一种水膜碱液法气体除尘脱硫装置以及除尘脱硫方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工业废气净化装置领域，具体涉及一种水膜碱液法气体除尘脱硫装置 以及除尘脱硫方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，在我国由于二氧化硫排放所导致的酸雨污染危害面积达国土面积的 30%，给国家带来直接经济损失每年高达200多亿元，已成为制约社会经济发展的重要因素 之一。
[0003] 在借鉴国外污染控制经验的同时，结合我国国情，政府已把酸雨和二氧化硫污染 防治工作纳入国民经济和社会发展计划，并采取了相应措施，根据燃料的生命周期进行全 过程控制，其中包括调整能源结构、优化能源质量、提高能源利用效率、重点治理火电厂的 二氧化硫污染、研究开发治理技术和设备、实施排污许可证制度、进行排污交易试点等多个 方面。
[0004] 现有治理技术 1、湿法烟气脱硫技术 湿法烟气脱硫技术，己有十年的商业应用历史，具有技术成熟、工艺简单、运行稳定和 脱硫效率高等优点，但也存在脱硫产物的处理比较麻烦，烟温降低不利于扩散，传统湿法的 工艺较复杂，占地面积大，基建投资大(约占电厂总投资的1/5)，运行费用高(约占电厂总运 行费用的8~18%)，耗水量大，生成的副产物(如石膏）因受使用的限制易造成二次污染，脱 硫后烟气温度低，需再热方可排烟等缺点，湿法烟气脱硫技术的代表工艺是石灰石/石灰湿 法烟气脱硫工艺，该工艺根据脱硫产物是否回收利用可以分为石膏法和抛弃法，目前，对一 些大型脱硫装置比如电厂石灰石/石灰湿法烟气脱硫多数采用可回收利用的石膏法，即石 灰石/石灰一石膏法，该技术具有技术成熟、脱硫效率高等优点，是目前国际上烟气脱硫的 主要方法。湿法烟气脱硫技术。
[0005] 2、半干法脱硫技术 半干法烟气脱硫技术是介于湿法和干法之间的一种脱硫方法，是利用烟气的显热蒸发 石灰浆液中的水分，同时在干燥过程中，石灰与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙等，并 使最终产物成为干粉状，半干法脱硫反应是在气、液、固三相中进行，其典型工艺为喷雾干 燥法(DSA)即雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与热烟气接触，反应生成副产物硫酸钙，其中 的水分被热烟气蒸发，最终成为干粉状，同飞灰一起被除尘器收集，该工艺主要由生石灰接 收贮存系统，浆液制备供应系统，吸收反应系统，灰渣处理和再循环系统，监控系统组成，其 主要特点：系统简单、占地面积小、投资费用低，以石灰作吸收剂且品质要求高，价格高，脱 硫产物呈干态，无废水排放，但产物综合利用受限制，下游除尘设备受一定影响等。
[0006] 3、干法脱硫技术 干法脱硫反应在无液相介入的完全干燥状态下进行，反应产物亦为干粉状，其主要优 点为:过程耗水量少，一般不会造成二次污染，脱硫后烟气温度高，可自行排烟，硫便于回收 等，但由于气固相反应速率较低，致使脱硫过程空速低，设备庞大，脱硫率常不及湿法，近年 来，对干法脱硫技术的研究呈上升趋势，出现了不少新技术，主要有电子辐射及脉冲放电等 离子体工艺，催化氧化法和炭基材料法等。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种水膜碱液法气体除尘脱硫装置，包括进 气管1，水膜除尘罐2，水雾布撒装置3，排水管4，脱硫室5，排气管6，智能控制器7，水位传感 器8;所述水膜除尘罐2的一侧上部设有进气管1和水雾布撒装置3,水膜除尘罐2的另一侧设 有排水管4和脱硫室5,所述脱硫室5顶部设有排气管6,所述智能控制器7位于脱硫室5的前 端;所述水位传感器8位于水膜除尘罐2的顶部，水位传感器8与智能控制器7导线连接。
[0008] 进一步的，所述水膜除尘罐2包括:气体加湿室2-1，水膜除尘室2-2，导气环2-3，粉 尘浓度探测器2-4;所述气体加湿室2-1位于水膜除尘罐2-侧上部，气体加湿室2-1为长方 体中空室，气体加湿室2-1与水膜除尘室2-2侧壁一端垂直相切，气体加湿室2-1与水膜除尘 室2-2相切部位内部相互贯通边缘无缝焊接;所述水膜除尘室2-2为水平布置的截面为上端 圆形下端梯形的柱状中空结构，水膜除尘室2-2-侧与气体加湿室2-1贯通，水膜除尘室2-2 另一侧与脱硫室5连通;所述导气环2-3为圆弧形高分子材料板，导气环2-3的外圆弧直径与 水膜除尘室2-2截面内侧直径相同，导气环2-3外圆弧面与水膜除尘室2-2内壁垂直无缝焊 接，导气环2-3内圆弧直径比外圆弧直径小15cm~25cm，导气环2-3均匀的分布在水膜除尘 室2-2内壁上，导气环2-3的数量不少于5个，粉尘浓度探测器2-4位于气体加湿室2-1的上 端，粉尘浓度探测器2-4与智能控制器7导线连接。
[0009] 进一步的，所述水雾布撒装置3包括:进水干管3-1，进水支管3-2，矩形管3-3，雾化 喷头3-4，电磁阀3-5，水栗3-6;其中所述进水干管3-1为水平放置的圆柱形直管，进水干管 3-1从水膜除尘室2-2-侧垂直伸入水膜除尘室2-2;所述进水支管3-2为连接进水干管3-1 和矩形管3-3的一段软管，进水支管3-2两端分别与进水干管3-1和矩形管3-3贯通相连;所 述矩形管3-3为水平布置的矩形管道，矩形管3-3位于气体加湿室2-1内部，矩形管3-3数量 不少于两层，矩形管3-3在气体加湿室2-1内部按竖直方向均匀布置，矩形管3-3每层之间等 距排列，相邻二层矩形管3-3的间距为15cm~25cm;矩形管3-3的上部设有雾化喷头3-4,雾 化喷头3-4的数量不少于10个，雾化喷头3-4在管壁上等距均匀分布，雾化喷头3-4在矩形管 3-3上一字排列，相邻二个雾化喷头3-4之间的距离为5cm~25cm;雾化喷头3-4的表面密布 微孔，微孔的直径为5nm~25nm，雾化喷头3-4的材质为铜猛合金材质;所述进水干管3-1设 有雾化喷头3-4,雾化喷头3-4竖直向上贯通焊接在管壁上部，雾化喷头3-4的数量不少于20 个，雾化喷头3-4在管壁上等距均匀分布，雾化喷头3-4在进水干管3-1上一字排列，相邻二 个雾化喷头3-4之间的距离为5cm~25cm;雾化喷头3-4的表面密布微孔，微孔的直径为 5.5nm~25.5nm，雾化喷头3-4的材质为铜猛合金材质;所述电磁阀3-5位于进水干管3-1的 一端，并与进水干管3-1串联，电磁阀3-5与智能控制器7导线连接;所述水栗3-6位于进水干 管3-1的一端，并与进水干管3-1连通，水栗3-6与智能控制器7导线连接。
[0010] 进一步的，所述脱硫室5包括:进气槽5-1，排气孔5-2，二氧化硫触媒分解板5-3，二 氧化硫浓度仪5-4，抽风机5-5;其中进气槽5-1包括竖直段和水平段，所述进气槽5-1竖直段 为竖直通道，且底部与进气槽5-1水平段贯通，进气槽5-1竖直段上端与水膜除尘罐2-侧的 矩形开口贯通，进气槽5-1水平段底部与脱硫室5底部的距离为2cm~5cm;进气槽5-1水平段 上部设有排气孔5-2,所述排气孔5-2为上端圆锥型下端圆柱形的细管，排气孔5-2下端与进 气槽5-1水平段垂直贯通，排气孔5-2均匀分布在进气槽5-1水平段上，排气孔5-2数量不少 于100个，排气孔5-2行间距为2cm~5cm，排气孔5-2列间距为2cm~5cm，排气孔5-2的直径为 15nm~35nm，排气孔5-2的材质为铜猛合金材质;所述二氧化硫触媒分解板5-3为水平交错 布置的薄板，相邻的两层二氧化硫触媒分解板5-3-块无缝焊接在脱硫室5的前侧内壁上， 另一块则无缝焊接在脱硫室5的后侧内壁上，二氧化硫触媒分解板5-3的宽度比脱硫室5宽 度小20cm~30cm，相邻的二氧化硫触媒分解板5-3垂直间距为IOcm~15cm，二氧化硫触媒分 解板5-3的数量为3~13块;二氧化硫触媒分解板5-3上部设有二氧化硫浓度仪5-4，并固定 在脱硫室5上部，二氧化硫浓度仪5-4与智能控制器7导线连接;脱硫室5上部还设有抽风机 5-5,抽风机5-5与智能控制器7导线连接。
[0011]进一步的，所述二氧化硫触媒分解板5-3由高分子材料压模成型，二氧化硫触媒分 解板5-3包括二氧化硫触媒球5-3-1，触媒球间隙5-3-2，媒解饱和传感器5-3-3;二氧化硫触 媒球5-3-1的直径为Ilnm~51nm，触媒球间隙5-3-2最大距离为151nm，二氧化硫触媒球5-3-1的数量51~510万个;所述媒解饱和传感器5-3-3位于二氧化硫触媒球5-3-1中部，媒解饱 和传感器5-3-3与智能控制器7导线连接;二氧化硫触媒分解板5-3的组成成分和制造过程 如下： 一、 二氧化硫触媒分解板5-3组成成分： 按重量份数计，异戊酸甲酯2~8份，丙烯酸甲酯5~25份，硫氰酸甲酯2~5份，苯甲酸乙 酯10~25份，硬脂酸甲酯10~20份，纳米级草酸钯80~120份，浓度为6ppm~15ppm的正丁酸 甲酯40~80份，三氯醋酸15~30份，丁二酸二甲酯5~15份，交联剂15~25份，硫酸二甲酯4 ~8份，乙二醇二甲醚15~30份，亚硫酸二甲酯5~35份； 所述交联剂为2-4-6-三硝基苯甲酸； 所述纳米级草酸钯的粒径为50nm~75nm; 二、 二氧化硫触媒分解板5-3的制造过程，包含以下步骤： 第1步、在反应釜中加入电导率为0.001yS/cm~0.05yS/cm的超纯水1500~2500份，启 动反应釜内搅拌器，转速为30rpm~80rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至160°C~190 °C;依次加入异戊酸甲酯、丙烯酸甲酯、硫氰酸甲酯，搅拌至完全溶解，调节pH值为6.0~ 8.5，将搅拌器转速调至150rpm~180rpm，温度为140°C~150°C，酯化反应Ih~IOh;第2步、 取苯甲酸乙酯、硬脂酸甲酯粉碎，粉末粒径为100~550目；加入纳米级草酸钯混合均匀，平 铺于托盘内，平铺厚度为15mm~30mm，采用剂量为1.2kGy~2.2kGy、能量为I.O