一種煙氣脫硫系統的製作方法

2023-11-02 21:36:27

本發明涉及脫出煙氣中的二氧化硫的技術領域，尤其涉及一種煙氣脫硫系統。

背景技術：

目前我國是二氧化硫的總體排放量位居世界首位，煙氣中的二氧化硫若直接排放在空氣中會形成酸雨，對環境造成嚴重影響。煙氣脫硫是將煙氣中的硫氧化物進行去除。煙氣中的二氧化硫實質上是酸性的，可以通過與適當的鹼性物質反應從煙氣中脫除二氧化硫。所用的鹼性物質與煙道氣中的二氧化硫發生反應，產生了一種亞硫酸鹽和硫酸鹽的混合物(根據所用的鹼性物質不同，這些鹽可能是鈣鹽、鈉鹽、鎂鹽或銨鹽)。亞硫酸鹽和硫酸鹽間的比率取決於工藝條件，在某些工藝中，所有亞硫酸鹽都轉化成了硫酸鹽，傳統的脫硫系統存在脫硫不足，脫硫效率不高等問題，目前，人們一直在研究更好的煙氣脫硫系統。

例如中國專利CN103706237B提供了一種煙氣脫硫系統，包括煙氣脫硫塔，所述煙氣脫硫塔包括塔體和由塔體圍成的塔體內腔，並且所述煙氣脫硫塔沿著煙氣流動方向被劃分為洗滌段、吸收段和回收段，其中在煙氣脫硫塔的吸收段內設置填料層脫硫段和噴霧脫硫裝置的脫硫組合，該發明將脫硫步驟集成在一個脫硫塔中，這樣的設計在實際生產過程中對加工提出了高標準，很難達到所需精度要求。例如中國專利CN104959034A公開了一種煙氣脫硫方法及裝置、煙氣一體化脫硫脫硝系統及方法，該煙氣脫硫方法包括使待處理煙氣通過脫硫催化劑形成的填料層進行脫硫，脫硫產物以硫酸的形式吸附在填料層中，得脫硫後煙氣；用水或稀硫酸對填料層進行噴淋使填料層吸附的硫酸脫附；用待處理煙氣或脫硫後煙氣對硫酸脫附後的脫硫催化劑進行乾燥使脫硫催化劑再生，該發明中脫硫過程較為複雜，且必須具備兩個或兩個以上的脫硫塔才能完成煙氣脫硫，這樣增加了設備成本和佔用較大的工作場地，且在噴淋過程中不能對填料層進行均勻噴淋。

技術實現要素：

為克服現有技術中存在的脫硫裝置佔用場地大、噴淋不均、設備成本高的問題，本發明提供了一種煙氣脫硫系統。

本發明披露了一種煙氣脫硫系統，該系統包括除塵裝置、進煙管、排煙管、散熱裝置、脫硫裝置、加熱裝置、氧化裝置、除霧裝置、吸收液存儲裝置、儲存器和煙囪，其創新點在於：所述散熱裝置的進口與除塵裝置的出口相連，散熱裝置出口與脫硫裝置的側壁下方一側通過進煙管相連，脫硫裝置的底部與氧化裝置側壁上部相連，氧化裝置的底部與儲存器相連；所述排煙管一側連接脫硫裝置的頂部，另一側連接除霧裝置；加熱裝置設於煙囪和除霧裝置中間任意位置處。通過這樣位置關係的限定安裝，在不降低脫硫效率的前提下，可以更好的縮小煙氣脫硫系統整體在實際使用中的佔地面積。

進一步的，所述除塵裝置與散熱裝置之間設有溫度傳感器III；散熱裝置與脫硫裝置之間的進煙管上還依次安裝有溫度傳感器I、氣泵I和氣體流量閥I。溫度傳感器III用於檢測煙氣初始進入散熱裝置3中煙氣溫度，控制散熱裝置3的散熱強度；溫度傳感器I4用於測量經過散熱裝置3後進煙管中煙氣的溫度，氣體流量閥I6用於控制煙氣進入脫硫裝置中的流量，煙氣速度和溫度對脫硫效率有很大影響，因此通過調節煙氣的溫度和流量，為煙氣脫硫作出較好的脫硫準備。

進一步的，所述吸收液存儲裝置與脫硫裝置頂部正中位置相連，兩者連接線路中還設有泵III和流量閥III。

進一步的，所述脫硫裝置包括旋轉電機、噴淋裝置、軸承和脫硫裝置本體；所述噴淋裝置和軸承處於同一軸向上，軸承設於噴淋圓筒上方圓孔內，將脫硫裝置內部與外界分離；旋轉電機與噴淋裝置側壁相連，設於脫硫裝置本體外部。通過旋轉電機帶動噴淋裝置整體旋轉，得到更均勻的噴淋效果，且該脫硫裝置結構簡單，降低了設備成本。

進一步的，所述噴淋裝置包括進液裝置和布液裝置；所述進液裝置位於布液裝置的頂部，進液裝置整體呈微喇叭狀，底部直徑小於頂部直徑；進液裝置和布液裝置兩者同軸線分布，進液裝置的底部伸入布液裝置的內部。這樣的設計保證氨水通過進液裝置進入布液裝置時增大氨水壓力，避免在脫硫裝置啟動階段因壓力不足，出現氨水從布液裝置中滴落的情況。

進一步的，所述布液裝置為圓柱形，圓周一側上設有布液噴頭，相對的另一側設有相同數量的布液噴頭，圓周兩側上的布液噴頭在軸向方向上兩兩交錯布置。這樣的設計目的是避免氨水在布液裝置中噴淋過程中，布液噴頭之間出現氨水流量不勻，出現不均勻噴淋現象。

進一步的，所述旋轉電機與噴淋裝置的布液裝置連接，連接位置設於布液裝置露出於脫硫裝置本體外側的布液裝置部分。這樣設計的目的是將氨水均勻噴灑在脫硫裝置內部，充分與煙氣接觸，可以有效對煙氣進行脫硫處理。

進一步的，所述氧化裝置包括氧化塔、氣泵II、流量閥II、氧氣罐和電動機；所述電動機設於氧化塔頂部正中間位置，氧化塔頂部靠近電動機處設有進氣口，用於輸入氧氣；氧氣罐設於氧化塔外側任意位置處；氧氣罐和氧化塔之間設有氣體流量閥II和氣泵II。

進一步的，所述氧化塔分為上部圓筒段和下部圓錐段，兩段之間通過可翻轉的圓形鋼板進行分隔；所述圓形鋼板分為左右半圓形鋼板，且根據圓形中心線相互對稱，左右半圓形鋼板與氧化塔側壁各有一個鉸接點，左右半圓形鋼板通過鉸接點可進行向下翻轉。這樣的設計目的是將氧化塔的上部圓筒段和下部圓錐段進行分隔，保證上部圓筒段中亞硫酸氫銨與氧氣的反應及硫酸銨的蒸發。

進一步的，所述電動機設於氧化塔頂部正中間位置，電動機與旋轉件相連，旋轉件設於氧化塔圓筒段內部。這樣設計的目的是將亞硫酸氫銨溶液進行攪拌，使得與氧氣充分接觸生成硫酸銨。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明的煙氣脫離系統更好的縮小煙氣脫硫系統整體在實際使用中的佔地面積，且降低設備成本。

(2)本發明的煙氣脫硫系統中的布液裝置在氨水噴淋過程中，始終處於均勻噴淋狀態；

(3)本發明中脫硫裝置中的旋轉電機帶動噴淋裝置旋轉，將氨水均勻噴灑在脫硫裝置內部，充分與煙氣接觸，可以有效對煙氣進行脫硫處理；

(4)本發明的氧化塔中電動機和葉輪的組合將亞硫酸氫銨溶液進行攪拌，使得與氧氣充分接觸生成硫酸銨。

附圖說明

圖1是煙氣脫硫系統示意圖；

圖2是脫硫裝置中噴淋裝置示意圖；

圖3是散熱裝置示意圖。

結合附圖在其上標記：

1-除塵裝置；2-溫度傳感器III，3-散熱裝置；4-溫度傳感器I，5-氣泵I，6-氣體流量閥I，7-脫硫裝置本體，71-進液裝置，72-旋轉電機，73-軸承，74-布液裝置，8-吸收液存儲裝置，9-泵III，10-流量閥III，11-流量閥II，12-泵II，130-氧化塔，131-電動機，132-葉輪，133-過濾裝置，134-氣體流量閥II，135-氣泵II，136-氧氣罐，137-加熱層，14-儲存器，15-除霧裝置，16-泵I，17-流量閥I，18-加熱裝置，19-溫度傳感器II，20-煙囪，31-散熱管道，32-循環泵，33-水箱。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本實施方式披露了一種煙氣脫硫系統；如圖1所示，該系統包括除塵裝置1、進煙管、排煙管、散熱裝置3、脫硫裝置、加熱裝置18、氧化裝置、除霧裝置15、吸收液存儲裝置8、儲存器14和煙囪20，所述散熱裝置3的進口與除塵裝置1的出口相連，散熱裝置3出口與脫硫裝置的側壁下方一側通過進煙管相連，脫硫裝置的底部與氧化裝置側壁上部相連，氧化裝置的底部與儲存器14相連，儲存器14用於存儲脫硫過程中產生的副產品；所述排煙管一側連接脫硫裝置的頂部，另一側連接除霧裝置15；加熱裝置18設於煙囪20和除霧裝置15中間任意位置處；通過這樣位置關係的限定安裝，在不降低脫硫效率的前提下，可以更好的縮小煙氣脫硫系統整體在實際使用中的佔地面積。除塵裝置1與散熱裝置3之間設有溫度傳感器III2，用於檢測煙氣初始進入散熱裝置3中煙氣溫度，控制散熱裝置3的散熱強度；散熱裝置3與脫硫裝置之間的進煙管上還依次安裝有溫度傳感器I4、氣泵I5和氣體流量閥I6，溫度傳感器I4用於測量經過散熱裝置3後進煙管中煙氣的溫度，氣體流量閥I6用於控制煙氣進入脫硫裝置中的流量，煙氣速度和溫度對脫硫效率有很大影響，因此通過調節煙氣的溫度和流量，為煙氣脫硫作出較好的準備。所述吸收液存儲裝置8與脫硫塔頂部正中位置相連，兩者連接線路中還設有泵III9和流量閥III10；泵III9和流量閥III10用於控制吸收液進入脫硫裝置中的速率。所述加熱裝置18採用電磁加熱裝置，加熱裝置18和煙囪20之間設有溫度傳感器II19，通過溫度傳感器II19控制煙氣進入煙囪20時的溫度。

優選的，本實施例中採用氨水作為脫硫裝置中的脫硫劑；如圖2所示，所述脫硫裝置包括旋轉電機72、噴淋裝置、軸承73和脫硫裝置本體7；所述脫硫裝置本體7分為上部圓筒和下部圓錐，所述脫硫裝置本體的上部圓筒頂部正中間位置開有圓孔，所述圓孔的直徑與軸承73的外徑一致，所述噴淋裝置和軸承73處於同一軸向上，軸承73設於噴淋圓筒上方圓孔內，將脫硫裝置內部與外界分離；旋轉電機72與噴淋裝置側壁相連，設於脫硫裝置本體7外部；通過旋轉電機帶動噴淋裝置整體旋轉，得到更均勻的噴淋效果，且該脫硫裝置結構簡單，降低了設備成本。所述噴淋裝置包括進液裝置71和布液裝置74；所述進液裝置71位於布液裝置74的頂部，進液裝置71整體呈微喇叭狀，底部直徑小於頂部直徑；進液裝置71和布液裝置74兩者同軸線分布，進液裝置71的底部伸入布液裝置74的內部；這樣的設計保證氨水通過進液裝置71進入布液裝置74時增大氨水壓力，避免在脫硫裝置啟動階段因壓力不足，出現氨水從布液裝置中滴落的情況；所述布液裝置74為圓柱形，圓周一側上設有布液噴頭，相對的另一側設有相同數量的布液噴頭，圓周兩側上的布液噴頭在軸向方向上兩兩交錯布置，這樣的設計目的是避免氨水在布液裝置74中噴淋過程中，布液噴頭之間出現氨水流量不勻，出現不均勻噴淋現象。所述旋轉電機72與噴淋裝置的布液裝置74連接，連接位置設於布液裝置74露出於脫硫裝置本體7外側的部分，通過旋轉電機72的啟動，帶動布液裝置74整體在脫硫裝置本體7中的旋轉運動，這樣設計的目的是將氨水均勻噴灑在脫硫裝置內部，充分與煙氣接觸，可以有效對煙氣進行脫硫處理。氨水布液噴頭中噴出，到達脫硫裝置底部，然後將底層的反應液送至氧化裝置；上層的反應液通過泵I16送至噴淋裝置的進液裝置71中，用於循環噴淋，通過流量閥I17進行調節。氨水從噴頭中噴出，氨水吸收二氧化硫，生成亞硫酸氫銨，亞硫酸氫銨與氨水還原成亞硫酸銨，亞硫酸銨吸收二氧化硫，氨水在脫硫塔中的流量保證脫硫裝置中亞硫酸銨的比例；在氧化塔130中的亞硫酸氫銨通過與氧氣反應，生成硫酸銨。

優選的，所述氧化裝置包括氧化塔130、氣泵II135、流量閥II11、氧氣罐136和電動機131；所述氧化塔130分為上部圓筒段和下部圓錐段，兩段之間通過可翻轉的圓形鋼板進行分隔；所述圓形鋼板分為左右半圓形鋼板，且根據圓形中心線相互對稱，左右半圓形鋼板與氧化塔130側壁各有一個鉸接點，左右半圓形鋼板通過鉸接點可進行向下翻轉；這樣的設計目的是將氧化塔的上部圓筒段和下部圓錐段進行分隔，保證上部圓筒段中亞硫酸氫銨與氧氣的反應及硫酸銨的蒸發。圓筒段外部側壁包裹加熱層137，圓錐段內部設有過濾裝置133；所述電動機131設於氧化塔130頂部正中間位置，電動機131與旋轉件相連，旋轉件設於氧化塔130圓筒段內部，用於將亞硫酸氫銨溶液進行攪拌，使得與氧氣充分接觸，本實施例中旋轉件採用葉輪132形式；所述氧化塔130圓筒段側壁上部設有進液口，用於輸入脫硫裝置中排出的反應液；氧化塔130頂部靠近電動機131處設有進氣口，用於輸入氧氣；氧氣罐136設於氧化塔130外側任意位置處，氧氣罐136和氧化塔130之間還設有氣體流量閥II和氣泵II135，控制氧氣進入氧化塔130中的流量。在氧化塔130中的亞硫酸氫銨通過與氧氣反應，生成硫酸銨。控制一定流量的亞硫酸氫銨進入氧化塔130，此時氧化塔130中的圓形鋼板處於關閉狀態，此時通過葉輪132攪拌亞硫酸氫銨溶液，使其與氧氣的得到充分反應後，啟動氧化塔130外部的加熱層137，使得溶於液體中的硫酸銨在氧化塔130中通過加熱蒸發析出，當硫酸銨析出後，圓形鋼板向下翻轉，硫酸銨落入氧化塔130的圓錐段，圓錐段中的過濾裝置133過濾硫酸銨中的雜質，不阻礙硫酸銨的下落；所述氧化塔130底部與儲存器14相連，因此儲存器14用於儲存脫硫過程中獲得副產品硫酸銨。

優選的，如圖3所示，所述散熱裝置3包括散熱管道31、水箱33和循環泵32；所述散熱管道31設於進煙管外側；本實施例中散熱管道31採用蛇形彎管，與進煙管有更大接觸面積；循環泵32設於散熱管道31和水箱33之間的任意位置處；循環泵32抽取水箱33中的水，水流方向與進煙管中煙氣方向相反。由於進煙管上設有溫度傳感器III2，通過溫度傳感器III2測量煙氣的初始進入的溫度，控制循環泵32抽吸水的速率，溫度傳感器I4檢測途徑散熱裝置3後的煙氣溫度，從而調節進煙管中煙氣進入脫硫裝置中的溫度。散熱裝置3中當水經過散熱管道31後，流經氧化塔130外側，回到水箱33中；將吸收到的熱量傳送給氧化塔130外部的加熱層137，可以充分利用煙氣餘熱，避免資源浪費。

工作原理：

鍋爐煙氣通過進煙管進入脫硫系統中，先經過除塵裝置1，將煙氣中的粉塵進行過濾；溫度傳感器III2檢測通過除塵裝置1後進煙管中煙氣溫度，當煙氣管中的煙氣溫度過高，則增大散熱裝置3中循環泵32的抽吸速率，加快水循環過程；當溫度傳感器III2檢測煙氣溫度處於高溫但並不過高，則降低循環泵32的抽吸速率，降低水循環過程。溫度傳感器I4檢測途經散熱裝置3後的煙氣溫度，滿足進入脫硫裝置的條件。通過調節氣體流量閥I6的開度，控制煙氣進入脫硫裝置的煙氣速度，使得煙氣溫度和速度兩者同時滿足進入脫硫裝置的條件。煙氣從脫硫本體的側壁底部進入，此時開啟泵IV，將氨水從吸收液存儲裝置8中泵入脫硫本體內部，通過流量閥IV控制氨水進入脫硫本體的流量。

氨水進入噴淋裝置的進液裝置71中，由於進液裝置71整體呈微喇叭狀，使得氨水進入布液裝置74中有較大的水壓；氨水通過布液噴頭在脫硫裝置本體7中進行噴淋，由於布液裝置74圓周一側上設有布液噴頭，相對的另一側設有相同數量的布液噴頭，圓周兩側上的布液噴頭在軸向方向上兩兩交錯布置，避免了氨水在布液裝置74中噴淋過程中，布液噴頭之間出現氨水流量不勻，出現不均勻噴淋現象。此時通過通過旋轉電機72的啟動，帶動布液裝置74整體在脫硫裝置本體7中的旋轉運動，使得氨水均勻噴淋脫硫裝置內部，充分與煙氣接觸，可以有效對煙氣進行脫硫處理。氨水從布液噴頭中噴出，到達脫硫裝置底部，然後做底層的亞硫酸氫銨通過泵送至氧化裝置，上層的亞硫酸氫銨通過泵I16的抽吸，送至噴淋裝置的進液裝置71中，用於循環噴淋，拖過流量閥I17進行流量控制。亞硫酸氫銨與氨水還原成亞硫酸銨，亞硫酸銨繼續吸收二氧化硫，氨水在脫硫塔中的流量維持脫硫裝置中亞硫酸銨的比例。

亞硫酸氫銨溶液通過泵II12和流量閥II11進入氧化塔130中，此時氣泵II135將氧氣罐136中的氧氣打入氧化塔130中，通過電動機131帶動葉輪132將亞硫酸氫銨溶液進行攪拌，使得溶液中的亞硫酸氫銨與氧氣反應進行充分反應，生成硫酸銨，在攪拌過程中氧化塔130中的圓形鋼板處於閉合狀態，將氧化塔130分隔成兩部分。當亞硫酸氫銨與氧氣反應充分反應後，啟動氧化塔130外部的加熱層137，通過加熱蒸發溶液，將硫酸銨進行結晶析出，蒸髮結束後，將圓形鋼板向下打開，硫酸銨落入過濾裝置133中。該過濾裝置133過濾掉硫酸銨中的雜質，不阻礙硫酸銨的通過，硫酸銨在儲存器14中被收集。脫硫裝置中的煙氣通過排煙管排出，進過除霧裝置15，出去煙氣中的液滴，進入加熱裝置18中，通過加熱裝置18對排出的煙氣進行加熱，通過溫度傳感器II19進行監控，保證排出煙氣的溫度達到標準。脫硫系統中散熱裝置3從初始煙氣中獲得的熱量，通過水流經氧化塔130外側，回到水箱33中；將吸收到的熱量傳送給氧化塔130外部的加熱層137，可以調高氧化塔130的溫度，可以降低加熱層137的加熱功率，可以充分利用煙氣餘熱，避免資源浪費。

上述說明示出並描述了本發明的優選實施例，如前所述，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。