CN109847571B

CN109847571B - 一种新的半干法脱硫工艺

Info

Publication number: CN109847571B
Application number: CN201910259845.5A
Authority: CN
Inventors: 杨生哲; 田慎重
Original assignee: Jiangsu Younada Environmental Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Younada Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2022-03-04
Anticipated expiration: 2039-04-02
Also published as: CN109847571A

Abstract

本发明公开了一种新的半干法脱硫工艺，将碳酸氢盐和微孔物质混合均匀，制得脱硫剂；在气体动力作用下，把碳酸氢盐和微孔物质直接送入烟道中，利用碳酸氢盐和二氧化硫发生化学反应进行尾气脱硫，其中添加微孔物质作为催化剂，大大提高了脱硫的效率。该方法经济环保，脱硫效率高，装置体积小，节约使用空间，特别适用于船舶电厂等尾气处理领域。

Description

一种新的半干法脱硫工艺

技术领域

本发明属于环保废气处理领域，尤其涉及对船舶及电厂等作业载体所产生的二氧化硫废气进行净化处理。

背景技术

船用燃料及煤炭等在燃烧后，会产生含有硫氧化物(后文简称SO_X)、氮氧化物(后文简称NO_X)等物质，这些物质会以废气的形式排放到大气中。而SO_X中的SO₂，在大气中会形成酸雨，对环境和人类产生危害。治理二氧化硫已经成为全球共识，国际海事组织(IMO)的《《73/78防污染公约》(MARPOL公约)附则VI要求：即自2012年起，在公海行使的远洋船舶的燃油硫含量必须低于3.5％(m/m)，到2020年将下降到0.5％(m/m)，或者使用脱硫设备脱硫达到低硫油同等的效果。现有的废气除硫装置采用喷淋湿法除硫，即将碱液以喷雾的形式喷入废气中，与废气混合，经化学反应将废气中SO_X、NO_X捕捉进入液相中，达到净化的目的。但废气一般高温，碱液喷入废气中会部分气化，随废气一同排出，有可能造成二次污染。且喷淋法会产生大量的废水，废水中含有大量的烟尘、油、重金属等，需要增加复杂得废水处理***，增加能耗，增加成本，且体积庞大的喷淋塔***不宜安装在船舶及海上采油平台上。

传统的半干法脱硫需要加装脱硫塔，虽然不需要大量喷淋水，但也需要对脱硫剂增湿，对于已经设备固定、空间有限的船舶及海上采油平台并不适用，还有增湿后的脱硫剂粘度增大易结块，经常阻塞输送管路，再者传统的半干法脱硫效率较低约为80％左右，因此，找到一种适用于船舶尾气脱硫且成本低的技术是目前急需解决的问题。

发明内容

为克服上述技术问题，本发明提供了只增加少数设备不改变船舶排烟***的一种新的半干法脱硫工艺。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的。

一种新的半干法脱硫工艺，包括以下步骤：

1)将碳酸氢盐和微孔物质混合均匀，制得脱硫剂；

2)将脱硫剂送至烟道中，与烟气中的二氧化硫发生化学反应，完成烟气脱硫。

进一步地所述步骤1)中微孔物质的孔径为2～500nm。

进一步地所述步骤1)中碳酸氢盐、微孔物质均为粉末状颗粒，其大小为100～500目。

进一步地所述步骤1)中碳酸氢盐和微孔物质质量比1：0.1～10。

进一步地所述步骤1)中微孔物质为沸石。

进一步地所述步骤2)中使用风机提供气体和动力，并使用文丘里管将脱硫剂吸入气流，载有脱硫剂的气流喷入烟道。风机气体量是烟气量的1％～10％

进一步地所述步骤2)中脱硫剂的喷入量为理论所需值的1.1～1.3倍。

进一步地所述步骤2)中反应后的脱硫剂经过除尘装置收集，收集后的脱硫剂经水洗、过滤、烘干，分离出微孔物质，进入步骤1)循环使用。

微孔物质具有大的比表面积，与碳酸氢盐混合后，经气流直接输送至烟道中，由于碳酸氢盐、微孔物质均为100～500目的细粉，在烟气的带动下沿烟道垂直上升，通过吸附作用使粉末状的碳酸氢盐与二氧化硫在微孔物质的表面上进行化学反应，将二氧化硫完全反应生成亚硫酸氢盐，达到脱硫目的，然后随净化后的烟气一同排出烟道。而后经除尘装置收集，收集后的脱硫剂经水洗、过滤、烘干，分离出微孔物质，进入步骤1)循环使用。微孔物质优选沸石，第一因沸石具有很大的比表面积(＞500m²/g)因而能产生较大的扩散力，故可用作出色的吸附剂。沸石晶格内部有很多大小均一的孔穴和通道，孔穴之间通过开口的通道彼此相连，并与外界沟通。第二因孔穴和通道的体积占沸石晶体体积的50％以上，其中存在许多脱附自由的沸石水，这些水分能够参与脱硫的化学反应，因此省去了传统半干法脱硫中的增湿工序，减少了设备的投入，非常适宜在船舶上使用。第三因沸石对氧化钙、SO₂、F₂、氮、铵、甲醇以及放射性物质的吸附性能很强，吸附氧化钙为150.01mg/g，吸铵量177.47mmol/100g，SO₂吸附量120mg/g，氮吸附量(STP)为12.93～17.11mg/g，甲醇吸附量55.4mg/g。由于以上的特点，因此选用沸石作为脱硫的高效催化剂和催化载体。

其反应方程式见(1)-(5)，

x+c→xc (1)

y+xc→xyc (2)

xyc→cz+cw (3)

cz→c+z (4)

cw→c+w (5)

其中x代表碳酸氢盐，c代表沸石，y代表二氧化硫，z代表亚硫酸氢盐，w代表二氧化碳。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)与现有湿法脱硫工艺相比，本发明避免了湿法脱硫所带来的废水和脱硫废水需要处理的问题；

2)相较于其他的干法脱硫和半干法脱硫，采用加入沸石作为反应的催化剂，脱硫效率提高了10％；

3)不需要安装专门的脱硫塔，适应船舶需求，减少设备成本，降低运营成本。

附图说明

图1为；一种新的半干法脱硫工艺图；

其中，1.碳酸氢盐储存柜；2.沸石储存罐；3.螺旋投料机；4.进料漏斗；5.文丘里管；6.鼓风机；7.烟囱；8.除尘装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实例和附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造型劳动的前提下所获得的所有其他实施例都在本发明保护的范围内。

实施例1

一种新的半干法脱硫工艺：在以柴油为动力的船舶上，发动机机功率为1000kw，燃油含硫量为2％，增加碳酸氢盐储存柜、沸石储存罐、螺旋投料机、进料漏斗、文丘里管、鼓风机、除尘装置等设备，使用的碳酸氢钠颗粒大小为300目，沸石颗粒大小为200目。

首先将碳酸氢钠和沸石粉末按照质量比1：2进行混合，加入到螺旋投料机里；螺旋投料机将脱硫剂运输到进料漏斗，给料速度为0～14kg/h；文丘里管的吸入口与进料漏斗底部连接，文丘里管的进口端与鼓风机连接，文丘里管出口端直接与烟道中下部连接，脱硫剂在文丘里管吸入口被吸入从而进入到烟囱中，进入到烟囱中的脱硫剂和烟气中的二氧化硫反生化学反应，生成亚硫酸氢钠和二氧化碳；螺旋投料机的给料速度、鼓风机的风力大小与发动机的进油量联动。除尘装置收集完成反应的脱硫剂，集中后经水洗、过滤、烘干，分离出微孔物质，可进入步骤1)循环使用。

表1实施例1测试结果表

实施例2

一种新的半干法脱硫工艺：在以重油机为动力的船舶上，发动机功率为5000kw，燃油含硫量为3％，增加碳酸氢盐储存柜、沸石储存罐、螺旋投料机、进料漏斗、文丘里管、鼓风机、除尘装置等设备，使用的碳酸氢钠颗粒大小为500目，沸石颗粒大小为300目。

首先将碳酸氢钠和沸石粉末按照质量比1：5进行混合，加入到螺旋投料机里；螺旋投料机将脱硫剂运输到进料漏斗，给料速度为0～150kg/h；文丘里管的吸入口与进料漏斗底部连接，文丘里管的进口端与鼓风机连接，文丘里管出口端直接与烟道中下部连接，脱硫剂在文丘里管吸入口被吸入从而进入到烟囱中，进入到烟囱中的脱硫剂和烟气中的二氧化硫反生化学反应，生成亚硫酸氢钠和二氧化碳；螺旋投料机的给料速度、鼓风机的风力大小与发动机的进油量联动。除尘装置收集完成反应的脱硫剂，集中后经水洗、过滤、烘干，分离出微孔物质，可进入步骤1)循环使用。

表2实施例2测试结果表

实施例3

一种新的半干法脱硫工艺：在以柴油油机为动力的船舶上，发动机功率为1000kw，燃油含硫量为2％，增加碳酸氢盐储存柜、沸石储存罐、螺旋投料机、进料漏斗、文丘里管、鼓风机、除尘装置等设备，使用的碳酸氢钠颗粒大小为500目，沸石颗粒大小为500目。

首先将碳酸氢钠和沸石粉末按照质量比1：10进行混合，加入到螺旋投料机里；螺旋投料机将脱硫剂运输到进料漏斗，给料速度为0～55kg/h；文丘里管的吸入口与进料漏斗底部连接，文丘里管的进口端与鼓风机连接，文丘里管出口端直接与烟道中下部连接，脱硫剂在文丘里管吸入口被吸入从而进入到烟囱中，进入到烟囱中的脱硫剂和烟气中的二氧化硫反生化学反应，生成亚硫酸氢钠和二氧化碳；螺旋投料机的给料速度、鼓风机的风力大小与发动机的进油量联动。除尘装置收集完成反应的脱硫剂，集中后经水洗、过滤、烘干，分离出微孔物质，可进入步骤1)循环使用。

表3实施例3测试结果表

实施例4

一种新的半干法脱硫工艺：在以柴油油机为动力的船舶上，发动机功率为1000kw，燃油含硫量为2％，增加碳酸氢盐储存柜、沸石储存罐、螺旋投料机、进料漏斗、文丘里管、鼓风机、除尘装置等设备，使用的碳酸氢钠颗粒大小为100目，沸石颗粒大小为100目。

首先将碳酸氢钠和沸石粉末按照质量比1：0.1进行混合，加入到螺旋投料机里；螺旋投料机将脱硫剂运输到进料漏斗，给料速度为0～10kg/h；文丘里管的吸入口与进料漏斗底部连接，文丘里管的进口端与鼓风机连接，文丘里管出口端直接与烟道中下部连接，脱硫剂在文丘里管吸入口被吸入从而进入到烟囱中，进入到烟囱中的脱硫剂和烟气中的二氧化硫反生化学反应，生成亚硫酸氢钠和二氧化碳；螺旋投料机的给料速度、鼓风机的风力大小与发动机的进油量联动。除尘装置收集完成反应的脱硫剂，集中后经水洗、过滤、烘干，分离出微孔物质，可进入步骤1)循环使用。

表4实施例5测试结果表

实施例5

一种新的半干法脱硫工艺：在以柴油油机为动力的船舶上，发动机功率为1000kw，燃油含硫量为2％，增加碳酸氢盐储存柜、沸石储存罐、螺旋投料机、进料漏斗、文丘里管、鼓风机、除尘装置等设备，使用的碳酸氢钠颗粒大小为500目，孔径2～500nm的磷铝酸盐颗粒大小为200目。

表5实施例5测试结果表

对比例

在以柴油为动力的船舶上，发动机机功率为1000kw，燃油含硫量为2％，增加碳酸氢盐储存柜、沸石储存罐、螺旋投料机、进料漏斗、文丘里管、鼓风机、除尘装置等设备，使用的碳酸氢钠颗粒大小为300目。

将碳酸氢钠加入到螺旋投料机里；螺旋投料机将脱硫剂运输到进料漏斗，给料速度为0～6kg/h；文丘里管的吸入口与进料漏斗底部连接，文丘里管的进口端与鼓风机连接，文丘里管出口端直接与烟道中下部连接，碳酸氢钠在文丘里管吸入口被吸入从而进入到烟囱中，进入到烟囱中的脱硫剂和烟气中的二氧化硫反生化学反应，生成亚硫酸氢钠和二氧化碳；螺旋投料机的给料速度、鼓风机的风力大小与发动机的进油量联动。

表6对比例测试结果表

本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种新的半干法脱硫工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）将碳酸氢盐和沸石按照质量比1：0.1~10混合均匀加入到螺旋投料机里；制得脱硫剂；微孔物质的孔径为2~500nm；碳酸氢盐、微孔物质均为粉末状颗粒，其大小为100~500目；

2）螺旋投料机将脱硫剂运输到进料漏斗，螺旋投料机的给料速度、鼓风机的风力大小与发动机的进油量联动；当在以柴油为动力的船舶上，发动机功率为1000kw，燃油含硫量为2％，给料速度为0～55kg/h；当在以重油机为动力的船舶上，发动机功率为5000kw，燃油含硫量为3％，给料速度为0～150kg/h；文丘里管的吸入口与进料漏斗底部连接，文丘里管的进口端与鼓风机连接，文丘里管出口端直接与烟道中下部连接，脱硫剂在文丘里管吸入口被吸入从而进入到烟囱中，进入到烟囱中的脱硫剂和烟气中的二氧化硫反生化学反应，生成亚硫酸氢钠和二氧化碳；

除尘装置收集完成反应的脱硫剂，集中后经水洗、过滤、烘干，分离出微孔物质，进入步骤1)循环使用。