一种基于离子交换的高效循环式工业脱硫装置制造方法及图纸

一种基于离子交换的高效循环式工业脱硫装置，包括内部贯通且内壁竖直的塔体，塔体的内部分为上层区及下层区，上层区包括烟气进口、若干第一喷雾口、若干第二喷雾口、烟气出口、若干第一出气口以及凹井；下层区包括外包腔，底部储存有工作溶液，外包腔内储存有石灰水，下层区的塔壁上设置有阳离子交换膜，阳离子交换膜连通下层区与外包腔；外包腔包括石墨电极、抽水口以及抽气口；塔体的塔壁中设置有输气管道以及输水管道，输水管道分别连接抽水口及第一喷雾口；本发明专利技术通过电解氢氧根离子生成水，从而形成水循环，进而降低资源消耗，并且通过凹井的斜壁使得废气在塔体中存留的时间加长，从而大大延长脱硫流程时间，进而增加了废气脱硫的程度。

An Efficient Cyclic Industrial Desulfurization Device Based on Ion Exchange

The utility model relates to an efficient circulating industrial desulfurization device based on ion exchange, which comprises a tower body which is internally communicated and vertically arranged inside the wall, and the inner part of the tower body is divided into the upper layer and the lower layer area. The upper zone comprises a flue gas inlet, a plurality of first spray outlets, second spray ports, a flue gas outlet, a plurality of first air outlets and a concave well; the lower zone comprises an outer cavity, and the bottom is stored with a working solution, an outer cavity. A cation exchange membrane is arranged on the tower wall of the lower layer, and the cation exchange membrane is communicated with the lower layer area and the outer cavity; the outer cavity comprises a graphite electrode, a pumping port and an air outlet; the tower wall of the tower body is provided with a gas transmission pipeline and a water delivery pipeline; the water delivery pipeline is separately connected with the pumping port and the first spray port; and the invention generates water through electrolysis of hydroxyl ions. Water cycle is formed to reduce resource consumption, and through the inclined wall of the concave well, the time of exhaust gas remaining in the tower body is prolonged, thus greatly prolonging the time of desulfurization process, thereby increasing the degree of desulfurization of exhaust gas.

【技术实现步骤摘要】
一种基于离子交换的高效循环式工业脱硫装置
本专利技术涉及工业脱硫领域，尤其涉及一种基于离子交换的高效循环式工业脱硫装置。
技术介绍
脱硫，泛指燃烧前脱去燃料中的硫分以及烟道气排放前的去硫过程。是防治大气污染的重要技术措施之一。目前脱硫方法一般有燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫等三种。随着工业的发展和人们生活水平的提高，对能源的渴求也不断增加，燃煤烟气中的SO2已经成为大气污染的主要原因。减少SO2污染已成为当今大气环境治理的当务之急。不少烟气脱硫工艺已经在工业中广泛应用，其对各类锅炉和焚烧炉尾气的治理也具有重要的现实意义。通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究，目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（Fluegasdesulfurization，简称FGD），在FGD技术中，世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。其中，最实用最普遍的是湿法脱硫。湿法脱硫，特点是脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后，脱硫过程的反应温度低于露点，所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出。由于是气液反应，其脱硫反应速度快、效率高、脱硫添加剂利用率高，如用石灰做脱硫剂时，当Ca/S=1时，即可达到90%的脱硫率，适合大型燃煤电站的烟气脱硫。然而，目前的湿法脱硫的技术中，存在如下问题：喷雾器喷洒的水雾直接落在脱硫塔底部沉积后，会对脱硫塔造成腐蚀；由于采用向工业废气喷洒水雾的方法，由于水雾的重力的因素，再考虑到废气排入脱硫塔的速度以及废气上升的速度，往往需要大量的水才能达到可观的脱硫效果，这样一来浪费水资源。
技术实现思路
专利技术目的：针对喷雾器喷洒的水雾直接落在脱硫塔底部沉积后，会对脱硫塔造成腐蚀；由于采用向工业废气喷洒水雾的方法，由于水雾的重力的因素，再考虑到废气排入脱硫塔的速度以及废气上升的速度，往往需要大量的水才能达到可观的脱硫效果，这样一来浪费水资源的问题，本专利技术提供一种基于离子交换的高效循环式工业脱硫装置。技术方案：一种基于离子交换的高效循环式工业脱硫装置，包括内部贯通且内壁竖直的塔体，所述塔体的内部分为上层区以及下层区，所述上层区包括烟气进口、若干第一喷雾口、若干第二喷雾口、烟气出口、若干第一出气口以及凹井，所述烟气进口设置于所述上层区与所述下层区衔接位置，所述烟气出口设置于塔顶，所述塔体设置有凸槛，所述凸槛连接所述凹井，所述凹井的井壁倾斜且井底为平面，所述凹井的井底位于所述上层区的半高位置，所述凸槛顶部设置有若干第二出气口，所述第一喷雾口设置于所述凹井井底高度以下的塔壁，所述第二喷雾口设置于所述凹井井底到所述凸槛之间的塔壁，所述第二喷雾口连接外接水泵，所述第一出气口缓慢向上层区排出气体；所述下层区包括外包腔，所述外包腔的底面高于所述塔体的下层区的底面，所述下层区底部储存有工作溶液，所述外包腔内储存有石灰水，所述工作溶液的液面高度与所述石灰水的液面高度一致，所述下层区的塔壁上设置有阳离子交换膜，所述阳离子交换膜连通所述下层区与所述外包腔，所述阳离子交换膜的顶部低于所述外包腔中石灰水液面高度，所述外包腔的空气部分的气压为一个标准大气压；所述外包腔包括石墨电极、抽水口以及抽气口，所述石墨电极用于电解所述石灰水，所述石墨电极深入石灰水，所述抽水口的高度高于所述石墨电极深入石灰水的最深高度，所述抽气口设置于所述外包腔的空气部分，所述抽水口设置有水泵，所述水泵用于抽取所述石墨电极附近的液体，所述抽气口设置有抽风机，所述抽风机用于抽取所述外包腔中的混合空气；所述塔体的塔壁中设置有输气管道以及输水管道，所述输水管道的最高高度与位置最高的所述第一喷雾口一致，所述输水管道分别连接所述抽水口以及所述第一喷雾口；所述输气管道的最高高度低于所述凸槛，所述第一出气口分布于所述凸槛以下的塔壁，所述输气管道分别连接所述抽气口以及第一出气口；所述凹井的井底还设置旋转轴，所述旋转轴垂直于所述凹井的井底，所述旋转轴上设置有若干旋转叶片，所述旋转叶片设置有第三喷雾口，所述第三喷雾口分布于所述旋转叶片的下表面，所述输水管道由所述凹井的井底延伸至所述旋转轴中，所述输水管道由所述旋转轴发散至所述旋转叶片中，所述输水管道连接所述第三喷雾口，所述旋转轴顺时针旋转，所述第三喷雾口的喷雾方向与所述旋转轴旋转方向相反。作为本专利技术的一种优选方式，所述输水管道延伸至所述凹井的侧壁以及井底，所述凹井的侧壁与所述凸槛的衔接处设置有若干毛细孔，所述毛细孔连接所述输水管道，所述毛细孔与所述输水管道连接处设置有渗透膜，所述毛细孔倾斜设置，所述毛细孔的倾斜方向与所述凹井的井壁一致且倾斜角度大于所述凹井的井壁。作为本专利技术的一种优选方式，所述凹井的井底设置有齿纹痕，所述齿纹痕一面为斜面、另一面为竖直面，所述竖直面面向所述烟气进口，所述齿纹痕的凹处设置有毛细孔，所述毛细孔连接所述输水管道，所述毛细孔与所述输水管道连接处设置有渗透膜。作为本专利技术的一种优选方式，位于所述凸槛处的所述输水管道中设置有液压阀，所述液压阀根据位于所述凹井内的所述输水管道中的液压控制开闭。作为本专利技术的一种优选方式，所述下层区的底面设置有第一加热隔板，所述第一加热隔板用于对所述下层区内的工作溶液进行加热。作为本专利技术的一种优选方式，所述外包腔侧壁上正对所述阳离子交换膜的位置设置有第二加热隔板，所述第二加热隔板用于对石灰水局部加热。作为本专利技术的一种优选方式，所述输水管道设置有保温层。作为本专利技术的一种优选方式，所述下层区还包括pH检测仪，所述下层区与所述外包腔之间还设置有应急供水管道，所述应急供水管道中设置有应急水泵，所述pH检测仪用于检测所述下层区中的工作溶液的pH值并根据所述pH值大小控制所述应急水泵开闭，所述应急水泵用于向所述下层区供水。作为本专利技术的一种优选方式，所述第二喷雾口根据所述pH检测仪进行喷雾强度调整，当所述pH检测仪检测pH较低时，所述第二喷雾口加强喷雾。作为本专利技术的一种优选方式，所述下层区设置处理腔，所述处理腔分割所述下层区，所述处理腔设置处理液，所述处理液用于处理亚硫酸产物。本专利技术实现以下有益效果：1、在废气上升的过程中，通过凹井的斜面将竖直上升的废气强制改变成沿着凹井的斜面上升，从而相对增加了部分废气在脱硫塔中存在的时间，使得废气中的二氧化硫与第一喷雾口以及第二喷雾口喷洒的水雾之间的接触时间增长，使得废气中的二氧化硫能够充分的溶解在水雾中，提高脱硫效果。2、通过毛细孔以及渗透膜逐渐渗出水，并通过水的表面张力使得水能够沿着凹井的斜面以及凹井底面的齿纹痕流动，相较直接喷洒的水雾掉落至下层区的时间，水在凹井斜面以及底面的齿纹痕上流动的时间较长，因此延长了水与废气的接触时间，使得废气中的二氧化硫能够充分的溶解在水中，提高脱硫效果。3、通过旋转轴带动旋转叶片旋转从而产生向下的风，将上升的废气向下吹，使得废气从塔体的上层区至烟气出口的时间延长，使得废气与水雾的接触时间变长，使得脱硫效果更佳；同时，旋转叶片旋转对于第三喷雾口喷洒的水雾产生一定的离心作用，使得第三喷雾口喷洒的水雾的覆盖面积增大，从而增大水雾与废气中二氧化硫的接触面积，提高脱硫效果。4、通过利用阳离子交换膜将外包腔中的Ca2+引入下层区，并利用加热的方式增大溶解度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于离子交换的高效循环式工业脱硫装置，包括内部贯通且内壁竖直的塔体（1），所述塔体（1）的内部分为上层区以及下层区，其特征在于：所述上层区包括烟气进口、若干第一喷雾口（2）、若干第二喷雾口（3）、烟气出口（4）、若干第一出气口（5）以及凹井（6），所述烟气进口设置于所述上层区与所述下层区衔接位置，所述烟气出口（4）设置于塔顶，所述塔体（1）设置有凸槛，所述凸槛连接所述凹井（6），所述凹井（6）的井壁倾斜且井底为平面，所述凹井（6）的井底位于所述上层区的半高位置，所述凸槛顶部设置有若干第二出气口（7），所述第一喷雾口（2）设置于所述凹井（6）井底高度以下的塔壁，所述第二喷雾口（3）设置于所述凹井（6）井底到所述凸槛之间的塔壁，所述第一喷雾口（2）连接外接水泵，所述第一出气口（5）缓慢向上层区排出气体；所述下层区包括外包腔（8），所述外包腔（8）的底面高于所述塔体（1）的下层区的底面，所述下层区底部储存有工作溶液，所述外包腔（8）内储存有石灰水，所述工作溶液的液面高度与所述石灰水的液面高度一致，所述下层区的塔壁上设置有阳离子交换膜（9），所述阳离子交换膜（9）连通所述下层区与所述外包腔（8），所述阳离子交换膜（9）的顶部低于所述外包腔（8）中石灰水液面高度，所述外包腔（8）的空气部分的气压为一个标准大气压；所述外包腔（8）包括石墨电极（10）、抽水口（11）以及抽气口（12），所述石墨电极（10）用于电解所述石灰水，所述石墨电极（10）深入石灰水，所述抽水口（11）的高度高于所述石墨电极（10）深入石灰水的最深高度，所述抽气口（12）设置于所述外包腔（8）的空气部分，所述抽水口（11）设置有水泵，所述水泵用于抽取所述石墨电极（10）附近的液体，所述抽气口（12）设置有抽风机，所述抽风机用于抽取所述外包腔（8）中的混合空气；所述塔体（1）的塔壁中设置有输气管道（13）以及输水管道（14），所述输水管道（14）的最高高度与位置最高的所述第二喷雾口（3）一致，所述输水管道（14）分别连接所述抽水口（11）以及所述第二喷雾口（2）；所述输气管道（13）的最高高度低于所述凸槛，所述第一出气口（5）分布于所述凸槛以下的塔壁，所述输气管道（13）分别连接所述抽气口（12）以及第一出气口（5）；所述凹井（6）的井底还设置旋转轴（15），所述旋转轴（15）垂直于所述凹井（6）的井底，所述旋转轴（15）上设置有若干旋转叶片（16），所述旋转叶片（16）设置有第三喷雾口（17），所述第三喷雾口（17）分布于所述旋转叶片（16）的下表面，所述输水管道（14）由所述凹井（6）的井底延伸至所述旋转轴（15）中，所述输水管道（14）由所述旋转轴（15）发散至所述旋转叶片（16）中，所述输水管道（14）连接所述第三喷雾口（17），所述旋转轴（15）顺时针旋转，所述第三喷雾口（17）的喷雾方向与所述旋转轴（15）旋转方向相反。...

【技术特征摘要】
1.一种基于离子交换的高效循环式工业脱硫装置，包括内部贯通且内壁竖直的塔体（1），所述塔体（1）的内部分为上层区以及下层区，其特征在于：所述上层区包括烟气进口、若干第一喷雾口（2）、若干第二喷雾口（3）、烟气出口（4）、若干第一出气口（5）以及凹井（6），所述烟气进口设置于所述上层区与所述下层区衔接位置，所述烟气出口（4）设置于塔顶，所述塔体（1）设置有凸槛，所述凸槛连接所述凹井（6），所述凹井（6）的井壁倾斜且井底为平面，所述凹井（6）的井底位于所述上层区的半高位置，所述凸槛顶部设置有若干第二出气口（7），所述第一喷雾口（2）设置于所述凹井（6）井底高度以下的塔壁，所述第二喷雾口（3）设置于所述凹井（6）井底到所述凸槛之间的塔壁，所述第一喷雾口（2）连接外接水泵，所述第一出气口（5）缓慢向上层区排出气体；所述下层区包括外包腔（8），所述外包腔（8）的底面高于所述塔体（1）的下层区的底面，所述下层区底部储存有工作溶液，所述外包腔（8）内储存有石灰水，所述工作溶液的液面高度与所述石灰水的液面高度一致，所述下层区的塔壁上设置有阳离子交换膜（9），所述阳离子交换膜（9）连通所述下层区与所述外包腔（8），所述阳离子交换膜（9）的顶部低于所述外包腔（8）中石灰水液面高度，所述外包腔（8）的空气部分的气压为一个标准大气压；所述外包腔（8）包括石墨电极（10）、抽水口（11）以及抽气口（12），所述石墨电极（10）用于电解所述石灰水，所述石墨电极（10）深入石灰水，所述抽水口（11）的高度高于所述石墨电极（10）深入石灰水的最深高度，所述抽气口（12）设置于所述外包腔（8）的空气部分，所述抽水口（11）设置有水泵，所述水泵用于抽取所述石墨电极（10）附近的液体，所述抽气口（12）设置有抽风机，所述抽风机用于抽取所述外包腔（8）中的混合空气；所述塔体（1）的塔壁中设置有输气管道（13）以及输水管道（14），所述输水管道（14）的最高高度与位置最高的所述第二喷雾口（3）一致，所述输水管道（14）分别连接所述抽水口（11）以及所述第二喷雾口（2）；所述输气管道（13）的最高高度低于所述凸槛，所述第一出气口（5）分布于所述凸槛以下的塔壁，所述输气管道（13）分别连接所述抽气口（12）以及第一出气口（5）；所述凹井（6）的井底还设置旋转轴（15），所述旋转轴（15）垂直于所述凹井（6）的井底，所述旋转轴（15）上设置有若干旋转叶片（16），所述旋转叶片（16）设置有第三喷雾口（17），所述第三喷雾口（17）分布于所述旋转叶片（16）的下表面，所述输水管道（14）由所述凹井（6）的井底延伸至所述旋转轴（15）中，所述输水管道（14）由所述旋转轴（15）发散至所述旋转叶片（16）中，所述输水...

【专利技术属性】
技术研发人员：余海晏，
申请(专利权)人：余海晏，
类型：发明
国别省市：江苏,32