一种废气除尘脱硫净化系统及其废气除尘脱硫净化方法与流程

[0001]
本发明属于废气处理技术领域，尤其涉及一种废气除尘脱硫净化系统及其废气除尘脱硫净化方法。


背景技术：

[0002]
废气处理依次包括除尘、脱硫、净化，除尘与净化现已经比较成熟，而脱硫则具有脱硫不充分的缺陷，导致具有部分硫氧化物的废气流出至外界造成环境污染，其根本原因为废气与碱性吸收液接触不彻底、不完全所导致的部分硫氧化物未完全被吸收清除。为了解决上述问题，本发明设计了一种废气除尘脱硫净化系统及其废气除尘脱硫净化方法，能够对废气进行除尘、脱硫、净化作业，脱硫作业彻底、高效，适于规模化推广。


技术实现要素：

[0003]
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供的一种废气除尘脱硫净化系统及其废气除尘脱硫净化方法，能够对废气进行除尘、脱硫、净化作业，脱硫作业彻底、高效，适于规模化推广。
[0004]
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种废气除尘脱硫净化系统及其废气除尘脱硫净化方法，包括脱硫容器、除尘单元和净化单元；所述脱硫容器底部具有废气进口和碱性吸收液输出口，顶部具有废气出口和碱性吸收液输入口，所述除尘单元安装在与废气进口对接的废气输入管道上，所述净化单元安装在与废气出口对接的废气输出管道上，所述碱性吸收液输入口对接有碱性吸收液输入管道，所述碱性吸收液输出口对接有碱性吸收液输出管道；
[0005]
所述脱硫容器具有上下振动式废气螺旋导流装置；所述上下振动式废气螺旋导流装置包括竖向贯穿脱硫容器的中轴杆，还包括设置于脱硫容器内的空心柱、螺旋叶片、锥形支撑弹簧、伸缩密封件、布液机构和上下驱动机构；所述脱硫容器为竖向圆柱状，所述中轴杆与脱硫容器的顶部以及底部均滑移密封配合，所述空心柱通过位于其内的所述锥形支撑弹簧弹性套设于中轴杆上，所述伸缩密封件封堵空心柱的上端以及下端，所述脱硫容器、中轴杆、空心柱三者保持同心；所述空心柱底部设置有开口朝下的下扩张圆槽体，所述空心柱顶部设置有开口朝上的上扩张圆槽体，所述下扩张圆槽体外周及上扩张圆槽体外周均与脱硫容器内壁滑移配合，所述脱硫容器、空心柱、下扩张圆槽体、上扩张圆槽体四者限位构成环形柱腔；所述下扩张圆槽体上开设有进气孔，所述进气孔与环形柱腔底部导通；所述上扩张圆槽体上开设有出气孔，所述出气孔与环形柱腔顶部导通；所述螺旋叶片位于环形柱腔内并竖向螺旋布置于空心柱外周；所述布液机构位于环形柱腔以外，用于将脱硫容器内的碱性吸收液注入环形柱腔内；所述上下驱动机构连接于中轴杆端部，所述上下驱动机构驱动中轴杆上、下来回移动并在锥形支撑弹簧的弹性支撑配合下，使空心柱、螺旋叶片、下扩张圆槽体、上扩张圆槽体同步上下移动形成在竖向方向的振动。
[0006]
进一步地，若干所述进气孔均匀分布于下扩张圆槽体的槽底，若干所述出气孔均
匀分布于上扩张圆槽体的槽底，且进气孔的孔径小于出气孔的孔径。
[0007]
进一步地，所述布液机构包括上布液机构和下布液机构；所述上布液机构位于空心柱上方，用于将空心柱上方的碱性吸收液注入环形柱腔内；所述下布液机构位于空心柱下方，用于将空心柱下方的碱性吸收液注入环形柱腔内；
[0008]
所述空心柱的柱壁内部具有竖向的上布液腔和下布液腔，所述上布液机构与上布液腔对应，所述下布液机构与下布液腔对应，所述空心柱的柱壁上开设有上出液孔和下出液孔，所述上布液腔通过上出液孔与环形柱腔导通，所述下布液腔通过下出液孔与环形柱腔导通；所述上布液机构与下布液机构结构相同，所述上布液机构或所述下布液机构包括环形空心布液板、安装于环形布液板上的潜水泵以及对接在环形空心布液板上的小伸缩管，上布液机构的所述小伸缩管与上布液腔连通，下布液机构的所述小伸缩管与下布液腔连通；
[0009]
多个上布液腔以及多个下布液腔均以空心柱的圆形轮廓呈圆周阵列布置，且上布液腔与下布液腔交替设置。
[0010]
进一步地，所述锥形支撑弹簧包括上锥形支撑弹簧和下锥形支撑弹簧；所述上锥形支撑弹簧的大端口与空心柱的内圈顶部固连，所述上锥形支撑弹簧的小端口通过上直线轴承与中轴杆滑移连接；所述下锥形支撑弹簧的大端口与空心柱的内圈底部固连，所述下锥形支撑弹簧的小端口通过下直线轴承与中轴杆滑移连接；
[0011]
所述中轴杆上具有限位杆，所述限位杆位于上直线轴承与下直线轴承之间；所述空心柱内圈开设有限位槽，所述限位杆横向伸入限位槽内，所述限位杆伸入限位槽以内的侧面嵌设有滚珠，所述滚珠滚压限位槽的内槽壁。
[0012]
进一步地，所述伸缩密封件包括封堵空心柱内圈顶部的上伸缩密封件和封堵空心柱内圈底部的下伸缩密封件；所述上伸缩密封件与下伸缩密封件结构相同，所述上伸缩密封件或所述下伸缩密封件包括固连于中轴杆上的封板以及将空心柱与封板连接的大伸缩管，上伸缩密封件的所述大伸缩管连接空心柱的内圈顶部，下伸缩密封件的所述大伸缩管连接空心柱的内圈底部；所述潜水泵安装于封板上。
[0013]
进一步地，所述上下驱动机构包括位于中轴杆上端的上驱动机构以及位于中轴杆下端的下驱动机构；所述上驱动机构与下驱动机构结构相同，所述上驱动机构或所述下驱动机构包括通过滑轨竖向连接于支撑柱上的齿条，还包括与齿条相啮合并通过伺服电机驱动的齿轮。
[0014]
进一步地，还包括废气源、洁净气体接收处理处、碱性吸收液源和碱性吸收液接收处理处；所述废气源对应废气输入管道始端，且废气输入管道通过单向阀与废气进口对接；所述洁净气体接收处理处对应废气输出管道末端；所述碱性吸收液源对应碱性吸收液输入管道始端；所述碱性吸收液接收处理处对应碱性吸收液输出管道末端，且碱性吸收液输出管道通过出液阀与碱性吸收液输出口对接。
[0015]
一种废气除尘脱硫净化系统的废气除尘脱硫净化方法，具体步骤如下：
[0016]
步骤s1：从碱性吸收液源通过碱性吸收液输入管道向脱硫容器内注入碱性吸收液，注液要求为：上下振动式废气螺旋导流装置无论上移至任何位置，碱性吸收液的液面始终保持高于除中轴杆以外的上下振动式废气螺旋导流装置的最高端0.2米以上；
[0017]
满足上述注液要求后，停止注液；
[0018]
步骤s2：打开单向阀，从废气源通过废气输入管道向脱硫容器内底部持续输入废气，在废气经过除尘单元时，利用除尘单元进行除尘；
[0019]
步骤s3：废气进入下扩张圆槽体，随后通过各进气孔形成小气泡进入环形柱腔，然后沿着螺旋叶片螺旋上升，最后从上扩张圆槽体上的出气孔排出，此过程中，废气与碱性吸收液充分接触，去除废气中的硫氧化物；
[0020]
与此同时，启动上驱动机构及下驱动机构的两个伺服电机，上驱动机构与下驱动机构同时驱动中轴杆上、下来回移动并在锥形支撑弹簧的弹性支撑配合下，使空心柱、螺旋叶片、下扩张圆槽体、上扩张圆槽体同步上下移动形成在竖向方向的振动，由此使得螺旋叶片击打小气泡使其形变或破碎，达到与碱性吸收液充分接触的目的；
[0021]
与此同时，启动上布液机构及下布液机构的两个潜水泵，上布液机构的潜水泵将空心柱上方的碱性吸收液依次通过上布液腔、上出液孔注入环形柱腔内，下布液机构的潜水泵将空心柱下方的碱性吸收液依次通过下布液腔、下出液孔注入环形柱腔内，实现将环形柱腔以外的碱性吸收液补入碱性吸收液环形柱腔内的目的，提高整个脱硫容器内的碱性吸收液的流动性，从而使整个脱硫容器内的碱性吸收液都能够得到充分吸收废气中的硫氧化物的作用，更进一步提高脱硫效率；
[0022]
步骤s4：依次经过除尘、脱硫后的废气通过废气出口输入废气输出管道，废气经过净化单元净化后输送至洁净气体接收处理处。
[0023]
进一步地，在步骤s3中，碱性吸收液脱硫一定时间后趋于饱和，则需要更换新的碱性吸收液，具体操作分为以下两步：
[0024]
a)先关闭单向阀停止输入废气，然后打开出液阀通过碱性吸收液输出管道将脱硫容器内趋于饱和的碱性吸收液输送至碱性吸收液接收处理处，直至排空，最后关闭出液阀；
[0025]
b)重复步骤s1，从而向脱硫容器注入新的碱性吸收液。
[0026]
有益效果：本发明的一种废气除尘脱硫净化系统及其废气除尘脱硫净化方法，有益效果如下：
[0027]
1)本发明能够对废气进行除尘、脱硫、净化作业，脱硫作业彻底、高效，适于规模化推广；
[0028]
2)本发明通过上下振动式废气螺旋导流装置的设置，能够使废气更彻底、更充分地与碱性吸收液接触，从而较为完全地清除废气中的硫氧化物，提高废气处理效率；
[0029]
3)本发明的废气除尘脱硫净化方法布局合理，操作便捷，适于规模化应用。
附图说明
[0030]
附图1为本发明的整体结构示意图；
[0031]
附图2为上下振动式废气螺旋导流装置的结构分解示意图；
[0032]
附图3为上下振动式废气螺旋导流装置的俯视图；
[0033]
附图4为附图3中沿剖面线a-a的剖视结构示意图；
[0034]
附图5为附图3中沿剖面线b-b的剖视结构示意图。
具体实施方式
[0035]
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0036]
如附图1所示，一种废气除尘脱硫净化系统，包括脱硫容器1、除尘单元2和净化单元3；所述脱硫容器1底部具有废气进口1.1和碱性吸收液输出口1.4，顶部具有废气出口1.2和碱性吸收液输入口1.3，所述除尘单元2安装在与废气进口1.1对接的废气输入管道p.1上，所述净化单元3安装在与废气出口1.2对接的废气输出管道p.2上，所述碱性吸收液输入口1.3对接有碱性吸收液输入管道p.3，所述碱性吸收液输出口1.4对接有碱性吸收液输出管道p.4。还包括废气源p1、洁净气体接收处理处p2、碱性吸收液源p3和碱性吸收液接收处理处p4；所述废气源p1对应废气输入管道p.1始端，且废气输入管道p.1通过单向阀1.10与废气进口1.1对接；所述洁净气体接收处理处p2对应废气输出管道p.2末端；所述碱性吸收液源p3对应碱性吸收液输入管道p.3始端；所述碱性吸收液接收处理处p4对应碱性吸收液输出管道p.4末端，且碱性吸收液输出管道p.4通过出液阀1.40与碱性吸收液输出口1.4对接。本发明能够对废气进行除尘、脱硫、净化作业，脱硫作业彻底、高效，适于规模化推广。
[0037]
如附图2至附图5所示，所述脱硫容器1具有上下振动式废气螺旋导流装置4；所述上下振动式废气螺旋导流装置4包括竖向贯穿脱硫容器1的中轴杆41，还包括设置于脱硫容器1内的空心柱42、螺旋叶片43、锥形支撑弹簧44、伸缩密封件45、布液机构46和上下驱动机构47；所述脱硫容器1为竖向圆柱状，所述中轴杆41与脱硫容器1的顶部以及底部均滑移密封配合，所述空心柱42通过位于其内的所述锥形支撑弹簧44弹性套设于中轴杆41上，所述伸缩密封件45封堵空心柱42的上端以及下端，所述脱硫容器1、中轴杆41、空心柱42三者保持同心；所述空心柱42底部设置有开口朝下的下扩张圆槽体42.1，所述空心柱42顶部设置有开口朝上的上扩张圆槽体42.2，所述下扩张圆槽体42.1外周及上扩张圆槽体42.2外周均与脱硫容器1内壁滑移配合，所述脱硫容器1、空心柱42、下扩张圆槽体42.1、上扩张圆槽体42.2四者限位构成环形柱腔40；所述下扩张圆槽体42.1上开设有进气孔42.10，所述进气孔42.10与环形柱腔40底部导通；所述上扩张圆槽体42.2上开设有出气孔42.20，所述出气孔42.20与环形柱腔40顶部导通；所述螺旋叶片43位于环形柱腔40内并竖向螺旋布置于空心柱42外周；所述布液机构46位于环形柱腔40以外，用于将脱硫容器1内的碱性吸收液注入环形柱腔40内；所述上下驱动机构47连接于中轴杆41端部，所述上下驱动机构47驱动中轴杆41上、下来回移动并在锥形支撑弹簧44的弹性支撑配合下，使空心柱42、螺旋叶片43、下扩张圆槽体42.1、上扩张圆槽体42.2同步上下移动形成在竖向方向的振动。本发明通过上下振动式废气螺旋导流装置4的设置，能够使废气更彻底、更充分地与碱性吸收液接触，从而较为完全地清除废气中的硫氧化物，提高废气处理效率。
[0038]
值得注意的是，若干所述进气孔42.10均匀分布于下扩张圆槽体42.1的槽底，若干所述出气孔42.20均匀分布于上扩张圆槽体42.2的槽底，且进气孔42.10的孔径小于出气孔42.20的孔径，这样做的目的一是使进入环形柱腔40底部的小气泡更小更细，更有利于与碱性吸收液充分接触脱硫，二是保证上升到环形柱腔40顶部的小气泡尽快排出，避免小气泡积攒融合影响脱硫作业。
[0039]
所述布液机构46包括上布液机构46.1和下布液机构46.2；所述上布液机构46.1位于空心柱42上方，用于将空心柱42上方的碱性吸收液注入环形柱腔40内；所述下布液机构46.2位于空心柱42下方，用于将空心柱42下方的碱性吸收液注入环形柱腔40内，实现将环形柱腔40以外的碱性吸收液补入碱性吸收液环形柱腔40内的目的，提高整个脱硫容器1内的碱性吸收液的流动性，从而使整个脱硫容器1内的碱性吸收液都能够得到充分吸收废气
中的硫氧化物的作用，更进一步提高脱硫效率。
[0040]
更为具体的，所述空心柱42的柱壁内部具有竖向的上布液腔42.3和下布液腔42.4，所述上布液机构46.1与上布液腔42.3对应，所述下布液机构46.2与下布液腔42.4对应，所述空心柱42的柱壁上开设有上出液孔42.5和下出液孔42.6，所述上布液腔42.3通过上出液孔42.5与环形柱腔40导通，所述下布液腔42.4通过下出液孔42.6与环形柱腔40导通；所述上布液机构46.1与下布液机构46.2结构相同，所述上布液机构46.1或所述下布液机构46.2包括环形空心布液板46.11、安装于环形布液板46.11上的潜水泵46.12以及对接在环形空心布液板46.11上的小伸缩管46.13，上布液机构46.1的所述小伸缩管46.13与上布液腔42.3连通，下布液机构46.2的所述小伸缩管46.13与下布液腔42.4连通。
[0041]
其中，多个上布液腔42.3以及多个下布液腔42.4均以空心柱42的圆形轮廓呈圆周阵列布置，且上布液腔42.3与下布液腔42.4交替设置，保证补入环形柱腔40内的碱性吸收液更加均匀，提高碱性吸收液吸收废气中的硫氧化物的均匀性。
[0042]
所述锥形支撑弹簧44包括上锥形支撑弹簧44.1和下锥形支撑弹簧44.2；所述上锥形支撑弹簧44.1的大端口与空心柱42的内圈顶部固连，所述上锥形支撑弹簧44.1的小端口通过上直线轴承48与中轴杆41滑移连接；所述下锥形支撑弹簧44.2的大端口与空心柱42的内圈底部固连，所述下锥形支撑弹簧44.2的小端口通过下直线轴承49与中轴杆41滑移连接；
[0043]
所述中轴杆41上具有限位杆41.1，所述限位杆41.1位于上直线轴承48与下直线轴承49之间，限位杆41.1对上直线轴承48进行下移限位以及对下直线轴承49进行上移限位；所述空心柱42内圈开设有限位槽42.7，所述限位杆41.1横向伸入限位槽42.7内，所述限位杆41.1伸入限位槽42.7以内的侧面嵌设有滚珠41.2，所述滚珠41.2滚压限位槽42.7的内槽壁，实现对空心柱42的活动支撑，避免空心柱42发生歪斜现象。
[0044]
所述伸缩密封件45包括封堵空心柱42内圈顶部的上伸缩密封件45.1和封堵空心柱42内圈底部的下伸缩密封件45.2；所述上伸缩密封件45.1与下伸缩密封件45.2结构相同，所述上伸缩密封件45.1或所述下伸缩密封件45.2包括固连于中轴杆41上的封板45.21以及将空心柱42与封板45.11连接的大伸缩管45.12，上伸缩密封件45.1的所述大伸缩管45.12连接空心柱42的内圈顶部，下伸缩密封件45.2的所述大伸缩管45.12连接空心柱42的内圈底部；所述潜水泵46.12安装于封板45.21上。对空心柱42进行封堵，能够避免废气从空心柱42内圈流出，保证废气全部进入环形柱腔40内进行高效脱硫。
[0045]
更为具体的，所述上下驱动机构47包括位于中轴杆41上端的上驱动机构47.1以及位于中轴杆41下端的下驱动机构47.2；所述上驱动机构47.1与下驱动机构47.2结构相同，所述上驱动机构47.1或所述下驱动机构47.2包括通过滑轨47.11竖向连接于支撑柱47.12上的齿条47.13，还包括与齿条47.13相啮合并通过伺服电机驱动的齿轮47.14。
[0046]
一种废气除尘脱硫净化系统的废气除尘脱硫净化方法，具体步骤如下：
[0047]
步骤s1：从碱性吸收液源p3通过碱性吸收液输入管道p.3向脱硫容器1内注入碱性吸收液，注液要求为：上下振动式废气螺旋导流装置4无论上移至任何位置，碱性吸收液的液面始终保持高于除中轴杆41以外的上下振动式废气螺旋导流装置4的最高端0.2米以上；
[0048]
满足上述注液要求后，停止注液；
[0049]
步骤s2：打开单向阀1.10，从废气源p1通过废气输入管道p.1向脱硫容器1内底部
持续输入废气，在废气经过除尘单元2时，利用除尘单元2进行除尘；
[0050]
步骤s3：废气进入下扩张圆槽体42.1，随后通过各进气孔42.10形成小气泡进入环形柱腔40，然后沿着螺旋叶片43螺旋上升，最后从上扩张圆槽体42.2上的出气孔42.20排出，此过程中，废气与碱性吸收液充分接触，去除废气中的硫氧化物；
[0051]
与此同时，启动上驱动机构47.1及下驱动机构47.2的两个伺服电机，上驱动机构47.1与下驱动机构47.2同时驱动中轴杆41上、下来回移动并在锥形支撑弹簧44的弹性支撑配合下，使空心柱42、螺旋叶片43、下扩张圆槽体42.1、上扩张圆槽体42.2同步上下移动形成在竖向方向的振动，由此使得螺旋叶片43击打小气泡使其形变或破碎，达到与碱性吸收液充分接触的目的；
[0052]
与此同时，启动上布液机构46.1及下布液机构46.2的两个潜水泵46.12，上布液机构46.1的潜水泵46.12将空心柱42上方的碱性吸收液依次通过上布液腔42.3、上出液孔42.5注入环形柱腔40内，下布液机构46.2的潜水泵46.12将空心柱42下方的碱性吸收液依次通过下布液腔42.4、下出液孔42.6注入环形柱腔40内，实现将环形柱腔40以外的碱性吸收液补入碱性吸收液环形柱腔40内的目的，提高整个脱硫容器1内的碱性吸收液的流动性，从而使整个脱硫容器1内的碱性吸收液都能够得到充分吸收废气中的硫氧化物的作用，更进一步提高脱硫效率；
[0053]
步骤s4：依次经过除尘、脱硫后的废气通过废气出口1.2输入废气输出管道p.2，废气经过净化单元3净化后输送至洁净气体接收处理处p2。
[0054]
在步骤s3中，碱性吸收液脱硫一定时间后趋于饱和，则需要更换新的碱性吸收液，具体操作分为以下两步：
[0055]
a)先关闭单向阀1.10停止输入废气，然后打开出液阀1.40通过碱性吸收液输出管道p.4将脱硫容器1内趋于饱和的碱性吸收液输送至碱性吸收液接收处理处p4，直至排空，最后关闭出液阀1.40；
[0056]
b)重复步骤s1，从而向脱硫容器1注入新的碱性吸收液。
[0057]
本发明的废气除尘脱硫净化方法布局合理，操作便捷，适于规模化应用。
[0058]
以上为本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。