脱除废气中二氧化硫的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于废气脱硫领域，具体涉及一种脱除废气中二氧化硫的装置，解决了现有废气脱硫技术存在的问题。脱除废气中二氧化硫的装置，包括逆向剪切旋转填料床、贫液储槽、富液储槽、贫液循环泵、富液循环泵，逆向旋转填料床吸收器为并流结构，旋转填料床中气液并流接触。本实用新型专利技术所述装置体积小，处理气量范围宽，结构简单，操作容易，脱硫率高、气相压降小、能耗低、投资和运行费用低、运行稳定、开停车方便等优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
脱除废气中二氧化硫的装置
本技术属于废气脱硫领域，具体涉及一种以离子液体为脱硫剂，分别以逆向剪切旋转填料床和旋转填料床为吸收反应器和解吸反应器，连续法脱除废气中二氧化硫的>J-U装直。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，工业废气对环境的影响日益严重，其中SO2是最主要的工业废气之一，2008-2009年SO2排放量已占工业废气排放总量的60%以上，控制SO2排放成为工业废气减排的关键。而工业废气中SO2的排放又主要集中在电力、热力，金属冶炼，非金属矿物制品，化学化工等行业，分别约占SO2排放总量的55%、14%,9.5%、5.8%。可见，烟气脱硫是减排SO2的主要途径。2012年执行了新的火电厂大气污染物排放标准，烟气中SO2出口浓度从之前的(400?1200)mg/m3降低到(50?200)mg/m3，这使得现有的以湿式石灰石/石灰法为主的烟气脱硫技术很难达标排放或不能经济运行。另一方面，我国硫资源需求不断上升与硫资源相对匮乏间的矛盾日益突出，2012年进口硫磺1120万吨，较上一年增加了 17.6%。因此，开发脱硫效率高、成本低，可回收SO2的烟气脱硫技术迫在眉睫。现有湿法脱硫工艺主要以填料塔、喷淋塔、鼓泡塔等塔式设备作为吸收反应器，因而，虽具有技术成熟、脱硫效率高(可达90%以上)、处理能力大等优点，但普遍存在系统复杂、设备体积庞大、占地面积广、能耗高、投资和操作费用高，吸收液的挥发性造成吸收液不必要的损耗，在运行过程中需不断补充新鲜吸收液、耗水量大，产生的废水需进一步处理，或产生CaSO4等废弃物，易产生二次污染等缺点。其次，脱硫副产物等无法进行有效利用，即使有一定的利用价值，也大都需经过加工处理才能利用，且其销路不畅，脱硫副产物大多弃置不用，造成严重的硫资源浪费。因此寻求一种不易挥发、吸收容量大、可循环利用的理想脱硫剂和高效率、低能耗的脱硫装置是未来的研究重点和热点。离子液体是由有机阳离子和有机或无机阴离子组成的在室温下或接近室温条件下呈液态的盐类，具有低熔点、低蒸汽压、良好的热力学稳定性和化学稳定性以及结构可调性等独特的性质，是一种新型的环境友好溶剂。将离子液体作为脱硫剂脱除二氧化硫不仅吸收容量大，而且由于它不易挥发，不存在吸收液的损失，也不会产生对环境有害的物质，在解吸后还可以循环利用，吸收效率仍很高，工艺绿色化，有望解决现有脱硫方法中副产品处理困难、易产生二次污染等问题。通过加热等方法解吸出的高浓度二氧化硫可作为液体SO2、硫酸、硫磺和其他硫化工产品的优良原料。既避免了二次污染，又回收了硫资源。目前，离子液体法废气脱硫(中国专利技术专利CN1698928A、CN1709553A、CN102126968A、CN101745290A、CN101601961A、CN101671259)工艺尚处于实验室研究阶段，吸收反应器以吸收瓶或吸收管为主，通过鼓泡水浴加热控制吸收温度，四甲基胍乳酸盐(Angew.Chem.1nt.Ed.2004，43，2415-2417)、醇胺羧酸盐(中国专利申请 200510069406.6)、[bmim] [BF4]、[TMG] [BF4]、[TMG] [BTA]、[TMGB2] [BTA] (Chem.Commun.，4027-4029，2006)、乙醇胺乳酸盐、季铵盐等离子液体均对二氧化硫表现出较好的吸附作用。脱硫效率高达90%以上，平衡时间短，但传质过程未得到强化，限制了脱硫效率的进一步提高，且离该脱硫技术的工业化应用有很大的差距。超重力技术是通过旋转填料床(RPB)来实现的一种过程强化新技术，即利用旋转填料产生的离心力来模拟超重力环境，使液体流动速度加快，液膜的厚度变薄，特别是高粘度液体，相间面积和表面更新速率得到大幅度地增加，总传质系数提高I?3个数量级，但这主要是因液相的传质系数和相界面积的提高，而对于气相的强化效果和传质系数的提高不明显，且现有旋转填料床的结构还存在液体分布不均等缺陷。而离子液体吸收SO2属于气膜和液膜共同控制的过程。因而，开发能同时强化气相和液相传质过程的旋转填料床意义重大。另外，旋转填料床的气液接触方式有逆流、并流和错流之分，其中并流可以借助于离心力产生自吸的作用，来大大降低气相阻力损失，节省气体输送能耗。基于上述分析，本技术的目的在于解决现有旋转填料床存在的难题，开发适合并流操作的逆向剪切旋转填料床作为SO2的吸收设备，离子液体为循环吸收剂的可再生废气脱硫方法及装置，能适用于工业废气的处理量大、净化程度高等场合。
技术实现思路
本技术的专利技术目的:针对以上问题和不足，提供一种在旋转填料床中，以离子液体为脱硫剂，可以连续操作的脱硫装置，利用旋转填料床的特点，克服离子液体的高粘度和表面张力，同时强化气相和液相的传质过程及其SO2吸收速率。本技术采用如下的技术方案实现:脱除废气中二氧化硫的装置，包括逆向剪切旋转填料床、贫液储槽、富液储槽、贫液循环泵、富液循环泵，所述的旋转填料床吸收器包括旋转床主体、设备支架和传动装置，旋转床主体包括上下两部分:进气室和主腔室，主腔室内设有可高速旋转的填料转子，主腔室切向连接排气管，主腔室底部连接排液管，填料转子中心设置液体分布器，液体分布器连接进液管，进气室切向连接进气管，上盖板中心处和填料转子顶部开孔与进气室连通。逆向旋转填料床吸收器为并流结构，旋转填料床中气液并流接触，其进液管与贫液循环泵相连，旋转填料床吸收器的排液管与富液储槽相连，旋转填料床吸收器的进气管与含硫废气相连，排气管与烟?相连。所述的旋转填料床吸收器的填料转子包括分别独立旋转的上转盘和下转盘，上转盘底部和下转盘顶部分别安装有若干同心环状填料支撑，填料支撑内部装有填料形成填料环，上、下转盘上的填料环互相嵌套，相邻填料环之间留有间隙，上转盘顶部与实心轴连接，下转盘底部与空心轴连接，空心轴顶部连接液体分布器，空心轴底部连接进液管。所述的旋转填料床吸收器的上转盘底部和下转盘顶部分别设置有若干同心环状的槽，填料环固定于槽内，填料环的自由端伸入另一转盘的槽内、并与另一转盘的槽底留有间隙。所述的旋转填料床吸收器在填料最外层与主腔室壳体之间添加除雾层，固定在壳体之上，除雾层由金属丝网填料组成。所述的主腔室和进气室通过上盖板隔离，上盖板中心位置开孔并沿孔周设置筒形结构，筒形结构底部与填料转子顶部开孔的孔周连接，实心轴穿过筒形结构与上转盘连接，进气室内部通过筋板加固。所述的旋转填料床吸收器的填料支撑为筒状不锈钢圈，周向密布开孔，填料支撑的外缘设置有若干形体阻力件，所述的形体阻力件为金属片状突起、外形为矩形或三角形，垂直安装于填料支撑的外缘。所述的旋转填料床吸收器的空心轴与进液管之间使用旋转接头连接。所述的旋转填料床吸收器的填料转子顶部开孔与进气室连通的部位设置密封结构，所述的密封结构包括上下设置的上密封盖和下密封盖，上密封盖套于筒形结构，下密封盖与上转盘连接，下密封盖中心均布设置若干扇形孔，上、下密封盖上设有迷宫环，上、下密封盖的迷宫环相嵌在一起，迷宫环的最外圈设置油封毡圈。所述的旋转填料床吸收器的整个旋转床主体及电机均安装在设备支架上，旋转床主体通过卡座固定于支架中心处，电机固定于支架上下部位的T形槽内，电机固定螺栓可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱除废气中二氧化硫的装置，其特征在于包括逆向旋转填料床吸收器（1）、贫液储槽（2）、富液储槽（3）、贫液循环泵（4）以及富液循环泵（5），所述的逆向旋转填料床吸收器包括旋转床主体（1.2）、设备支架（1.5）和传动装置，旋转床主体（1.3）包括上下两部分：进气室（1.20）和主腔室（1.10），主腔室（1.10）内设有可高速逆向旋转的填料转子，主腔室（1.10）切向连接排气管（1.7），主腔室（1.10）底部连接排液管（1.3），填料转子中心设置液体分布器（1.12），液体分布器（1.12）连接进液管，进气室（1.23）切向连接进气管（1.1），上盖板（1.22）中心处和填料转子顶部开孔与进气室（1.23）连通，逆向旋转填料床吸收器（1）为并流结构，旋转填料床中气液并流接触，其进液管经贫液循环泵（4）与吸收剂贫液储槽（2）相连，旋转填料床吸收器（1）的排液管（1.3）与富液储槽（3）相连，旋转填料床吸收器（1）的进气管（1.1）与含二氧化硫废气相连，排气管（1.7）与烟囱相连。

【技术特征摘要】
1.一种脱除废气中二氧化硫的装置，其特征在于包括逆向旋转填料床吸收器(I)、贫液储槽(2 )、富液储槽(3 )、贫液循环泵(4 )以及富液循环泵(5 )， 所述的逆向旋转填料床吸收器包括旋转床主体(1.2)、设备支架(1.5)和传动装置，旋转床主体(1.3)包括上下两部分:进气室(1.20)和主腔室(1.10)，主腔室(1.10)内设有可高速逆向旋转的填料转子，主腔室(1.10)切向连接排气管(1.7)，主腔室(1.10)底部连接排液管(1.3)，填料转子中心设置液体分布器(1.12)，液体分布器(1.12)连接进液管，进气室(1.23)切向连接进气管(1.1)，上盖板(1.22)中心处和填料转子顶部开孔与进气室(1.23)连通， 逆向旋转填料床吸收器(I)为并流结构，旋转填料床中气液并流接触，其进液管经贫液循环泵(4)与吸收剂贫液储槽(2)相连，旋转填料床吸收器(I)的排液管(1.3)与富液储槽(3)相连，旋转填料床吸收器(I)的进气管(1.1)与含二氧化硫废气相连，排气管(1.7)与烟囱相连。2.根据权利要求1所述的脱除废气中二氧化硫的装置，其特征在于所述的逆向旋转填料床吸收器(I)的填料转子包括分别独立旋转的上转盘(1.19)和下转盘(1.17)，上转盘(1.19)底部和下转盘(1.17)顶部分别安装有若干同心环状填料支撑，填料支撑内部装有填料形成填料环(1.11)，上、下转盘上的填料环互相嵌套，相邻填料环之间留有间隙，上转盘(1.19)顶部与实心轴(1.26)连接，下转盘(1.17)底部与空心轴(1.13)连接，空心轴(1.13)顶部连接液体分布器(1.12)，空心轴(1.13)底部连接进液管。3.根据权利要求2所述的脱除废气中二氧化硫的装置，其特征在于所述的逆向旋转填料床吸收器(I)的上转盘(1.19)底部和下转盘(1.17)顶部分别设置有若干同心环状的槽，填料环(1.11)固定于槽内，填料环的自由端伸入另一转盘的槽内、并与另一转盘的槽底留有间隙。4.根据权利要求3所述的脱除废气中二氧化硫的装置，其特征在于填料最外层与主腔室(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘有智，袁志国，焦纬洲，祁贵生，张巧玲，高璟，栗秀萍，申红艳，王建伟，宋卫，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：实用新型
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