还原循环脱硫装置及脱硫方法与流程

本发明涉及烟气脱硫领域，尤其是一种还原循环脱硫装置及脱硫方法。

背景技术：

发电厂锅炉的烟气中的二氧化硫污染环境；中国专利申请号201620154089.1的实用新型公开的一种自循环脱硫塔，包括：外筒；顶盖，覆盖于外筒的顶部，顶盖上设有排气口；内筒，套设于外筒内部，并通过筒间支撑件与外筒连接固定；喷淋装置；尾气进气装置；空气进气装置；沉降装置；以及，吹扫气进气装置。传统脱硫塔存在脱硫剂用量较大，脱硫效果较差的不足；因此，设计一种脱硫剂用量较小，脱硫效果较好的还原循环脱硫装置及脱硫方法，成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服目前的脱硫塔存在脱硫剂用量较大，脱硫效果较差的不足，提供一种脱硫剂用量较小，脱硫效果较好的还原循环脱硫装置及脱硫方法。

本发明的具体技术方案是：

一种还原循环脱硫装置,包括：脱硫塔，脱硫剂还原补液装置；脱硫塔包括：上端设有排气口的外筒，设于外筒中且设有连接轴的除雾器，设于除雾器下方且上端与连接轴枢接的内筒，与内筒外侧围连接且外侧围与外筒内侧围枢接的风轮，设于内筒上方的脱硫剂喷淋装置，设于外筒侧围的进烟气环形圈，若干个设于进烟气环形圈内侧围且出口端与内筒外侧围相对的烟气喷嘴，设有进气风机、空气喷嘴组且设于内筒下方的空气进气装置，设于外筒底部的储液池；储液池设有循环泵、分别与脱硫剂还原循环装置连通的补液口和位于补液口下方的排液口；循环泵的出口端与脱硫剂喷淋装置连通。所述的还原循环脱硫装置，从雾化喷嘴组喷出的脱硫剂吸收上升烟气中的含硫气体后下落到储液池，且在循环泵作用下从雾化喷嘴组循环喷出脱硫；从空气喷嘴组喷出的空气对脱硫剂进行还原处理，并通过脱硫剂还原补液装置对储液池中的脱硫剂还原补液，脱硫剂用量较小，脱硫效果较好；风轮在上升烟气作用下带动内筒旋转，使烟气均匀分布在外筒与内筒之间上升，利于与脱硫剂充分混合。

所述的脱硫剂还原补液装置包括：上端与排液口通过排液电磁截止阀连通的还原池，设有补液泵且上部与还原池上部连通的脱硫剂池，下部与还原池下部连通的沉淀池，控制器，设于储液池中的ph在线检测仪和液位仪；补液泵的出口端与补液口通过补液电磁截止阀连通。脱硫剂还原补液装置，通过还原池对脱硫剂进行还原后流入脱硫剂池用于补液，废液流入沉淀池沉淀，沉淀后位于沉淀池上部的上清液能回用；通过分别与控制器电连接的ph在线检测仪、液位仪、排液电磁截止阀和补液电磁截止阀，能使储液池中脱硫剂的ph值保持在设定范围内，且使储液池中脱硫剂的液面保持在设定高度。

所述的还原池包括：设于还原池上端的安装板，设于还原池下端的加热器，与安装板上端连接的电机，与电机的输出轴连接的主动齿轮，与安装板枢接的中空主轴，与中空主轴连接且与主动齿轮啮合的从动齿轮，下端与中空主轴上端连接的旋转接头，出口端与旋转接头上端连通的曝气风机，套设于中空主轴外且与安装板下端连接的太阳齿轮，设于中空主轴下部的至少一个主曝气装置，若干个沿中空主轴周向分布的副曝气装置；主曝气装置包括：若干个设有主曝气喷嘴组且内端与中空主轴外侧围连接的主搅拌管；副曝气装置包括：内端与中空主轴外侧围连接的连接管，与连接管外端连接的连接套，与连接套枢接的中空副轴，与中空副轴上端连接且与太阳齿轮啮合的行星齿轮，若干个设有副曝气喷嘴组且内端与中空副轴外侧围连接的副搅拌管；主搅拌管内孔与中空主轴内孔连通；副搅拌管内孔、中空副轴内孔、连接管内孔依次连通，且与中空主轴内孔连通。还原池的中空主轴带动主曝气装置的主搅拌管、副曝气装置的连接管转动，连接管带动中空副轴和副搅拌管公转，与太阳齿轮啮合的行星齿轮带动中空副轴和副搅拌管自转，利于使分别从主曝气装置的主曝气喷嘴组和副曝气装置的副曝气喷嘴组喷出co2气体，与从储液池流入还原池的脱硫剂混合充分，且提高加热器加热，利于提高还原反应速度和反应充分程度。

所述的脱硫塔还包括：设于除雾器上方的冲洗喷淋装置；沉淀池设有冲洗泵；冲洗泵的出口端与冲洗喷淋装置连通。冲洗喷淋装置利于提高除雾器的除雾效果。

所述的冲洗喷淋装置包括：若干个与内筒同轴设置且下侧设有冲洗喷嘴组的冲洗管圈，穿设于外筒侧围且两端与冲洗管圈和冲洗泵的出口端一一对应连通的冲洗连管。冲洗喷淋装置结构简单实用。

所述的内筒包括：大端位于下端的上锥台体，大端位于上端且与上锥台体大端连接的下锥台体；上锥台体与下锥台体同轴设置且上锥台体大端直径与下锥台体大端直径相等。内筒的上锥台体利于减缓烟气的上升速度，延长脱硫反应时间；下锥台体利于从空气喷嘴组喷出的空气对脱硫剂进行还原处理。

所述的脱硫剂喷淋装置包括：与连接轴连接的中空旋转接头，若干个沿中空旋转接头圆周分布且且下侧设有雾化喷嘴组的脱硫管；脱硫管内端与中空旋转接头连接；脱硫管内孔通过中空旋转接头与循环泵的出口端连通。脱硫剂喷淋装置结构简单实用。

所述的除雾器包括：多个由波形板构成且同轴设置于连接轴外的除雾圈，分别与外筒内侧围、除雾圈上端和连接轴上端连接的支承框。除雾器的结构简单实用；除雾效果较好。

一种还原循环脱硫装置的脱硫方法,所述的还原循环脱硫装置具有上述的还原循环脱硫装置的限定结构，（1）发电厂锅炉的烟气经进烟气环形圈，从烟气喷嘴喷出到内筒外侧围上，风轮在上升烟气作用下带动内筒旋转，使烟气均匀分布在外筒与内筒之间上升；从雾化喷嘴组喷出的脱硫剂吸收上升烟气中的含硫气体后下落到储液池，且在循环泵作用下从雾化喷嘴组循环喷出脱硫；从空气喷嘴组喷出的空气对脱硫剂进行还原处理；脱硫后的烟气经除雾器除雾后从排气口排出；（2）当ph在线检测仪检测到储液池中脱硫剂的ph值偏离设定范围时，控制器控制排液电磁截止阀连通，储液池中的脱硫剂流入还原池，补液电磁截止阀连通，在补液泵作用下，脱硫剂池中的脱硫剂补充入储液池，使储液池中脱硫剂的ph值达到设定范围内；（3）当液位仪检测到储液池中脱硫剂的液面低于设定高度时，控制器控制补液电磁截止阀连通，在补液泵作用下，脱硫剂池中的脱硫剂补充入储液池，使储液池中脱硫剂的液面达到设定高度；（4）电机的输出轴经主动齿轮、从动齿轮、中空主轴驱动主曝气装置的主搅拌管、副曝气装置的连接管转动，连接管带动中空副轴和副搅拌管公转，与太阳齿轮啮合的行星齿轮带动中空副轴和副搅拌管自转；在曝气风机作用下，与曝气风机进口端连接的co2气体经旋转接头、中空主轴分别从主曝气装置的主曝气喷嘴组和副曝气装置的副曝气喷嘴组喷出，与从储液池流入还原池的脱硫剂混合进行还原反应，还原反应后位于还原池上部的脱硫剂流入脱硫剂池，位于还原池下部的废液流入沉淀池；（5）在冲洗泵作用下，沉淀后位于沉淀池上部的上清液从冲洗喷淋装置的冲洗喷嘴组喷出对除雾器进行冲洗，沉淀于沉淀池底部的晶体经沉淀出口排出。所述的还原循环脱硫装置的脱硫方法能满足脱硫剂用量较小，脱硫效果较好的需要。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的还原循环脱硫装置，从雾化喷嘴组喷出的脱硫剂吸收上升烟气中的含硫气体后下落到储液池，且在循环泵作用下从雾化喷嘴组循环喷出脱硫；从空气喷嘴组喷出的空气对脱硫剂进行还原处理，并通过脱硫剂还原补液装置对储液池中的脱硫剂还原补液，脱硫剂用量较小，脱硫效果较好；风轮在上升烟气作用下带动内筒旋转，使烟气均匀分布在外筒与内筒之间上升，利于与脱硫剂充分混合。脱硫剂还原补液装置，通过还原池对脱硫剂进行还原后流入脱硫剂池用于补液，废液流入沉淀池沉淀，沉淀后位于沉淀池上部的上清液能回用；通过分别与控制器电连接的ph在线检测仪、液位仪、排液电磁截止阀和补液电磁截止阀，能使储液池中脱硫剂的ph值保持在设定范围内，且使储液池中脱硫剂的液面保持在设定高度。还原池的中空主轴带动主曝气装置的主搅拌管、副曝气装置的连接管转动，连接管带动中空副轴和副搅拌管公转，与太阳齿轮啮合的行星齿轮带动中空副轴和副搅拌管自转，利于使分别从主曝气装置的主曝气喷嘴组和副曝气装置的副曝气喷嘴组喷出co2气体，与从储液池流入还原池的脱硫剂混合充分，且提高加热器加热，利于提高还原反应速度和反应充分程度。冲洗喷淋装置利于提高除雾器的除雾效果。内筒的上锥台体利于减缓烟气的上升速度，延长脱硫反应时间；下锥台体利于从空气喷嘴组喷出的空气对脱硫剂进行还原处理。冲洗喷淋装置、脱硫剂喷淋装置结构简单实用。除雾器的结构简单实用；除雾效果较好。所述的还原循环脱硫装置的脱硫方法能满足脱硫剂用量较小，脱硫效果较好的需要。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图中：脱硫塔3、排气口31、外筒32、连接轴33、风轮34、进烟气环形圈35、烟气喷嘴36、进气风机37、空气喷嘴组38、储液池39、循环泵310、冲洗喷嘴组311、冲洗管圈312、冲洗连管313、上锥台体314、下锥台体315、中空旋转接头316、雾化喷嘴组317、脱硫管318、除雾圈319、支承框320、空气进气装置321、脱硫剂还原补液装置4、排液电磁截止阀41、还原池42、补液泵43、安装板44、脱硫剂池45、沉淀池46、控制器47、ph在线检测仪48、液位仪49、补液电磁截止阀410、加热器411、电机412、主动齿轮413、中空主轴414、从动齿轮415、旋转接头416、曝气风机417、太阳齿轮418、主曝气喷嘴组419、主搅拌管420、连接管421、连接套422、中空副轴423、行星齿轮424、副曝气喷嘴组425、副搅拌管426、冲洗泵427。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

如附图1所示：一种还原循环脱硫装置,包括：脱硫塔3，脱硫剂还原补液装置4；脱硫塔3包括：上端设有排气口31的外筒32，设于外筒32中且设有连接轴33的除雾器，设于除雾器下方且上端与连接轴33通过轴承枢接的内筒，与内筒外侧围螺接且外侧围与外筒32内侧围通过轴承枢接的风轮34，设于内筒上方的脱硫剂喷淋装置，设于外筒32侧围的进烟气环形圈35，六个设于进烟气环形圈35内侧围且出口端与内筒外侧围相对的烟气喷嘴36，设有进气风机37、空气喷嘴组38且设于内筒下方的空气进气装置321，设于外筒32底部的储液池39；储液池39设有循环泵310、分别与脱硫剂还原循环装置连通的补液口和位于补液口下方的排液口；循环泵310的出口端与脱硫剂喷淋装置连通。

所述的脱硫剂还原补液装置4包括：上端与排液口通过排液电磁截止阀41连通的还原池42，设有补液泵43且上部与还原池42上部连通的脱硫剂池45，下部与还原池42下部连通的沉淀池46，控制器47，设于储液池39中的ph在线检测仪48和液位仪49；补液泵43的出口端与补液口通过补液电磁截止阀410连通。

所述的还原池42包括：设于还原池42上端的安装板44，设于还原池42下端的加热器411，与安装板44上端螺接的电机412，与电机412的输出轴键连接的主动齿轮413，与安装板44通过轴承枢接的中空主轴414，与中空主轴414键连接且与主动齿轮413啮合的从动齿轮415，下端与中空主轴414上端螺接的旋转接头416，出口端与旋转接头416上端连通的曝气风机417，套设于中空主轴414外且与安装板44下端螺接的太阳齿轮418，设于中空主轴414下部的两个主曝气装置，四个沿中空主轴414周向分布的副曝气装置；主曝气装置包括六个设有主曝气喷嘴组419且内端与中空主轴414外侧围螺接的主搅拌管420；副曝气装置包括：内端与中空主轴414外侧围螺接的连接管421，与连接管421外端螺接的连接套422，与连接套422通过轴承枢接的中空副轴423，与中空副轴423上端键连接且与太阳齿轮418啮合的行星齿轮424，四个设有副曝气喷嘴组425且内端与中空副轴423外侧围螺接的副搅拌管426；主搅拌管420内孔与中空主轴414内孔连通；副搅拌管426内孔、中空副轴423内孔、连接管421内孔依次连通，且与中空主轴414内孔连通。

所述的脱硫塔3还包括：设于除雾器上方的冲洗喷淋装置；沉淀池46设有冲洗泵427；冲洗泵427的出口端与冲洗喷淋装置连通。

所述的ph在线检测仪48、液位仪49、电机412、冲洗泵427、排液电磁截止阀41和补液电磁截止阀410分别与控制器47电连接。

所述的冲洗喷淋装置包括：六个与内筒同轴设置且下侧设有冲洗喷嘴组311的冲洗管圈312，穿设于外筒32侧围且两端与冲洗管圈312和冲洗泵427的出口端一一对应连通的冲洗连管313。冲洗连管313下端与冲洗管圈312焊接。

所述的内筒包括：大端位于下端的上锥台体314，大端位于上端且与上锥台体314大端连接的下锥台体315；上锥台体314与下锥台体315同轴设置且上锥台体314大端直径与下锥台体315大端直径相等。本实施例中，烟气喷嘴36与上锥台体314外侧围相对；风轮34与上锥台体314外侧围螺接。

所述的脱硫剂喷淋装置包括：与连接轴33螺接的中空旋转接头316，六个沿中空旋转接头316圆周分布且下侧设有雾化喷嘴组317的脱硫管318；脱硫管318内端与中空旋转接头316螺接；脱硫管318内孔通过中空旋转接头316与循环泵310的出口端连通。

所述的除雾器包括：多个由波形板圈制构成且同轴设置于连接轴33外的除雾圈319，分别与外筒32内侧围、除雾圈319上端和连接轴33上端连接的支承框320。

一种还原循环脱硫装置的脱硫方法,所述的还原循环脱硫装置具有上述的还原循环脱硫装置的限定结构，（1）发电厂锅炉的烟气经进烟气环形圈35，从烟气喷嘴36喷出到内筒外侧围上，风轮34在上升烟气作用下带动内筒旋转，使烟气均匀分布在外筒32与内筒之间上升；从雾化喷嘴组317喷出的脱硫剂吸收上升烟气中的含硫气体后下落到储液池39，且在循环泵310作用下从雾化喷嘴组317循环喷出脱硫；从空气喷嘴组38喷出的空气中的co2对脱硫剂进行还原处理；脱硫后的烟气经除雾器除雾后从排气口31排出；（2）当ph在线检测仪48检测到储液池39中脱硫剂的ph值偏离设定范围时，控制器47控制排液电磁截止阀41连通，储液池39中的脱硫剂流入还原池42，补液电磁截止阀410连通，在补液泵43作用下，脱硫剂池45中的脱硫剂补充入储液池39，使储液池39中脱硫剂的ph值达到设定范围内；（3）当液位仪49检测到储液池39中脱硫剂的液面低于设定高度时，控制器47控制补液电磁截止阀410连通，在补液泵43作用下，脱硫剂池45中的脱硫剂补充入储液池39，使储液池39中脱硫剂的液面达到设定高度；（4）电机412的输出轴经主动齿轮413、从动齿轮415、中空主轴414驱动主曝气装置的主搅拌管420、副曝气装置的连接管421转动，连接管421带动中空副轴423和副搅拌管426公转，与太阳齿轮418啮合的行星齿轮424带动中空副轴423和副搅拌管426自转；在曝气风机417作用下，与曝气风机417进口端连接的co2气体经旋转接头416、中空主轴414分别从主曝气装置的主曝气喷嘴组419和副曝气装置的副曝气喷嘴组425喷出，与从储液池39流入还原池42的脱硫剂混合进行还原反应，还原反应后位于还原池42上部的脱硫剂流入脱硫剂池45，位于还原池42下部的废液流入沉淀池46；（5）在冲洗泵427作用下，沉淀后位于沉淀池46上部的上清液从冲洗喷淋装置的冲洗喷嘴组311喷出对除雾器进行冲洗，沉淀于沉淀池46底部的晶体经沉淀出口排出。

在具体实施时，其储液池39和脱硫剂池45中的脱硫剂可以为naoh或na2co3，由于此脱硫剂对h2s具有较好的吸附性，在此简称为贫液，贫液与脱硫塔3中通入的逆向流动的烟气接触混合，na2co3和naoh均可与h2s反应，具体反应内容如下：h2s+2na2co3＝2nahco3+na2s；2naoh+h2s＝na2s+2h2o；

反应后产生的na2s经由脱硫塔3底部的储液池39排出，由于此时液体内已吸附大量h2s，所以简称富液，富液流入还原池42后，在曝气风机417作用下，与曝气风机417进口端连接的co2气体分别从主曝气装置的主曝气喷嘴组419和副曝气装置的副曝气喷嘴组425喷出，h2co3>h2s>hco3^->hs^-，所以向na2s溶液通入少量co2,发生反应的顺序是：s^2-+co2+h2o＝hs^-+hco3^-，hco3^-+s^2-＝hs^-+co3^2-，所以总反应是：2na2s+co2+h2o＝2nahs+na2co3生成的产物是nahs和na2co3；再加入过量co2:先发生：co3^2-+h2o+co2＝2hco3^-再发生：hs^-+h2o+co2＝h2s+hco3^-，最后的产物就是nahco3和h2s，产生的h2s可以进行回收。

此外，h2s的溶解度，在10摄氏度时溶解度为15.4g/100ml，na2s的溶解度，在10摄氏度时溶解度为6.9g/100ml，nahco3的溶解度，在10摄氏度时溶解度为7.4g/100ml，na2co3的溶解度，在10摄氏度时溶解度为12.5g/100ml，可以看出na2s的溶解度最低，因此将与co2反应后的液体进一步的通入沉淀池46中，进行na2s的析出操作，析出的na2s晶体经由沉淀出口排出，上清液仍可吸附h2s气体，通过冲洗泵427再一次送入脱硫塔3中，上清液从冲洗喷淋装置的冲洗喷嘴组311喷出对除雾器进行冲洗，且吸附烟气中的h2s，从而达到脱硫剂循环重复使用。

本发明的有益效果是：所述的还原循环脱硫装置，从雾化喷嘴组喷出的脱硫剂吸收上升烟气中的含硫气体后下落到储液池，且在循环泵作用下从雾化喷嘴组循环喷出脱硫；从空气喷嘴组喷出的空气对脱硫剂进行还原处理，并通过脱硫剂还原补液装置对储液池中的脱硫剂还原补液，脱硫剂用量较小，脱硫效果较好；风轮在上升烟气作用下带动内筒旋转，使烟气均匀分布在外筒与内筒之间上升，利于与脱硫剂充分混合。脱硫剂还原补液装置，通过还原池对脱硫剂进行还原后流入脱硫剂池用于补液，废液流入沉淀池沉淀，沉淀后位于沉淀池上部的上清液能回用；通过分别与控制器电连接的ph在线检测仪、液位仪、排液电磁截止阀和补液电磁截止阀，能使储液池中脱硫剂的ph值保持在设定范围内，且使储液池中脱硫剂的液面保持在设定高度。还原池的中空主轴带动主曝气装置的主搅拌管、副曝气装置的连接管转动，连接管带动中空副轴和副搅拌管公转，与太阳齿轮啮合的行星齿轮带动中空副轴和副搅拌管自转，利于使分别从主曝气装置的主曝气喷嘴组和副曝气装置的副曝气喷嘴组喷出co2气体，与从储液池流入还原池的脱硫剂混合充分，且提高加热器加热，利于提高还原反应速度和反应充分程度。冲洗喷淋装置利于提高除雾器的除雾效果。内筒的上锥台体利于减缓烟气的上升速度，延长脱硫反应时间；下锥台体利于从空气喷嘴组喷出的空气对脱硫剂进行还原处理。冲洗喷淋装置、脱硫剂喷淋装置结构简单实用。除雾器的结构简单实用；除雾效果较好。所述的还原循环脱硫装置的脱硫方法能满足脱硫剂用量较小，脱硫效果较好的需要。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。