利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术具体涉及一种利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置及方法，该方法流程为：将哌嗪与水混合并搅拌均匀制成哌嗪水溶液作为二氧化硫的吸收剂，将哌嗪水溶液吸收剂通入吸收液槽，将含有二氧化硫的烟气由吸收塔下部的进气口输入，通过边缘凸出的T型管道通入吸收液槽，使二氧化硫与吸收剂充分接触反应，反应后的气体经过石墨烯膜状吸收层二次吸收后从吸收塔上部的出气口排出。当吸收剂过多超出溢流挡板顶部时，吸收剂由于重力作用流下，经倾斜板流到吸收塔底部的出液口，然后吸收剂经循环水泵循环再次利用。本发明专利技术具有操作简单、安全可靠、高吸收率、大脱硫容量、无二次污染以及硫资源的可回收利用的优势。

Device and method for absorbing sulfur dioxide in flue gas by piperazine aqueous solution

The present invention relates to a device and method for absorbing sulfur dioxide in flue gas by using piperazine water solution. The process is as follows: piperazine and water are mixed and stirred to make a piperazine solution as a absorbent of sulfur dioxide, and piperazine solution absorbents are added into the absorption liquid tank, and the flue gas containing sulfur dioxide is absorbed by the absorption liquid. The inlet of the lower part of the tower enters the absorption liquid trough through the T type pipe which is raised by the edge, so that the sulfur dioxide is fully exposed to the absorber. The gas after the reaction is discharged from the upper gas outlet of the upper absorption tower after two absorption by the graphene membrane absorption layer. When the absorbent exceeds the top of the overflow baffle, the absorber flows through the inclined plate to the outlet of the absorber bottom because of the gravity flow, and then the absorber is reused through the circulating water pump. The invention has the advantages of simple operation, safe and reliable, high absorption rate, large desulfurization capacity, no two pollution and recyclable utilization of sulfur resources.

【技术实现步骤摘要】
利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置及方法
本专利技术涉及气体净化处理
，特别是涉及一种利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置及方法。
技术介绍
燃料燃烧产生的二氧化硫是大气环境二氧化硫主要来源，其次是冶金、硫酸和炼油和化工制药的等过程。二氧化硫对人有致毒作用，属中等毒类，对眼和呼吸道有强烈刺激作用。中国环境状况公报统计数据表明，近年来我国城市酸雨污染程度有所加重。为此，国家制定了新的法律和法规，对火力发电等燃烧过程排放的二氧化硫作出了更加严格的控制和减排规定。一般地，火力发电厂等以化石燃料燃烧产生的烟气中的二氧化硫浓度约为几百到几千mg/m3，冶金等行业尾气中的二氧化硫的浓度更高。石灰/石灰石等碱液吸收法是目前烟气中二氧化硫去除的主要方法，但其处理系统复杂，设备投资大，且脱硫产物难以回收利用。本专利技术设计和提供了一种二氧化硫的吸收方法，用于从气流中除去二氧化硫气体，并可回收相关副产品。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置及方法。本专利技术解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置，包括吸收塔塔体、吸收液槽、循环水泵、石墨烯膜状吸收层、进气口、进气管道和边缘凸出T型管道，所述进气口位于所述吸收塔塔体的底部，且与进气管道连通，所述进气管道由吸收塔塔体底部向上贯穿吸收液槽延伸至吸收液槽液面上方，且进气管道顶部设有所述边缘凸出T型管道，所述T型管道的出口插入至吸收液槽的液面下方，所述吸收液槽固定连接在所述吸收塔塔体内壁上，且所述吸收液槽侧壁上设有溢流挡板；所述吸收塔塔体顶部设有出气口，且所述石墨烯膜状吸收层设置在出气口下方的吸收塔塔体内，石墨烯膜状吸收层与吸收塔塔体内壁固定连接，所述吸收塔塔体底部设有出液口，且所述出液口流出的吸收液通过回液管回流至吸收液槽，所述循环水泵连接在所述回液管上，所述吸收塔塔体的底部设有固定连接的倾斜板，且所述倾斜板向出液口方向倾斜。进一步，所述吸收塔塔体的塔壁上还设有观察口、压强测量仪、温度控制器和气体流量计，且所述压强测量仪、温度控制器和气体流量计与外部控制系统连接。可以被外部控制观察。进一步，所述倾斜板的倾斜角度为0°-50°。优选的，所述倾斜板的倾斜角度为10°、20°、30°或45°。优选的，为了提高吸收层的吸收效率，所述石墨烯膜状吸收层的层数至少为一层。具体的，所述回液管包括循环水泵进液管和循环水泵出液管，所述循环水泵连接在循环水泵进液管和循环水泵出液管之间，所述循环水泵出液管的末端设有进液口。一种利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的方法，包括上述装置，还包括以下步骤：步骤1：将哌嗪与水混合并搅拌均匀制成的哌嗪水溶液作为二氧化硫的吸收剂，将哌嗪水溶液吸收剂通入吸收液槽内；步骤2：将含有二氧化硫的烟气由吸收塔塔体底部的进气口输入，经过进气管道由边缘凸出的T型管道通入吸收液槽，使二氧化硫与吸收液槽内的哌嗪水溶液吸收剂充分接触反应；步骤3：反应后的气体经过石墨烯膜状吸收层二次吸收后从吸收塔塔体顶部的出气口排出；步骤4：当吸收剂过多超出溢流挡板顶部时，吸收剂由于重力作用流下，经倾斜板流到吸收塔塔体底部的出液口，然后吸收剂经循环水泵循环至吸收液槽内再次利用。优选的，所述步骤1中哌嗪水溶液的浓度为0.3-0.8mol/L。优选的，所述步骤2中的吸收反应温度为40℃-50℃。优选的，所述步骤2中的吸收反应压力为0.1MPa-0.4MPa。优选的，所述步骤2中的烟气流量为0.6L/min-1.2L/min。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术反应物质少，条件简单，容易控制，反应效率高，高吸收率，反应效率高；(2)吸收剂制备简单、使用方便，脱硫容量大，无二次污染以及硫资源可回收利用；(3)本专利技术采用哌嗪水溶液能有效针对二氧化硫进行高选择性吸收；(4)T型管道能够使二氧化硫与吸收剂充分接触反应，吸收彻底；(5)本专利技术设置了石墨烯膜状吸收层，对烟气进行二次吸收。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术最佳实施例的结构示意图。图中：1、进气口，2、气体流量计，3、进气管道，4、倾斜板，5、溢流挡板，6、观察口，7、压强测量仪，8、石墨烯膜状吸收层，9、出气口，10、吸收塔塔体，11、温度控制器，12、T型管道，13、吸收液槽，14、进液口，15、循环水泵出液管，16、循环水泵，17、循环水泵进液管，18、出液口。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示，本专利技术的一种利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置及方法，包括吸收塔塔体10、吸收液槽13、循环水泵16、石墨烯膜状吸收层8、进气口1、进气管道3和边缘凸出T型管道12，所述进气口1位于所述吸收塔塔体10的底部，且与进气管道3连通，所述进气管道3由吸收塔塔体10底部向上贯穿吸收液槽13延伸至吸收液槽13液面上方，且进气管道3顶部设有所述边缘凸出T型管道12，断面类似倒置的“山”字，中间连接进气管道3，边缘为出口，所述T型管道12的出口插入至吸收液槽13的液面下方，所述吸收液槽13固定连接在所述吸收塔塔体10内壁上，且所述吸收液槽13侧壁上设有溢流挡板5；所述吸收塔塔体10顶部设有出气口9，且所述石墨烯膜状吸收层8设置在出气口9下方的吸收塔塔体10内，石墨烯膜状吸收层8与吸收塔塔体10内壁固定连接，所述吸收塔塔体10底部设有出液口18，且所述出液口18流出的吸收液通过回液管回流至吸收液槽13，所述循环水泵16连接在所述回液管上，所述吸收塔塔体10的底部设有固定连接的倾斜板4，且所述倾斜板4向出液口18方向倾斜。所述倾斜板4的倾斜角度为0°-50°。优选的，所述倾斜板4的倾斜角度为10°、20°、30°或45°。所述吸收塔塔体10的塔壁上还设有观察口6、压强测量仪7、温度控制器11和气体流量计2，且所述压强测量仪7、温度控制器11和气体流量计2与外部控制系统连接。可以被外部控制观察。体流量计2安装在靠近进气口1的进气管道3上。为了提高吸收层的吸收效率，所述石墨烯膜状吸收层8的层数至少为一层。具体的，所述回液管包括循环水泵进液管17和循环水泵出液管15，所述循环水泵16连接在循环水泵进液管17和循环水泵出液管15之间，所述循环水泵出液管15的末端设有进液口14。一种利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的方法，包括上述装置，还包括以下步骤：步骤1：将哌嗪与水混合并搅拌均匀制成的哌嗪水溶液作为二氧化硫的吸收剂，将哌嗪水溶液吸收剂通入吸收液槽13内；步骤2：将含有二氧化硫的烟气由吸收塔塔体10底部的进气口1输入，经过进气管道3由边缘凸出的T型管道12通入吸收液槽13，使二氧化硫与吸收液槽13内的哌嗪水溶液吸收剂充分接触反应；步骤3：反应后的气体经过石墨烯膜状吸收层8二次吸收后从吸收塔塔体10顶部的出气口9排出；步骤4：当吸收剂过多超出溢流挡板5顶部时，吸收剂由于重力作用流下，经倾斜板4流到吸收塔塔体10底部的出液口18，然后吸收剂经循环水泵16循环至吸收液槽13内再次利用。优选的，所述步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置，其特征在于：包括吸收塔塔体(10)、吸收液槽(13)、循环水泵(16)、石墨烯膜状吸收层(8)、进气口(1)、进气管道(3)和边缘凸出T型管道(12)，所述进气口(1)位于所述吸收塔塔体(10)的底部，且与进气管道(3)连通，所述进气管道(3)由吸收塔塔体(10)底部向上贯穿吸收液槽(13)延伸至吸收液槽(13)液面上方，且进气管道(3)顶部设有所述边缘凸出T型管道(12)，所述T型管道(12)的出口插入至吸收液槽(13)的液面下方，所述吸收液槽(13)固定连接在所述吸收塔塔体(10)内壁上，且所述吸收液槽(13)侧壁上设有溢流挡板(5)；所述吸收塔塔体(10)顶部设有出气口(9)，且所述石墨烯膜状吸收层(8)设置在出气口(9)下方的吸收塔塔体(10)内，所述吸收塔塔体(10)底部设有出液口(18)，且所述出液口(18)流出的吸收液通过回液管回流至吸收液槽(13)，所述循环水泵(16)连接在所述回液管上，所述吸收塔塔体(10)的底部设有固定连接的倾斜板(4)，且所述倾斜板(4)向出液口(18)方向倾斜。

【技术特征摘要】
1.一种利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置，其特征在于：包括吸收塔塔体(10)、吸收液槽(13)、循环水泵(16)、石墨烯膜状吸收层(8)、进气口(1)、进气管道(3)和边缘凸出T型管道(12)，所述进气口(1)位于所述吸收塔塔体(10)的底部，且与进气管道(3)连通，所述进气管道(3)由吸收塔塔体(10)底部向上贯穿吸收液槽(13)延伸至吸收液槽(13)液面上方，且进气管道(3)顶部设有所述边缘凸出T型管道(12)，所述T型管道(12)的出口插入至吸收液槽(13)的液面下方，所述吸收液槽(13)固定连接在所述吸收塔塔体(10)内壁上，且所述吸收液槽(13)侧壁上设有溢流挡板(5)；所述吸收塔塔体(10)顶部设有出气口(9)，且所述石墨烯膜状吸收层(8)设置在出气口(9)下方的吸收塔塔体(10)内，所述吸收塔塔体(10)底部设有出液口(18)，且所述出液口(18)流出的吸收液通过回液管回流至吸收液槽(13)，所述循环水泵(16)连接在所述回液管上，所述吸收塔塔体(10)的底部设有固定连接的倾斜板(4)，且所述倾斜板(4)向出液口(18)方向倾斜。2.如权利要求1所述的利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置，其特征在于：所述吸收塔塔体(10)的塔壁上还设有观察口(6)、压强测量仪(7)、温度控制器(11)和气体流量计(2)，且所述压强测量仪(7)、温度控制器(11)和气体流量计(2)与外部控制系统连接。3.如权利要求1所述的利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置，其特征在于：所述倾斜板(4)的倾斜角度为0°-50°。4.如权利要求1所述的利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置，其特征在于：所述石墨烯膜状吸收层(8)的层数至少为一层。5.如权利要求1所述的利用哌...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨克，赵欣，朱宇龙，曹传先，纪虹，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32