烟气电子化学干法脱硫装置的制作方法

文档序号:5008536阅读:625来源:国知局
专利名称:烟气电子化学干法脱硫装置的制作方法
技术领域
本发明烟气电子化学干法脱硫装置,适用于燃煤锅炉的烟气脱硫,尤其适用于不能用湿法脱硫的北方寒冷地区和缺水地区,也可应用在化工、冶金等工业有关的气相干法脱硫。
世界上的能源,煤的燃烧是其主要来源之一;在中国煤是最主要的能源物质。但煤的含硫量偏高,全国每年燃煤所排放的烟气,其中二氧化硫(SO2)约为1500万吨。二氧化硫是一种有害的气体,它对人体健康、农作物生长和世界性生态环境都有严重的损害。经研究发现二氧化硫对人体有刺激性,出现流泪和胸痛等症状,当其浓度大时,使人中毒至窒息。二氧化硫严重污染地球大气形成酸雨,使各种植物的叶绿体破坏、组织脱水坏死。二氧化硫形成的微粒酸雾,对金属设施和含碳酸钙的建筑物均有腐蚀作用。
可见对烟气进行脱硫,具有迫切性和普遍意义。当今世界各国的烟气脱硫方法,可分为湿法和干法两种。湿法脱硫用水量很大,在缺水地区难以应用,在北方寒冷地区冬天水结冰便无法作业。湿法脱硫所排放的废水带腐蚀性,又造成二次污染。所以烟气干法脱硫,是目前世界环保研究的重要课题。它能适用于各种地区环境,应用范围很广。
干法脱硫,是利用气相(SO2)和固相(干物质脱硫剂)进行化学反应脱硫,因气固两相的反应速度缓慢,故现有技术的干法脱硫效率很低。
本发明的目的,在于设计一种脱硫效率高、固体脱硫剂价格低、设备阻力小和连续作业的烟气干法脱硫装置。用过的脱硫剂经简单处理后大部分能重复使用。
本发明的特点是能极大地加快气相与固相的化学反应速度。其原理是使烟气中的二氧化硫获得高能量的激发,由分子状态突变为等离子状态,并将二氧化硫快速氧化成容易进行脱硫化学反应的三氧化硫(SO3)。这种等离子状态的三氧化硫,随烟气通过固体复合脱硫剂,发生快速的化学反应而脱硫。
所述的二氧化硫气体分子被激发,是应用微波电场产生低温等离子的原理当气体被置于微波电场中,微波放电使气体电离成等离子。因在微波电场中,气体的自由电子被加速到具有足以将气体原子解离的高能量,这时气体被击穿电离形成等离子状态。与此同时,在微波电场中,二氧化硫等离子和烟气中的氧快速作用生成三氧化硫,它再和固体复合脱硫剂反应。
所述的固体复合脱硫剂,是由锅炉灰渣(粉煤灰)、石灰和石膏等按一定比例混合,配制成含碱性并透气性好的小球体或小圆棍体。因配入少量的石膏,使脱硫剂球体有较好的强度。石灰(CaO)取材容易,锅炉灰渣或粉煤灰为废物利用。脱硫剂使用后经处理,大部分材料能重复使用。
本发明的特征与结构,经国内外专利文献检索,未查出相关的技术内容。


图1为本发明的总体剖面图,图2为图1的A-A剖视图,图3是用现成微波炉作试验的改装图,图4为振动筛(图1的B向视图),图5是本发明的微波装置原理图。
本发明烟气电子化学干法脱硫装置,主要包括脱硫反应层9、脱硫剂球体5、提升机1、振动筛2、星形阀送料器4、微波输出装置12和等离子室11(图1)。
所述的复合脱硫剂球体5,是用锅炉灰渣(或粉煤灰)、石灰、石膏按一定比例和少量添加剂,加适量水混匀制成球体(直径10-30毫米)或圆棍体,经蒸汽养护提高活性并烘干。
所述的微波装置,本发明的样机作试验时(处理烟气量3000米3/时),是采用家庭用的微波炉作为微波源,见图3中的17,其技术参数为微波频率2450兆赫、电源220伏交流、功率1400瓦、空腔内膛尺寸375×395×200毫米。本发明设备批量生产时,则另行制造微波源装置(图5),它由交流220伏电源16、直流电源15、微波发生器14、微波传输元件13和微波输出装置12组成。其中微波发生器14可采用磁控管或速调管为主要元件制成,根据脱硫气流量大小来选择其功率。
提升机1将脱硫剂球体提升上来,通过振动筛2和星形阀送料器4,再装入脱硫反应层9。提升运输时产生的碎末和灰尘,经振动筛分由集灰斗3的下口排出。星形阀送料器4,将球体料送入或卸出时能保持设备密封良好。
烟气流以切线方向进入设备内(见图2)。在内网6和外网8之间装着脱硫剂球体5构成脱硫反应层9。烟气流经旋风空腔10均匀地穿过脱硫反应层,由中心气流上升通道7再从顶部排出(见图1)。
烟气脱硫反应过程如下1.干法除尘后含二氧化硫的烟气,从设备下部进入等离子室11,此时微波能量由微波输出装置12发射到等离子室11,气流中的二氧化硫在微波场的激发下,产生低温电离而成等离子状态,并使二氧化硫快速氧化成三氧化硫。
2.生成的三氧化硫(等离子状态),随气流进入脱硫反应层9与脱硫剂成分中的石灰(CaO)发生快速的脱硫化学反应
三氧化硫热稳定性好,不易分解,是一种强酸的氧化物,很容易与碱性物(CaO)化合。
还有小部分未被氧化的二氧化硫(等离子状态),也发生快速的脱硫化学反应
脱硫后的烟气从设备顶部出口排出。
脱硫剂成分中的CaO碱性物被逐渐消耗,其脱硫能力下降,视烟气含硫量的高低,定期更换新的脱硫剂球体,用过的脱硫剂球体从设备下端的星形阀送料器排出。
使用过的脱硫剂,原成分中的石灰经脱硫反应生成的CaSO4也是石膏,以及原来配入的石膏量,可以作为新的脱硫剂所需的石膏源。旧脱硫剂中原来的粉煤灰也可以再次使用,只需加入新的石灰重新制成球体便可,即脱硫剂材料大部分能重复使用。
本发明烟气电子化学干法脱硫装置主要技术性能如下1、脱硫效率80~90%;2、设备阻力80~120毫米水柱;3、适应烟气温度20~300℃;4、兼有一定的除尘作用。
权利要求
1.烟气电子化学干法脱硫装置,主要包括脱硫反应层、脱硫剂球体、振动筛、星形阀送料器、微波输出装置和等离子室。其特征是所述的脱硫反应层9,是由装在内网6和外网8之间的脱硫剂球体5构成;
2.根据权利要求1所述的烟气电子化学干法脱硫装置,其特征是以切线方向进入的烟气,经旋风空腔10穿过脱硫反应层9由中心气流上升通道7再从顶部流出;
3.根据权利要求1所述的烟气电子化学干法脱硫装置,其特征是脱硫剂球体5,是由按一定比例的锅炉灰渣(粉煤灰)、石灰、石膏和少量的添加剂混合制成,大部分材料能重复使用;
4.根据权利要求1和2所述的烟气电子化学干法脱硫装置,其特征是微波输出装置12将微波能量发射到等离子室11,使烟气中的二氧化硫电离成等离子状态并快速氧化成三氧化硫;
5.根据权利要求3和4所述的烟气电子化学干法脱硫装置,其特征是在等离子室11生成的三氧化硫,进入脱硫反应层9和脱硫剂球体5发生快速化学反应而脱硫。
全文摘要
本发明烟气电子化学干法脱硫装置,适用于燃煤锅炉的烟气脱硫,尤其适用于不能用湿法脱硫的北方寒冷地区和缺水地区,也可应用在化工、冶金等工业有关的气相干法脱硫。本发明的原理结构特征为(1)应用电子技术使烟气中的二氧化硫获得高能量的激发,再和固体脱硫层进行快速的化学反应而脱硫;(2)脱硫层为自动更生作业,其材料大部分能重复使用,并取材容易价格低。本发明的脱硫效率90%左右,设备阻力80-120毫米水柱,适应温度≤300℃。
文档编号B01D53/82GK1123712SQ9510139
公开日1996年6月5日 申请日期1995年2月16日 优先权日1995年2月16日
发明者黎英豪 申请人:黎英豪
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