第一浓度传感器的检测结果获取第一燃烧室中污染物浓度，以及根据获取到的第二浓度传感器的检测结果获取第二燃烧室中污染物浓度；
氧气量控制模块，用于根据燃烧室气体流量获取模块和燃烧室气体浓度获取模块的结果控制第一氧气通入口和第二氧气通入口的开闭以及开闭程度。
进一步地，所述第一燃烧室和第二燃烧室均设置有气体出口，所述气体出口均与与第三脱硫本体连通，所述第三脱硫本体用于分离出硫。
进一步地，所述脱硫剂入口与一混合室底部通过第二开关连通，所述第二开关受控于所述智能调控器。
本发明具有下述有益效果：
（1）能够脱出多种硫化物并且回收硫单质；
（2）能够实现全程自动化脱硫和脱硫工艺过程的精确控制，自动化程度高，脱硫效率高；
（3）第一脱硫本体用于出去硫氧化物，第二脱硫本体和第三脱硫本体能够用于去除其它含硫化合物，并且进一步对硫进行回收利用，相比于单一的脱硫塔，第一脱硫本体、第二脱硫本体和第三脱硫本体的级联设置能够使得脱硫后的气体含硫量更低，显著优化脱硫效果。
附图说明
图1是本实施例提供的一种废气除硫脱硝系统示意图；
图2是本实施例提供的第二脱硫本体示意图；
图3是本实施例提供的智能调控器框图；
其中：100-智能调控器，1-脱硝装置，2-第一脱硫本体，20-混合室，201-第二开关，202-第一水泵，21-配液池，211-脱硫剂入口，212-脱硫剂溶剂入口，213-搅拌台，22-烟道入口，23-喷淋室，24-除尘吸附部件，3-第二脱硫本体，4-第三脱硫本体，301-预处理室，302-脱硫蒸汽入口，311-脱硫蒸汽发生装置，312-第一开关，313-混合腔，314-第一试剂滴入口，315-第二试剂滴入口，316-第一试剂存储室，317-第一阀，318-第二试剂存储室，319-第二阀，320-发生控制器，31-通气口，310-分控阀，32-燃烧室，321-第一燃烧室，322-第二燃烧室，323-第一氧气通入口，324-第一浓度传感器，325-第一调节阀，33-冷凝器，34-污染物浓度传感器，35-流量传感器，36-氧气发生器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1：
一种废气除硫脱硝系统，如图1所示，包括脱硝装置1和与所述脱硝装置1连通的第一脱硫本体2，在所述第一脱硫本体2底部设置有配液池21，所述配液池21中设置有脱硫剂入口211和脱硫剂溶剂入口212，所述配液池底部还设置有搅拌台213，在配液池上部设置有烟道入口22，所述烟道入口22通向喷淋室23，所述喷淋室23与所述配液池21通过第一水泵202连通；在所述烟道入口22通向所述喷淋室23的途中设置有除尘吸附部件24以去除含有废气中的颗粒物，在所述第一脱硫本体顶部设置有第一烟气出口。
在本发明实施例中不对脱硝装置1进行限定，其可以使用现有技术中的脱硝装置。
具体地，所述烟道入口22通向喷淋室23的通路的半径是逐渐增大的，其有利于降低烟气速度从而使得沿所述通路设置的除尘吸附部件24充分发挥作用。
所述搅拌台213能够在内置电机的驱动下自行转动，具体地，所述搅拌台包括一中空支撑杆和设置于支撑杆上并能够进行转动的转动部件，所述内置电机设置于所述中控支撑杆内部，从而驱动所述驱动部件旋转，所述电机受控于一智能调控器100（仅在附图3示出）。
所述脱硫剂入口211与一混合室20底部通过第二开关201连通，所述第二开关受控于所述智能调控器100。在一个优选的实施方式中，所述混合室用于制备并存储粉末状的脱硫剂，所述第二开关201打开，所述粉末状的脱硫剂进入所述配液池，所述脱硫剂可以包括含有碳酸钙、氧化钙及水泥熟料的固体废渣、氯化锰、硫酸镁以及己二酸的混合物。此外，所述脱硫剂溶剂入口与一溶剂存储器通过第三开关连通（图中未示出），所述第三开关受控于所述智能调控器100，所述溶剂存储器存储的溶剂可以是水或者其它，从而制成悬浊液或溶液。
进一步地，还包括第二脱硫本体3，所述第二脱硫本体3底部与所述第一烟气出口连通，所述第二脱硫本体3还与第三脱硫本体4连通。
如图2所示，所述第二脱硫本体3的预处理室301底部还设置有脱硫蒸汽入口302；所述脱硫蒸汽入口302与一脱硫蒸汽发生装置311通过第一开关312连通，所述第一开关312受控于所述智能调控器100；
所述脱硫剂发生装置311包括混合腔313，以及与所述混合腔连通的第一试剂滴入口314和第二试剂滴入口315，所述第一试剂滴入口314与第一试剂存储室316通过第一阀317连通，所述第二试剂滴入口315与第二试剂存储室318通过第二阀319连通，所述第一阀和第二阀均受控于发生控制器320，所述发生控制器320与所述智能调控器100通信连接。所述混合腔能够将所述第一试剂和第二试剂充分混合，并将混合后的试剂以蒸汽方式排入脱硫蒸汽入口，当然，单独的第一试剂或者第二试剂也可以被混合室以蒸汽形式排入脱硫蒸汽入口，即第一试剂和第二试剂的混合并不是在任何实施方式中都是必要的。本发明实施例提供的第一试剂可以为单乙醇胺、二异丙醇胺或甲基二乙醇胺的水溶液。第二试剂可以是的N-甲基-2-吡咯烷酮或环丁砜。
进一步地，所述第二脱硫本体3侧壁上设置有高度不同的若干通气口31，每个通气口31均通过其对应的分控阀310与一燃烧室32连通，所述燃烧室32包括第一燃烧室321和第二燃烧室322；若分控阀310打开，则所述分控阀对应的通气口31与第二燃烧室322连通；若所述分控阀310闭合，则所述分控阀对应的通气口31与一冷凝器33连通，所述冷凝器33与所述第一燃烧室321连通。
进入第二脱硫剂本体3中的废气与脱硫蒸汽充分混合后，通过冷凝作用能够得到冷凝物和用于进入燃烧室的酸性气体，为了提升冷凝作用，在所述第二脱硫本体3中还可以设置冷凝室，所述冷凝室必需设置于通气口的下端（废气通过冷凝室才能够由通气口进入燃烧室）。冷凝室可以为一个，也可以为在竖直方向分布的相互串联的多个。
冷凝作用程度不同，得到冷凝物的数量和酸性气体中硫氢化合物的浓度均是不同的，因此，为了更好的适应复杂的脱硫实际情况，本发明实施例中对气体的流向进行了控制。若气体的冷凝程度不够，则分控阀闭合，气体能够进一步通过冷凝器33最后进入第一燃烧室321进行后续反应；若冷凝程度足够，则分控阀开启，气体直接进入第二燃烧室322进行后续反应。判断冷凝程度的方法可以有多种，比如使用下文的污染物浓度传感器，污染物浓度越低，冷凝程度越高。
所述第二脱硫本体3侧壁上还设置有与所述通气口31数量相等的污染物浓度传感器34，所述污染物浓度传感器34与其对应的通气口31高度一致，所述污染物浓度传感器34均与智能调控器100通信连接，所述智能调控器100能够根据污染物浓度传感器34的检测结果控制其对应的通气口31所在分控阀310的开闭，每个分控阀在所述智能调控器100中具有唯一标识；每个通气口31设置有一个流量传感器35，所述流量传感器35均与所述智能调控器100通信连接。
污染物浓度传感器34的设置用于测量与其处于同一高度的通气口出的废气的污染物浓度，若污染物浓度高于预设阈值，则控制分控阀闭合，否则控制分控阀打开。所述流量传感器35用于对后续的燃烧反应进行控制，下文会详述其用途。
所述第一燃烧室321中设置有第一氧气通入口323和第一浓度传感器324，所述第一氧气入口与一氧气发生器36通过第一调节阀325连通，所述第一浓度传感器324与所述智能调控器100通信连接，所述第一调节阀325受控于所述智能调控器100；
所述第二燃烧室322中设置有第二氧气通入口和第二浓度传感器（图中未示出），所述第二氧气入口与所述氧气发生器通过第二调节阀连通，所述第二浓度传感器与所述智能调控器100通信连接，所述第二调节阀受控于所述智能调控器。
智能调控器100能够根据流量传感器35得到进入第一燃烧室中气体的流量和进入第二燃烧室中气体的流量，结合第一燃烧室中气体的浓度和第二燃烧室中气体的浓度算出维持第一燃烧室和第二燃烧室的反应所需的氧气量，从而控制第一调节阀和第二调节阀的开闭。
如图3所示，为实现上述控制，所述智能调控器100至少包括：
分控阀状态记录模块101，用于获取并记录每个通气口对应的分控阀的状态以便于得到通向第一燃烧室和第二燃烧室的气体通路的数量和标识；
污染物浓度获取模块102，用于获取各个通气口高度对应的污染物浓度；
分控阀控制模块103，用于根据污染物浓度控制所述污染物浓度对应的控制阀的开闭；
单气道流量获取模块104，用于获取每个气体通路中的气体流量；
燃烧室气体流量获取模块105，用于根据单气道流量获取模块105和分控阀状态记录模块101中得到的数据计算第一燃烧室气体流量和第二燃烧室污染物气体流量。第一燃烧室气体流量为流经第一燃烧室的通道的气体流量的总和，第二燃烧室气体流量为流经第二燃烧室的通道的气体流量的总和。
燃烧室气体浓度获取模块106，用于根据获取到的第一浓度传感器的检测结果获取第一燃烧室中污染物浓度，以及根据获取到的第二浓度传感器的检测结果获取第二燃烧室中污染物浓度；
氧气量控制模块107，用于根据燃烧室气体流量获取模块和燃烧室气体浓度获取模块的结果控制第一氧气通入口和第二氧气通入口的开闭以及打开时的开合程度（开闭程度）。
具体地，对于每个燃烧室，所述智能调控器100根据燃烧室气体浓度获取模块得到燃烧室中的含硫废气的浓度，并且将燃烧室气体流量获取模块得到的含硫废气的流量均输入第一乘法器做相乘运算，并将相乘结果输入估算器进行估算，所述估算器根据预设的含硫废气与氧气的反应模型估算所需氧气，并将得到的估算结果输入第二乘法器，所述第二乘法器将所述估算结果乘以预设系数后得到所需氧气的值，所述预设系数通常大于1以保证燃烧反应充分进行。
进一步地，所述第一燃烧室和第二燃烧室均设置有气体出口，所述气体出口均与与第三脱硫本体连通，所述第三脱硫本体用于分离出硫。
具体地，所述第三脱硫本体中进行克劳斯催化反应，并在催化反应后通过冷凝分离过程气中的硫蒸汽得硫磺，并继续对得到克劳斯尾气进行焚烧。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种废气除硫脱硝系统，其特征在于：
包括脱硝装置和与所述脱硝装置连通的第一脱硫本体，在所述第一脱硫本体底部设置有配液池，所述配液池中设置有脱硫剂入口和脱硫剂溶剂入口，所述配液池底部还设置有搅拌台，在配液池上部设置有烟道入口，所述烟道入口通向喷淋室，所述喷淋室与所述配液池通过第一水泵连通；在所述烟道入口通向所述喷淋室的途中设置有除尘吸附部件以去除废气中的颗粒物，在所述第一脱硫本体顶部设置有第一烟气出口。
2.根据权利要求1所述的一种废气除硫脱硝系统，其特征在于：
还包括第二脱硫本体，所述第二脱硫本体底部与所述第一烟气出口连通，所述第二脱硫本体还与第三脱硫本体连通。
3.根据权利要求2所述的一种废气除硫脱硝系统，其特征在于：
所述第二脱硫本体侧壁上设置有高度不同的若干通气口，每个通气口均通过其对应的分控阀与一燃烧室连通，所述燃烧室包括第一燃烧室和第二燃烧室；若分控阀打开，则所述分控阀对应的通气口与第二燃烧室连通；若所述分控阀闭合，则所述分控阀对应的通气口与一冷凝器连通，所述冷凝器与所述第一燃烧室连通；
所述第二脱硫本体侧壁上还设置有与所述通气口数量相等的污染物浓度传感器，所述污染物浓度传感器与其对应的通气口高度一致，所述污染物浓度传感器均与一智能调控器通信连接，所述智能调控器用于控制分控阀的开闭，每个分控阀在所述智能调控器中具有唯一标识；每个通气口设置有一个流量传感器，所述流量传感器均与所述智能调控器通信连接；
所述第一燃烧室中设置有第一氧气通入口和第一浓度传感器，所述第一氧气入口与一氧气发生器通过第一调节阀连通，所述第一浓度传感器与所述智能调控器通信连接，所述第一调节阀受控于所述智能调控器；
所述第二燃烧室中设置有第二氧气通入口和第二浓度传感器，所述第二氧气入口与所述氧气发生器通过第二调节阀连通，所述第二浓度传感器与所述智能调控器通信连接，所述第二调节阀受控于所述智能调控器；
所述第二脱硫本体底部还设置有脱硫蒸汽入口；所述脱硫蒸汽入口与一脱硫蒸汽发生装置通过第一开关连通，所述第一开关受控于所述智能调控器；
所述脱硫剂发生装置包括混合腔，以及与所述混合腔连通的第一试剂滴入口和第二试剂滴入口，所述第一试剂滴入口与第一试剂存储室通过第一阀连通，所述第二试剂滴入口与以第二试剂存储室通过第二阀连通，所述第一阀和第二阀均受控于发生控制器，所述发生控制器与所述智能调控器通信连接。
4.根据权利要求3所述的一种废气除硫脱硝系统，其特征在于：
所述智能调控器包括：
分控阀状态记录模块，用于获取并记录每个通气口对应的分控阀的状态以便于得到通向第一燃烧室和第二燃烧室的气体通路的数量和标识；
污染物浓度获取模块，用于获取各个通气口高度对应的污染物浓度；
分控阀控制模块，用于根据污染物浓度控制所述污染物浓度对应的控制阀的开闭；
单气道流量获取模块，用于获取每个气体通路中的气体流量；
燃烧室气体流量获取模块，用于根据单气道流量获取模块和分控阀状态记录模块中得到的数据计算第一燃烧室气体流量和第二燃烧室污染物气体流量；
燃烧室气体浓度获取模块，用于根据获取到的第一浓度传感器的检测结果获取第一燃烧室中污染物浓度，以及根据获取到的第二浓度传感器的检测结果获取第二燃烧室中污染物浓度；
氧气量控制模块，用于根据燃烧室气体流量获取模块和燃烧室气体浓度获取模块的结果控制第一氧气通入口和第二氧气通入口的开闭以及开闭程度。
5.根据权利要求3所述的一种废气除硫脱硝系统，其特征在于：
所述第一燃烧室和第二燃烧室均设置有气体出口，所述气体出口均与与第三脱硫本体连通，所述第三脱硫本体用于分离出硫。
6.根据权利要求1所述的一种废气除硫脱硝系统，其特征在于：
所述脱硫剂入口与一混合室底部通过第二开关连通，所述第二开关受控于所述智能调控器。
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