CN208824229U - 一种超级电容炭脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超级电容炭脱硫装置。该装置包括：SO₂吸收系统、石灰制浆系统和氧化系统，SO₂吸收系统包括脱硫吸收塔，脱硫吸收塔内设置喷淋装置、滞留部和至少一个除雾器，喷淋装置包括至少三组倾斜向上的喷淋层，滞留部可拆卸安装在喷淋装置和除雾器之间，除雾器设置在喷淋装置的上部；喷淋层与水平面的夹角为α，其中0<α<80°，喷淋层覆盖脱硫吸收塔的横截面；滞留部具有多个梯形孔道；石灰制浆系统包括石灰浆液池，氧化系统至少包括反应池。该脱硫装置系统可用率达99％以上，脱硫效率≥97％，SO₂排放浓度≤500mg/Nm³，SO₂排放速率≤2kg/h，整个过程无二次污染，经济合理。

Description

一种超级电容炭脱硫装置

技术领域

本实用新型属于脱硫技术领域，具体涉及一种超级电容炭脱硫装置。

背景技术

超级电容炭(又称超容碳、超容炭)是一种新型高吸附炭材料，其主要用于超级电容器(也称双电层电容器、电化学电容器)，具有超大的比表面积，电化学性能好，容量高等特点。超级电容器是近几年才批量生产的一种无源器件，介于电池与普通电容之间，具有电容的大电流快速充放电特性，同时也有电池的储能特性，并且重复使用寿命长，放电时利用移动导体间的电子(而不依靠化学反应)释放电流，从而为设备提供电源。超级电容器极长的工作寿命和快速充放电特性，也在电动车辆、混合动力车辆、电动工具、电动玩具、铁路系统、电力系统等领域得到广泛的应用。

超级电容炭的初始原料多为生物质椰壳、石油焦、煤等，但由于这些原料纯度较低，难以制备得到孔径可控的高品质超级电容炭，而性能稳定且纯度高的高分子树脂基越来越多地被行业内所关注，高分子树脂基逐渐成为制备超级电容炭的新型原料。但是在高分子树脂基原料的碳化工艺中，会释放出大量含有二氧化硫的烟气，二氧化硫是大气主要污染物之一，是环境酸化的重要前驱物，会氧化形成硫酸雾或硫酸盐气溶胶。因此，需要提供一种超级电容炭脱硫装置，对烟气中含有的二氧化硫进行有效处理。

实用新型内容

本实用新型提供一种超级电容炭脱硫装置，该装置包括：SO₂吸收系统、石灰制浆系统和氧化系统；

所述SO₂吸收系统包括脱硫吸收塔，所述脱硫吸收塔内设置喷淋装置、滞留部和至少一个除雾器，所述喷淋装置包括至少三组倾斜向上的喷淋层，所述滞留部可拆卸安装在喷淋装置和除雾器之间，所述除雾器设置在喷淋装置的上部；

所述喷淋层与水平方向水平面的夹角为α，其中0<α<80°(例如20≤α≤60°)；所述喷淋层覆盖脱硫吸收塔的横截面，使喷出的吸收浆液能够与烟气充分接触；所述滞留部具有多个梯形孔道，梯形孔道的设置利于脱硫吸收反应后烟气中的水分凝集，以及利于烟气中的杂质负载在梯形孔道的孔表面；

所述石灰制浆系统至少包括石灰浆液池，所述石灰浆液池与所述脱硫吸收塔相连接；

所述氧化系统至少包括反应池，所述反应池与石灰浆液池和脱硫吸收塔连接。

根据本实用新型，所述喷淋层包括至少一个喷淋管道和设置于所述喷淋管道上的喷嘴，所述喷嘴均匀分布在喷淋管道上，喷嘴可绕着喷淋装置轴向转动，实现360°旋转喷淋，喷出的吸收浆液能够与烟气充分接触。

根据本实用新型，所述脱硫装置还包括烟气系统，所述烟气系统可以包括烟气输入系统和/或烟气排出系统。例如，所述烟气输入系统至少包括引风机和烟气输入管道。优选地，所述引风机的入口可以连接至少一个超级电容炭制备装置的排气口，其出口可以通过烟气输入管道与所述脱硫吸收塔的下部连通。优选地，所述烟气输入管道与脱硫吸收塔连通部分的管道与水平面的夹角为β，其中0<β<90°(优选20≤β≤70°)，目的是防止烟气倒灌回烟气输入管道。优选地，所述烟气输入管道与脱硫吸收塔连通部分的管道上，设置缓冲腔，缓冲腔内设置烟气挡板，更好地防止烟气倒灌回烟气输入管道。

例如，所述烟气排出系统包括与脱硫吸收塔烟气出口连接的烟道和与烟道连接的烟囱。

根据本实用新型，所述除雾器优选选用管束除雾器，管束除雾器上下两侧设置冲洗管。经过滞留部去除脱硫吸收反应后的烟气中含有的部分水分和杂质后，烟气继续通过除雾器，剩余的水分和极少量杂质将被除雾器吸附，同时当吸附量饱和时，冲洗管将对除雾器进行冲洗，将除雾器表面吸附物清理干净，该过程将周期性地重复进行。

根据本实用新型，所述喷淋层可以通过管道与石灰浆液池和/或反应池连接；优选地，可以在管道上设置至少一个加药泵和/或至少一个脱硫循环泵。例如，在喷淋层与石灰浆液池的连接管道上设置加药泵；在喷淋层与反应池的连接管道上设置脱硫循环泵。优选地，所述脱硫循环泵的数量可以与喷淋层组数保持一致。

根据本实用新型，所述脱硫吸收塔的底部设置塔底封水口，所述塔底封水口与反应池连接，将吸收了SO₂的石灰浆液(即吸收浆液)送入反应池。

根据本实用新型，所述反应池的底部设置氧气入口和石膏输出口。优选地，所述氧气入口可以连接氧化风机，通过氧气风机向反应池内提供氧气。吸收浆液中含有的CaSO₃与氧气反应生成CaSO₄，CaSO₄与水结合生成CaSO₄·2H₂O。

根据本实用新型，所述反应池还可以连接厂区循环水管道。

根据本实用新型，所述脱硫装置还可以包括石膏脱水系统，所述石膏脱水系统包括压滤机(例如厢式压滤机)，所述压滤机与上述石膏输出口连接，压滤得到石膏滤水和石膏，石膏滤水可以外排或者回收利用，石膏外运。

根据本实用新型，所述脱硫装置还可以包括回流池，所述回流池与反应池连接；例如，所述回流池与反应池连接的管道上设置回流泵。优选地，所述压滤机与回流池和/或反应池连接。

优选地，所述石灰浆液池、反应池和回收池内还可以设置搅拌装置。

根据本实用新型，所述脱硫装置还可以包括电控系统，优选为PLC电控系统；所述电控系统与SO₂吸收系统、石灰制浆系统、氧化系统、石膏脱水系统和工艺水系统电连接。

优选地，上述脱硫装置中还可以根据需要设置各种泵，例如，在澄清池的外接管道上、以及在与除雾器连接的外接管道上均设置水泵，在石膏输出口的外接管道上设置石膏泵。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的脱硫装置，通过在脱硫吸收塔内设置至少三组倾斜向上的喷淋层，且喷淋管道和喷嘴均匀排布于脱硫吸收塔的横截面，可以有效提升含硫烟气和石灰浆液的接触面积和接触时间。设置可拆卸安装的具有多个梯形孔道的滞留部，不但利于脱硫吸收反应后烟气中的水分凝集，还利于脱硫吸收反应后烟气中杂质的负载和去除；经过滞留部的烟气再进入除雾器，可以延长除雾器的使用寿命。

该脱硫装置利用石灰浆液充分吸收烟气中的SO₂。由脱硫吸收塔排出的吸收浆液送入外置的反应池中，经氧化反应即可将SO₂转化进入石膏中，完成SO₂的重新利用，且石膏可以作为副产物外卖。并且，该脱硫装置充分利用脱硫循环泵、回流池、回流泵，实现了浆液的循环利用。

综上所述，该脱硫装置系统可用率达99％以上，脱硫效率≥97％，SO₂排放浓度≤500mg/Nm³，SO₂排放速率≤2kg/h，整个过程无二次污染，经济合理。

附图说明

图1为本实用新型实施例1所述超级电容炭脱硫装置的结构示意图。

附图标记：

1-脱硫吸收塔，2-石灰浆液池，21-加药泵，3-反应池，31-氧化风机，4-引风机，5-烟气输入管道，6-脱硫循环泵，7-喷淋层，8-滞留部，9-回流池，10-除雾器，11-塔底封水口，12-缓冲腔，13-烟气挡板，14-回流泵，15-石膏泵，16-厢式压滤机，17-梯形孔道。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本实用新型装置做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本实用新型，而不应被解释为对本实用新型保护范围的限制。凡基于本实用新型上述内容所实现的技术均涵盖在本实用新型旨在保护的范围内。

下述实施例中所使用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

如图1所示的超级电容炭脱硫装置，该装置包括：烟气系统、SO₂吸收系统、石灰制浆系统、氧化系统和石膏脱水系统。

SO₂吸收系统包括脱硫吸收塔1，脱硫吸收塔1内设置喷淋装置、滞留部8和除雾器12，喷淋装置包括至少三组倾斜向上的喷淋层7，滞留部8可拆卸地安装在喷淋装置和除雾器12之间，除雾器12设置在喷淋装置的上部。

喷淋层7与水平面的夹角为α，其中0<α<80°(例如20≤α≤60°)；喷淋层7覆盖脱硫吸收塔1的横截面，使喷出的吸收浆液能够与含硫烟气充分接触。喷淋层7包括至少一个喷淋管道和设置于所述喷淋管道上的喷嘴，喷嘴均匀分布在喷淋管道上，喷嘴可绕着喷淋装置轴向转动，实现360°旋转喷淋，喷出的吸收浆液能够与烟气充分接触。

滞留部8具有多个梯形孔道17，梯形孔道17的设置利于脱硫吸收反应后烟气中的水分凝集，以及利于烟气中的杂质负载在梯形孔道17的孔表面。

除雾器10选用管束除雾器，管束除雾器上下两侧设置冲洗管，经过滞留部8去除脱硫吸收反应后的烟气中含有的部分水分和杂质后，烟气继续通过除雾器10，剩余的水分和极少量杂质将被除雾器吸附，同时当吸附量饱和时，冲洗管将对除雾器进行冲洗，将除雾器表面吸附物清理干净，该过程将周期性地重复进行。

石灰制浆系统包括石灰浆液池2，氧化系统包括反应池3，石灰浆液池2与反应池3连接，反应池3与脱硫吸收塔1连接。石灰浆液池2与反应池3的连接管道上设置加药泵21；反应池3与脱硫吸收塔1的喷淋层7连接，连接管道上设置脱硫循环泵6，脱硫循环泵6的数量与喷淋层7的组数保持一致。

脱硫吸收塔1的底部设置塔底封水口11，塔底封水口11与反应池2连接，将吸收了SO₂的石灰浆液(即吸收浆液)送入反应池3。

烟气系统包括烟气输入系统和烟气排出系统，烟气输入系统包括引风机4和烟气输入管道5，含硫烟气经由引风机4进入烟气输入管道5。为防止喷淋过程中烟气倒灌，将烟气输入管道5与脱硫吸收塔1下部连通部分的管道与水平面设置一夹角β(0<β<90°，优选20≤β≤70°)，烟气输入管道5与脱硫吸收塔1连通部分的管道上设置缓冲腔12，缓冲腔12内设置烟气挡板13。烟气排出系统包括与脱硫吸收塔烟气出口连接的烟道和与烟道连接的烟囱。

氧化系统中的反应池3的底部设置氧气入口和石膏输出口。氧气入口可以通过外连氧化风机31，向反应池3内提供氧气。吸收浆液中含有的CaSO₃与氧气反应生成CaSO₄，CaSO₄与水结合生成CaSO₄·2H₂O。

石膏脱水系统包括厢式压滤机16，厢式压滤机16与石膏输出口连接，压滤得到石膏滤水和石膏，石膏滤水可以外排或者回收利用，石膏外运。

脱硫装置还包括回流池9，回流池9与反应池3通过管道连接，且连接管道上设置回流泵14。厢式压滤机16与回流池9连接，使石膏滤水回收至回流池9，再次利用。

石灰浆液池2、反应池3和回收池9内还可以设置搅拌装置。

脱硫装置中还可以根据需要设置各种泵，例如，在与除雾器连接的外接管道上均设置水泵，在石膏输出口的外接管道上设置石膏泵15。

本申请的一个技术方案中，所述脱硫装置还可以包括电控系统，优选为PLC电控系统；所述电控系统与SO₂吸收系统、石灰制浆系统、氧化系统和石膏脱水系统电连接。

本实用新型提供的脱硫装置，通过在脱硫吸收塔内设置至少三组倾斜向上的喷淋层，且喷淋管道和喷嘴均匀排布于脱硫吸收塔的横截面，可以有效提升含硫烟气和石灰浆液的接触面积和接触时间。设置可拆卸安装的具有多个梯形孔道的滞留部，不但利于脱硫吸收反应后烟气中的水分凝集，还利于脱硫吸收反应后烟气中杂质的负载和去除；经过滞留部的烟气再进入除雾器，可以延长除雾器的使用寿命。

该脱硫装置利用石灰浆液充分吸收烟气中的SO₂。由脱硫吸收塔排出的吸收浆液送入外置的反应池中，经氧化反应即可将SO₂转化进入石膏中，完成SO₂的重新利用，且石膏可以作为副产物外卖。并且，该脱硫装置充分利用脱硫循环泵、回流池、回流泵，实现了浆液的循环利用。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超级电容炭脱硫装置，其特征在于，该装置包括：SO₂吸收系统、石灰制浆系统和氧化系统；

所述SO₂吸收系统包括脱硫吸收塔，所述脱硫吸收塔内设置喷淋装置、滞留部和至少一个除雾器，所述喷淋装置包括至少三组倾斜向上的喷淋层，所述滞留部可拆卸安装在喷淋装置和除雾器之间，所述除雾器设置在喷淋装置的上部；

所述喷淋层与水平面的夹角为α，其中0<α<80°，所述喷淋层覆盖脱硫吸收塔的横截面；所述滞留部具有多个梯形孔道；

所述石灰制浆系统至少包括石灰浆液池，所述石灰浆液池与所述脱硫吸收塔相连接；

所述氧化系统至少包括反应池，所述反应池与石灰浆液池和脱硫吸收塔连接。

2.根据权利要求1所述的脱硫装置，其特征在于，所述脱硫装置还包括烟气系统，所述烟气系统包括烟气输入系统和/或烟气排出系统；

所述烟气输入系统至少包括引风机和烟气输入管道，所述烟气输入管道与脱硫吸收塔连通部分的管道与水平面的夹角为β，其中0<β<90°；

所述烟气排出系统包括与脱硫吸收塔烟气出口连接的烟道和与烟道连接的烟囱。

3.根据权利要求1所述的脱硫装置，其特征在于，所述喷淋层包括至少一个喷淋管道和设置于所述喷淋管道上的喷嘴，所述喷嘴均匀分布在喷淋管道上，所述喷嘴绕着喷淋装置轴向转动。

4.根据权利要求2所述的脱硫装置，其特征在于，所述烟气输入管道与脱硫吸收塔连通部分的管道与水平面的夹角为β，其中0<β<90°；所述烟气输入管道与脱硫吸收塔连通部分的管道上，设置缓冲腔，缓冲腔内设置烟气挡板。

5.根据权利要求1所述的脱硫装置，其特征在于，所述脱硫吸收塔的底部设置塔底封水口，所述塔底封水口与反应池连接。

6.根据权利要求1所述的脱硫装置，其特征在于，所述喷淋层通过管道与石灰浆液池和反应池连接，连接管道上设置至少一个加药泵和/或至少一个脱硫循环泵。

7.根据权利要求1所述的脱硫装置，其特征在于，所述反应池的底部设置氧气入口和石膏输出口，所述氧气入口连接氧化风机。

8.根据权利要求7所述的脱硫装置，其特征在于，所述脱硫装置还包括石膏脱水系统，所述石膏脱水系统包括压滤机，所述压滤机与石膏输出口连接。

9.根据权利要求1～8任一项所述的脱硫装置，其特征在于，所述脱硫装置还包括回流池，所述回流池与反应池连接，所述回流池与反应池连接的管道上设置回流泵。

10.根据权利要求9所述的脱硫装置，其特征在于，所述脱硫装置还包括PLC电控系统，所述PLC电控系统与SO₂吸收系统、石灰制浆系统、氧化系统和石膏脱水系统电连接。