CN209771403U - 冷凝法脱硫脱销系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于环保技术领域，具体涉及一种冷凝法脱硫脱销系统。所述冷凝法脱硫脱销系统包括相互连接的脱硫系统与脱硝系统，在脱硫塔内设置若干个水平倾斜的冷凝环，环下设有液流槽。烟气进入冷凝环，水蒸气经冷凝成水，烟气中的SO2易溶于水并随冷凝液排至冷凝液收集槽，达到脱硫目的。脱硫后的烟气，进入脱硝系统，通过冷凝、分馏，提纯一氧化氮、氧气和氮气，并产生经济价值。本实用新型不耗能或少耗能，主要利用冷凝脱除烟气中的二氧化硫，利用制氧系统脱除一氧化氮，减少污染，同时，为化工产业提供原料。
Description
技术领域
本实用新型属于环保技术领域，具体涉及一种冷凝法脱硫脱销系统。
背景技术
煤炭和石油等矿物燃料的燃烧、金属冶炼、化工生产等，均会产生含二氧化硫(SO2)的烟气。二氧化硫随烟气排入大气会形成酸雨，造成环境污染，破坏农业、林业和水中生物等生态系统并危害人类健康和建筑物。近年来，中国各地先后出现了大面积的雾霾天气，经过中德两国专家论证，罪魁祸首就是硝酸盐和硫酸盐形成的气溶胶，烟气脱硫脱硝工作迫在眉睫！
在工业生产中，由于烟气排放量大，其所含的二氧化硫和一氧化氮浓度低，一直是脱硫脱硝领域中的令人困扰的问题。脱硫方法大致可分为干法和湿法两类。其中干法采用固相吸收剂、吸附剂或催化剂脱除烟气中的SO2。该法的优点是无废酸、废水排放，减少了二次污染；缺点是脱硫效率低且不稳定，设备庞大，操作要求高。湿法通常采用碱性溶液作吸收剂脱除SO2。该法的优点是脱硫效率高且稳定，设备简单，操作容易；缺点是有废酸、废水等二次污染需进行再处理，投资及运行费用均较高。脱硝方法大致有SCR催化还原法、吸附法、氧化吸收法。其中吸附法的设备庞大，投资极高。臭氧氧化吸收等方法运行费用极高。SCR法最为普遍，投资、运行成本适中，但失去活性的催化剂本身就是高毒污染物，危废难以妥善处置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种设备简单、操作安装方便、脱硫脱硝效率高、运行及装置费用极低的冷凝法脱硫脱销系统。
本实用新型为实现上述目的所采取的技术方案为：冷凝法脱硫脱销系统，其特征在于，所述冷凝法脱硫脱销系统包括相互连接的脱硫系统与脱硝系统，所述脱硫系统包括安装于脱硫塔内的若干个冷凝环，所述冷凝环平面为螺线形，其平面与水平面成一定倾斜角，冷凝环一部分连接于脱硫塔内，另一部分连接在脱硫塔外，所述塔内部分下方设有雾化加湿装置，所述塔外部分末端连接下侧开有冷凝液流出口的环形冷凝液收集槽，所述脱硝系统为制氧系统，连接于脱硫塔出气口下游。
所述脱硝系统包括烟气过滤器、压缩机、空冷塔、分子筛、换热器、膨胀机、分流塔，分流塔下游分别通过管路连接氧压机、氮压机、液氩储罐、NO储罐，氧压机与氮压机下游分别通过管路连接液氧储罐与液氮储罐。
所述倾斜角为15°-20°
所述冷凝环采用聚四氟乙烯材料。
所述冷凝液收集槽采用PE耐腐蚀塑料。
本实用新型的原理如下：
目前锅炉、烧结机、焦炉等各种工业炉窑的排烟温度大约为150-300℃之间。燃料燃烧过程中会产生一定量的水蒸气，含量一般在15％左右。水蒸气凝结成水体积含量约为0.015％。烟气中SO2的体积含量约为0.35％左右。而SO2极易溶解于水，一份水可以溶解40份SO2，0.015％的水可以溶解约0.6％SO2。因此，烟气中本身的水分可以完全将SO2溶解。这样只要烟气中的水蒸气可以凝结成水，即可实现完全脱硫。本实用新型使烟气的温度降至35～60℃的范围，从而实现脱除SO2的目的。具体过程如下：
当烟气经过脱硫塔到达冷凝环时，在大气对流换热条件下，烟气迅速冷却，烟气中的水蒸气凝结成水并在凝结过程中将烟气中的SO2溶解。凝结液通过冷凝环槽，从脱硫塔外面部分下面的冷凝液出口流出。冷凝环倾斜放置，便于冷凝液流出。流出的冷凝液被收集后可用来制硫酸。只要在脱硫塔上布置足够多的冷凝环，可将所有排出的烟气冷却，即可达到脱除烟气中SO2的目的。
本实用新型可以保证在冬、春和秋季的脱硫效率。在夏季，由于环境温度较高冷凝效果会受到影响。部分燃煤锅炉的水蒸气含量不足，也会导致脱硫率下降。这时可启动雾化装置，喷入少量雾化水。一方面可以溶解SO2，另一方面还可以降低冷凝环中烟气的温度，这些都对脱硫有利。
对于氮氧化物，98%成分是一氧化氮。少量的二氧化氮在脱硫塔中被水吸收并释放NO，3NO2+H2O=2HNO3+NO。由于一氧化氮不溶于水，无法被脱硫塔吸收，脱硫后的烟气，进入制氧系统，通过空气过滤器、空气压缩机、空冷塔、分子筛、换热器、膨胀机、空气分馏塔等环节，利用一氧化氮和氧气、氮气沸点不同，分离出氧气、氮气、氩气、一氧化氮。其中，一氧化氮沸点-151℃，氧气沸点-183℃，氮气沸点-196℃。由于一氧化氮的沸点和氧气相差较大，大大降低了分离难度。在某些企业，如钢铁厂，本身有大型工业制氧系统，只需增加液态一氧化氮储罐即可。分离出来的一氧化氮可以继续制硝酸。液氧和液氮可供钢铁、焦化等企业内部自用或外售。
本实用新型采用冷凝技术脱硫脱硝，其特点如下：
1.初投资费用低，大体只相当于目前同样容量脱硫脱硝设备投资的1％～2％。
2.运行费用低，脱硫运行时几乎不耗能。分离一氧化氮所用的制氧设备虽然能耗较高，但产物是大量的液氧和液氮，价值远远超过运行成本。
3.脱硫过程可回收硫酸等副产品，作为化工原料。脱硝过程在增加极少的运行成本的同时，还可以增加硝酸等经济副产物。
4.无任何二次污染，没有废弃物，也不需添加剂。
5.脱硫脱硝效率高，可达99％。
综上所述，本实用新型不耗能或少耗能，主要利用冷凝脱除烟气中的二氧化硫，利用制氧系统脱除一氧化氮，减少污染，同时，为化工产业提供原料。
附图说明
图1为本实用新型脱硫系统结构示意图。
图2为本实用新型冷凝环结构平面图。
图3为本实用新型脱硝系统结构示意图。
图中：1冷凝环，2脱硫塔，3冷凝液收集槽，4雾化加湿装置，5烟气过滤器，6压缩机，7空冷塔，8分子筛，9换热器，10膨胀机，11分流塔，12氧压机，13氮压机，14液氧储罐，15液氩储罐，16液氮储罐，17NO储罐，A倾斜角。
具体实施方式
如图1所示，冷凝法脱硫脱销系统，所述冷凝法脱硫脱销系统包括相互连接的脱硫系统与脱硝系统，所述脱硫系统包括安装于脱硫塔2内的若干个冷凝环1，如图2所示，所述冷凝环1平面为螺线形，其平面与水平面成一定倾斜角A，冷凝环1一部分连接于脱硫塔2内，另一部分连接在脱硫塔2外，所述塔内部分下方设有雾化加湿装置4，所述塔外部分末端连接下侧开有冷凝液流出口的环形冷凝液收集槽3；
所述脱硝系统为制氧系统，连接于脱硫塔2出气口下游，如图3所示，包括烟气过滤器5、压缩机6、空冷塔7、分子筛8、换热器9、膨胀机10、分流塔11，分流塔11下游分别通过管路连接氧压机12、氮压机13、液氩储罐15、NO储罐17，氧压机12与氮压机13下游分别通过管路连接液氧储罐14与液氮储罐16。
所述倾斜角A为15°-20°
所述冷凝环1采用聚四氟乙烯材料。
所述冷凝液收集槽3采用PE耐腐蚀塑料。
对于一个直径约1.5米，高度20米的金属冶炼脱硫塔，设计相应的冷凝环1共10个，冷凝环1直径1.8米，环管直径为25cm。冷凝环采用聚四氟乙烯材质。冷凝液收集槽3为PE耐腐蚀塑料，尺寸为1m*0.25m*1m。这些冷凝环均匀安装在脱硫塔上，环与水平面的侧斜角为15度-20度。由此设计安装的冷凝环，可使烟气温度有效地降低至35-60℃，脱硫效率可达99％以上。
Claims (5)
1.冷凝法脱硫脱销系统，其特征在于，所述冷凝法脱硫脱销系统包括相互连接的脱硫系统与脱硝系统，所述脱硫系统包括安装于脱硫塔（2）内的若干个冷凝环（1），所述冷凝环（1）平面为螺线形，其平面与水平面成一定倾斜角（A），冷凝环（1）一部分连接于脱硫塔（2）内，另一部分连接在脱硫塔（2）外，所述塔内部分下方设有雾化加湿装置（4），所述塔外部分末端连接下侧开有冷凝液流出口的环形冷凝液收集槽（3），所述脱硝系统为制氧系统，连接于脱硫塔（2）出气口下游。
2.根据权利要求1所述的冷凝法脱硫脱销系统，其特征在于，所述脱硝系统包括依次通过管路连接的烟气过滤器（5）、压缩机（6）、空冷塔（7）、分子筛（8）、换热器（9）、膨胀机（10）、分流塔（11），分流塔（11）下游分别通过管路连接氧压机（12）、氮压机（13）、液氩储罐（15）、NO储罐（17），氧压机（12）与氮压机（13）下游分别通过管路连接液氧储罐（14）与液氮储罐（16）。
3.根据权利要求1所述的冷凝法脱硫脱销系统，其特征在于，所述倾斜角（A）为15°-20°。
4.根据权利要求1所述的冷凝法脱硫脱销系统，其特征在于，所述冷凝环（1）采用聚四氟乙烯材料。
5.根据权利要求1所述的冷凝法脱硫脱销系统，其特征在于，所述冷凝液收集槽（3）采用PE耐腐蚀塑料。
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