一種煙氣脫硫裝置及方法與流程

2023-06-15 12:30:51 1

本發明屬於煙氣處理技術領域，具體涉及一種煙氣脫硫裝置及方法。

背景技術：

隨著我國工業的快速發展，以原煤為燃料的鍋爐和冶金煉鋼電爐越來越多，而這些爐窯所排放的汙染物對大氣環境帶來了很大的危害，使我國環境治理面臨很大的挑戰，因此對於煙氣中汙染物的回收和處理技術也越來越重要。而煙氣中成分很複雜，氣體成分中所包含的so2已經成為大氣汙染的主要原因，在餘熱利用過程中含硫煙氣造成的低溫腐蝕也會對設備帶來很大的破壞，因此，減少so2汙染已成為當務之急。

煙道氣脫硫一般分為幹法和溼法，其中幹法脫硫一般使用固體粉末或顆粒作為吸收劑，包括活性炭吸附法、石灰粉吹入法等，溼法脫硫一般採用液體作為吸收劑，如氨法、石灰乳法等。其中，由於活性炭吸附容量大，得到了廣泛的應用。在二氧化硫吸附過程中，吸附劑同時起到了催化的作用，使廢氣中的氧氣把二氧化硫氧化為三氧化硫，進而與廢氣中的水作用生成硫酸，進而飽和後的活性炭可以通過水洗再生，進而得到稀硫酸。該方法具有產物清潔、操作性強等優點，但吸附劑需要反覆再生，影響了煙氣脫硫的連續性和工作效率。

因此，亟待出現一種能夠持續、穩定、高效運行的脫硫裝置。

技術實現要素：

針對上述現有技術存在的問題，本發明的目的在於提供一種脫硫效率高、製作與運行成本低、工作過程持續穩定的煙氣脫硫裝置及方法。

為達到上述目的，本發明的裝置包括：包括上端為半圓結構的殼體以及設置在殼體內半圓結構底部中心的中心軸，脫硫葉輪通過中心軸安裝在殼體內，脫硫葉輪的葉片末端與殼體上端半圓結構內壁緊密接觸；

所述的脫硫葉輪表面為網孔狀結構，其內包覆或通過固定材料固定有對二氧化硫具有物理吸附和化學吸附功能的吸附材料；

所述的殼體上端的半圓結構兩側分別安裝有帶有煙氣進口閥、煙氣出口閥的煙氣進口管道和煙氣出口管道；

殼體煙氣出口管道一側位於中心軸的下端安裝有帶清潔流體進口閥的清潔流體進口管道；

殼體下端煙氣進口管道一側安裝有帶清潔流體出口閥的清潔流體出口管道。

所述的煙氣出口管道為漸縮結構，其下端與殼體內半圓結構底部處於同一平面且平行於煙氣流向，上端沿煙氣流向收縮。

所述的煙氣進口管道為漸擴結構，其下端與殼體內半圓結構底部處於同一平面且平行於煙氣流向，上端沿煙氣流向擴張。

所述的清潔流體進口管道為漸擴結構。

所述的清潔流體出口管道為漸縮結構，其下端平行於清潔流體流向，上端沿清潔流體流向收縮。

所述的清潔流體為水、鹼性溶液或具有脫硫作用的流體。

所述的煙氣進口閥、煙氣出口閥、清潔流體進口閥和清潔流體出口閥採用自動閥、動力驅動閥或手動閥。

所述的吸附材料為活性炭、活性煤、活性氯化鋁、沸石或矽膠。

所述固定材料為耐硫酸的聚四氟乙烯或二氧化矽。

採用以上裝置對煙氣脫硫的方法如下：

步驟s100：流體注入：打開清潔流體進口閥，使清潔流體由清潔流體進口管道進入殼體內，使清潔流體能夠充滿脫硫葉輪下半部分，同時，中心軸轉動，帶動脫硫葉輪順時針旋轉；

步驟s200：煙氣脫硫：打開煙氣出口閥與煙氣進口閥，煙氣由煙氣進口管道流入殼體，煙氣在殼體內流動過程中二氧化硫被脫硫葉輪中吸附材料吸附並得到清潔氣體，清潔氣體由經煙氣出口管道排出；

步驟s300：粉塵處理：吸附有二氧化硫的脫硫葉輪通過吸附材料的催化作用與煙氣中的氧氣反應生成三氧化硫，並與煙氣中的水蒸氣作用生成硫酸，脫硫葉輪順時針由煙氣側進入清潔流體側，清潔流體帶走脫硫葉輪中的硫酸並使脫硫葉輪中吸附材料再生，脫硫葉輪繼續順時針旋轉進行脫硫；打開清潔流體出口閥，所得硫酸溶液由清潔流體出口管道排出。

本發明通過內有吸附劑材料的旋轉葉輪旋轉進行持續的吸附劑吸附催化再生過程，通過葉輪中吸附劑吸附煙氣中的二氧化硫進一步催化生成三氧化硫並與廢氣中的水蒸氣作用生成硫酸，帶有硫酸的葉輪旋轉至清潔流體側將硫酸溶入清潔流體中並使吸附劑再生實現脫硫功能，該方法依次循環實現了裝置持續脫硫功能。

本發明相對於現有技術，具有如下優點及效果：

(1)本發明將一種內有吸附材料的旋轉葉輪結構應用於脫硫裝置腔體內，能夠將煙氣中二氧化硫的吸附催化與脫離同時連續進行，大大提升了脫硫效率與持續性；

(2)本發明中脫硫葉輪使用隔熱材料，同時葉輪末端與殼體緊密相連，利用煙氣與清潔流體反向流動促進脫硫葉輪的順時針轉動，避免了煙氣與清潔流體直接接觸，避免了在脫硫過程中煙氣餘熱的損失，同時避免了脫硫過程阻礙煙氣流動，更大程度的降低了脫硫過程中的功耗；

(3)本發明中脫硫葉輪順時針旋轉過程中，煙氣與清潔流體的流動同時產生一定的推進作用，降低了葉輪旋轉的能耗。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖。

圖中，1-煙氣出口管道，2-煙氣出口閥，3-煙氣進口閥，4-煙氣進口管道，5-清潔流體進口管道，6-清潔流體進口閥，7-清潔流體出口閥，8-清潔流體出口管道，9-殼體，10-中心軸，11-脫硫葉輪。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

參見圖1，本發明包括上端為半圓結構的殼體9以及設置在殼體內半圓結構底部中心的中心軸10，脫硫葉輪11通過中心軸10安裝在殼體9內，脫硫葉輪11的葉片末端與殼體9上端半圓結構內壁緊密接觸；所述的脫硫葉輪11表面為網孔狀結構，其內包覆或通過固定材料固定有對二氧化硫具有物理吸附和化學吸附功能的活性炭、活性煤、活性氯化鋁、沸石或矽膠的吸附材料，其中固定材料為耐硫酸的聚四氟乙烯或二氧化矽；

在殼體9上端的半圓結構兩側分別設置有帶有煙氣進口閥3、煙氣出口閥2的煙氣進口管道4和煙氣出口管道1；

殼體9煙氣出口管道1一側位於中心軸10的下端安裝有帶清潔流體進口閥6的清潔流體進口管道5；

殼體9下端煙氣進口管道4一側安裝有帶清潔流體出口閥7的清潔流體出口管道8。

其中，煙氣出口管道1為漸縮結構，其下端與殼體內半圓結構底部處於同一平面且平行於煙氣流向，上端沿煙氣流向收縮，煙氣進口管道4為漸擴結構，其下端與殼體內半圓結構底部處於同一平面且平行於煙氣流向，上端沿煙氣流向擴張，清潔流體進口管道5為漸擴結構，清潔流體出口管道8為漸縮結構，其下端平行於清潔流體流向，上端沿清潔流體流向收縮。

本發明採用漸擴結構能夠使煙氣更好的充滿除塵葉輪上半側，從而增大煙氣與葉輪的接觸面積，一方面提升除塵效率，另一方面能夠更好的利用煙氣動能從而帶動除塵葉輪旋轉；減縮結構能夠更好地將充滿葉輪上側的煙氣收集並排出。

本發明的清潔流體為水、鹼性溶液或具有脫硫作用的流體，煙氣進口閥3、煙氣出口閥2、清潔流體進口閥6和清潔流體出口閥7採用自動閥、動力驅動閥或手動閥。

本發明的煙氣脫硫方法包括以下步驟：

步驟s100：流體注入：打開清潔流體進口閥6，使清潔流體由清潔流體進口管道5進入殼體9內，使清潔流體能夠充滿脫硫葉輪11下半部分，同時，中心軸10轉動，帶動脫硫葉輪11順時針旋轉；

步驟s200：煙氣脫硫：打開煙氣出口閥2與煙氣進口閥3，煙氣由煙氣進口管道4流入殼體9，煙氣在殼體9內流動過程中二氧化硫被脫硫葉輪11中吸附材料吸附並得到清潔氣體，清潔氣體由經煙氣出口管道2排出；

步驟s300：粉塵處理：吸附有二氧化硫的脫硫葉輪11通過吸附材料的催化作用與煙氣中的氧氣反應生成三氧化硫，並與煙氣中的水蒸氣作用生成硫酸，脫硫葉輪順時針由煙氣側進入清潔流體側，清潔流體帶走脫硫葉輪11中的硫酸並使脫硫葉輪11中吸附材料再生，脫硫葉輪11繼續順時針旋轉進行脫硫；打開清潔流體出口閥7，所得硫酸溶液由清潔流體出口管道8排出。

本發明將一種內有吸附材料的旋轉葉輪結構應用於脫硫裝置腔體內，能夠將煙氣中二氧化硫的吸附催化與脫離同時連續進行，大大提升了脫硫效率與持續性；脫硫葉輪使用隔熱材料，同時葉輪末端與殼體緊密相連，利用煙氣與清潔流體反向流動促進脫硫葉輪的順時針轉動，避免了煙氣與清潔流體直接接觸，避免了在脫硫過程中煙氣餘熱的損失，同時避免了脫硫過程阻礙煙氣流動，更大程度的降低了脫硫過程中的功耗；脫硫葉輪順時針旋轉過程中，煙氣與清潔流體的流動同時產生一定的推進作用，降低了葉輪旋轉的能耗。