烟气中二氧化硫的磁分离装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种烟气中二氧化硫的磁分离装置，包括烟气洗涤降温塔和若干组磁脱硫装置单元，每组磁脱硫装置单元包括依次连接的加压泵、搅拌机、磁分离管和离心机，分为初离各级和浓缩各级。将含有硫氧化物的烟气中或其它工业废气排入烟气洗涤降温塔后冼涤，使洗涤后的水降温至48°C～52°C；洗涤后的水通过加压泵和搅拌机后进入磁分离管；在磁分离管的对立磁场发散作用下，硫酸与水分离至磁分离管的管壁附近并富集，随后进入离心机。经过多级分离和浓缩获得低度工业硫酸。本发明脱硫效果好，整个工艺过程不使用脱硫剂；也没有设备的积垢、堵塞、腐蚀与磨损等现象、以及脱硫副产物的排放与污染问题，同时还不增加CO2排放量。
【专利说明】烟气中二氧化硫的磁分离装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及烟气脱硫【技术领域】，具体是一种分离烟气中或其它工业废气中二氧化硫等硫氧化物的装置用方法。
【背景技术】
[0002]燃烧所排放气体中或其它工业废气中的二氧化硫等硫氧化物是形成酸雨的最主要因素，而酸雨严重危害到了建筑物、土壤和人类的生存环境；因此，必须采取技术手段将其在烟气排放前除离，这个过程简称为烟气脱硫；目前烟气脱硫技术有几十种，但最成熟的是湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作脱硫剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2 ;这种工艺已有50年的历史，经过不断地改进和完善后，技术比较成熟，具有脱硫效率高(90%?98%)，机组容量大，煤种适应性强，运行费用较低和副产品易回收等优点；世界各国(如中国、美国、德国、日本等)在大型火电厂中，90%以上采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程，但石灰/石灰石工艺有其潜在的缺陷，主要表现为设备的积垢、堵塞、腐蚀与磨损，以及增加CO2排放量，脱硫副产物——脱硫石膏还需要再进行综合利用，否则会污染环境；因此，需要对现有的烟气脱硫技术进行创新，提供能克服上述缺点的、高效分离烟气中或其它工业废气中二氧化硫等硫氧化物的工艺和装置。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种不使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等脱硫剂的烟气中二氧化硫的磁分离装置。
[0004]为解决以上技术问题，本发明采用的以下技术方案。
[0005]一种烟气中二氧化硫的磁分离装置，包括烟气洗涤降温塔和若干组磁脱硫装置单元，每组磁脱硫装置单元包括依次连接的加压泵、搅拌机、磁分离管和离心机，其中，加压泵连接烟气洗涤降温塔，磁分离管由非磁性金属材料制成，磁分离管的管壁上径向均匀嵌入多个钕铁硼磁块，所有磁块的相同极的中心线汇集于磁分离管的圆心。
[0006]作为优选的技术方案，钕铁硼磁块的剩余磁通密度为1.1T?1.3T。
[0007]作为优选的技术方案，磁分离管的内直径为200 mm?300 mm。
[0008]作为优选的技术方案，磁分离管的长度是其内直径的10-15倍。
[0009]作为优选的技术方案，所述的磁脱硫装置单元分为初离各级和浓缩各级，浓缩各级连接于初离各级后部。
[0010]作为优选的技术方案，所述的浓缩各级的各设备内部均设有聚四氟乙烯防腐涂层。
[0011]本发明还提供一种使上述设备的烟气中二氧化硫的磁分离方法，该方法是将含有硫氧化物的烟气中或其它工业废气排入烟气洗涤降温塔后，经过气体洗涤过程，使气体中的硫氧化物溶于水，并使洗涤后的水降温至48° C?52° C ;洗涤后的水通过加压泵和搅拌机后进入磁分离管；在磁分离管的对立磁场发散作用下，硫酸与水分离至磁分离管的管壁附近并富集，随后进入离心机，在离心机的离心运动作用下，边层的硫酸被分离出去，经过多级分离和浓缩获得低度工业硫酸。
[0012]本发明可以高效地将烟气中或其它工业废气中二氧化硫等硫氧化物分离出来，脱硫效果好，脱硫率达90%以上，并将其浓缩成工业用低度硫酸，整个工艺过程不使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等脱硫剂；也没有设备的积垢、堵塞、腐蚀与磨损等现象、以及脱硫副产物的排放与污染问题，同时还不增加CO2排放量，是一种性价比很高的烟气脱硫系统装置和方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明系统装置和工艺流程的示意图。
[0014]图2是本发明磁分离管剖面图。
[0015]图中，1-烟气洗涤降温塔，2-加压泵，3-搅拌机，4-磁分离管，5-离心机，6_钕铁硼磁块，7-循环水管，Cl-初离一级，C2-初离二级，C3-初离三级，N1-浓缩一级，N2-浓缩二级，N3-浓缩二级。
【具体实施方式】
[0016]为了使本领域技术人员更好的理解本发明，以下结合附图对本发明作进一步清楚、完整的说明。
[0017]本发明所述的一种烟气中二氧化硫的磁分离装置，包括烟气洗涤降温塔I和若干组磁脱硫装置单元，每组磁脱硫装置单元包括依次连接的加压泵2、搅拌机3、磁分离管4和离心机5，其中，加压泵2连接烟气洗涤降温塔I，磁分离管4由非磁性金属材料制成，如铜、铝合金等，磁分离管4的管壁上径向均匀嵌入多个钕铁硼磁块6，所有磁块6的相同极的中心线汇集于磁分离管4的圆心。
[0018]烟气洗涤降温塔1、加压水泵2、高速连续式搅拌机和离心机5均是常规的、符合排水能力的设备。
[0019]为了提高磁分离效果，本发明优选了以下参数:钕铁硼磁块6的剩余磁通密度为
1.1T?1.3T，磁分离管4的内直径为200 IM?300 mm，磁分离管4的长度是其内直径的10-15倍，磁分离管的长度与其内直径是成正比的。
[0020]由于每次的分离效果有限，整个烟气脱硫过程需要分级完成。磁脱硫装置单元分为初离各级和浓缩各级，浓缩各级连接于初离各级后部。如图1所示，包括初离一级Cl、初离二级C2、初离三级C3，以及浓缩一级N1、浓缩二级N2、浓缩三级N3。初离各级与浓缩各级的基本结构相同。为了防止提高浓缩各级的防腐性能，浓缩各级的各设备内部均设有聚四氟乙烯防腐涂层。
[0021]含有二氧化硫等硫氧化物的烟气中或其它工业废气排入烟气洗涤降温塔后1，经过气体洗涤过程，使气体中的二氧化硫等硫氧化物溶于水，并使洗涤后的水降温至48° C?52° C，否则会影响脱硫效果；洗涤后的水通过加压泵2和搅拌机3后进入初离一级的磁分离管4 ;由于硫酸是强电解质，溶于水会迅速发生二级电离，产生两个氢离子和一个硫酸根离子；因此，利用这些离子的物理化学性质与普通水有很大的差异性，在磁分离管4的对立磁场发散作用下，硫酸与水分离至磁分离管4的管壁附近并富集，随后进入离心机5，在离心机5的离心运动作用下，边层的硫酸被分离出去，经过多级分离和浓缩获得低度工业硫酸。经过浓缩后的液体是低浓度的工业硫酸，浓度在15%?20% ;而分离后的水通过循环水管7可以返回烟气洗涤降温塔进行循环利用。
[0022]由于每次的分离效果有限，整个烟气脱硫过程需要分级完成，而分离后的水可以循环利用，再次进入烟气洗涤降温塔。离心机的转速控制在800转/分钟?1000转/分钟、搅拌机采用连续式高速搅拌机，转速控制在2800转/分钟以上，保障水流是螺旋形前进。
[0023]本发明要求保护的范围不限于以上【具体实施方式】，对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种烟气中二氧化硫的磁分离装置，其特征在于:包括烟气洗涤降温塔(I)和若干组磁脱硫装置单元，每组磁脱硫装置单元包括依次连接的加压泵(2)、搅拌机(3)、磁分离管(4)和离心机(5)，其中，加压泵(2)连接烟气洗涤降温塔(1)，磁分离管(4)由非磁性金属材料制成，磁分离管(4)的管壁上径向均匀嵌入多个钕铁硼磁块(6)，所有磁块(6)的相同极的中心线汇集于磁分离管(4)的圆心。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:钕铁硼磁块(6)的剩余磁通密度为1.1T ?1.3T。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:磁分离管(4)的内直径为200mm?300mm ο
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于:磁分离管(4)的长度是其内直径的10-15 倍。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述的磁脱硫装置单元分为初离各级和浓缩各级，浓缩各级连接于初离各级后部。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于:所述的浓缩各级的各设备内部均设有聚四氟乙烯防腐涂层。
7.一种烟气中二氧化硫的磁分离方法，其特征在于:含有硫氧化物的烟气中或其它工业废气排入烟气洗涤降温塔后(I )，经过气体洗涤过程，使气体中的硫氧化物溶于水，并使洗涤后的水降温至48° C?52° C ;洗涤后的水通过加压泵(2)和搅拌机(3)后进入磁分离管(4);在磁分离管(4)的对立磁场发散作用下，硫酸与水分离至磁分离管(4)的管壁附近并富集，随后进入离心机(5)，在离心机(5)的离心运动作用下，边层的硫酸被分离出去，经过多级分离和浓缩获得低度工业硫酸。
【文档编号】C01B17/76GK103611406SQ201310663675
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】韩灵翠, 吴旭, 潘韩铭, 张莉, 任琴琴, 郭建伟, 孙飞 申请人:太原理工大学