CN206082148U - 一种对烟气脱硫处理的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属化工领域，涉及一种对烟气脱硫处理的系统包括，含依次连接的预混器、反应器、沉降器、混合器、养护器、第一烘干器、马弗炉、恒温浸渍箱、分离器、第二烘干器和冷却器的制备脱硫剂的装置，及设烟气进口、出气口、与冷却器出口相通脱硫剂进口的脱硫塔。预混器设有添加可溶性铁盐溶液和尿素溶液的第一加料口、添加聚丁二酸丁二醇酯并带20‑60目筛网的第二加料口、滴加碳酸氢钠溶液的第三加料口和pH计。反应器设有温控范围120‑160℃的第一温控器和加压设备。混合器设有辅料入口。恒温浸渍箱设有添加液态聚丁二酸丁二醇酯的第四加料口和温控范围120‑200℃的第二温控器。所述系统的脱硫效率更高，更具有经济性。

Description

一种对烟气脱硫处理的系统

技术领域

本实用新型属于化工领域，具体涉及一种对烟气脱硫处理的系统。

背景技术

煤燃烧或工业制造产生的烟气中常含有硫化物。硫化物主要来源于煤炭或工业原料含有的硫物质，硫物质在燃烧过程或工业制造过程中发生反应，转化成硫化物释放出来。硫化物特别是硫化氢、二氧化硫等常常会导致生产工段中的催化剂中毒失活，而且含硫化物的废气直接排放，容易污染环境，产生雾霾等空气问题，严重影响人类的健康。

脱硫剂是一种用于脱除烟气中硫化物的药剂。由于降低硫化物含量有利于工业生产和环境保护，因此研究者对于脱硫剂的研发给予了更多的关注。目前的脱硫剂品种包括固体碱/液体碱脱硫剂、活性炭脱硫剂、分子筛负载金属脱硫剂、铁系脱硫剂、锰系脱硫剂、多金属复合氧化物脱硫剂等。经过多年研究，虽然脱硫剂种类越来越丰富，脱硫性能也有了大幅度的提高，但是现有脱硫剂的硫容和脱硫精度仍然较低，难以满足烟气脱硫对效率和经济性的要求。

目前尚需一种经济、高效的对烟气脱硫处理的系统，以满足工业、民用领域对烟气脱硫的迫切需求。

实用新型内容

本实用新型的发明人发现了一种对烟气脱硫处理的系统，使用制得的高硫容、高脱硫精度、高抗破碎强度和大比表面积的脱硫剂，对烟气进行脱硫，大大提高了脱硫效率，并且更为经济实用。

本实用新型涉及一种对烟气脱硫处理的系统，包括，

脱硫塔和制备脱硫剂的装置；所述脱硫塔的底部设置有烟气进口，上部设置有脱硫剂进口，顶部设置有出气口；所述制备脱硫剂的装置包括预混器、反应器、沉降器、混合器、养护器、第一烘干器、马弗炉、恒温浸渍箱、分离器、第二烘干器和冷却器；

其中，所述预混器设置有用于添加可溶性铁盐溶液和尿素溶液的第一加料口、用于添加聚丁二酸丁二醇酯的第二加料口、用于滴加碳酸氢钠溶液的第三加料口、远离第三加料口的pH计以及出料口；所述第二加料口处设置有20-60目的筛网(优选为20-40目、30目、20-50目、30-50目、40-50目或40-60目)；

所述反应器设置有与预混器的出料口相连通的进料口、温控范围120-160℃的第一温控器、加压设备和出料口；

所述沉降器设置有与反应器的出料口相连通的进料口，所述沉降器的下部设置有出料口；

所述混合器设置有与沉降器的出料口相连通的进料口、辅料入口和出料口；

所述养护器设置有与混合器的出料口相连通的进料口和出料口；

所述第一烘干器设置有与养护器的出料口相连通的进料口和出料口；

所述马弗炉设置有与第一烘干器的出料口相连通的进料口和出料口；

所述恒温浸渍箱设置有与马弗炉的出料口相连通的进料口、用于添加液态聚丁二酸丁二醇酯的第四加料口和温控范围120-200℃的第二温控器；

所述分离器设置有与恒温浸渍箱的出料口相连通的进料口和固体出口；

所述第二烘干器设置有与固体出口相连通的进料口和出料口；

所述冷却器设置有与第二烘干器的出料口相连通的进料口和出口；所述脱硫塔的脱硫剂进口与冷却器的出口相连通。

反应器中，聚丁二酸丁二醇酯与生成的羟基氧化铁颗粒融合成沉淀颗粒。

第二加料口处的筛网使聚丁二酸丁二醇酯更易与生成的羟基氧化铁颗粒融合。

恒温浸渍箱中，浸渍使聚丁二酸丁二醇酯与羟基氧化铁颗粒进行深度融合。

设置第一、二烘干器的目的是降低含水量。

优选地，可溶性铁盐选自硝酸铁和氯化铁中的任意一种或多种。

本实用新型任一项的实施方式中，脱硫塔内，脱硫剂与烟气逆向流动并充分接触，脱硫处理后的气体由塔顶部的出气口排出收集。

本实用新型任一项的实施方式中，还包括含氧气罐，所述含氧气罐的出气口与马弗炉的进气口相连通。

本实用新型任一项的实施方式中，所述养护器还设置有温控范围80℃-100℃的第三温控器。

本实用新型任一项的实施方式中，所述马弗炉还设置有温控范围为200-250℃的第四温控器。

本实用新型任一项的实施方式中，所述恒温浸渍箱还设置有定时器。

本实用新型任一项的实施方式中，所述第一烘干器还设置有温控范围120-150℃的第五温控器。

本实用新型任一项的实施方式中，所述第二烘干器还设置有温控范围120-150℃的第六温控器。

本实用新型任一项的实施方式中，所述预混器和混合器内设置有搅拌桨，优选为不锈钢搅拌桨。

本实用新型任一项的实施方式中，所述分离器为离心分离机或沉降分离机。

本实用新型任一项的实施方式中，所述反应器和恒温浸渍箱的内壁设置有加热电阻丝，优选电阻丝沿内壁盘旋设置。

本实用新型任一项的实施方式中，所述加压设备为气体增压泵；优选加压范围为0.1-1MPa。

本实用新型任一项的实施方式中，所述冷却器内平行设置有数根冷凝管，优选冷凝管呈竖直阵列排布。优选地，至少1-50％数量的冷凝管之间相通，更优选地，50％数量的冷凝管之间相通。以减少冷却不均匀对脱硫剂性能的影响。

本实用新型任一项的实施方式中，还包括用于混合无水乙醇和脱硫剂的配制罐，所述脱硫塔的脱硫剂进口通过配制罐与冷却器的出口相连通；

优选地，所述配制罐设置有与冷却器的出口相连通的进料口、用于添加无水乙醇的添加口以及与脱硫剂进口相连通的出料口。

将冷却后的脱硫剂与无水乙醇混合，可配制成脱硫剂溶液，用于湿法脱硫。

本实用新型取得的有益效果：

1、本实用新型对烟气脱硫处理的系统，使用制得的高硫容、高脱硫精度、高抗破碎强度、大比表面积的脱硫剂对烟气进行脱硫，提高了工业使用中的脱硫效率，经济性更高。

2、本实用新型第二加料口设置的筛网使聚丁二酸丁二醇酯更易与生成的羟基氧化铁颗粒融合，使系统所制备脱硫剂的脱硫性能更稳定。

3、本实用新型中，浸渍使聚丁二酸丁二醇酯与羟基氧化铁颗粒进一步深度融合，提高了系统所制备脱硫剂的脱硫性能。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型对烟气脱硫处理的系统的结构示意图。

其中：1-预混器，2-第一加料口，3-第二加料口，4-第三加料口，5-pH计，6-反应器，7-第一温控器，8-气体增压泵，9-沉降器，10-混合器，11-辅料入口，12-养护器，13-第一烘干器，14-马弗炉，15-恒温浸渍箱，16-第四加料口，17-第二温控器，18-离心分离机，19-第二烘干器，20-冷却器，21-第三温控器，22-第四温控器，23-定时器，24-第五温控器，25-第六温控器，26-脱硫塔，27-烟气进口，28-脱硫剂进口，29-出气口。

具体实施方式

实施例1本实用新型对烟气脱硫处理的系统

如图1所示，对烟气脱硫处理的系统包括脱硫塔26和制备脱硫剂的装置；所述脱硫塔26的底部设置有烟气进口27，上部设置有脱硫剂进口28，顶部设置有出气口29；所述制备脱硫剂的装置包括预混器1、反应器6、沉降器9、混合器10、养护器12、第一烘干器13、马弗炉14、恒温浸渍箱15、分离器、第二烘干器19和冷却器20。脱硫塔26内，脱硫剂与烟气逆向流动并充分接触，脱硫处理后的气体由塔顶部的出气口29排出收集。

其中，预混器1设置有用于添加可溶性铁盐溶液和尿素溶液的第一加料口2、用于添加聚丁二酸丁二醇酯的第二加料口3、用于滴加碳酸氢钠溶液的第三加料口4、远离第三加料口4的pH计5以及出料口；所述第二加料口3处设置有20-40目的筛网。反应器6设置有与预混器1的出料口相连通的进料口、温控范围为120-160℃的第一温控器7、加压范围0.1-1MPa的气体增压泵8和出料口。沉降器9设置有与反应器6的出料口相连通的进料口，所述沉降器9的下部设置有出料口。混合器10设置有与沉降器9的出料口相连通的进料口、辅料入口11和出料口。养护器12设置有与混合器10的出料口相连通的进料口、出料口和温控范围80℃-100℃的第三温控器21。第一烘干器13设置有与养护器12的出料口相连通的进料口、出料口和温控范围120-150℃的第五温控器24。马弗炉14设置有与第一烘干器13的出料口相连通的进料口、出料口、进气口和温控范围为200-250℃的第四温控器22，还包括含氧气罐，所述含氧气罐的出气口29与马弗炉14的进气口相连通。恒温浸渍箱15设置有与马弗炉14的出料口相连通的进料口、用于添加液态聚丁二酸丁二醇酯的第四加料口16、温控范围120-200℃的第二温控器17和定时器23。离心分离机18设置有与恒温浸渍箱15的出料口相连通的进料口和固体出口。第二烘干器19设置有与离心分离机18的固体出口相连通的进料口、出料口和温控范围120-150℃的第六温控器25。冷却器20设置有与第二烘干器19的出料口相连通的进料口和出口，脱硫塔26的脱硫剂进口28与冷却器20的出口相连通。冷却器20内平行设置有数根冷凝管，冷凝管呈竖直阵列排布，50％数量的冷凝管之间相通。所述预混器1和混合器10内设置有不锈钢搅拌桨。所述反应器6和恒温浸渍箱15的内壁设置有加热电阻丝，

上述系统还可以包括配制罐，脱硫塔26的脱硫剂进口28通过配制罐与冷却器20的出口相连通。配制罐设置有与冷却器20的出口相连通的进料口、用于添加无水乙醇的添加口以及与脱硫剂进口28相连通的出料口。

实施例2系统制备的脱硫剂1

采用实施例1系统中的制备脱硫剂的装置，将1000g、60％(w/w)的氯化铁溶液和70g聚丁二酸丁二醇酯分别经第一、二加料口加入预混器1中混，由第一加料口2向混合物中加入60g、0.8mol/L的尿素溶液，再由第三加料口4用滴管缓慢滴入0.1mol/L碳酸氢钠溶液并搅拌，用pH计5检测，直至溶液pH值达到6.8。将物料送入反应器6中，控制压力0.10-0.12MPa、温度120-140℃反应3小时，将反应得到的混合物送入沉降器9中静置沉降得到沉淀颗粒。将沉淀颗粒送入混合器10中，与经辅料入口11加入的50g膨润土、10g木屑粉混合后，送入养护器12中在80-100℃下养护10小时。再送入第一烘干器13于130-140℃下烘干，然后送入马弗炉14在含氧气氛下以200-210℃焙烧2小时，得到焙烧物。将焙烧物送入盛有200g的120-130℃液态聚丁二酸丁二醇酯的恒温浸渍箱15中浸渍8小时，经离心分离机18分离，再在第二烘干器19中以130-140℃烘干，并送入冷却器20降温，得到脱硫剂1。

使用的聚丁二酸丁二醇酯的数均分子量Mn为1×10⁵～1.2×10⁵。

实施例3系统制备的脱硫剂2

参照实施例2方法，将2000g、40％(w/w)的氯化铁溶液和150g聚丁二酸丁二醇酯混合；向混合物中加入130g、0.05mol/L的尿素溶液，再缓慢逐滴滴入0.5mol/L碳酸氢钠溶液并搅拌，直至测得溶液pH值达到7.5。将得到的物料放入反应器6中，在120-140℃、0.10-0.12MPa下反应3小时，静置沉降得到沉淀颗粒。将分离出的沉淀颗粒与100g硅藻土、30g木屑粉混合均匀，在150-160℃下烘干，再在空气气氛中于240-250℃焙烧2小时，得到焙烧物。将得到的焙烧物放入500g的140-150℃的液态聚丁二酸丁二醇酯中恒温浸渍8小时，经离心分离后，再在150-160℃下烘干、冷却，得到脱硫剂2。

使用的聚丁二酸丁二醇酯的数均分子量Mn为1.5×10⁵～2×10⁵。

实施例4烟气脱硫方法Ⅰ

采用实施例1对烟气脱硫处理的系统，将二氧化硫含量为2000mg/L、含水量为5％(w/w)的火力发电厂的烟气10L通入脱硫塔26底部的烟气进口27中，同时将实施例2的脱硫剂1送入脱硫塔26上部的脱硫剂进口28中，脱硫塔26内的温度保持在25-28℃，烟气与脱硫剂在脱硫塔26内逆向流动混合并保持接触30分钟，由塔顶出气口29引出气体除尘后，收集得气体1。

实施例5烟气脱硫方法Ⅱ

采用实施例1对烟气脱硫处理的系统，将调湿后二氧化硫含量为2000mg/L、含水量为8％(w/w)的火力发电厂的烟气10L通入脱硫塔26底部的烟气进口27中，同时将实施例3的脱硫剂2送入脱硫塔26上部的脱硫剂进口28中，脱硫塔26内的温度保持在28-30℃，烟气与脱硫剂在脱硫塔26内逆向流动混合并保持接触60分钟，由塔顶出气口29引出气体除尘后，收集得气体2。

对比例1脱硫剂A

向1000g、60％(w/w)的氯化铁溶液中加入60g、0.8mol/L的尿素溶液相混合，再缓慢逐滴滴入0.1mol/L碳酸氢钠溶液并搅拌，直至溶液pH值达到6.8。将得到的物料放入反应器中，在120-140℃、0.10-0.12MPa条件下反应3小时，静置沉降得到沉淀颗粒。将分离出的沉淀颗粒与50g膨润土、10g木屑粉混合均匀，在130-140℃下烘干，再在空气气氛中于200-210℃焙烧2小时，冷却得到脱硫剂A。

对比例2

采用传统脱硫塔，将二氧化硫含量为2000mg/L、含水量为5％(w/w)的火力发电厂的烟气10L通入脱硫塔底部的进气口中，同时将200g脱硫剂A送入脱硫塔上部的脱硫剂入口中，脱硫塔内的温度保持在25-28℃，烟气与脱硫剂在脱硫塔内逆向流动混合并保持接触30分钟，由塔顶出气口引出气体除尘后，收集得气体A。

实验例1脱硫精度

设置原料气为含5000ppmH₂S的氮气，取实施例2-3和对比例1的脱硫剂1-2、A各3g，在常压(通常为1个大气压)、10-45℃之间分别进行多次脱硫测试，气空速为2000h^-1。

最终测得：在各温度条件下，原料气经脱硫剂1-2处理后，出口总硫均低于0.01ppm；原料气经脱硫剂A处理后，出口总硫约为0.08ppm。因此，本实用新型的脱硫剂1-2的脱硫精度高于脱硫剂A。

实验例2硫容

取实施例2-3和对比例1的脱硫剂1-2、A作样品，分别测定硫容。取样品100g，在10℃-45℃、常压(通常为1大气压)下，用含H₂S为40000ppm的标准气进行评测。定性检测，可自配硝酸银溶液对出口硫进行检测；定量检测，可采用国产WK-2C综合微库仑仪(江苏电分析仪器厂)进行检测，该仪器的最低检测量为0.2ppm，结果如表1所示。

表1

测试项目	脱硫剂1	脱硫剂2	脱硫剂A
				硫容	80.1％	81.7％	49.8％

可见，本实用新型脱硫剂1-2的硫容远远大于脱硫剂A。

实验例3物理性能

经测定，本实用新型脱硫剂1-2的抗破碎强度大于110N/cm，比表面积为90-140m²/g；脱硫剂A的抗破碎强度为50N/cm，比表面积为50-70m²/g。

实验例4脱硫效率

测定实施例4-5和对比例2收集到的气体1-2、气体A的总体积和各气体中二氧化硫的含量，并按照下式计算脱硫效率，结果见表2。

脱硫效率＝100％×(V₀×C₀-V×C)/(V₀×C₀×t)

其中:

V为收集得到的气体的总体积(L)；

C为收集得到的气体中二氧化硫含量(mg/L)；

V₀为烟气的总体积(L)；

C₀为烟气中二氧化硫含量(mg/L)；

t为脱硫时间(h)。

表2

由表2可知，与对比例2相比，本实用新型的对烟气脱硫处理系统的脱硫效率更高，更具经济性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种对烟气脱硫处理的系统，包括，

脱硫塔和制备脱硫剂的装置；所述脱硫塔的底部设置有烟气进口，上部设置有脱硫剂进口，顶部设置有出气口；所述制备脱硫剂的装置包括预混器、反应器、沉降器、混合器、养护器、第一烘干器、马弗炉、恒温浸渍箱、分离器、第二烘干器和冷却器；

其中，所述预混器设置有用于添加可溶性铁盐溶液和尿素溶液的第一加料口、用于添加聚丁二酸丁二醇酯的第二加料口、用于滴加碳酸氢钠溶液的第三加料口、远离第三加料口的pH计及出料口；所述第二加料口处设置有20-60目的筛网；

所述反应器设置有与预混器的出料口相连通的进料口、温控范围120-160℃的第一温控器、加压设备和出料口；

所述沉降器设置有与反应器的出料口相连通的进料口，所述沉降器的下部设置有出料口；

所述混合器设置有与沉降器的出料口相连通的进料口、辅料入口和出料口；

所述养护器设置有与混合器的出料口相连通的进料口和出料口；

所述第一烘干器设置有与养护器的出料口相连通的进料口和出料口；

所述马弗炉设置有与第一烘干器的出料口相连通的进料口和出料口；

所述恒温浸渍箱设置有与马弗炉的出料口相连通的进料口、用于添加液态聚丁二酸丁二醇酯的第四加料口和温控范围120-200℃的第二温控器；

所述分离器设置有与恒温浸渍箱的出料口相连通的进料口和固体出口；

所述第二烘干器设置有与固体出口相连通的进料口和出料口；

所述冷却器设置有与第二烘干器的出料口相连通的进料口和出口；

所述脱硫塔的脱硫剂进口与冷却器的出口相连通。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述养护器还设置有温控范围80℃-100℃的第三温控器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述马弗炉还设置有温控范围为200-250℃的第四温控器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述恒温浸渍箱还设置有定时器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一烘干器还设置有温控范围120-150℃的第五温控器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二烘干器还设置有温控范围120-150℃的第六温控器。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预混器和混合器内设置有搅拌桨。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分离器为离心分离机或沉降分离机。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反应器和恒温浸渍箱的内壁设置有加热电阻丝。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的系统，其特征在于，所述加压设备为气体增压泵。