基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置、废气脱硫方法和用于废气脱硫装置的控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于脱硫技术领域，具体涉及基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置、废气脱硫方法和用于废气脱硫装置的控制系统。本发明专利技术将两个脱硫床平行设置，并使两脱硫床之间的空腔与脱硫模块的进气口相通，再配合出气口位置的设置，使废气能以环形扰流的方式通过脱硫模块，废气与脱硫试剂充分接触，从而达到提高脱硫效率的目的；而多个脱硫模块串联使用，能进一步提高脱硫效率，最终实现了对废气中硫化物、PM及其他杂质的高效去除。

Exhaust Gas Desulfurization Device Based on Axial Absorption and Diffusion, Exhaust Gas Desulfurization Method and Control System for Exhaust Gas Desulfurization Device

【技术实现步骤摘要】
基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置、废气脱硫方法和用于废气脱硫装置的控制系统
本专利技术属于脱硫
，具体涉及基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置、废气脱硫方法和用于废气脱硫装置的控制系统。
技术介绍
船舶是重要的海洋运输工具，目前，船舶动力装置大多使用含硫量高的重油，所产生的SOx是形成酸雨的重要污染物之一，对港口城市的生态环境和人体健康造成了巨大危害。国际海事组织(IMO)设立排放控制区(ECA)，并在公约MARPOL73/78附则VI中规定：自2020年1月1日起，在全球范围内，船舶动力使用的任何燃油含硫量不得超过0.5％m/m。同时，我国于2015年，交通运输部在珠三角、长三角和环渤海水域设立船舶硫排放区，规定在2017～2019年期间，船舶控制区内逐步实施燃油量≤0.5％m/m的排放标准。目前，低硫燃油、替代燃料和船舶废气后处理技术是解决船舶动力SOx排放，并使之满足ECA排放标准的主流途径。但使用低硫油会造成船舶动力系统润滑不良、燃油供给系统需要改造和运营成本增加等问题。对于替代燃料，目前主流燃料LNG的应用也存在不少问题：续航能力弱、设备储存空间大、存储环境温度要求严格等。而采用后处理技术相对于上述两种途径，具有如下优点：通过后处理技术处理废气，使废气能够满足排放标准，船舶动力装置则不需要更换燃油，可以使用价格低廉的重油。对于船舶脱硫后处理技术，目前潜力较大的有钠碱法、海水法和钙基法。钠碱法技术是将废气中的SOx与碱性物质氢氧化钠(NaOH)发生中和反应，生成亚硫酸盐或少量硫酸盐，达到废气脱硫的目的；海水法是以天然的弱碱性海水(pH：8.0～8.2)作为吸收剂，利用其酸碱缓冲能力及吸收酸性气体(SOx)，达到脱除硫的目的；钙基法是一种干式脱硫技术，该技术采用氧化钙(CaO)或氢氧化钙(CaO·H2O)等物质作为脱硫吸收剂，废气中的SOx与氧化钙或氢氧化钙反应，生成碳酸钙(CaCO3)，达到处理废气中SOx的目的。船舶脱硫后处理技术中，与湿法脱硫技术相比，干法脱硫避免了酸性蒸汽腐蚀船舶动力系统，同时不需要液体吸收剂，不会产生液体污染。但干法脱硫自身也存在很多缺点，干式脱硫的工作温度范围为240℃～450℃，而对于部分船舶二冲程大功率柴油机的废气温度低于200℃，不满足干式脱硫工作温度的要求；另外，脱硫塔中，钙基颗粒等物质吸收废气中的SOx后，其物理和化学性质发生变化，脱硫能力会逐渐减弱；其次，脱硫塔装置所占用的船舶空间大，重量也明显超过湿式脱硫装置；最后，现有的脱硫塔联合监控系统不够完善，需要进一步改进。对于船舶废气干式脱硫的核心技术在相关专利中较少报道，申请号为201110392798.5的专利公开了一种干式脱硫装置，该装置利用两级脱硫装置进行两次脱硫，提高了脱硫效果；申请号为201320226553.X的专利公开了一种干式脱硫塔，其工作原理是在封闭体系内，采用循环流动的脱硫方式进行脱硫，进一步改善了脱硫效果。上述装置虽然具有一定的脱硫效果，但在实际使用时，对烟气中硫化物的去除效果仍是有限，因此，限制了装置的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置、废气脱硫方法和用于所述废气脱硫装置的控制系统，本专利技术提供的废气脱硫装置基于轴向吸附扩散的原理，使气体通过脱硫床，提高了废气脱硫效果。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：本专利技术提供了一种基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置，包括依次连接的进气管道(1)、脱硫组件(2)和排气管道(5)；所述脱硫组件(2)包括若干串联的脱硫模块(3)，所述脱硫模块(3)为腔体结构，所述腔体结构设置有进气口(3-1)和出气口(3-2)，所述进气口(3-1)设置在腔体侧壁(3-3)的中心位置；所述脱硫模块的腔体内部设置双层脱硫床(3-4a和3-4b)，两个脱硫床在水平方向平行，远离进气口(3-1)的一端通过连接板(3-5)连接，两个脱硫床之间的空腔与进气口(3-1)相通；所述连接板(3-5)与脱硫模块的腔体的底壁(4)平行，且连接板(3-5)的四个顶角有缺口；所述连接板(3-5)与脱硫模块腔体的底壁(4)之间的空腔为气体通道，所述气体通道的一端设置有出气口(3-2)；所述脱硫模块(3)的出气口(3-1)与相邻脱硫模块的进气口连通；所述脱硫组件(2)与伴热系统连接(7)；所述排气管道(5)设置有风机装置(6)。优选的，所述脱硫模块的个数为2～10。优选的，所述脱硫组件中，任一脱硫模块的进气口和相邻脱硫模块的出气口位于同侧，且任一脱硫模块的出气口与下一脱硫模块的进气口连通。本专利技术提供了一种废气脱硫方法，利用上述技术方案所述的基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置对废气进行脱硫处理，包括以下步骤：启动伴热系统和风机装置，待废气脱硫装置内部温度达到设定温度后，通过进气管道通入废气；所述废气经脱硫模块进气口进入两脱硫床之间的空腔，扩散并穿过脱硫床，进入脱硫床与腔体的侧壁之间的水平气体通道，然后由脱硫模块中连接板的四个缺口排出，再通过脱硫模块的出气口进入下一脱硫模块，重复进行脱硫反应；反应后气体经排气管道排出废气脱硫装置。优选的，脱硫过程中，所述废气脱硫装置内部的温度为200～500℃。优选的，所述脱硫床中填充有脱硫试剂，所述脱硫试剂包括氢氧化钙、氧化铝和高锰酸钾中的一种或几种。本专利技术另提供了一种用于上述技术方案所述的基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置的控制系统，包括控制装置和监测装置；所述控制装置的输入端与所述监测装置的输出端连接；所述控制装置的输出端与报警装置、风机装置和伴热系统连接；所述监测装置的输入端与废气脱硫装置连接。优选的，所述监测装置包括气体组分传感器、压力传感器和温度传感器；所述气体组分传感器设置在废气脱硫装置排气管道的内部；所述压力传感器设置在靠近脱硫模块进气口或出气口的空腔内；所述温度传感器设置在脱硫床内。本专利技术提供了上述技术方案所述控制系统的运行方法，包括：将所述监测装置采集的实时数据传输到控制装置中，得到监测数据，所述监测数据包括温度参数、压差参数、二氧化碳含量参数、二氧化硫含量参数、运行时间参数和风机转速参数；将所述监测数据与控制装置中设定的参照数据进行对比，判断脱硫组件的运行状况，根据判断结果输出控制指令。优选的，以任意一个脱硫模块为例，所述判断的方法为：当n(SO2)/n(CO2)≤f(a)时，脱硫模块运行正常，进入下一脱硫模块的检测；所述n(SO2)/n(CO2)表示脱硫组件排气管道处监测的排出气体中SO2与CO2的含量比；当n(SO2)/n(CO2)＞f(a)时，脱硫模块运行为非正常状态，进入压力参数判断环节；当△P1≤△P11时，脱硫模块运行正常，进入运行时间参数判断环节；当△P1>△P11时，脱硫模块运行为非正常状态，发出调整风机转速的指令；所述△P1表示脱硫模块出气口与进气口的压差；所述△P11表示脱硫模块的限定压差；当t1≤t11时，脱硫模块运行正常，进入下一脱硫模块的检测；当t1>t11时，脱硫模块运行为非正常状态，启动报警系统。本专利技术将两个脱硫床平行设置，并使两脱硫床之间的空腔与脱硫模块的进气口相通，可在两个脱硫床之间的空腔形成气体通道；本专利技术设置的脱硫床允许气体扩散，气体通过脱硫床后，进入脱硫床与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置，包括依次连接的进气管道(1)、脱硫组件(2)和排气管道(5)；所述脱硫组件(2)包括若干串联的脱硫模块(3)，所述脱硫模块(3)为腔体结构，所述腔体结构设置有进气口(3‑1)和出气口(3‑2)，所述进气口(3‑1)设置在腔体的前壁(3‑3)的中心位置；所述脱硫模块的腔体内部设置双层脱硫床(3‑4a和3‑4b)，两个脱硫床在水平方向平行，远离进气口(3‑1)的一端通过连接板(3‑5)连接，两个脱硫床之间的空腔与进气口(3‑1)相通；所述连接板(3‑5)与脱硫模块腔体的底壁(4)平行，且连接板(3‑5)的四个顶角有缺口；所述连接板(3‑5)与脱硫模块腔体的底壁(4)之间的空腔为气体通道，所述气体通道的一端设置有出气口(3‑2)；所述脱硫模块(3)的出气口(3‑1)与相邻脱硫模块的进气口连通；所述脱硫组件(2)与伴热系统(7)连接；所述排气管道(5)设置有风机装置(6)。

【技术特征摘要】
1.一种基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置，包括依次连接的进气管道(1)、脱硫组件(2)和排气管道(5)；所述脱硫组件(2)包括若干串联的脱硫模块(3)，所述脱硫模块(3)为腔体结构，所述腔体结构设置有进气口(3-1)和出气口(3-2)，所述进气口(3-1)设置在腔体的前壁(3-3)的中心位置；所述脱硫模块的腔体内部设置双层脱硫床(3-4a和3-4b)，两个脱硫床在水平方向平行，远离进气口(3-1)的一端通过连接板(3-5)连接，两个脱硫床之间的空腔与进气口(3-1)相通；所述连接板(3-5)与脱硫模块腔体的底壁(4)平行，且连接板(3-5)的四个顶角有缺口；所述连接板(3-5)与脱硫模块腔体的底壁(4)之间的空腔为气体通道，所述气体通道的一端设置有出气口(3-2)；所述脱硫模块(3)的出气口(3-1)与相邻脱硫模块的进气口连通；所述脱硫组件(2)与伴热系统(7)连接；所述排气管道(5)设置有风机装置(6)。2.如权利要求1所述的废气脱硫装置，其特征在于，所述脱硫模块的个数为2～10。3.如权利要求1或2所述的废气脱硫装置，其特征在于，所述脱硫组件中，任一脱硫模块的进气口和相邻脱硫模块的出气口位于同侧，且任一脱硫模块的出气口与下一脱硫模块的进气口连通。4.一种废气脱硫方法，其特征在于，利用权利要求1～3任一项所述的基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置对废气进行脱硫处理，包括以下步骤：启动伴热系统和风机装置，待废气脱硫装置内部温度达到设定温度后，通过进气管道通入废气；所述废气经脱硫模块进气口进入两脱硫床之间的空腔，扩散并穿过脱硫床，进入脱硫床与腔体的侧壁之间的水平气体通道，然后由脱硫模块中连接板的四个缺口排出，再通过脱硫模块的出气口进入下一脱硫模块，重复进行脱硫反应；反应后气体经排气管道排出废气脱硫装置。5.如权利要求4所述的废气脱硫方法，其特征在于，脱硫过程中，所述废气脱硫装置内部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱元清，夏冲，冯永明，周松，李庭辉，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23