[发明专利]利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置及方法

权利要求书

1.一种利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置，其特征在于：包括吸收塔塔体(10)、吸收液槽(13)、循环水泵(16)、石墨烯膜状吸收层(8)、进气口(1)、进气管道(3)和边缘凸出T型管道(12)，所述进气口(1)位于所述吸收塔塔体(10)的底部，且与进气管道(3)连通，所述进气管道(3)由吸收塔塔体(10)底部向上贯穿吸收液槽(13)延伸至吸收液槽(13)液面上方，且进气管道(3)顶部设有所述边缘凸出T型管道(12)，所述T型管道(12)的出口插入至吸收液槽(13)的液面下方，所述吸收液槽(13)固定连接在所述吸收塔塔体(10)内壁上，且所述吸收液槽(13)侧壁上设有溢流挡板(5)；所述吸收塔塔体(10)顶部设有出气口(9)，且所述石墨烯膜状吸收层(8)设置在出气口(9)下方的吸收塔塔体(10)内，所述吸收塔塔体(10)底部设有出液口(18)，且所述出液口(18)流出的吸收液通过回液管回流至吸收液槽(13)，所述循环水泵(16)连接在所述回液管上，所述吸收塔塔体(10)的底部设有固定连接的倾斜板(4)，且所述倾斜板(4)向出液口(18)方向倾斜。

2.如权利要求1所述的利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置，其特征在于：所述吸收塔塔体(10)的塔壁上还设有观察口(6)、压强测量仪(7)、温度控制器(11)和气体流量计(2)，且所述压强测量仪(7)、温度控制器(11)和气体流量计(2)与外部控制系统连接。

3.如权利要求1所述的利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置，其特征在于：所述倾斜板(4)的倾斜角度为0°-50°。

4.如权利要求1所述的利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置，其特征在于：所述石墨烯膜状吸收层(8)的层数至少为一层。

5.如权利要求1所述的利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的装置，其特征在于：所述回液管包括循环水泵进液管(17)和循环水泵出液管(15)，所述循环水泵(16)连接在循环水泵进液管(17)和循环水泵出液管(15)之间，所述循环水泵出液管(15)的末端设有进液口(14)。

6.一种利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的方法，其特征在于：包括权利要求1-5任一项所述的装置，还包括以下步骤：

步骤1：将哌嗪与水混合并搅拌均匀制成的哌嗪水溶液作为二氧化硫的吸收剂，将哌嗪水溶液吸收剂通入吸收液槽(13)内；

步骤2：将含有二氧化硫的烟气由吸收塔塔体(10)底部的进气口(1)输入，经过进气管道(3)由边缘凸出的T型管道(12)通入吸收液槽(13)，使二氧化硫与吸收液槽(13)内的哌嗪水溶液吸收剂充分接触反应；

步骤3：反应后的气体经过石墨烯膜状吸收层(8)二次吸收后从吸收塔塔体(10)顶部的出气口(9)排出；

步骤4：当吸收剂过多超出溢流挡板(5)顶部时，吸收剂由于重力作用流下，经倾斜板(4)流到吸收塔塔体(10)底部的出液口(18)，然后吸收剂经循环水泵(16)循环至吸收液槽(13)内再次利用。

7.如权利要求6所述的利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的方法，其特征在于：所述步骤(1)中哌嗪水溶液的浓度为0.3-0.8mol/L。

8.如权利要求6所述的利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的吸收反应温度为40℃-50℃。

9.如权利要求6所述的利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的吸收反应压力为0.1MPa-0.4MPa。

10.如权利要求6所述的利用哌嗪水溶液吸收烟气中的二氧化硫的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的烟气流量为0.6L/min-1.2L/min。