煙氣脫硫系統的製作方法
2023-06-29 04:59:51 1
專利名稱：煙氣脫硫系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煙氣脫硫系統。
背景技術：
煤炭作為我國的基礎能源在相當長的一段時間內還具有不可替代的地位。利用煤炭發電的火電廠煙氣中含有二氧化硫會汙染環境。煙氣脫硫是目前控制火電廠煙氣排放汙染的最有效的手段。現有的煙氣脫硫工藝採用氫氧化鈉將SO2轉化為Na2SO3或NaHSO3,之後再經過曝氣轉化為so42-。然而，亞硫酸鈉雖然在曝氣條件下可以轉化成硫酸鈉，但是使用空氣壓縮機或者風機才能夠使亞硫酸鈉溶液獲得充分曝氣，能耗較大。
實用新型內容基於此，有必要提供一種能耗較低的煙氣脫硫系統。一種煙氣脫硫系統，用於脫除含有二氧化硫的煙氣中的二氧化硫，所述煙氣脫硫系統包括低溫等離子體裝置，用於將煙氣中的二氧化硫氧化為三氧化硫；鹼液接觸室，通過管道與所述低溫等離子體裝置連通，所述鹼液接觸室用於將經過低溫等離子體裝置氧化生成的三氧化硫與鹼液反應生成含有S042_的溶液；鈣源接觸室，通過管道與所述鹼液接觸室連通，所述鈣源接觸室用於將所述含有SO42-的溶液與鈣源反應生成硫酸鈣及回收鹼液，所述鈣源接觸室內收容的鈣源為氧化鈣、氫氧化鈣或氫氧化鈣溶液。在其中一個實施例中,所述鹼液接觸室內收容的鹼液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。在其中一個實施例中，所述鹼液接觸室內收容的鹼液為質量濃度為7% 15%的氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。。在其中一個實施例中，所述鹼液接觸室內設有用於向所述三氧化硫微噴所述鹼液的微噴裝置。在其中一個實施例中，所述鈣源接觸室內收容的氫氧化鈣溶液的質量濃度為5% 13%。在其中一個實施例中，所述鈣源接觸室內設有用於收容所述鈣源的反應池，所述含有so42_的溶液與所述鈣源在所述反應池內發生反應。在其中一個實施例中，所述煙氣脫硫系統還包括回收裝置，所述回收裝置用於所述回收鹼液輸送至所述鹼液接觸室。在其中一個實施例中，所述煙氣脫硫系統還包括用於收集所述鈣源接觸室內生成的硫酸鈣的硫酸鈣收集裝置。上述煙氣脫硫系統，通過低溫等離子體將二氧化硫轉化成三氧化硫，能耗大約為空氣壓縮機或風機的十分之一，能耗較低；通過加入鹼液及加入鈣源兩步將三氧化硫轉化為硫酸鈣及回收鹼液，回收鹼液可以進行重複循環利用，進一步降低了成本，硫酸鈣沉澱可以用於工業石膏的生產，較為環保。
圖I為一實施方式的煙氣脫硫系統的結構示意圖；圖2為一實施方式的煙氣脫硫方法的流程圖。
具體實施方式
為了便於理解本實用新型，下面將參照相關附圖對本實 用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的首選實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容更加透徹全面。需要說明的是，當元件被稱為「固設於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的。除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本實用新型。本文所使用的術語「及/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。請參閱圖1，一實施方式的煙氣脫硫系統10，用於脫除含有二氧化硫的煙氣中的二氧化硫，煙氣脫硫系統10包括低溫等離子體裝置110、鹼液接觸室120、鈣源接觸室130、回收裝置140及硫酸鈣收集裝置150。低溫等離子體裝置110用於將煙氣中的二氧化硫氧化為三氧化硫。低溫等離子體裝置110通過脈衝放電產生的等離子體中含有大量高能電子、離子、激發態離子和具有很強氧化性的自由基，其中活性離子的平均能量高於氣體分子的鍵能。活性離子和二氧化硫發生碰撞，一方面打開氣體分子鍵生成一些氮原子分子和固體微粒，另一方面激發空氣中的氧氣、水蒸汽，形成臭氧、O-和羥基自由自基等極強的氧化劑。這些氧化劑與煙氣中的二氧化硫發生一系列以活性離子或自由基為集體的複雜的電化學反應，最終使二氧化硫轉化成三氧化硫。鹼液接觸室120用於將經過低溫等離子體裝置氧化生成的三氧化硫與鹼液接觸室內120的鹼液反應生成含有S042_的溶液。鹼液為氫氧化鈉(NaOH)溶液或氫氧化鉀(KOH)溶液。優選的，鹼液的質量濃度為7% 15%。三氧化硫與鹼液反應生成的含有SO/—的溶液為硫酸鈉(Na2SO4)溶液或硫酸鉀(K2SO4)溶液。具體反應式如下2R0H+S03 — R2S04+H20其中，R為K或Na。[0030]本實施方式中，鹼液接觸室120通過管道與低溫等離子體裝置110連通。鹼液接觸室120內收容有用於與三氧化硫反應的鹼液。具體在本實施方式中，鹼液接觸室120內設有微噴裝置，微噴裝置將鹼液霧化成微小的液滴，並向通入鹼液接觸室120內的煙氣噴鹼液，使得煙氣與霧化的鹼液充分接觸反應生成含有SO/—的溶液。需要指出的是，微噴裝置可以省略，此時也可以直接將煙氣通入鹼液中，使煙氣中的三氧化硫與鹼液發生反應。鈣源接觸室130用於將鹼液接觸室120生成的含有S042_的溶液與鈣源反應轉化為硫酸I丐及回收鹼液。鈣源為氧化鈣、氫氧化鈣或氫氧化鈣溶液。優選的，氫氧化鈣溶液的質量濃度為5% 13%。具體的，氧化鈣與含有S042_的溶液中的水發生反應，生成氫氧化鈣(Ca (OH) 2)。因此隹丐源與含有SO廣的溶液反應生成的回收鹼液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。具體反應式如下 R2S04+Ca (OH) 2 — Ca2S04+2R0H其中，R為K或Na，硫酸鈣(Ca2SO4)微溶於水，多次反應後硫酸鈣以沉澱形式存在。本實施方式中，鈣源接觸室130通過管道與鹼液接觸室120連通。具體在本實施方式中，鈣源接觸室130內設有反應池，鈣源收容於反應池內，使用時可以將鹼液接觸室120內產生的含有SO/—的溶液通過管道通入反應池內，與反應池內的鈣源發生反應生成硫酸鈣沉澱和回收鹼液。在其他實施方式中，可以將鈣源接觸室內的鈣源加入含有S042_的溶液中發生反應。回收裝置140用於將回收鹼液輸送至鹼液接觸室120。具體在本實施方式中，回收裝置140為管道，回收裝置140將回收鹼液輸送至鹼液接觸室120並進入微噴裝置。硫酸鈣收集裝置150用於收集鈣源接觸室130內產生的硫酸鈣。硫酸鈣收集裝置150收集的硫酸鈣可以用於工業石膏的生產。上述煙氣脫硫系統10中，低溫等離子體裝置110依靠低功率電源激發空氣中的氧氣、水蒸汽，形成臭氧、O-和羥基自由自基，這些都是極強的氧化劑，能夠迅速高效並廉價的將二氧化硫轉化成三氧化硫，能耗較低；鹼液接觸室120及鈣源接觸室130將三氧化硫轉化為硫酸I丐及回收鹼液，回收裝置140用於將回收鹼液輸送至鹼液接觸室120進行重複循環利用，進一步降低了成本，硫酸鈣收集裝置150收集硫酸鈣沉澱，用於工業石膏的生產，較為環保。請同時參閱圖I及圖2，一實施方式的煙氣脫硫方法，包括以下步驟步驟S101、將煙氣進行低溫等離子體激發氧化使煙氣中的二氧化硫氧化為三氧化硫O本實施方式中，煙氣的二氧化硫通過低溫等離子體裝置110氧化為三氧化硫。低溫等離子體裝置110通過脈衝放電產生的等離子體中含有大量高能電子、離子、激發態離子和具有很強氧化性的自由基，其中活性離子的平均能量高於氣體分子的鍵能。活性離子和二氧化硫發生碰撞，一方面打開氣體分子鍵生成一些氮原子分子和固體微粒，另一方面激發空氣中的氧氣、水蒸汽，形成臭氧、O-和羥基自由自基等極強的氧化劑。這些氧化劑與煙氣中的二氧化硫發生一系列以活性離子或自由基為集體的複雜的電化學反應，最終使二氧化硫轉化成三氧化硫。[0045]步驟S102、將經過低溫等離子體激發氧化的煙氣與鹼液反應，使煙氣中的三氧化硫與鹼液反應生成含有so42_的溶液。鹼液為氫氧化鈉(NaOH)溶液或氫氧化鉀(KOH)溶液。優選的，鹼液的質量濃度為7% 15%。三氧化硫與鹼液反應生成的含有SO/—的溶液為硫酸鈉(Na2SO4)溶液或硫酸鉀(K2SO4)溶液。具體反應式如下2R0H+S03 — R2S04+H20其中，R為K或Na。本實施方式中，經過低溫等離子體激發氧化的煙氣在鹼液接觸室120與鹼液反應。鹼液接觸室120通過管道與低溫等離子體裝置110連通。鹼液接觸室120內收容有用於與三氧化硫反應的鹼液。具體在本實施方式中，鹼液接觸室120內設有微噴裝置，微噴裝 置將鹼液霧化成微小的液滴，並向通入鹼液接觸室120內的煙氣噴鹼液，使得煙氣與霧化的鹼液充分接觸反應生成含有SO/—的溶液。需要指出的是，微噴裝置可以省略，此時也可以直接將煙氣通入鹼液中，使煙氣中的三氧化硫與鹼液發生反應。步驟S103、將含有S042_的溶液與鈣源反應。鈣源為氧化鈣、氫氧化鈣或氫氧化鈣溶液。優選的，氫氧化鈣溶液的質量濃度為5% 13%。氧化鈣與含有S042_的溶液中的水發生反應，生成氫氧化鈣Ca(0H)2。I丐源與含有S042_的溶液反應生成硫酸I丐及回收鹼液。回收鹼液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。具體反應式如下R2S04+Ca (OH) 2 — Ca2S04+2R0H其中，R為K或Na。硫酸鈣(Ca2SO4)微溶於水，多次反應後硫酸鈣以沉澱形式存在。本實施方式中，含有SO/—的溶液與鈣源在鈣源接觸室130內反應。鈣源接觸室130通過管道與鹼液接觸室120連通。具體在本實施方式中，鈣源接觸室130內設有反應池，鈣源收容於反應池內，使用時可以將鹼液接觸室120內產生的含有SO/—的溶液通過管道通入反應池內，與反應池內的鈣源發生反應生成硫酸鈣沉澱和鹼液。鹼液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。在其他實施方式中，可以將鈣源接觸室內的鈣源加入含有S042_的溶液中發生反應。步驟S104、收集含有S042_的溶液與鈣源反應生成的硫酸鈣及回收鹼液，並將收集的回收鹼液用於與經過低溫等離子體激發氧化的煙氣反應。本實施方式中，通過回收裝置140將回收鹼液輸送至鹼液接觸室120。回收裝置140為管道，回收裝置140將回收鹼液輸送至鹼液接觸室120並進入微噴裝置。通過酸鈣收集裝置150收集鈣源接觸室130內產生的硫酸鈣。硫酸鈣收集裝置150收集的硫酸鈣可以用於工業石膏的生產。上述煙氣脫硫方法，通過低溫等離子體將二氧化硫轉化成三氧化硫，能耗大約為空氣壓縮機或風機的十分之一，能耗較低；通過加入鹼液及加入鈣源兩步將三氧化硫轉化為硫酸鈣及回收鹼液，並將回收鹼液進行重複循環利用，進一步降低了成本，收集硫酸鈣沉澱，用於工業石膏的生產，較為環保。可以理解，步驟S104可以省略，此時回收鹼液可以用作其他用途。[0064]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬 於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種煙氣脫硫系統，用於脫除含有二氧化硫的煙氣中的二氧化硫，其特徵在於，所述煙氣脫硫系統包括 低溫等離子體裝置，用於將煙氣中的二氧化硫氧化為三氧化硫； 鹼液接觸室，通過管道與所述低溫等離子體裝置連通，所述鹼液接觸室用於將經過低溫等離子體裝置氧化生成的三氧化硫與鹼液反應生成含有SO42-的溶液； 鈣源接觸室，通過管道與所述鹼液接觸室連通，所述鈣源接觸室用於將所述含有SO42-的溶液與鈣源反應生成硫酸鈣及回收鹼液，所述鈣源接觸室內收容的鈣源為氧化鈣、氫氧化鈣或氫氧化鈣溶液。
2.根據權利要求I所述的煙氣脫硫系統，其特徵在於，所述鹼液接觸室內收容的鹼液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
3.根據權利要求I所述的煙氣脫硫系統，其特徵在於，所述鹼液接觸室內收容的鹼液為質量濃度為7% 15%的氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
4.根據權利要求I所述的煙氣脫硫系統，其特徵在於，所述鹼液接觸室內設有用於向所述三氧化硫微噴所述鹼液的微噴裝置。
5.根據權利要求I所述的煙氣脫硫系統，其特徵在於，所述鈣源接觸室內收容的氫氧化鈣溶液的質量濃度為5% 13%。
6.根據權利要求I所述的煙氣脫硫系統，其特徵在於，所述鈣源接觸室內設有用於收容所述鈣源的反應池，所述含有SO42-的溶液與所述鈣源在所述反應池內發生反應。
7.根據權利要求I所述的煙氣脫硫系統，其特徵在於，所述煙氣脫硫系統還包括回收裝置，所述回收裝置用於所述回收鹼液輸送至所述鹼液接觸室。
8.根據權利要求I所述的煙氣脫硫系統，其特徵在於，所述煙氣脫硫系統還包括用於收集所述鈣源接觸室內生成的硫酸鈣的硫酸鈣收集裝置。
專利摘要一種煙氣脫硫系統，用於脫除含有二氧化硫的煙氣中的二氧化硫，包括低溫等離子體裝置、鹼液接觸室及鈣源接觸室，所述低溫等離子體裝置用於將煙氣中的二氧化硫氧化為三氧化硫，所述鹼液接觸室通過管道與所述低溫等離子體裝置連通，所述鹼液接觸室用於將經過低溫等離子體裝置氧化生成的三氧化硫與鹼液反應生成含有SO42-的溶液，所述鈣源接觸室，通過管道與所述鹼液接觸室連通，所述鈣源接觸室用於將所述含有SO42-的溶液與鈣源反應生成硫酸鈣及回收鹼液，所述鈣源接觸室內收容的鈣源為氧化鈣、氫氧化鈣或氫氧化鈣溶液。上述煙氣脫硫系統能耗較低。
文檔編號B01D53/75GK202538624SQ201220169579
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月19日 優先權日2012年4月19日
發明者任哲, 呂小鴻, 周淼, 周湧 申請人:深圳力合環保技術有限公司