一種火力發(fā)電廠廢氣脫硫凈化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種火力發(fā)電廠廢氣脫硫凈化方法。本方法創(chuàng)造性的利用了物質(zhì)的光磁共振效應(yīng)，在某一特定強度的交變式電磁場中，當(dāng)廢氣中的二氧化硫分子受到銫蒸汽激光的照射時，其分子中構(gòu)成S?O鍵的共用電子對會在銫激光的高能光子轟擊下發(fā)生能級躍遷，從而使S?O鍵強度逐步減弱，最終發(fā)生斷鍵和解離，并分解為氧氣和單質(zhì)硫渣。由于硫渣本身具有較大密度，再經(jīng)過慣性分離操作即可將其從廢氣中分離去除，分離所得的含硫灰渣亦可回收提取硫，實現(xiàn)資源再利用。
【專利說明】
一種火力發(fā)電廠廢氣脫硫凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電廠廢氣脫硫凈化方法，屬于環(huán)境保護中的廢氣處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個以煤炭為主要能源的國家，煤炭一直占我國能源生產(chǎn)和消耗的70%以上。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，煤炭消費仍不斷增長，但隨著煤炭消耗量的增加，燃煤產(chǎn)生二氧化硫的數(shù)量也不斷增加，我國二氧化硫年排放量已超過2000萬噸。有關(guān)研究表明，我國每排放一噸二氧化硫所造成的經(jīng)濟損失約為2萬元，這就意味著我國每年因二氧化硫排放所造成的經(jīng)濟損失已超過4000億元。同時，由于近年來全國電力的緊缺，全國大力新建燃煤電廠，每年火力發(fā)電行業(yè)所排放的二氧化硫廢氣約為780萬噸，占全國二氧化硫年排放量的39%，因此，火力發(fā)電行業(yè)已成為我國大氣環(huán)境二氧化硫污染的重要來源之一。
[0003]二氧化硫的大量排放使城市的空氣污染不斷加劇，同時還會導(dǎo)致“酸雨”的形成。大量的環(huán)境監(jiān)測資料表明，由于大氣層中的酸性物質(zhì)增加，地球大部分地區(qū)上空的云水正在變酸，如不加控制，酸雨區(qū)的面積將繼續(xù)擴大，給人類帶來的危害也將與日倶增?，F(xiàn)已確認(rèn)，大氣中的二氧化硫和二氣化氮是形成酸雨的主要物質(zhì)。目前，在我國覆蓋四川、貴州、廣東、廣西、湖南、湖北、江西、浙江、江蘇和青島等省市部分地區(qū)，面積達200多萬平方公里的酸雨區(qū)是世界三大酸雨區(qū)之一。
[0004]由于二氧化硫?qū)ψ匀画h(huán)境及人類健康存在著較大的危害，因此，對二氧化硫污染治理方法的研究一直備受重視，目前現(xiàn)有的治理方法歸納如下:
(I)直接吸收法:通過使用堿液直接吸收廢氣中的二氧化硫，或?qū)⒍趸蜣D(zhuǎn)化為其他可被利用的物質(zhì)。
[0005](2)固體吸附法:主要包括分子篩法、泥煤法和硅膠法。
[0006](3)催化還原法:主要包括常壓催化還原法、高溫高壓催化還原法和生物還原法。
[0007](4)氧化法:主要包括催化氧化法、脈沖電暈法和微生物氧化法。
[0008]上述傳統(tǒng)治理方法的缺點明顯，如投資與運行費用高、易出現(xiàn)催化劑中毒從降低處理效率并堵塞設(shè)備、物料消耗較高、二氧化硫去除效率低、對設(shè)備造成較大磨損、反應(yīng)條件控制不當(dāng)時還會產(chǎn)生各類次生污染等問題。因此，有必要擺脫現(xiàn)有的治理技術(shù)路線，從凈化治理的原理上加以創(chuàng)新和變革，開發(fā)一種全新形式的二氧化硫治理技術(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種火力發(fā)電廠廢氣脫硫凈化方法，火力發(fā)電廠排出的含硫廢氣通過氣體管路進入余熱交換器，在此經(jīng)過熱交換作用使過熱的廢氣得到降溫和穩(wěn)定，余熱交換器的出口通過氣體管路連接氣體過熱保護裝置，氣體過熱保護裝置2的出口通過氣體管路連接熱式氣體質(zhì)量流量計，熱式氣體質(zhì)量流量計的出口通過氣體管路連接混合氣體流量調(diào)節(jié)閥，調(diào)整廢氣中二氧化硫的實際濃度，混合氣體流量調(diào)節(jié)閥的出口通過氣體管路連接布袋式除塵器，布袋式除塵器的出口通過氣體管路連接光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器的出口通過氣體管路連接慣性分離裝置，通過慣性分選方法將廢氣中混合的含硫灰渣分離提取，并回收利用，慣性分離裝置的出口通過氣體管路連接煙氣水洗冷卻塔，在此對處理后的廢氣進行進一步的水洗凈化和冷卻，煙氣水洗冷卻塔的出口通過氣體管路連接引風(fēng)機，引風(fēng)機的出口通過氣體管路連通大氣環(huán)境。
[0010]進一步，含硫廢氣經(jīng)過光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器右側(cè)上部的進氣閥門進入反應(yīng)器內(nèi)部，交變式超導(dǎo)電磁鐵能夠在反應(yīng)器內(nèi)部產(chǎn)生一個特定強度和頻率的交變磁場，同時，位于反應(yīng)器上部空間右上角和右下角的2只二極管抽運式銫蒸汽激光器開始工作，沿一定角度發(fā)射高能銫蒸汽激光，兩路激光束經(jīng)整個反應(yīng)器內(nèi)部交錯安裝的18面激光反射鏡片的反射，在整個反應(yīng)器內(nèi)部形成一個網(wǎng)狀的激光束結(jié)構(gòu)，當(dāng)廢氣中的二氧化硫分子受到銫蒸汽激光的照射時，其分子中構(gòu)成S-O鍵的共用電子對會在銫激光的高能光子轟擊下發(fā)生能級躍迀，從而使S-O鍵強度逐步減弱，最終發(fā)生斷鍵和解離，并分解為氧氣和單質(zhì)硫，形成混合有含硫粉末的廢氣，由反應(yīng)器右側(cè)下部的排氣閥門排出反應(yīng)器，再經(jīng)慣性分離操作即可將其從廢氣中分離去除，分離所得的含硫灰渣亦可回收提取硫，實現(xiàn)資源再利用。
[0011 ] 進一步，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器的工作壓力范圍為0.08-1.1OMPa，工作溫度范圍為250?700 °C，有效容積為300m3。
[0012]進一步，二極管抽運式銫蒸汽激光器采用長度為6mm的銫金屬飽和蒸汽作為增益介質(zhì)，并在常溫下充入34.2kPa的乙烷和51.0kPa的氦氣，銫蒸汽激光束的中心波長為852.0nm，壓縮線寬為0.34nm。
[0013]進一步，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器的交變式超導(dǎo)電磁鐵能夠產(chǎn)生強度峰值為12.6T的電磁場，其交變頻率為57.5Hz。
[0014]進一步，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器由錳鋼材質(zhì)制成，并包覆有隔熱阻燃層。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
(I)本方法擺脫了現(xiàn)有的二氧化硫治理模式，創(chuàng)造性的利用了物質(zhì)的固有特性一一光磁共振效應(yīng)，采用了先進的二極管抽運式銫蒸汽激光技術(shù)和交變超導(dǎo)電磁技術(shù)，通過光磁共振的作用，使S-O鍵強度逐步減弱，最終發(fā)生斷鍵和解離，并分解為氧氣和單質(zhì)硫。該方法通過使用某一特定強度和頻率的交變磁場，可以選擇性的且極其精準(zhǔn)的作用于二氧化硫分子中的S-O鍵，是非常有針對性的處理方法，其處理效率可達到99.4%。
[0016](2)通過光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器處理后的含有單質(zhì)硫灰渣的廢氣，由于硫渣本身具有較大密度，再經(jīng)過慣性分離操作即可將其從廢氣中分離去除，分離所得的含硫灰渣亦可回收提取硫，實現(xiàn)了資源再利用和廢物零排放。
[0017](3)本方法的光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器中，銫蒸氣激光束呈獨特的網(wǎng)狀分布，使廢氣能夠經(jīng)過銫蒸汽激光的多次直接照射，提高了轉(zhuǎn)化效率，提升了整個系統(tǒng)的處理能力。
[0018](4)本方法技術(shù)路線先進，設(shè)備占地面積較小，并且處理效果良好，運行維護成本很低，有利于大范圍推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的設(shè)備示意圖。
[0020]圖中:1-余熱交換器、2-氣體過熱保護裝置、3-熱式氣體質(zhì)量流量計、4-混合氣體流量調(diào)節(jié)閥、5-布袋式除塵器、6-光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器、7-慣性分離裝置、8-煙氣水洗冷卻塔、9-引風(fēng)機
圖2是光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器的示意圖。
[0021 ] 61-進氣閥門、62-二極管抽運式銫蒸汽激光器、63-銫蒸汽激光束、64-激光反射鏡片、65-吸光擋板、66-隔熱阻燃層、67-交變式超導(dǎo)電磁鐵、68-排氣閥門。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，一種火力發(fā)電廠廢氣脫硫凈化方法，火力發(fā)電廠排出的含硫廢氣通過氣體管路進入余熱交換器1，在此經(jīng)過熱交換作用使過熱的廢氣得到降溫和穩(wěn)定，并且得到的剩余熱量可供利用，余熱交換器I的出口通過氣體管路連接氣體過熱保護裝置2，其作用是當(dāng)余熱交換器故障或經(jīng)熱交換后的廢氣溫度依舊過高時，可暫時切斷氣路，起到保護后端處理裝置的作用，氣體過熱保護裝置2的出口通過氣體管路連接熱式氣體質(zhì)量流量計3，可對廢氣流量、流速等信息進行實時監(jiān)控記錄，熱式氣體質(zhì)量流量計3的出口通過氣體管路連接混合氣體流量調(diào)節(jié)閥4，通過導(dǎo)入空氣的方法調(diào)整廢氣中二氧化硫的實際濃度，并對廢氣進行精確的稀釋降溫，混合氣體流量調(diào)節(jié)閥4的出口通過氣體管路連接布袋式除塵器5，在此除去廢氣中的顆粒污染物，防止磨損或阻塞后端處理裝置，布袋式除塵器5的出口通過氣體管路連接光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器6，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器6的出口通過氣體管路連接慣性分離裝置7，通過慣性分選方法將廢氣中混合的含硫灰渣分離提取，并回收利用，慣性分離裝置7的出口通過氣體管路連接煙氣水洗冷卻塔8，在此對處理后的廢氣進行進一步的水洗凈化和冷卻，煙氣水洗冷卻塔8的出口通過氣體管路連接引風(fēng)機9，引風(fēng)機9的出口通過氣體管路連通大氣環(huán)境;其中，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器6由錳鋼材質(zhì)制成，并包覆有隔熱阻燃層66，反應(yīng)器右側(cè)上部設(shè)有進氣閥門61，右側(cè)下部設(shè)有出氣閥門68，其內(nèi)部分隔為上、下兩部分空間，上部空間的右上角和右下角分別安裝有I只二極管抽運式銫蒸汽激光器62，下部空間的右上角和右下角分別安裝有I只吸光擋板65，整個反應(yīng)器內(nèi)部交錯安裝有18面激光反射鏡片64，以上結(jié)構(gòu)可使反應(yīng)器內(nèi)部空間中形成銫激光束的網(wǎng)狀交錯分布，反應(yīng)器外部安裝有I部交變式超導(dǎo)電磁鐵67，能夠形成垂直分布的磁場;含硫廢氣經(jīng)過光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器6右側(cè)上部的進氣閥門61進入反應(yīng)器內(nèi)部，交變式超導(dǎo)電磁鐵67能夠在反應(yīng)器內(nèi)部產(chǎn)生一個強度峰值為12.6T、交變頻率為57.5Hz的電磁場，同時，位于反應(yīng)器上部空間右上角和右下角的2只二極管抽運式銫蒸汽激光器62開始工作，沿一定角度發(fā)射高能銫蒸汽激光，兩路激光束經(jīng)整個反應(yīng)器內(nèi)部交錯安裝的18面激光反射鏡片64的反射，在整個反應(yīng)器內(nèi)部形成一個網(wǎng)狀的激光束結(jié)構(gòu)，當(dāng)廢氣中的二氧化硫分子受到銫蒸汽激光的照射時，其分子中構(gòu)成S-O鍵的共用電子對會在銫激光的高能光子轟擊下發(fā)生能級躍迀，從而使S-O鍵強度逐步減弱，最終發(fā)生斷鍵和解離，并分解為氧氣和單質(zhì)硫，形成混合有含硫粉末的廢氣，由反應(yīng)器右側(cè)下部的排氣閥門排出反應(yīng)器，再經(jīng)慣性分離操作即可將其從廢氣中分離去除，分離所得的含硫灰渣亦可回收提取硫，實現(xiàn)資源再利用;其中，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器6的工作壓力范圍為0.08-1.1OMPa，工作溫度范圍為250?700°C，有效容積為300m3;其中，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器6，其二極管抽運式銫蒸汽激光器62采用長度為6mm的銫金屬飽和蒸汽作為增益介質(zhì)，并在常溫下充入34.2kPa的乙烷和51.0kPa的氦氣，銫蒸汽激光束63的中心波長為852.0nm，壓縮線寬為0.34nm，平均使用壽命可達13500小時;其中，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器6，其交變式超導(dǎo)電磁鐵67能夠產(chǎn)生強度峰值為12.6T的電磁場，其交變頻率為57 JHz ο
[0023 ]通過本系統(tǒng)處理后的廢氣，其二氧化硫去除效率可達99.4%。
【主權(quán)項】
1.一種火力發(fā)電廠廢氣脫硫凈化方法，其特征在于，火力發(fā)電廠排出的含硫廢氣通過氣體管路進入余熱交換器，在此經(jīng)過熱交換作用使過熱的廢氣得到降溫和穩(wěn)定，余熱交換器的出口通過氣體管路連接氣體過熱保護裝置，氣體過熱保護裝置2的出口通過氣體管路連接熱式氣體質(zhì)量流量計，熱式氣體質(zhì)量流量計的出口通過氣體管路連接混合氣體流量調(diào)節(jié)閥，調(diào)整廢氣中二氧化硫的實際濃度，混合氣體流量調(diào)節(jié)閥的出口通過氣體管路連接布袋式除塵器，布袋式除塵器的出口通過氣體管路連接光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器的出口通過氣體管路連接慣性分離裝置，通過慣性分選方法將廢氣中混合的含硫灰渣分離提取，并回收利用，慣性分離裝置的出口通過氣體管路連接煙氣水洗冷卻塔，在此對處理后的廢氣進行進一步的水洗凈化和冷卻，煙氣水洗冷卻塔的出口通過氣體管路連接引風(fēng)機，引風(fēng)機的出口通過氣體管路連通大氣環(huán)境。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火力發(fā)電廠廢氣脫硫凈化方法，其特征在于，含硫廢氣經(jīng)過光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器右側(cè)上部的進氣閥門進入反應(yīng)器內(nèi)部，交變式超導(dǎo)電磁鐵能夠在反應(yīng)器內(nèi)部產(chǎn)生交變磁場，同時，位于反應(yīng)器上部空間右上角和右下角的2只二極管抽運式銫蒸汽激光器開始工作，沿一定角度發(fā)射高能銫蒸汽激光，兩路激光束經(jīng)整個反應(yīng)器內(nèi)部交錯安裝的18面激光反射鏡片的反射，在整個反應(yīng)器內(nèi)部形成一個網(wǎng)狀的激光束結(jié)構(gòu)，當(dāng)廢氣中的二氧化硫分子受到銫蒸汽激光的照射時，其分子中構(gòu)成S-O鍵的共用電子對會在銫激光的高能光子轟擊下發(fā)生能級躍迀，從而使S-O鍵強度逐步減弱，最終發(fā)生斷鍵和解離，并分解為氧氣和單質(zhì)硫，形成混合有含硫粉末的廢氣，由反應(yīng)器右側(cè)下部的排氣閥門排出反應(yīng)器，再經(jīng)慣性分離操作即可將其從廢氣中分離去除，分離所得的含硫灰渣亦可回收提取硫，實現(xiàn)資源再利用。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火力發(fā)電廠廢氣脫硫凈化方法，其特征在于，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器的工作壓力范圍約為0.08?1.lOMPa，工作溫度范圍約為250?700°C，有效容積為300m3。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火力發(fā)電廠廢氣脫硫凈化方法，其特征在于，二極管抽運式銫蒸汽激光器采用長度為6mm的銫金屬飽和蒸汽作為增益介質(zhì)，并在常溫下充入34.2kPa的乙烷和51.0kPa的氦氣，銫蒸汽激光束的波長為852.0nm，壓縮線寬為0.34nm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火力發(fā)電廠廢氣脫硫凈化方法，其特征在于，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器的交變式超導(dǎo)電磁鐵能夠產(chǎn)生強度峰值為12.6T的電磁場，其交變頻率為 57.5Ηζ。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火力發(fā)電廠廢氣脫硫凈化方法，其特征在于，光磁共振效應(yīng)-二氧化硫分解反應(yīng)器由錳鋼材質(zhì)制成，并包覆有隔熱阻燃層。
【文檔編號】B01D53/50GK105854539SQ201610337061
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】章俊
【申請人】章俊