脫硫裝置、工藝及應用的制作方法
1.本發(fā)明涉及一種脫硫裝置及工藝，屬于工業(yè)處理含硫氣體技術領域，具體地涉及一種脫硫裝置、工藝及應用。
背景技術：
2.隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢氣中尤其是煙氣中里的硫氧化物是對環(huán)境危害最嚴重的污染物，煙氣中含有二氧化硫，同時還含有三氧化硫等酸性氣體成分，同時還含有少量的煙塵，煙塵中主要含鐵、銅等元素是構成酸雨的主要因素。
3.煙氣主要來源于煤炭發(fā)電廠、工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐、機動車尾氣等。煙氣脫硫(flue gas desulfurization，簡稱fgd)是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應用的脫硫方式，是控制酸雨和二氧化硫污染的最主要技術手段。煙氣脫硫技術主要利用各種堿性的吸收劑或吸附劑捕集煙氣中的二氧化硫，將之轉(zhuǎn)化為較為穩(wěn)定且易機械分離的硫化合物或單質(zhì)硫，從而達到脫硫的目的。
4.目前國內(nèi)外脫除煙氣中硫氧化物的方法主要分為：干法脫硫、半干法脫硫和濕法脫硫三種。干法固體脫硫劑的硫容量小、吸附效率低、操作復雜、再生繁瑣、硫回收難度較大。干法煙氣脫硫技術中金屬氧化物仍處于開發(fā)研究階段，其中研究主要集中在氧化銅、氧化鐵、氧化鈦等。這些吸附劑大多制備過程非常繁瑣，價格昂貴不適于推廣，濕法脫硫與半干法脫硫主要是利用堿性物質(zhì)如石灰石等間接或直接與二氧化硫反應生成穩(wěn)定亞硫酸鹽或硫酸鹽，脫硫效率在70～97％之間，能耗高、脫硫效率有待進一步提升，且還存在廢水處理問題。
技術實現(xiàn)要素：
5.為解決上述技術問題，本發(fā)明公開了一種脫硫裝置、工藝及應用，該裝置及工藝可實現(xiàn)脫硫效率穩(wěn)定性達到100％，且除設備蒸發(fā)維持熱平衡需要補加補充水以外，脫硫溶液經(jīng)再生可反復循環(huán)使用，不產(chǎn)生廢水外排。
6.為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明公開了一種脫硫裝置，所述裝置包括包含相互連接的至少一個脫硫反應裝置和至少一個脫硫液槽，所述脫硫反應裝置含有催化劑，所述脫硫反應裝置與所述脫硫液槽外部設置有至少一個用于泵送脫硫液的第一管道；
7.所述裝置包括增濕降溫系統(tǒng)，所述增濕降溫系統(tǒng)包括一個以上降溫塔，各所述降溫塔內(nèi)設有噴淋裝置，所述噴淋裝置連接水槽，所述水槽與所述噴淋裝置之間設有第二管道；且第二管道上設置有至少一個閥門和/或至少一個泵。
8.所述裝置還包括脫硫液循環(huán)系統(tǒng)，所述脫硫液循環(huán)系統(tǒng)包括順序連接的脫硫液再生裝置、固液分離裝置和脫硫液儲罐，且所述脫硫液再生裝置和所述脫硫液儲罐分別與所述脫硫液槽連接，所述脫硫液槽與所述脫硫液儲罐的連接為管道連接；所述管道設置有至少一個閥門和/或至少一個泵；
9.所述脫硫液槽與所述脫硫液再生裝置的連接為管道連接；所述管道設置有至少一
個閥門和/或至少一個泵。
10.進一步地，所述水槽位于所述噴淋裝置下方，且所述水槽設置至少一個含硫煙氣進氣口，含硫煙氣通過所述水槽液面上方形成煙道的流速≥1m/s，進氣口中含硫煙氣溫度為130～180℃，出所述增濕降溫系統(tǒng)降后的含硫煙氣溫度＜85℃。
11.其中，所述水槽內(nèi)沿豎直方向自上至下設有第一液位h1、第二液位h2、第三液位h3和第四液位h4；在正常脫硫時需控制水槽內(nèi)液位不高于h1且不低于h4，且當液位為h1時，含硫煙氣通過所述水槽液面上方形成煙道的流速為1m/s，以此保證含硫煙氣的煙氣通道。
12.由于含硫煙氣溫度高，在經(jīng)過水槽時會持續(xù)蒸發(fā)掉水槽中大量水，所述水槽需補水，所述水槽中水除來自脫硫液槽，還可以來自固液分離器的濾渣洗水，或者是工業(yè)水，無論補充哪種溶液或水，目的都是為保證水槽液位處于第一液位h1，防水大量蒸發(fā)，出現(xiàn)結晶情況。
13.一旦發(fā)現(xiàn)h2≤液位＜h1，或者h3≤液位＜h2，就需要向水槽中補充固液分離器的濾渣洗水和/或是工業(yè)水。
14.一旦發(fā)現(xiàn)h4≤液位＜h3，就需要向水槽中補充脫硫液或者對水槽內(nèi)溶液進行再生。
15.進一步地，所述水槽分別連接脫硫液槽、脫硫液儲罐、脫硫液再生裝置，且在連接管道上設置有至少一個閥門和/或至少一個泵；所述水槽內(nèi)溶液ph值≥6.5。然而隨著吸收二氧化硫量的增加，水槽內(nèi)溶液ph值都會逐漸降低，經(jīng)試驗得出結論，當增濕溶液ph值降低至＜6.5時，脫硫效率大幅降低。脫硫溶液ph值降低至＜8時，出口精度在高含硫條件下會受到影響，因此當水槽內(nèi)設置的ph計顯示溶液ph＜6.5時，需將水槽內(nèi)溶液循環(huán)至脫硫液再生裝置進行再生，具體的，測量溶液的比重，如果低于1.1，則用氫氧化鈉再生，調(diào)ph值到10以后過量10％。如果高于1.1則用氫氧化鈣再生到ph值≥10，試驗發(fā)現(xiàn)再生溶液的比重不宜＞1.3，否則容易出現(xiàn)結晶。
16.進一步地，所述脫硫液槽位于所述脫硫反應裝置下方，且所述脫硫液槽設置有至少一個出氣口，所述出氣口連接除霧裝置；優(yōu)選的，所述除霧裝置位于所述脫硫液槽上方，更優(yōu)選的，所述除霧裝置為除霧塔。進一步地，所述脫硫液再生裝置為一具有攪拌功能的反應釜，所述固液分離裝置為帶有濾網(wǎng)的固液分離器，優(yōu)選所述固液分離器為壓濾機。優(yōu)選所述反應釜內(nèi)還設置高速分散機。
17.所述固液分離器的洗水出口連接所述水槽。由于再生后的溶液為固液混合狀，需要采用過濾設備進行過濾，本發(fā)明優(yōu)選帶有濾網(wǎng)、及水洗功能的固液分離器，過濾的濾液進入脫硫液儲罐內(nèi)循環(huán)使用，過濾的濾渣堿性強，需進行水洗，本發(fā)明優(yōu)選濾渣水洗后外送至料場堆放，而濾渣洗水為弱堿性，具備一定脫硫性，故濾渣洗水可作為水槽的補水，實現(xiàn)廢水回收利用。
18.進一步地，所述催化劑由含有下述重量份的原料制得：
19.堿式氧化鐵：10～20；
20.氫氧化鈰：0.5～5；
21.赤泥：20～50；
22.粘土：10～30；
23.硅酸鎂：1～20；
24.聚陰離子纖維素：0.5～10。
25.進一步地，所述原料還包含有1～5重量份氫氧化鋁；和/或所述原料包含有0.5～15重量份鈦白粉；和/或所述原料包含有0.5～5重量份羧甲基纖維素鈉。
26.進一步地，各所述原料為粉末形態(tài)，粒度大于或等于300目。
27.進一步地，所述催化劑形狀為粉末狀、球狀、條狀、圓柱狀、多空通道或蜂窩體中任意一種。
28.進一步地，所述催化劑的制備方法包括如下步驟：
29.1)將氫氧化鈰、聚陰離子纖維素和水混合，并分散均勻，得到物料a備用；
30.2)將其他原料混合均勻，得到物料b備用；
31.3)將物料a和物料b混合均勻，之后成型，在10～35℃通風干燥24h，之后在80～120℃條件下干燥2h，在380～420℃焙燒1h，之后在700～800℃焙燒4h，自然冷卻至常溫，得到催化劑成品。
32.進一步地，所述脫硫反應裝置內(nèi)設有催化劑床層，由于催化劑規(guī)格、形狀等影響催化劑床層高度，而催化劑床層高度對于脫硫效率有實際影響，本技術在中試試驗中限定所述催化劑床層高度為150～350mm，進一步優(yōu)選300～350mm，最優(yōu)選為300mm。
33.所述催化劑床層溫度為30～80℃，進一步優(yōu)選65～70℃；
34.所述脫硫反應裝置內(nèi)還設有脫硫塔，本技術在中試試驗中限定所述脫硫塔的空塔線速度為0.5～4.5m
·
秒，進一步優(yōu)選為0.8～2.5m
·
秒，最優(yōu)選為1.5～2m
·
秒；
35.同上，本技術在中試試驗中限定所述氣液比為(500～1000):1。最優(yōu)的氣液比為1000:1。相較于現(xiàn)有鈣法、氨法的氣液比((20～30):1)，本發(fā)明設計脫硫裝置的能源消耗比現(xiàn)有脫硫工藝低50％～80％。
36.其中，上述氣液比與液氣比屬于定義相反的概念，如果將氣液比(100～1000):1轉(zhuǎn)換為液氣比，則為1～10l/m3。
37.其中，上述中試試驗的試驗包括如下實驗條件：
38.脫硫塔φ80
×
h500mm、催化劑床層高度為150～350mm，脫硫塔的空塔線速度為0.5～4.5m
·
秒，氣液比為(100～1000):1。
39.進一步地，所述脫硫液包含堿性物質(zhì)如naoh，還包括可溶性鈉鹽，如na2so3溶液。
40.脫硫反應原理如下：
41.主反應：
42.輔反應：
[0043][0044][0045][0046][0047]
循環(huán)液再生原理：
[0048]
2nahso3+ca(oh)2＝na2so3+caso3↓
+h2o；
[0049]
完全反應：
[0050]
naoh+nahso3＝na2so3+h2o；
[0051]
不完全反應：na2so3+ca(oh)2＝2naoh+caso3↓
。
[0052]
本發(fā)明選擇naoh+na2so3作為脫硫循環(huán)液，可長期、穩(wěn)定、高效的脫除尾氣中的二氧化硫。
[0053]
本發(fā)明的目的之二是公開一種上述裝置進行脫硫工藝，所述工藝包括如下過程：含硫氣體經(jīng)過水箱上層煙道一進入降溫塔內(nèi)經(jīng)噴淋裝置一降溫，同時脫除部分二氧化硫和部分粉塵，含硫氣體降溫伴隨著蒸發(fā)形成的水蒸氣，夾帶少量液珠由脫硫塔頂進入，經(jīng)脫硫塔內(nèi)設置的噴淋裝置二噴淋與脫硫循環(huán)液接觸，其中脫硫循環(huán)液與含硫氣體自上而下進入催化劑床層，并在催化劑床層上瞬間反應，完成脫硫；脫硫后氣體與循環(huán)液在脫硫液槽上層煙道二完成分離，氣體隨后進入除霧裝置進一步分離液滴，最后進入煙囪排空，脫硫后液體隨自重落入脫硫液槽，循環(huán)噴淋，當監(jiān)測到脫硫液ph值＜8，與此同時監(jiān)測到經(jīng)除霧后氣體中二氧化硫含量＞1mg/nm3時，脫硫循環(huán)液去脫硫液再生裝置進行再生。
[0054]
本明的目的之三是公開一種上述裝置用于脫出工業(yè)除塵后的含硫氣體，所述含硫氣體可以為電廠煙氣、鋼廠尾氣，以及其它工業(yè)尾氣，且含硫氣體中包含n2、co2、so2、o2等，其中so2的濃度可達到4000ppm以上。
[0055]
本發(fā)明實施例提供的技術方案與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：
[0056]
1、本發(fā)明設計的脫硫裝置及工藝在合理選擇催化劑種類，催化劑床層高度，催化劑床層溫度，脫硫塔的空塔線速度等基礎上配合本技術保護的脫硫裝置，可實現(xiàn)對具備一定so2含量的含硫氣體的100％脫硫，且該脫硫裝置運行穩(wěn)定，受含硫氣體成分、含量及脫硫過程影響小。
[0057]
2、本發(fā)明設計的脫硫裝置及工藝采用脫硫液循環(huán)再生利用，不產(chǎn)生廢水外排。
[0058]
3、本發(fā)明設計的脫硫裝置及工藝相較于現(xiàn)有裝置在相同使用條件下能耗降低，相較于現(xiàn)有脫硫工藝，能耗降低50％～80％。
[0059]
4、本發(fā)明設計的脫硫裝置及工藝相較于現(xiàn)有裝置在相同使用條件下降低了脫硫耗材使用量及使用成本。
[0060]
5、本發(fā)明設計的脫硫裝置及工藝在用于處理工業(yè)除塵后的含硫氣體中具備較好工業(yè)化應用前景。
附圖說明
[0061]
此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0062]
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0063]
圖1為本發(fā)明設計脫硫裝置結構示意圖；
[0064]
圖2為本發(fā)明脫硫工藝示意圖；
[0065]
圖3為本發(fā)明脫硫循環(huán)工藝示意圖；
[0066]
圖4為不同線速度下的脫硫效率示意圖；
[0067]
圖5為不同床層高度下的脫硫效率示意圖；
[0068]
圖6為不同線速度下的床層壓降示意圖；
[0069]
圖7為不同床層溫度下的脫硫效率示意圖；
[0070]
圖8為不同二氧化硫含量下的脫硫效率示意圖；
[0071]
圖9為不同二氧化硫含量下的床層阻力示意圖。
[0072]
其中上述附圖中各部件編號如下：
[0073]
101、脫硫反應裝置；102、脫硫液槽；103、催化劑；104、第一管道；105、噴淋裝置二；106、煙道二；107、出氣口；
[0074]
201、降溫塔；202、噴淋裝置一；203、水槽；204、第二管道；205、進氣口；206、煙道一；
[0075]
301、脫硫液儲罐；302、固液分離裝置；302-1、洗水出口；303、脫硫液再生裝置；
[0076]
400、除霧裝置；
[0077]
500、煙囪。
具體實施方式
[0078]
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面將對本發(fā)明的方案進行進一步描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0079]
在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的方式來實施；顯然，說明書中的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0080]
本發(fā)明使用的化學試劑、原料等均為商品化成品，純度為實驗室和/或工作純度。
[0081]
實施例1
[0082]
本實施例公開了一種脫硫裝置，結合圖1可知，所述裝置包含相互連接的至少一個脫硫反應裝置101和至少一個脫硫液槽102，所述脫硫反應裝置101內(nèi)設有催化劑103，本發(fā)明優(yōu)選將催化劑103置于所述脫硫反應裝置101內(nèi)催化劑床層中。所述脫硫反應裝置101與所述脫硫液槽102外部設置有至少一個用于泵送脫硫液的第一管道104；且所述脫硫反應裝置101內(nèi)設有噴淋裝置二105，所述脫硫液槽102液面上方形成煙道二106；
[0083]
所述裝置包括增濕降溫系統(tǒng)，所述增濕降溫系統(tǒng)包括一個以上降溫塔201，各所述降溫塔內(nèi)設有噴淋裝置一202，所述噴淋裝置一202連接水槽203，所述水槽203與所述噴淋裝置一202之間設有一個以上用于泵送增濕降溫溶液的第二管道204；與此同時，本發(fā)明優(yōu)選所述水槽203位于所述噴淋裝置一202下方，所述水槽203設置至少一個含硫氣體進氣口205，含硫氣體通過所述水槽203液面上方形成煙道一206的流速≥1m/s。
[0084]
所述裝置還包括脫硫液循環(huán)系統(tǒng)，所述脫硫液循環(huán)系統(tǒng)包括順序連接的脫硫液再生裝置303、固液分離裝置302和脫硫液儲罐301，且所述脫硫液再生裝置303和所述脫硫液儲罐301分別與所述脫硫液槽102連接。
[0085]
結合圖1還可知，所述水槽203分別連接脫硫液槽102、脫硫液再生裝置303，且在連接管道上設置有至少一個閥門和/或至少一個泵；所述水槽203內(nèi)溶液ph值≥6.5。
[0086]
此外，本發(fā)明優(yōu)選所述脫硫液槽102位于所述脫硫反應裝置101下方，且所述脫硫
液槽102設置有至少一個出氣口107，所述出氣口107連接除霧裝置400；優(yōu)選的，所述除霧裝置400位于所述脫硫液槽102上方，更優(yōu)選的，所述除霧裝置400為除霧塔。所述除霧裝置400的出氣口連接煙囪500。
[0087]
所述脫硫液槽102與至少一個脫硫液儲罐301連接，且所述脫硫液槽102與所述脫硫液儲罐301相連接管道上設置有至少一個閥門和/或至少一個泵。
[0088]
本發(fā)明優(yōu)選所述脫硫液再生裝置303為一具有攪拌功能的反應釜，進一步優(yōu)選在所述反應釜內(nèi)還設置高速分散機。
[0089]
所述固液分離裝置302為帶有濾網(wǎng)的固液分離器，優(yōu)選所述固液分離器為帶有水洗功能的壓濾機，所述固液分離器302的洗水出口302-1連接所述水槽203。
[0090]
本發(fā)明保護的上述裝置選擇性的使用前端或后端風機，使用前段風機時整個系統(tǒng)為正壓，使用后端風機時整個系統(tǒng)為負壓，即本發(fā)明技術方案與脫硫系統(tǒng)在正負壓條件下均可正常、穩(wěn)定運行。
[0091]
此外，圖1中使用的氣體流量計、液體流量計、液位計、電表、電子差壓計、煙氣分析儀、so2在線監(jiān)測系統(tǒng)及ph儀等儀器均為本領域常用儀器，其使用參數(shù)等標準等均為現(xiàn)有技術，本發(fā)明不作詳細贅述。
[0092]
與此同時，圖1中各儀器及閥門、泵等均與plc控制系統(tǒng)相連，實現(xiàn)脫硫裝置的智能化控制，關于plc控制系統(tǒng)根據(jù)氣體流量計、液體流量計、液位計、電表、電子差壓計、煙氣分析儀、so2在線監(jiān)測系統(tǒng)及ph儀等的顯示結果對各閥門、泵的控制系統(tǒng)及過程均在本發(fā)明保護范圍內(nèi)，所述煙氣分析儀包括圖1中顯示儀器。所述so2在線監(jiān)測系統(tǒng)包括圖2中二氧化硫檢測儀。
[0093]
本實施例還公開了上述設備進行脫硫處理的工藝，結合圖2、圖3可知，所述工藝包括含硫氣體經(jīng)過水槽203上層煙道一206進入降溫塔201內(nèi)經(jīng)噴淋裝置一202降溫，同時脫除部分二氧化硫和部分粉塵，含硫氣體降溫伴隨著蒸發(fā)形成的水蒸氣，夾帶少量液珠由脫硫塔頂進入。本發(fā)明通過合理控制水槽203液位可以保證含硫氣體通過所述水槽203液面上方形成煙道一206的流速≥1m/s，并最終實現(xiàn)對含硫氣體的有效增濕降溫，與此同時，還需要實時監(jiān)測水槽203內(nèi)溶液ph，保證ph值≥6.5。
[0094]
具體的，所述水槽203內(nèi)沿豎直方向自上至下設有第一液位h1、第二液位h2、第三液位h3和第四液位h4；在正常脫硫時需控制水槽203內(nèi)液位不高于h1且不低于h4，且當液位為h1時，含硫煙氣通過所述水槽203液面上方形成煙道一206的流速為1m/s。
[0095]
與此同時，由于含硫氣體溫度高，在經(jīng)過水槽203時會持續(xù)蒸發(fā)掉水槽中大量水，所述水槽203需補水，所述水槽203中水除來自脫硫液槽102，還可以來自固液分離裝置302的濾渣洗水，或者是工業(yè)水，無論補充哪種溶液或水，目的都是為保證水槽203液位處于第一液位h1，防水大量蒸發(fā)，出現(xiàn)結晶情況。
[0096]
一旦發(fā)現(xiàn)h2≤液位＜h1，或者h3≤液位＜h2，就需要向水槽203中補充固液分離裝置302的濾渣洗水和/或是工業(yè)水。
[0097]
一旦發(fā)現(xiàn)h4≤液位＜h3，就需要向水槽203中補充脫硫液或者對水槽203內(nèi)溶液進行再生。
[0098]
此外，隨著水槽203內(nèi)溶液吸收二氧化硫量的增加，水槽203內(nèi)溶液ph值都會逐漸降低，經(jīng)試驗得出結論，當增濕溶液ph值降低至＜6.5時，脫硫效率大幅降低。脫硫溶液ph值
降低至＜8時，出口精度在高含硫條件下會受到影響，因此當水槽203內(nèi)設置的ph計顯示溶液ph＜6.5時，需將水槽203內(nèi)溶液循環(huán)至脫硫液再生裝置303進行再生，具體的，測量溶液的比重，如果低于1.1，則用氫氧化鈉再生，調(diào)ph值到10以后過量10％。如果高于1.1則用氫氧化鈣再生至ph值到≥10，試驗發(fā)現(xiàn)再生溶液的比重不宜＞1.3，否則容易出現(xiàn)結晶。
[0099]
最后經(jīng)脫硫塔內(nèi)設置的噴淋裝置二105噴淋與脫硫循環(huán)液接觸，其中脫硫循環(huán)液與含硫氣體自上而下進入催化劑床層，并在催化劑床層上瞬間反應，完成脫硫。本發(fā)明通過控制催化劑床層高度，催化劑床層溫度，脫硫塔的空塔線速度等實現(xiàn)相對較優(yōu)的脫硫效率。
[0100]
在如下的一些實施例中，本發(fā)明優(yōu)選所述催化劑床層高度為150～350mm，進一步優(yōu)選300～350mm，最優(yōu)選300mm。本發(fā)明通過控制合適的催化劑床層高度，在保證脫硫效率高效穩(wěn)定基礎上，實現(xiàn)了穿透時循環(huán)溶液ph值呈弱酸性或中性，且床層阻力不大，有利于工業(yè)應用與節(jié)能。
[0101]
在如下的一些實施例中，本發(fā)明優(yōu)選催化劑床層溫度為30～80℃，進一步優(yōu)選催化劑床層溫度為65～70℃。本發(fā)明通過控制合適的催化劑床層溫度，在保證脫硫效率高效穩(wěn)定基礎上，維護脫硫系統(tǒng)的正常運行。
[0102]
在如下的一些實施例中，本發(fā)明優(yōu)選脫硫塔的空塔線速度為0.5～4.5m
·
秒，進一步優(yōu)選為0.8～2.5m
·
秒，最優(yōu)選1.5～2m
·
秒。本發(fā)明通過控制合適的空塔線速度，在保證脫硫效率高效穩(wěn)定基礎上，實現(xiàn)了脫硫塔阻力不大，有利于工業(yè)應用與節(jié)能。
[0103]
在如下的一些實施例中，本發(fā)明優(yōu)選脫硫氣液比為(100～1000):1，最優(yōu)的，脫硫氣液比為1000:1。本發(fā)明通過控制合理的氣液比，有利于工業(yè)應用與節(jié)能。
[0104]
此外，脫硫后氣體與循環(huán)液在脫硫液槽102上層煙道二106完成分離，氣體隨后進入除霧裝置400進一步分離液滴，最后進入煙囪500排空，脫硫后液體隨自重落入脫硫液槽102，循環(huán)噴淋，當監(jiān)測到脫硫液ph值＜8，與此同時監(jiān)測到經(jīng)除霧后氣體中二氧化硫含量＞1mg/nm3時，脫硫循環(huán)液去脫硫液再生裝置303進行再生。
[0105]
本發(fā)明優(yōu)選含硫氣體溫度為130～180℃，出所述增濕降溫系統(tǒng)降后的含硫氣體溫度＜85℃。具備該溫度的含硫氣體滿足催化劑使用要求。
[0106]
在如下的一些實施例中，本發(fā)明優(yōu)選所述含硫氣體可以為電廠煙氣、鋼廠尾氣，以及其它工業(yè)尾氣，且含硫氣體中包含n2、co2、so2、o2等，其中so2的濃度可達到4000ppm以上。
[0107]
綜上所述，采用本發(fā)明設計的增濕降溫系統(tǒng)可實現(xiàn)對含硫氣體的有效降溫，脫硫反應裝置可實現(xiàn)有效穩(wěn)定脫硫，而脫硫溶液經(jīng)再生可反復循環(huán)使用，不產(chǎn)生廢水外排。
[0108]
實施例2
[0109]
本實施例探究了催化劑對脫硫效率影響：下述實施例2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、至2-17為本發(fā)明保護的原料配比及制備工藝制得的催化劑，應用例1為實施例2-1至2-5制備催化劑在本發(fā)明實施例1設計脫硫裝置中的脫硫測試用于判斷催化劑實際使用效果。
[0110]
實施例2-1
[0111]
將120g氫氧化鈰與1kg聚陰離子纖維素加入10l水，攪拌分散均勻，得到混合物料a；
[0112]
將4kg堿式氧化鐵、10kg赤泥、4kg粘土、4kg硅酸鎂混合均勻得到物料b；
[0113]
以上原料均為＞300目的粉體。
[0114]
將物料a和物料b攪拌，混合均勻，按照條形成型；整形后，得到初步成型催化劑；
[0115]
將成型后的催化劑通風干燥24h，然后在80℃條件下干燥2h，進入焙燒階段；在380℃下焙燒1h，然后在750℃條件下焙燒4h，自然冷卻后得到成品催化劑。
[0116]
實施例2-2
[0117]
將550g氫氧化鈰與550g聚陰離子纖維素加入10l水，攪拌分散均勻，得到混合物料a；
[0118]
將8kg堿式氧化鐵、20kg赤泥、8kg粘土、4kg硅酸鎂混合均勻得到物料b；
[0119]
以上原料均為＞300目的粉體。
[0120]
將物料a和物料b攪拌，混合均勻，按照條形成型；整形后，得到初步成型催化劑；
[0121]
將成型后的催化劑通風干燥24h，然后在120℃條件下干燥2h，進入焙燒階段；在420℃下焙燒1h，然后在800℃條件下焙燒4h，自然冷卻后得到成品催化劑。
[0122]
實施例2-3
[0123]
將250g氫氧化鈰與800g聚陰離子纖維素加入10l水，攪拌分散均勻，得到混合物料a；
[0124]
將6kg堿式氧化鐵、16kg赤泥、12kg粘土、6kg硅酸鎂混合均勻得到物料b；
[0125]
以上原料均為＞300目的粉體。
[0126]
將物料a和物料b攪拌，混合均勻，按照條形成型；整形后，得到初步成型催化劑；
[0127]
將成型后的催化劑通風干燥24h，然后在100℃條件下干燥2h，進入焙燒階段；在400℃下焙燒1h，然后在750℃條件下焙燒4h，自然冷卻后得到成品催化劑。
[0128]
實施例2-4
[0129]
將200g氫氧化鈰與900g聚陰離子纖維素加入10l水，攪拌分散均勻，得到混合物料a；
[0130]
將5kg堿式氧化鐵、15kg赤泥、10kg粘土、4kg硅酸鎂、氫氧化鋁2kg、鈦白粉4kg混合均勻得到物料b；
[0131]
以上原料均為＞300目的粉體。
[0132]
將物料a和物料b攪拌，混合均勻，按照條形成型；整形后，得到初步成型催化劑；
[0133]
將成型后的催化劑通風干燥24h，然后在120℃條件下干燥2h，進入焙燒階段；在420℃下焙燒1h，然后在800℃條件下焙燒4h，自然冷卻后得到成品催化劑。
[0134]
實施例2-5
[0135]
將250g氫氧化鈰與900g聚陰離子纖維素加入10l水，攪拌分散均勻，得到混合物料a；
[0136]
將5kg堿式氧化鐵、15kg赤泥、10kg粘土、4kg硅酸鎂、氫氧化鋁2kg、鈦白粉2kg、羧甲基纖維素鈉2kg混合均勻得到物料b；
[0137]
以上原料均為＞300目的粉體。
[0138]
將物料a和物料b攪拌，混合均勻，按照條形成型；整形后，得到初步成型催化劑；
[0139]
將成型后的催化劑通風干燥24h，然后在120℃條件下干燥2h，進入焙燒階段；在420℃下焙燒1h，然后在800℃條件下焙燒4h，自然冷卻后得到成品催化劑。
[0140]
且制備的催化劑形狀可以為粉末狀、球狀、條狀、圓柱狀、多空通道或蜂窩體中的任意一種,本發(fā)明優(yōu)選條狀、多空通道或蜂窩體。
[0141]
實施例2-6
[0142]
本實施例與實施例2-1不同之處在于氫氧化鈰質(zhì)量為1kg。
[0143]
實施例2-7
[0144]
本實施例與實施例2-1不同之處在于赤泥質(zhì)量為8kg。
[0145]
實施例2-8
[0146]
本實施例與實施例2-1不同之處在于粘土質(zhì)量為2kg。
[0147]
實施例2-9
[0148]
本實施例與實施例2-1不同之處在于粘土質(zhì)量為6kg。
[0149]
實施例2-10
[0150]
本實施例與實施例2-1不同之處在于硅酸鎂質(zhì)量為200g。
[0151]
實施例2-11
[0152]
本實施例與實施例2-1不同之處在于聚陰離子纖維素質(zhì)量為2kg。
[0153]
實施例2-12
[0154]
本實施例與實施例2-1不同之處在于聚陰離子纖維素質(zhì)量為100g。
[0155]
實施例2-13
[0156]
本實施例與實施例2-4不同之處在于氫氧化鋁質(zhì)量為400g。
[0157]
實施例2-14
[0158]
本實施例與實施例2-4不同之處在于鈦白粉質(zhì)量為6kg。
[0159]
實施例2-15
[0160]
本實施例與實施例2-5不同之處在于鈦白粉質(zhì)量為0.25kg。
[0161]
實施例2-16
[0162]
本實施例與實施例2-5不同之處在于羧甲基纖維素鈉質(zhì)量為0.25kg。
[0163]
實施例2-17
[0164]
本實施例與實施例2-5不同之處在于羧甲基纖維素鈉質(zhì)量為2.5kg。
[0165]
應用例1
[0166]
對實施例2-1至2-5制得的催化劑進行脫硫測試，用于判斷催化劑的實際使用效果。
[0167]
1.1實驗條件：
[0168]
1.11處理介質(zhì)：含硫氣體，氣體構成以n2、co2、o2、so2為主；其中so2含量：＜2000ppm；
[0169]
1.12催化劑指標：
[0170]
外觀：棕紅條形
[0171]
規(guī)格：
[0172]
1.13測試裝置：
[0173]
脫硫塔：h600mm，催化劑裝填高度：150mm；
[0174]
一級噴淋；
[0175]
脫硫液槽：20l；
[0176]
脫硫循環(huán)液：亞硫酸鈉水溶液；亞硫酸鈉與氫氧化鈉混合水溶液。
[0177]
1.14具體實驗條件：
[0178]
脫硫溫度：30～80℃；
[0179]
系統(tǒng)壓力：-10～10kpa；
[0180]
煙氣流量：16m3/h；
[0181]
液氣比：0.5～1l/nm3。
[0182]
1.2實驗流程：
[0183]
含硫氣體由脫硫塔頂進入，經(jīng)過噴淋裝置二，與脫硫循環(huán)液接觸；脫硫循環(huán)液與含硫氣體自上而下進入催化劑床層，并在催化劑上瞬間反應，完成脫硫；脫硫后氣體與循環(huán)液分離，氣體隨后進入除霧塔進一步分離液滴，最后進入煙囪排空；脫硫后的液體隨自重落入循環(huán)液水箱，循環(huán)噴淋，且實時監(jiān)測脫硫液ph值，當ph＜8時，與此同時監(jiān)測到經(jīng)除霧后氣體中二氧化硫含量＞1mg/nm33時，需要將循環(huán)液送至脫硫液再生裝置進行再生。
[0184]
本發(fā)明通過比較進出口氣體中的二氧化硫含量，評價脫硫效果。
[0185]
1.3實驗結果如下列表1所示；
[0186][0187]
由上述表1可知，本發(fā)明探究的實施例2-1至2-5制備的催化劑對50～2000ppm的so2的脫除率均達到100％。
[0188]
采用上述實施例2-6至實施例2-17制備的催化劑也能實現(xiàn)上述脫硫效果。
[0189]
此外，還采用上述實驗測試了催化劑在高二氧化碳體系、貧氧體系與含硫空氣體系中的脫硫效率，所述高二氧化碳體系為含二氧化碳15～20％，所述貧氧體系為含氧4～8％，且這里的百分含量均為體積百分含量；所述含硫空氣體系中的含硫物質(zhì)主要以二氧化硫形式存在，上述體系用來模擬電廠煙氣、鋼廠尾氣，以及其它工業(yè)尾氣等，試驗結果發(fā)現(xiàn)上述體系對本發(fā)明保護的催化劑均無影響，證明了本發(fā)明設計催化劑的穩(wěn)定性及選擇特異性。
[0190]
實施例3
[0191]
本實施例采用實施例2制備的催化劑進行中試實驗，一方面進一步探究催化劑在煙氣環(huán)境中的脫硫效果，另一方面探究脫硫塔線速度、催化劑床層高度、催化劑床層溫度、二氧化硫含量等對脫硫效率影響。
[0192]
3.1試驗設備：具體裝置組成、位置關系、連接關系如上述實施例1記載。
[0193]
3.2實驗條件：介質(zhì)空氣、脫硫塔φ80
×
h500mm、催化劑床層高度150mm、計算線速度≈0.88m
·
s、床層溫度30～80℃，二氧化硫含量≈2000ppm、氣液比≈1000:1。
[0194]
3.3催化劑脫硫效率計算公式如下：
[0195][0196]
式中：η
????
脫硫率，％；
[0197]
x2????
出口二氧化硫濃度；
[0198]
x1????
進口二氧化硫濃度；
[0199]
其中，進出口二氧化硫濃度采用泵吸式二氧化硫檢測儀檢測，且采用二氧化硫檢測管取樣分析進行比對，確保數(shù)據(jù)的可靠性。
[0200]
3.4脫硫塔線速度等技術參數(shù)對脫硫效率影響：
[0201]
由于小試裝置的線速度無法調(diào)整，因此先測試不同的線速度條件下脫硫效率的變化。進行線速度實驗，在小試的基礎上(床層高度150mm，線速度≈0.88m
·
s)，逐步提高線速度，測試催化劑的脫硫效率，測試條件如下列表2；
[0202]
催化劑形狀介質(zhì)床層高度床層溫度煙氣二氧化硫含量氣液比中空柱狀合成煙氣150mm50～60℃≈2000ppm1000:1
[0203]
不同線速度下的脫硫效率如下列表3及圖4；
[0204][0205]
由上述列表3及圖2可知，床層高度為150mm時，隨著線速度的增加，脫硫效率相應降低，且線速度≈2.1m
·
s時，出口穿透時循環(huán)液ph值呈強堿性，由此推斷是床層高度不足所造成。因此接下來增加床層高度，探究對脫硫效率的影響。
[0206]
3.5床層高度對脫硫效率影響：
[0207]
進行床層高度實驗，在150mm床層高度、≈2.5m
·
s線速度基礎上，分別對200、250、300、350(mm)床層進行測試，測試條件見下表4；
[0208]
[0209]
不同床層高度下的脫硫效率如下列表5及圖5；
[0210][0211]
經(jīng)數(shù)次測試，催化劑床層高度為200mm，出口穿透時循環(huán)溶液為強堿性，脫硫效率較低。床層高度250mm，脫硫效率接近100％，穿透時循環(huán)液ph值接近中性。床層高度在300mm時脫硫效率穩(wěn)定，穿透時循環(huán)溶液ph值呈弱酸性。床層高度在350mm時循環(huán)溶液ph值略微降低，但床層阻力較高，不利于工業(yè)應用與節(jié)能。因此以床層高度300mm為基礎，并選取合適的線速度作為后續(xù)實驗的條件。
[0212]
3.6 300mm床層下線速度與阻力關系；
[0213]
300mm床層下不同線速度的脫硫床層壓降如下列表6；
[0214][0215]
測試結果如圖6所示，目前工業(yè)應用的脫硫線速度范圍1.5～3.5m
·
s，脫硫塔阻力一般＜4000pa，結合上述列表及附圖因而得出床層線速度控制在1.5～2m
·
s之間較為適宜。
[0216]
3.7床層溫度對脫硫效率影響：
[0217]
床層溫度影響實驗，測試床層溫度變化對脫硫效果的影響，驗證脫硫劑適用的溫度范圍，測試條件見下列表7：
[0218][0219]
測試結果如下列表8；
[0220][0221]
測試圖如圖7。
[0222]
經(jīng)測試，本發(fā)明設計的催化劑在10～90℃區(qū)間內(nèi)使用，無明顯變化，脫硫效率始終維持在100％，床層壓降基本穩(wěn)定，催化劑結構無明顯變化。然而因床層溫度超過90℃時循環(huán)液中的nahso3等開始分解，不利于脫硫反應；低于20℃時循環(huán)液容易結晶，這兩種情況都不利于脫硫系統(tǒng)的正常運行，故建議床層溫度控制在30～80℃范圍內(nèi)。
[0223]
3.8二氧化硫含量對脫硫效率影響：
[0224]
進行二氧化硫濃度變化的實驗，測試催化劑對不同二氧化硫濃度下的脫硫效率，并通過床層壓降及脫硫后催化劑強度判斷催化劑在弱酸性條件下的結構穩(wěn)定性，測試條件見下表9：
[0225][0226]
測試結果如下列表10：
[0227][0228]
二氧化硫含量對脫硫效率的影響見圖8。二氧化硫?qū)Υ矊幼枇Φ挠绊懸妶D9。
[0229]
結合上述表9、表10、圖8和圖9可知，本發(fā)明設計的催化劑在高濃度二氧化硫環(huán)境(4000ppm左右)使用時，脫硫效率及催化劑結構并無明顯變化，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。在循環(huán)液ph值呈弱酸性時催化劑結構完好，脫硫后催化劑顆粒強度無降低。然而由于弱酸性環(huán)境下的設備腐蝕，催化劑床層附著少量鐵銹，導致床層阻力略微升高，因此在選擇設備時需要注意防腐問題。
[0230]
實施例4
[0231]
本實施例探究了氣液比在100:1，500:1，600:1，700:1，800:1，900:1，也能實現(xiàn)與上述實施例3相同的脫硫效果。
[0232]
實施例5
[0233]
本實施例探究了循環(huán)液再生系統(tǒng)及催化劑的可連續(xù)操作性；
[0234]
5.1測試條件
[0235]
(1)實驗裝置與器材
[0236]
催化劑：φ(10～4)
×
(20～30)mm中空柱狀；
[0237]
脫硫塔：φ(300)mm
×
h(1000)mm；
[0238]
降溫塔：φ(300)mm
×
h(1000)mm；
[0239]
檢測儀器：泵吸式二氧化硫檢測儀、二氧化硫檢測管、ph在線檢測、溫度檢測、u型壓力計；
[0240]
動力系統(tǒng)：旋渦氣泵、磁力泵、離心泵、加熱箱、配電柜；
[0241]
再生系統(tǒng)：高速分散機、壓濾機、脫硫液儲罐。
[0242]
(2)實驗條件
[0243]
介質(zhì)：含硫空氣；
[0244]
二氧化硫含量：2000ppm；
[0245]
處理氣量：400m3/h；
[0246]
催化劑床層高度：300mm；
[0247]
床層溫度：65～70℃；
[0248]
氣液比：1000:1；
[0249]
(3)脫硫耗材
[0250]
氫氧化鈉(片堿，含量＞99％)；
[0251]
氫氧化鈣(300目，含量＞90％)；
[0252]
5.2實驗結果
[0253]
通過連續(xù)性實驗，共計處理氣量約300萬方，脫除二氧化硫約15000kg。期間系統(tǒng)運行穩(wěn)定，出口二氧化硫始終為零。循環(huán)液再生系統(tǒng)可連續(xù)操作。初期床層壓降為2500pa，因設備腐蝕問題壓降最高升至3200pa。
[0254]
脫硫耗材消耗總量為18360kg，其中片堿5500kg，氫氧化鈣12860kg。以片堿2500元/噸、氫氧化鈣700元/噸計算，脫硫耗材費用為22752元，每公斤二氧化硫脫硫耗材成本為1.52元/kg。
[0255]
5.3成本分析
[0256]
周期性實驗的脫硫耗材成本比理論計算高出20％左右，其主要原因是片堿消耗量過多。從脫硫原理上講，本工藝的耗材僅為氫氧化鈣，片堿只作為首次配置循環(huán)液耗材，后期應不再消耗或微量消耗。
[0257]
消耗片堿多是由于循環(huán)液再生系統(tǒng)所使用的壓濾機沒有水洗功能，循環(huán)液再生過程中有大量的鈉隨濾餅帶出系統(tǒng)，因此需要不停的補充片堿，以保持循環(huán)液中的鈉含量。
[0258]
因此測線裝置的循環(huán)液再生系統(tǒng)設計時應充分考慮這點，選擇帶水洗功能的壓濾設備，盡可能的減少鈉損失，從而降低脫硫耗材成本。
[0259]
實施例6
[0260]
本實施例探究了處理介質(zhì)對脫硫裝置的影響；
[0261]
上述實施例3～4處理介質(zhì)均為合成煙氣，為了降低實驗成本，考慮用空氣作為介質(zhì)進行后期的連續(xù)性實驗，因此通過此實驗驗證空氣對脫硫效率是否產(chǎn)生影響。測試條件見下表11：
[0262][0263]
測試結果如下表12：
[0264][0265]
通過200次小試周期測試發(fā)現(xiàn)利用空氣作為介質(zhì)與煙氣比較，沒有發(fā)現(xiàn)催化劑的脫硫效率發(fā)生變化，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，所有測試結果均與煙氣系統(tǒng)相吻合。因此后期的連續(xù)性實驗從降低實驗成本方面考慮，決定以空氣作為介質(zhì)進行長周期的連續(xù)性測試。
[0266]
應用例2
[0267]
將本發(fā)明保護的脫硫工藝與現(xiàn)有技術的氧化鎂法工業(yè)脫硫進行對比；
[0268]
2.1脫硫裝置介紹：
[0269]
(1)1號線為氧化鎂法工業(yè)脫硫裝置
[0270]
工業(yè)脫硫工藝采用氧化鎂濕法脫硫工藝，每臺鍋爐配備一臺脫硫塔，并線運行的為4#脫硫塔，分別配置2臺風機和3臺循環(huán)水泵，以及脫硫劑加料、氧化、霧化噴淋系統(tǒng)等。各鍋爐為可燃燒廢水、廢氣、廢渣的三廢鍋爐，原料種類多，煙氣組分復雜。工藝流程簡圖為現(xiàn)有技術公開的圖示，本發(fā)明不作詳述。
[0271]
(2)2號線為應用實施例1記載的脫硫催化劑脫硫裝置；
[0272]
側(cè)線裝置主要有噴淋裝置、脫硫塔、除霧塔、脫硫液儲槽、水槽，以及相對應的循環(huán)泵組成。脫硫塔內(nèi)裝企業(yè)自主研發(fā)的高效so2脫除催化劑，入口高溫煙氣經(jīng)噴淋降溫、洗滌和初脫硫后進入脫硫塔，在高效催化劑作用下精脫硫，脫硫后的煙氣經(jīng)除霧后排出。工藝流程簡圖見圖2。
[0273]
2.2主要工藝參數(shù)及設備如下列表13；
[0274]
表14為2號線配套設備；
[0275][0276]
2.3本發(fā)明進行脫硫試驗滿足如下相關標準：
[0277]
gb 31571-2015《石油化學工業(yè)污染物排放標準》；
[0278]
dl/t 986-2005《濕法煙氣脫硫工藝性能檢測技術規(guī)范》；
[0279]
dl/t 986-2006《石灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置性能驗收試驗規(guī)范》；
[0280]
db 37/664-2007《火電廠大氣污染物排放標準(山東省)》；
[0281]
gb/t37186-2018《氣體分析二氧化硫和氮氧化物的測定紫外差分吸收光譜法》；
[0282]
hj1131-2020《固定污染源廢氣二氧化硫的測定便攜式紫外吸收法》；
[0283]
hj1132-2020《固定污染源廢氣氮氧化物的測定便攜式紫外吸收法》；
[0284]
hj1045-2019《固定污染源煙氣(二氧化硫和氮氧化物)便攜式紫外吸收法測量儀器技術要求及檢驗方法》；
[0285]
jjg968-2002《煙氣分析儀檢定規(guī)程》；
[0286]
db37/t 2704-2015《固定污染源廢氣氮氧化物的測定紫外吸收法》；
[0287]
db37/t 2705-2015《固定污染源廢氣二氧化硫的測定紫外吸收法》；
[0288]
db37/t2641-2015《便攜式紫外吸收法多氣體測量系統(tǒng)技術要求及檢測方法》；
[0289]
hj/t 397-2007《固定源廢氣監(jiān)測技術規(guī)范》。
[0290]
2.4基礎數(shù)據(jù)采集；
[0291]
表15為入口煙氣成分(實際)
[0292]
成分單位1號線2號線o2％9～11％9～11％so2mg/nm3300-800300-800noxmg/nm3＜30＜30煙塵mg/nm3＜10＜10
[0293]
表16為出口煙氣成分(實際)
[0294]
成分單位1號裝置2號裝置o2％9～11％9～11％so2mg/nm3＜10＜2noxmg/nm3＜30＜30煙塵mg/nm3＜5＜1
[0295]
表17為試驗工況參數(shù)
[0296][0297]
2.5脫硫效果對比
[0298]
對比兩套裝置的脫硫精度及床層阻力降等參數(shù)變化如下表18；
[0299][0300]
其中，上述表15、16、17、18中涉及到的單位mg/nm3與單位ppm之間在標準情況下滿足如下?lián)Q算關系，必要時可進行相應換算：
[0301]
1ppm＝2.86mg/nm3。
[0302]
2.6脫硫用電量數(shù)據(jù)對比如下表19；
[0303][0304]
2.7對比試驗結果分析
[0305]
氣源為三廢鍋爐煙氣，進脫硫時煙氣溫度＜180℃，二氧化硫含量＜800mg/nm3，同條件下兩種工藝的對比的試驗結果如下：
[0306]
(1)裝置穩(wěn)定性方面：
[0307]
本次試驗累計用時378個小時，在溫差25℃環(huán)境下，本發(fā)明設計的脫硫工藝運行穩(wěn)定，過程安全，可完全實現(xiàn)自動化控制。當煙氣量在200～400m3/h、二氧化硫濃度在300～3500mg/nm3發(fā)生變化時，不調(diào)整設備運行參數(shù)，依然保證脫硫精度。
[0308]
(2)脫硫效果方面：
[0309]
相比氧化鎂法工業(yè)脫硫裝置，本發(fā)明設計脫硫裝置的脫硫效果更優(yōu)，出口二氧化硫含量均為零，與此同時，本發(fā)明設計脫硫裝置的材料消耗為4kg氧化鈣每萬方含硫氣體，氧化鎂法工業(yè)脫硫裝置的材料消耗為1.9kg氧化鎂+5.1kg氧化鈣每萬方含硫氣體。
[0310]
(3)適應性試驗
[0311]
因現(xiàn)場煙氣中二氧化硫含量較低，為了驗證本發(fā)明設計脫硫裝置在不同二氧化硫濃度環(huán)境下的脫硫精度，測試期間向脫硫裝置中補充二氧化硫共計47小時，累計補充二氧化硫51.8kg。結果表明，入口二氧化硫的波動變化，對出口精度無任何影響。詳見下表20：
[0312][0313][0314]
(4)脫硫用電量方面：
[0315]
氧化鎂脫硫裝置的單位能耗為9.9kw
·
h，本發(fā)明設計脫硫裝置為3.8kw
·
h，本發(fā)明設計脫硫裝置的耗水量為0.01t/d，氧化鎂脫硫裝置的耗水量為18t/d。
[0316]
根據(jù)單位能耗比較(處理每萬方煙氣的平均耗電量)，本發(fā)明設計的脫硫裝置比氧化鎂法裝置節(jié)能62％。
[0317]
因測線裝置所使用的設備功率偏大，實際能耗不是唯一參考值。為此可參考液氣比數(shù)據(jù)，以同等能力的裝置平行比較，本發(fā)明設計脫硫裝置的液氣比僅為氧化鎂裝置的1/10，即同樣處理24.5m3/h的煙氣，氧化鎂法需用循環(huán)泵總功率396kw，而本發(fā)明設計脫硫裝置循環(huán)泵總功率僅為30kw，從工藝投資、設備選擇和能耗方面更優(yōu)。
[0318]
表21同等規(guī)模裝置能耗對比
[0319]
參數(shù)1號裝置2號裝置處理氣量24.5m3/h24.5m3/h循環(huán)泵功率396kw30kw
液氣比9.8l/nm30.625l/nm3[0320]
綜上所述，本發(fā)明設計的脫硫裝置，從裝置運行穩(wěn)定性、脫硫效果、能耗等方面均比現(xiàn)有氧化鎂法裝置優(yōu)越。故本發(fā)明設計的脫硫裝置適合工業(yè)推廣應用。
[0321]
需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0322]
以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式，使本領域技術人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所述的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
技術特征：
1.一種脫硫裝置，其特征在于，所述裝置包括包含相互連接的至少一個脫硫反應裝置(101)和至少一個脫硫液槽(102)，所述脫硫反應裝置(101)中設有催化劑(103)，所述脫硫反應裝置(101)與所述脫硫液槽(102)外部設置有至少一個用于泵送脫硫液的第一管道(104)；所述裝置包括增濕降溫系統(tǒng)，所述增濕降溫系統(tǒng)包括一個以上降溫塔(201)，各所述降溫塔(201)內(nèi)設有噴淋裝置一(202)，所述噴淋裝置一(202)連接水槽(203)，所述水槽(203)與所述噴淋裝置一(202)之間設有一個以上用于泵送溶液的第二管道(204)；所述裝置還包括脫硫液循環(huán)系統(tǒng)，所述脫硫液循環(huán)系統(tǒng)包括順序連接的脫硫液再生裝置(303)、固液分離裝置(302)和脫硫液儲罐(301)，且所述脫硫液再生裝置(303)和所述脫硫液儲罐(301)分別與所述脫硫液槽(102)連接。2.根據(jù)權利要求1所述裝置，其特征在于，所述水槽(203)位于所述噴淋裝置一(202)下方，且所述水槽(203)設置至少一個含硫氣體進氣口(205)，含硫氣體通過所述水槽(203)液面上方形成煙道一(206)的流速≥1m/s。3.根據(jù)權利要求2所述裝置，其特征在于，所述水槽(203)分別連接脫硫液槽(102)、脫硫液再生裝置(303)，且在連接管道上設置有至少一個閥門和/或至少一個泵；所述水槽(203)內(nèi)溶液ph值≥6.5。4.根據(jù)權利要求3所述裝置，其特征在于，所述脫硫液槽(102)位于所述脫硫反應裝置(101)下方，且所述脫硫液槽(102)設置有至少一個出氣口(107)，所述出氣口(107)連接除霧裝置(400)；所述脫硫液槽(102)與至少一個脫硫液儲罐(301)連接，且所述脫硫液槽(102)與所述脫硫液儲罐(301)相連接管道上設置有至少一個閥門和/或至少一個泵。5.根據(jù)權利要求1～4中任意一項所述裝置，其特征在于，所述脫硫液再生裝置(303)為一具有攪拌功能的反應釜，所述固液分離裝置(302)為帶有濾網(wǎng)的固液分離器，所述固液分離器的洗水出口(302-1)連接所述水槽(203)。6.根據(jù)權利要求1～3中任意一項所述裝置，其特征在于，所述催化劑包含下述重量份的原料：堿式氧化鐵：10～20；氫氧化鈰：0.5～5；赤泥：20～50；粘土：10～30；硅酸鎂：1～20；聚陰離子纖維素：0.5～10。7.根據(jù)權利要求6所述裝置，其特征在于，所述原料還包含有1～5重量份氫氧化鋁；和/或所述原料包含有0.5～15重量份鈦白粉；和/或所述原料包含有0.5～5重量份羧甲基纖維素鈉。8.根據(jù)權利要求1或2或3或4或7所述裝置，其特征在于，所述脫硫反應裝置(101)內(nèi)設有催化劑床層，所述催化劑床層溫度為30～80℃。9.一種脫硫工藝，其特征在于，所述脫硫工藝應用權利要求1～8中任意一項所述裝置。10.一種權利要求1～8中任意一項所述裝置或權利要求9所述工藝用于脫出工業(yè)除塵
后的含硫氣體。
技術總結
本發(fā)明涉及一種脫硫裝置及工藝，屬于工業(yè)處理含硫氣體技術領域。該脫硫工藝包括含硫氣體經(jīng)過水箱上層煙道一進入降溫塔內(nèi)經(jīng)噴淋裝置一降溫，同時脫除部分二氧化硫和部分粉塵，含硫氣體降溫后由脫硫塔頂進入，經(jīng)脫硫塔內(nèi)設置的噴淋裝置二噴淋與脫硫循環(huán)液接觸，其中脫硫循環(huán)液與含硫氣體自上而下進入催化劑床層，并在催化劑床層上瞬間反應，完成脫硫；脫硫后氣體與循環(huán)液在脫硫液槽上層煙道二完成分離，氣體隨后進入除霧裝置進一步分離液滴，最后進入煙囪排空，脫硫后液體可循環(huán)至脫硫液再生裝置并進行再生。本發(fā)明設計的脫硫裝置及工藝在實現(xiàn)穩(wěn)定有效脫硫目的下，廢水排放量有限，滿足工業(yè)推廣要求。足工業(yè)推廣要求。足工業(yè)推廣要求。
