一种仿气相催化氧化SO2的装置的制作方法

文档序号:12811151阅读:306来源:国知局

本实用新型涉及一种仿气相催化氧化SO2的装置,属于工业废气净化技术领域。



背景技术:

二氧化硫(SO2)是一种无色有强烈刺激性气味的气体,是当前排放量较大的主要大气污染物,主要来源于燃烧、硫酸生产、冶金等工艺生产过程。SO2对人体有明显不良影响,也是导致植物死亡、材料腐蚀、土壤酸化、酸雨形成等生态破坏和环境污染的罪魁祸首。为有效预防环境污染问题,对含SO2烟气进行有效的净化处理势在必行。

目前,国内外已有的二氧化硫净化技术总体上可分为干法和湿法两大类。常用的干法烟气脱硫技术有活性碳吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。干法烟气脱硫技术为气固反应,脱硫系统具有设备简单、占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、无污水处理系统等优势,但干法脱硫系统设备运行的稳定性、可靠性并不高,且存在反应缓慢、脱硫率低、设施磨损与结垢现象较为严重等明显不足,因而限制了该类技术的广泛应用。湿法烟气脱硫技术采用与二氧化硫容易进行反应的化合物,溶解于水或形成悬浊液作为吸附剂来洗涤排出的烟气,把烟气中的二氧化硫和三氧化硫转化为液体或固体化合物,从而将其从烟气中分离出来。这类方法反应速度快,脱硫效率高,但其生成物是液体或淤渣,较难处理。传统的脱硫技术无论是干法还是湿法均存在某些弊端。随着环保法规日趋严格,冶金等工业炉窑中二氧化硫排放浓度要求低于200mg/m3甚至更低,开发净化效率高、运行成本经济的工业烟气脱硫新技术正日益引起人们的重视。

现有脱硫装置易出现结垢及固体堆积的问题,仿气相技术将传统湿法脱硫的气—液反应方式转换为气—气反应方式,设备系统阻力小,不影响脱硫设备的正常运行生产,明显提高脱硫效率的同时缓解结垢问题。采用雾化方式,提高设备内部有效面积使用率,使烟气在整个净化过程中充分与脱硫雾气反应,达到高效传质效果。设备内部无易损件设计,制造材料可选用天然耐磨耐腐蚀的花岗岩制成,解决了环保设备长期以来不耐磨、不抗腐蚀、寿命短等缺点。



技术实现要素:

本实用新型提供一种仿气相催化氧化SO2的装置,烟气中的SO2在净化设施中与含催化氧化试剂的雾气充分接触,经催化氧化作用转化为硫酸而从气相中得以分离,高价催化氧化试剂中的氧化剂被还原为低价态后,在烟气中同时存在的氧气作用下重新转化为高价态,从而恢复其氧化性能以维持稳定、连续的SO2烟气净化效果。

本实用新型的技术方案是,一种仿气相催化氧化SO2的装置,包括脱硫塔1、进气泵2、温控装置3、雾化装置4、增压泵5、喷嘴6、冷凝器8、高位槽9,进气泵2连接在脱硫塔1下部,脱硫塔1底部设有高位槽9,顶部连接冷凝器8,冷凝器8与雾化装置4连接,雾化装置4通过增压泵5与喷嘴6连接,喷嘴6设置在脱硫塔1内部,雾化装置4还与高位槽9连接,温控装置3设置在脱硫塔1外部。

所述雾化装置4为超声波雾化器,超声波雾化器的型号为402AI,超声波功率为100~250W/(m3·h-1烟气)。

所述温控装置3包括温度控制器、加热器,均为常规市购产品,温度控制器型号为GD-2200B,加热器为电加热器,型号为BEDF-2。

所述脱硫塔1、高位槽9内部采用天然耐磨耐腐蚀的花岗岩制成。

工作时,含SO2烟气经进气泵2从脱硫塔1下部送入脱硫塔1,脱硫剂由雾化装置4产生,雾气经增压泵5抽出后,从安装于脱硫塔1内的喷嘴6鼓入塔内,雾气与SO2烟气接触后发生催化氧化反应,并以同向流方式从脱硫塔1顶部逸出,经塔顶出口管7输送至冷凝器8,产生的冷凝液送回雾化装置4,分离了液相后的烟气从冷凝器8顶部排放,脱硫塔1外壁安装有温控装置3使脱硫塔1内部保持合适的温度,以维持良好的雾气状态及催化氧化条件,脱硫塔1内少量的雾液在重力作用下回落至高位槽9,并回流至雾化装置4。

本实用新型具有如下有益效果:

1、雾化装置雾化后的脱硫雾气具有巨大的比表面积,将传统湿法脱硫的气-液反应方式转换为气-气反应方式,减小反应阻力,同时明显提高脱硫效率,脱硫效率高达94.3%以上,当SO2烟气进口浓度不超过1200mg/m3时,出口烟气中SO2浓度低于70mg/m3,可实现工业烟气中SO2的超低排放。

2、相比传统液相催化氧化脱硫技术,本装置利用仿气相催化氧化技术,脱硫剂用量低,废弃液少,缓解了后续处理问题。

附图说明

图1为本实用新型示意图;

图中:1-脱硫塔,2-进气泵,3-温控装置,4-雾化装置,5-增压泵,6-喷嘴,7-塔顶出口管,8-冷凝器,9-高位槽。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本实用新型作详细说明。

实施例1

本实施例所述一种仿气相催化氧化SO2的装置,包括脱硫塔1、进气泵2、温控装置3、雾化装置4、增压泵5、喷嘴6、冷凝器8、高位槽9,进气泵2连接在脱硫塔1下部,脱硫塔1底部设有高位槽9,顶部连接冷凝器8,冷凝器8与雾化装置4连接,雾化装置4通过增压泵5与喷嘴6连接,喷嘴6设置在脱硫塔1内部,共设置三层喷嘴,分别位于脱硫塔1的上、中、下的位置,最下面的喷嘴6在烟气入口下方,雾化装置4还与高位槽9连接,雾化装置4为超声波雾化器,超声波输入功率为100~250W/(m3·h-1烟气),温控装置3设置在脱硫塔1外部,温控装置3为温度控制器、电加热器,脱硫塔1、高位槽9内部采用天然耐磨耐腐蚀的花岗岩制成,。

工作时,采用硫酸锰作为SO2的催化氧化剂,配制Mn2+浓度为0.10mol/L的脱硫剂,脱硫剂初始pH值调整为6.8,脱硫过程控制脱硫塔1内部温度为25℃,含SO2烟气经进气泵2从脱硫塔1下部送入脱硫塔1,进气流量为3L/min,烟气中SO2浓度为1200mg/m3,O2含量为6%,雾化装置4超声波雾化器的超声波输入功率为30W,利用雾化装置4将配制好的脱硫剂进行雾化,产生雾气,经增压泵5抽出后,从安装于脱硫塔1内的喷嘴6鼓入脱硫塔1内,脱硫剂雾气与含SO2烟气接触后发生催化氧化反应,并以同向流方式从脱硫塔1顶部逸出,经塔顶出口管7输送至冷凝器8,经冷凝器8产生的冷凝液送回雾化装置4,分离了液相后的烟气从冷凝器8顶部排放,脱硫塔1内少量的雾液在重力作用下回落至高位槽9,并从高位槽9回流至雾化装置4,当脱硫剂pH值降低至4时,排出部分脱硫剂,送入同体积新鲜脱硫剂到雾化装置4,维持反应持续进行,脱硫塔1外壁安装有温控装置3,用于控制脱硫塔1内部温度为25℃,温控装置3包括温度控制器、电加热器,当温控装置3的温度控制器检测到脱硫塔1内部温度低于25℃时,温控装置3启动电加热器对脱硫塔1进行加热,当温度达到25℃时,温控装置3关闭电加热器以维持反应温度,并且此时脱硫剂也处于良好的雾气状态。

装置连续运行48h后,出口烟气中SO2浓度为36.7~67.5mg/m3,脱硫率为94.3~97.0%,当高位槽9内冷凝雾液pH下降至4.0时,出口气中SO2浓度上升至156mg/m3,脱硫率下降为87.0%,此后,通过高位槽9废弃0.08L冷凝雾液,并补充等体积新鲜脱硫剂进入雾化装置4,调整雾化装置4内脱硫剂的pH值至6.0,其后连续运行5h,出口气中SO2浓度介于40.3~46.8 mg/m3,脱硫率为96.1~96.6%。

根据需要调整超声波雾化装置的超声波输入功率,也可以达到好的脱硫效果。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点,本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

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