[发明专利]烟气电子化学干法脱硫装置

说明书

本发明烟气电子化学干法脱硫装置，适用于燃煤锅炉的烟气脱硫，尤其适用于不能用湿法脱硫的北方寒冷地区和缺水地区，也可应用在化工、冶金等工业有关的气相干法脱硫。

世界上的能源，煤的燃烧是其主要来源之一；在中国煤是最主要的能源物质。但煤的含硫量偏高，全国每年燃煤所排放的烟气，其中二氧化硫(SO₂)约为1500万吨。二氧化硫是一种有害的气体，它对人体健康、农作物生长和世界性生态环境都有严重的损害。经研究发现：二氧化硫对人体有刺激性，出现流泪和胸痛等症状，当其浓度大时，使人中毒至窒息。二氧化硫严重污染地球大气形成酸雨，使各种植物的叶绿体破坏、组织脱水坏死。二氧化硫形成的微粒酸雾，对金属设施和含碳酸钙的建筑物均有腐蚀作用。

可见对烟气进行脱硫，具有迫切性和普遍意义。当今世界各国的烟气脱硫方法，可分为湿法和干法两种。湿法脱硫用水量很大，在缺水地区难以应用，在北方寒冷地区冬天水结冰便无法作业。湿法脱硫所排放的废水带腐蚀性，又造成二次污染。所以烟气干法脱硫，是目前世界环保研究的重要课题。它能适用于各种地区环境，应用范围很广。

干法脱硫，是利用气相(SO₂)和固相(干物质脱硫剂)进行化学反应脱硫，因气固两相的反应速度缓慢，故现有技术的干法脱硫效率很低。

本发明的目的，在于设计一种脱硫效率高、固体脱硫剂价格低、设备阻力小和连续作业的烟气干法脱硫装置。用过的脱硫剂经简单处理后大部分能重复使用。

本发明的特点是：能极大地加快气相与固相的化学反应速度。其原理是使烟气中的二氧化硫获得高能量的激发，由分子状态突变为等离子状态，并将二氧化硫快速氧化成容易进行脱硫化学反应的三氧化硫(SO₃)。这种等离子状态的三氧化硫，随烟气通过固体复合脱硫剂，发生快速的化学反应而脱硫。

所述的二氧化硫气体分子被激发，是应用微波电场产生低温等离子的原理：当气体被置于微波电场中，微波放电使气体电离成等离子。因在微波电场中，气体的自由电子被加速到具有足以将气体原子解离的高能量，这时气体被击穿电离形成等离子状态。与此同时，在微波电场中，二氧化硫等离子和烟气中的氧快速作用生成三氧化硫，它再和固体复合脱硫剂反应。

所述的固体复合脱硫剂，是由锅炉灰渣(粉煤灰)、石灰和石膏等按一定比例混合，配制成含碱性并透气性好的小球体或小圆棍体。因配入少量的石膏，使脱硫剂球体有较好的强度。石灰(CaO)取材容易，锅炉灰渣或粉煤灰为废物利用。脱硫剂使用后经处理，大部分材料能重复使用。

本发明的特征与结构，经国内外专利文献检索，未查出相关的技术内容。

图1为本发明的总体剖面图，图2为图1的A-A剖视图，图3是用现成微波炉作试验的改装图，图4为振动筛(图1的B向视图)，图5是本发明的微波装置原理图。

本发明烟气电子化学干法脱硫装置，主要包括脱硫反应层9、脱硫剂球体5、提升机1、振动筛2、星形阀送料器4、微波输出装置12和等离子室11(图1)。

所述的复合脱硫剂球体5，是用锅炉灰渣(或粉煤灰)、石灰、石膏按一定比例和少量添加剂，加适量水混匀制成球体(直径10-30毫米)或圆棍体，经蒸汽养护提高活性并烘干。

所述的微波装置，本发明的样机作试验时(处理烟气量3000米³/时)，是采用家庭用的微波炉作为微波源，见图3中的17，其技术参数为：微波频率2450兆赫、电源220伏交流、功率1400瓦、空腔内膛尺寸375×395×200毫米。本发明设备批量生产时，则另行制造微波源装置(图5)，它由交流220伏电源16、直流电源15、微波发生器14、微波传输元件13和微波输出装置12组成。其中微波发生器14可采用磁控管或速调管为主要元件制成，根据脱硫气流量大小来选择其功率。

提升机1将脱硫剂球体提升上来，通过振动筛2和星形阀送料器4，再装入脱硫反应层9。提升运输时产生的碎末和灰尘，经振动筛分由集灰斗3的下口排出。星形阀送料器4，将球体料送入或卸出时能保持设备密封良好。

烟气流以切线方向进入设备内(见图2)。在内网6和外网8之间装着脱硫剂球体5构成脱硫反应层9。烟气流经旋风空腔10均匀地穿过脱硫反应层，由中心气流上升通道7再从顶部排出(见图1)。

烟气脱硫反应过程如下：

1.干法除尘后含二氧化硫的烟气，从设备下部进入等离子室11，此时微波能量由微波输出装置12发射到等离子室11，气流中的二氧化硫在微波场的激发下，产生低温电离而成等离子状态，并使二氧化硫快速氧化成三氧化硫。