CN109499291A - 一种智能化催化脱硫塔 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种智能化催化脱硫塔，所述脱硫塔包括塔主体以及在塔主体内从下到上依次设置的氧化段、反应段、吸附段以及二次反应段，通过将待处理的烟气在氧化段经过氧化，在反应段生成可溶盐，在吸附段吸附杂质以及水汽，最后再二次反应段内再次进行二次反应处理，得到最终处理较为完全的无有害气体的烟气。采用本发明的脱硫塔，有效实现了各个反应阶段的分区管理，提高了烟气脱硫处理的脱硫效率和智能化管理。

Description

一种智能化催化脱硫塔
技术领域
本发明涉及脱硫塔技术领域，尤其涉及一种智能化催化脱硫塔。
背景技术
进入21世纪以来，我国经济快速发展，对能源的需求也在不断增加，作为一次能源的煤炭，在相当长的时期内仍然是我国的主要能源。在大型电厂、化工厂中，许多过程如煤炭的燃烧、硫酸的生产、金属的冶炼等，都会产生大量的二氧化硫，这是大气的主要污染物之一。二氧化硫的大量排放既严重污染环境，又造成硫资源的巨大浪费，因此，积极推行脱硫技术、减少二氧化硫的排放从而保护环境的形势已经刻不容缓。
随着国家对环境问题的日益重视，制定的环保标准也日益严格，我国新颁布的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中规定SO2年平均浓度一级标准低于20μg/m3，二级标准低于60μg/m3。对我国而言，大型火电厂的燃煤现象使得SO2的大量排放不仅严重污染了自然环境，更对人们的生产生活产生了重要的影响。所以，大力发展脱硫技术已成为我国该领域科研技术人员的重要课题。
在我国大型火电厂、化工厂中，烟气脱硫被认为是控制二氧化硫污染的最有效途径。就烟气脱硫技术而言，可分为湿法、干法和半干法等。湿法烟气脱硫技术包括应用最为广泛的是石灰石(石灰)-石膏法和镁法，前者具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题，后者的优点是高脱除率，高运行率，副产品经济效益好等，主要的问题是吸收剂单价较高，副产品设备复杂；另外还有氨法，由于其副产品硫酸铵容易堵塞管道，使工艺不能正常运行，应用受到限制。此外，在传统的烟气脱硫中，烟气脱硫的过程无法根据需求有阶段的控制，使得在脱硫处理过程中存在烟气脱硫不完全以及脱硫剂的浪费的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种智能化催化脱硫塔，旨在提供一种可监测脱硫反应进程以控制脱硫剂的添加以及脱硫反应的脱硫塔。
为实现上述目的，本发明提供的一种智能化催化脱硫塔，所述脱硫塔包括：
塔主体，
氧化段，设置在塔主体的底部，在氧化段的塔壁上开设有烟气入口以及反应气体入口，烟气入口设置在反应气体入口下方；所述烟气入口与所述反应气体入口处均分别设置有第一阀门；在所述氧化段内还设置有气体浓度检测仪，所述气体浓度检测仪与所述第一阀门电连接，用于在检测到气体浓度超过预设值后控制所述第一阀门关闭；所述氧化段内还设置有支柱段，所述支柱段竖直的设置在所述氧化段内，所述支柱段上开设有供气体扩散的扩散口，所述支柱段上容置有催化剂；
反应段，设置在氧化段上方，在所述反应段的塔壁上开设有反应物入口，所述反应物入口处设置有第二阀门，所述反应段内设置有PH检测仪，所述PH检测仪与所述第二阀门电连接，用于在检测到所述PH值低于预设范围时，控制所述第二阀门开启；所述反应段与所述反应物入口相对的一侧设置有反应物出口；
所述氧化段与所述反应段之间设置有第三阀门；
吸附段，设置于所述反应段的上方，所述吸附段为网格状，其内设置有吸附剂；
二次反应段，设置于所述吸附段的上方，其内设置有SO2检测仪，其内设置有用于喷洒出反应物的喷头，所述喷头与所述SO2检测仪连接，用于在SO2检测仪检测到进入二次反应段内的烟气中的SO2超过标准值时，控制所述喷头打开；
除雾装置，设置于所述塔主体顶部；
烟气出口，设置于所述塔主体顶部；
控制中心，与所述除雾装置、气体浓度检测仪、PH检测仪、第一阀门、第二阀门、第三阀门以及SO2检测仪连接。
优选地，所述反应段内还设置有搅拌器，用于使烟气与反应物充分反应。
优选地，所述反应物出口连接有泵体。
优选地，所述氧化段与反应段之间具有隔板，所述隔板包括第一玻璃钢层、不锈钢层以及第二玻璃钢层，所述不锈钢层位于所述第一玻璃钢层与第二玻璃钢层之间。
优选地，所述吸附段与反应段之间具有隔板，所述隔板包括第一玻璃钢层、不锈钢层以及第二玻璃钢层，所述不锈钢层位于所述第一玻璃钢层与第二玻璃钢层之间。
优选地，所述支柱段为网格状。
优选地，所述支柱段为多排，多排所述支柱段并列地设置在在所述氧化段内。
本发明智能化催化脱硫塔包括塔主体以及在塔主体内从下到上依次设置的氧化段、反应段、吸附段以及二次反应段，通过将待处理的烟气在氧化段经过氧化，在反应段生成可溶盐，在吸附段吸附杂质以及水汽，最后再二次反应段内再次进行二次反应处理，得到最终处理较为完全的无有害气体的烟气。采用本发明的脱硫塔，有效实现了各个反应阶段的分区管理，提高了烟气脱硫处理的脱硫效率和智能化管理。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1为本发明智能化催化脱硫塔一实施例的结构示意图；
图2为本发明智能化催化脱硫塔中支柱段的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明实施例解决的技术问题、所采用的技术方案以及实现的技术效果进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，并不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其它等同或明显变型的实施例均落在本发明的保护范围内。本发明实施例可以按照权利要求中限定和涵盖的多种不同方式来具体化。
需要说明的是，在下面的描述中，为了方便理解，给出了许多具体细节。但是很明显，本发明的实现可以没有这些具体细节。
需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本发明中的各个实施例及其中的技术特征可以相互组合而形成技术方案。
本发明提出了一种智能化催化脱硫塔，旨在提供一种可监测脱硫反应进程以控制脱硫剂的添加以及脱硫反应的脱硫塔。
本实施例中，参见图1，所述脱硫塔包括：
塔主体，
氧化段，设置在塔主体的底部，在氧化段的塔壁上开设有烟气入口以及反应气体入口，烟气入口设置在反应气体入口下方；所述烟气入口与所述反应气体入口处均分别设置有第一阀门；在所述氧化段内还设置有气体浓度检测仪，所述气体浓度检测仪与所述第一阀门电连接，用于在检测到气体浓度超过预设值后控制所述第一阀门关闭；所述氧化段内还设置有支柱段，所述支柱段竖直的设置在所述氧化段内，所述支柱段上开设有供气体扩散的扩散口，所述支柱段上容置有催化剂；
反应段，设置在氧化段上方，在所述反应段的塔壁上开设有反应物入口，所述反应物入口处设置有第二阀门，所述反应段内设置有PH检测仪，所述PH检测仪与所述第二阀门电连接，用于在检测到所述PH值低于预设范围时，控制所述第二阀门开启；所述反应段与所述反应物入口相对的一侧设置有反应物出口；
所述氧化段与所述反应段之间设置有第三阀门；
吸附段，设置于所述反应段的上方，所述吸附段为网格状，其内设置有吸附剂；
二次反应段，设置于所述吸附段的上方，其内设置有SO2检测仪，其内设置有用于喷洒出反应物的喷头，所述喷头与所述SO2检测仪连接，用于在SO2检测仪检测到进入二次反应段内的烟气中的SO2超过标准值时，控制所述喷头打开；
除雾装置，设置于所述塔主体顶部；
烟气出口，设置于所述塔主体顶部；
控制中心，与所述除雾装置、气体浓度检测仪、PH检测仪、第一阀门、第二阀门、第三阀门以及SO2检测仪连接。
具体地，本发明实施例中，所述脱硫塔分为多个部分，每个部分独立反应，可以根据脱硫反应的反应进程进行控制。
本发明实施例中所述脱硫塔包括塔主体以及在塔主体内从下到上依次设置的氧化段、反应段、吸附段以及二次反应段，通过将待处理的烟气在氧化段经过氧化，在反应段生成可溶盐，在吸附段吸附杂质以及水汽，最后再二次反应段内再次进行二次反应处理，得到最终处理较为完全的无有害气体的烟气。采用本发明的脱硫塔，有效实现了各个反应阶段的分区管理，提高了烟气脱硫处理的脱硫效率和智能化管理。
在本发明的实施例中，所述脱硫塔包括塔主体，该塔主体的结构为圆柱体结构，采用玻璃钢材料制成。在塔主体内部分为氧化段、反应段、吸附段以及二次反应段。
其中，氧化段设置在塔主体的底部，氧化段是用于将烟气中的反应气体进行初步氧化操作，在其内发生的化学反应主要是：2SO2+O2＝2SO3。在氧化段的塔壁上开设有烟气入口以及反应气体入口，烟气入口设置在反应气体入口下方；所述烟气入口与所述反应气体入口处均分别设置有第一阀门；在所述氧化段内还设置有气体浓度检测仪，所述气体浓度检测仪与所述第一阀门电连接，用于在检测到气体浓度超过预设值后控制所述第一阀门关闭。
其中，需要说明的是，所述烟气入口设置有第一阀门，所述气体浓度检测仪与该第一阀门连接，所述反应气体入口处同样设置有第一阀门，该第一阀门也与气体浓度检测仪连接，这两处的第一阀门分别根据气体浓度检测仪检测到的气体浓度进行开合。此外，本实施例的脱硫塔还包括控制中心，该控制中心可以是集成在脱硫塔外部的结构，便于控制，控制中心连接气体浓度检测仪，收集气体浓度检测仪采集的数据，控制中心与第一阀门连接，用于根据其他浓度控制烟气入口处的第一阀门以及反应气体入口处的第一阀门的开关。例如，当检测到进入到氧化段的烟气的浓度超过预设值，此时控制中心将控制烟气入口处的第一阀门关闭。
此外，为了提高烟气被氧化的速度，在氧化过程中加入催化剂。具体地，在所述氧化段内还设置有支柱段，所述支柱段竖直的设置在所述氧化段内，所述支柱段上开设有供气体扩散的扩散口，所述支柱段上容置有催化剂。其中，该支柱段在氧化段内为网状结构，参见图2。
在氧化段内的反应气体入口通入的是氧气。支柱段上的催化剂可以为金属镍、铜等具有催化氧化效应的金属。
进一步地，在所述氧化段上方布置的是反应段，反应段与氧化段之间设置有第二阀门，在第二阀门打开的状态下，经过氧化反应的烟气进入到反应段，如果在反应段烟气未通入氧气进行氧化时，第二阀门将不会被触发打开。
此外，在所述反应段的塔壁上开设有反应物入口，所述反应物入口处设置有第二阀门，所述反应段内设置有PH检测仪，所述PH检测仪与所述第二阀门电连接，用于在检测到所述PH值低于预设范围时，控制所述第二阀门开启；所述反应段与所述反应物入口相对的一侧设置有反应物出口。从反应物入口投入的为氨水，在反应物入口处设置有第二阀门，该第二阀门用于在PH检测仪检测到反应段内的预设值超过预设值时，则关闭第二阀门，控制反应段内的PH值保持在7.5～8.5之间。在反应段内发生的反应式为：
NH3.H2O+SO3＝(NH3)2SO4+H2O。得到的反应产物有硫酸铵，为了将反应得到的硫酸铵及时排出，在另一侧开设有反应物出口，在反应物出口处设置有第四阀门，以在烟气与反应物反应后将得到的产物及时排出。
其中，需要说明的是，
进一步地，在反应物的上方设置有吸附段，该吸附段为网格状，在其内设置有吸附剂，吸附剂包括活性炭。其中，吸附段与反应段之间同样设置有第五阀门。
进一步地，在吸附段上方设置有二次反应段，其内设置有SO2检测仪，其内设置有用于喷洒出反应物的喷头，所述喷头与所述SO2检测仪连接，用于在SO2检测仪检测到进入二次反应段内的烟气中的SO2超过标准值时，控制所述喷头打开。设置二次反应段是为了将在反应段未完成被反应的SO2再一次进行处理，通过在二次反应段设置SO2检测仪，当检测到二次反应段进入的烟气的SO2超标时，则打开二次反应段内设置的喷头，喷头喷洒出氨水，再一次将SO2气体沉降，并且流入到下方的反应段，在反应段的反应物出口处被回收。
最终处理完全的烟气从塔主体顶部的烟气出口被排放出去。
本发明实施例的脱硫塔还包括控制中心，该控制中心与所述除雾装置、气体浓度检测仪、PH检测仪、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第三阀门、第五阀门以及SO2检测仪连接。
在上述实施例中，参照图2，所述支柱段为网格状。此外，所述支柱段为多排，多排所述支柱段并列地设置在在所述氧化段内。
优选地，所述氧化段与反应段之间具有隔板，所述隔板包括第一玻璃钢层、不锈钢层以及第二玻璃钢层，所述不锈钢层位于所述第一玻璃钢层与第二玻璃钢层之间。
此外，所述吸附段与反应段之间具有隔板，所述隔板包括第一玻璃钢层、不锈钢层以及第二玻璃钢层，所述不锈钢层位于所述第一玻璃钢层与第二玻璃钢层之间。
在所述氧化段与所述反应段之间设置有隔板，该隔板用于将氧化段和反应段分隔开，使得烟气分别在氧化段和反应段分别进行对应处理。同样的，在所述反应段和所述吸附段之间也设置有隔板，
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种智能化催化脱硫塔，其特征在于，所述脱硫塔包括：
塔主体，
氧化段，设置在塔主体的底部，在氧化段的塔壁上开设有烟气入口以及反应气体入口，烟气入口设置在反应气体入口下方；所述烟气入口与所述反应气体入口处均分别设置有第一阀门；在所述氧化段内还设置有气体浓度检测仪，所述气体浓度检测仪与所述第一阀门电连接，用于在检测到气体浓度超过预设值后控制所述第一阀门关闭；所述氧化段内还设置有支柱段，所述支柱段竖直的设置在所述氧化段内，所述支柱段上开设有供气体扩散的扩散口，所述支柱段上容置有催化剂；
反应段，设置在氧化段上方，在所述反应段的塔壁上开设有反应物入口，所述反应物入口处设置有第二阀门，所述反应段内设置有PH检测仪，所述PH检测仪与所述第二阀门电连接，用于在检测到所述PH值低于预设范围时，控制所述第二阀门开启；所述反应段与所述反应物入口相对的一侧设置有反应物出口；
所述氧化段与所述反应段之间设置有第三阀门；
吸附段，设置于所述反应段的上方，所述吸附段为网格状，其内设置有吸附剂；
二次反应段，设置于所述吸附段的上方，其内设置有SO2检测仪，其内设置有用于喷洒出反应物的喷头，所述喷头与所述SO2检测仪连接，用于在SO2检测仪检测到进入二次反应段内的烟气中的SO2超过标准值时，控制所述喷头打开；
除雾装置，设置于所述塔主体顶部；
烟气出口，设置于所述塔主体顶部；
控制中心，与所述除雾装置、气体浓度检测仪、PH检测仪、第一阀门、第二阀门、第三阀门以及SO2检测仪连接。
2.根据权利要求1所述的智能化催化脱硫塔，其特征在于，所述反应段内还设置有搅拌器，用于使烟气与反应物充分反应。
3.根据权利要求1所述的智能化催化脱硫塔，其特征在于，所述反应物出口连接有泵体。
4.根据权利要求1所述的智能化催化脱硫塔，其特征在于，所述氧化段与反应段之间具有隔板，所述隔板包括第一玻璃钢层、不锈钢层以及第二玻璃钢层，所述不锈钢层位于所述第一玻璃钢层与第二玻璃钢层之间。
5.根据权利要求1所述的智能化催化脱硫塔，其特征在于，所述吸附段与反应段之间具有隔板，所述隔板包括第一玻璃钢层、不锈钢层以及第二玻璃钢层，所述不锈钢层位于所述第一玻璃钢层与第二玻璃钢层之间。
6.根据权利要求1所述的智能化催化脱硫塔，其特征在于，所述支柱段为网格状。
7.根据权利要求6所述的智能化催化脱硫塔，其特征在于，所述支柱段为多排，多排所述支柱段并列地设置在在所述氧化段内。
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