專利名稱：鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種治理鍋爐廢氣的設(shè)備，特別適用于中小型燃煤鍋爐安裝配套使用的鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，我國的鍋爐能源主要以燃煤為主，由于燃煤排放煙氣中的二氧化硫和粉塵的含量較高，對大氣環(huán)境造成的污染較為嚴(yán)重。因此，保護(hù)環(huán)境，減少廢氣對環(huán)境的污染，乃是今后研究治理的一個重點。目前，對燃煤鍋爐煙氣中二氧化硫的防治，仍以煙氣脫硫方法為主。應(yīng)用煙氣脫硫的方法大致可分兩類，即干法和濕法脫硫，煙氣干法脫硫和濕法脫硫都有它的不足，如干法脫硫，需配備專用脫硫設(shè)備，由于脫硫設(shè)備大、投資高、運行費用高，因此，在推廣應(yīng)用中受到限制。而濕法脫硫是在除塵器上加堿液或加氨水，排出的水成為排污公害污水，不可避免地造成二次污染。并且經(jīng)濕法脫硫后的煙氣溫度較低，不利于煙囪排煙和煙氣擴(kuò)散，運行費用也較高。為此世界各國均定出了鍋爐廢氣排放量的限定標(biāo)準(zhǔn)，并采取了各種環(huán)境保護(hù)方法和設(shè)備加以控制，雖然使鍋爐的廢氣排放量得到了一定的控制，但若想達(dá)到更高的環(huán)境質(zhì)量要求，提高鍋爐的脫硫效率和降低煙塵排放指數(shù)，仍需要設(shè)計經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上先進(jìn)的脫硫除塵設(shè)備。在現(xiàn)有技術(shù)中，爐內(nèi)脫硫己在循環(huán)硫化床鍋爐，沸騰鍋爐中取得較好的工業(yè)運用，但存在的明顯缺點是阻力大、電耗高、處理技術(shù)難度大等難以廣泛推行。而且該技術(shù)不適于中、小型工業(yè)燃煤鍋爐。而我國在用的總數(shù)在50.12萬臺中小型工業(yè)鍋爐均未有理想的脫硫裝置，因此，解決這些小容量、分散面廣的再用鍋爐脫硫問題，也是當(dāng)前急待解決的一個重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，集爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫一體化，又同時兼有除塵功能的鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置。通過該裝置，可使鍋爐中的二氧化硫、粉塵排放大大低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了鍋爐的清潔燃燒。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案是在鍋爐爐膛上部煙氣出口處設(shè)有用于噴鈣脫硫的爐內(nèi)脫硫噴粉器，并在爐膛后煙道上設(shè)有煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器及與反應(yīng)器配套使用的霧化增濕脫硫組件。
所述的爐內(nèi)脫硫噴粉器是由鈣粉噴料斗、送風(fēng)管道、驅(qū)動機構(gòu)組成，鈣粉噴料斗安裝在送風(fēng)管道的上部，底部與送風(fēng)管道相通，在鈣粉噴料斗內(nèi)設(shè)有用于控制均勻下料的活動芯，活動芯底部裝有滾輪，借助驅(qū)動機構(gòu)的作用，可沿送風(fēng)管道上安裝的引向?qū)к夁M(jìn)行往復(fù)運動。
所述鈣粉噴料斗為上寬下窄結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)置的活動芯為三角狀，活動芯與鈣粉噴料斗的斜壁呈35～45°夾角，在鈣粉噴料斗斜壁的兩側(cè)設(shè)有下料調(diào)節(jié)板，并與活動芯結(jié)合構(gòu)成鈣粉下料口。
所述驅(qū)動機構(gòu)是由基座、電機、減速器、凸輪、搖桿、拉桿組成，其中，凸輪安裝在減速器的輸出軸上，并與搖桿上的滾子結(jié)觸，搖桿的一端固定在基座上，另一端分別與拉桿及拉力彈簧連接，拉桿與鈣粉噴料斗內(nèi)的活動芯連接。
所述煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器是一個截面為圓形或橢圓形或多邊形的筒體，筒體的底部與爐膛后煙道連通，上部通過排煙管道與鍋爐除塵器連通。在筒體內(nèi)布置排列有人字型煙塵截流擋板，擋板底端伸出筒壁外的對應(yīng)部位設(shè)置有集塵箱，集塵箱的下部裝有除塵鎖集器，筒體的外壁一側(cè)裝有清灰振動器。
所述煙塵截流擋板可以安裝在筒體內(nèi)的中心部位，也可以安裝在筒體內(nèi)靠上部位，其煙塵截流擋板的頂端可以伸進(jìn)排煙管道中。
所述煙塵截流擋板采用迷宮式結(jié)構(gòu)，對稱排列至少三排以上，其截面形狀為具有S狀的大小圓弧槽，其中，小圓弧可以是封閉式圓環(huán)狀。
所述霧化增濕脫硫組件是由霧化噴頭、調(diào)節(jié)閥、過濾器、熱水表組成，各構(gòu)件依次安裝在與供水系統(tǒng)相連的供水管道上。
按照上述方案制成的鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置，特別適用于中小容量工業(yè)燃煤鍋爐的新裝和改裝鍋爐的配套使用。使用該機，能夠有效的進(jìn)行鍋爐脫硫除塵，經(jīng)在SZL7-1.0-115-/75-AP型號的熱水鍋爐上應(yīng)用檢測，SO2＝606mg/m3，低于國家標(biāo)準(zhǔn)900mg/m3，而沒有脫硫的同類型鍋爐SO2＝1361mg/m3～1416mg/m3。本發(fā)明在鍋爐爐內(nèi)噴鈣脫硫的基礎(chǔ)上，又通過爐膛后部煙道上設(shè)置的霧化增濕脫硫組件和煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器，可對煙氣中未完全反應(yīng)的CaO通過霧化增濕活化后，再次脫除煙氣中的SO2，并經(jīng)反應(yīng)器的除塵以及鍋爐除塵器的除塵，可將煙塵中的含硫塵粒、粉塵有效去除。使脫硫凈化率達(dá)60％～85％，除塵率達(dá)95％以上。大大提高了脫硫除塵效果，且無二次污染。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、設(shè)備投資及設(shè)備運行費用低、而且脫硫、除塵效果顯著等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明爐內(nèi)脫硫噴粉器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是鈣粉噴料斗及送風(fēng)管道的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是鈣粉噴料斗及送風(fēng)管道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖5是煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器的安裝位置圖；圖6是煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖6的側(cè)視圖；圖8是圖6中A-A的截面視圖；圖9是煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖9的側(cè)視圖；圖11是圖9中A-A的截面視圖；圖12是煙塵截流擋板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是圖12中A-A的截面視圖。
具體實施例方式
參看圖1、圖2、圖3、圖4，本發(fā)明的爐內(nèi)脫硫噴粉器位于鍋爐爐膛上部，可固定在鍋爐的前墻或側(cè)墻上，為使脫硫能夠達(dá)到較好的脫硫效率，噴粉器設(shè)置在鍋爐爐膛上部的煙氣出口附近。該噴粉器是由鈣粉噴料斗1、送風(fēng)管道2、驅(qū)動機構(gòu)組成，其中，鈣粉噴料斗1為上寬下窄結(jié)構(gòu)，位于送風(fēng)管道2的上部，料斗底部與送風(fēng)管道2相通，在鈣粉噴料斗1內(nèi)設(shè)置有用于控制均勻下料的活動芯1-2，活動芯1-2底部裝有滾輪1-6，并與送風(fēng)管道2上安裝的引向?qū)к?-3相接觸，引向?qū)к?-3通過角支撐1-4固定在送風(fēng)管道2上，滾輪1-6帶動活動芯1-2可在引向?qū)к?-3中作往復(fù)運動?；顒有?-2通過拉桿9與驅(qū)動機構(gòu)連接，驅(qū)動機構(gòu)是由基座3、電機4、減速器5、拉力彈簧6、凸輪7、搖桿8、拉桿9組成，其中，凸輪7安裝在減速器5的輸出軸上，并與搖桿8上的滾子結(jié)合，搖桿8的一端固定在基座3上，另一端分別與拉桿9和拉力彈簧6連接，拉桿9與活動芯1-2連接。設(shè)置在鈣粉噴料斗1內(nèi)的活動芯1-2是靠驅(qū)動機構(gòu)中的凸輪7帶動搖桿8擺動，并通過連桿9拉動活動芯1-2沿著引向?qū)к?-3做向前或向后的往復(fù)運動，其作用是將鈣粉噴料斗1內(nèi)的鈣粉均勻從三角狀的活動芯1-2頂端經(jīng)兩側(cè)分開落下，再經(jīng)風(fēng)道噴入爐膛內(nèi)而達(dá)到脫硫的目的。
在圖3、圖4中，鈣粉噴料斗1內(nèi)設(shè)置的活動芯1-2為三角狀，活動芯1-2與鈣粉噴料斗1的斜壁呈35～45°夾角，其目的是防止鈣粉在噴料斗壁上貼滯，能沿噴料斗壁順利的溜下。在鈣粉噴料斗1斜壁的兩側(cè)通過緊固件裝有下料調(diào)節(jié)板1-7，該板與活動芯1-2結(jié)合構(gòu)成鈣粉下料口，并借助下料調(diào)節(jié)板1-7的作用，可以調(diào)節(jié)與活動芯1-2之間下料縫隙的寬窄，從而達(dá)到有效控制鈣粉給入量的目的。在活動芯1-2的兩側(cè)裝有密封壓條1-8，鈣粉噴料斗1的頂部配裝有料斗蓋1-10，用于防止灰塵雜物落入斗內(nèi)。料斗蓋1-10的下部，裝有盛料指示板1-9，指示板1-9的一端為固定端，另一端為自由端，它的作用是當(dāng)鈣粉噴料斗1中的鈣粉滿時，鈣粉將指示板1-9托起，在繩輪1-11的作用下，指示箭頭指向粉塵顯示器1-12下部“滿”的位置，當(dāng)鈣粉用完時，由于沒有鈣粉的襯托，在自重力的作用下，指示板1-9下降，指示箭頭上升至粉塵顯示器1-12上部“空”的位置。在鈣粉噴料斗1下方的送風(fēng)管道2的內(nèi)，設(shè)有一個三角狀的導(dǎo)流構(gòu)件1-5，起鈣粉進(jìn)入風(fēng)道時的導(dǎo)流作用。
爐內(nèi)脫硫噴粉器的工作原理本發(fā)明中所進(jìn)行的爐內(nèi)噴鈣粉脫硫是在煤的燃燒過程中噴入鈣基脫硫劑，脫硫劑主要采用石灰石粉、熟石灰、白云石等，將脫硫劑通過噴粉器噴入爐膛后，可達(dá)到脫除煙氣中二氧化硫的目的。其工作運行過程電動機4經(jīng)皮帶把動力傳遞給減速器5，在減速器5的輸出軸上安裝有能使活動芯1-2做均勻線速運動的凸輪7，凸輪7帶動搖桿8上的滾子在凸輪7的邊沿上運動，在拉力彈簧6的作用下，搖桿8通過拉桿9帶動鈣粉噴料斗1內(nèi)的活動芯1-2作往復(fù)運動。噴粉器的底風(fēng)是由鍋爐送風(fēng)機風(fēng)道中引入，并由風(fēng)道中的風(fēng)門調(diào)節(jié)控制風(fēng)量，以保持煙氣的空氣過剩系數(shù)在1.8左右，減少排煙的熱損失。在鈣粉噴料斗1下方的送風(fēng)管道2內(nèi)，設(shè)有一個三角狀的導(dǎo)流構(gòu)件1-5，借助導(dǎo)流構(gòu)件1-5的作用，使一次風(fēng)流過風(fēng)道口的截面縮小，同時加大風(fēng)口流速。并將風(fēng)向上導(dǎo)流，使鈣粉中較大顆粒在下方，較小的顆粒從送風(fēng)管道2上方噴入爐膛進(jìn)行脫硫。在爐膛的噴入口，可以采用文氏管狀縮口和擴(kuò)口進(jìn)一步增加對鈣粉的噴射作用，使脫硫鈣粉能噴射的更遠(yuǎn)。
參看圖5，是本發(fā)明的煙氣脫硫除塵活化反應(yīng)器23，該反應(yīng)器23位于鍋爐21和鍋爐除塵器22之間，反應(yīng)器23為筒狀結(jié)構(gòu)，其下部與鍋爐爐膛后部的煙道25連通，上部通過設(shè)置的排煙管道24與鍋爐除塵器22連通。在爐膛后部的煙道25上裝有霧化增濕脫硫組件，該組件是由霧化噴頭26、調(diào)節(jié)閥27、過濾器28、熱水表29組成，各構(gòu)件依次安裝在與供水系統(tǒng)相連的供水管道20上。
圖6、圖7、圖8是煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，筒體23-1截面為圓形，其上部的排煙管道24安裝在筒體23-1頂部靠下部位。煙塵截流擋板23-2安裝在筒體23-1內(nèi)的中心部位，并采用迷宮式結(jié)構(gòu)(參看圖12、圖13)，煙塵截流擋板23-2對稱排列至少三排以上，其截面形狀為具有S狀的大小圓弧槽，其中，小圓弧可以是封閉式圓環(huán)狀。
圖9、圖10、圖11是煙氣脫硫活化除塵反應(yīng)器實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，筒體23-1截面為方形，其上部的排煙管道24安裝在筒體3-1頂部。煙塵截流擋板23-2安裝在筒體23-1內(nèi)靠上部位，擋板的頂端可以伸進(jìn)排煙管道24中。煙塵截流擋板23-2的結(jié)構(gòu)及排列與實施例一相同。
煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器的工作原理是爐內(nèi)噴鈣脫硫后的煙氣進(jìn)入煙道，經(jīng)煙道出口噴霧增濕，在活化反應(yīng)器中對煙氣進(jìn)行活化脫硫除塵。在霧化水增濕的基礎(chǔ)上，可將爐內(nèi)未反應(yīng)完全的CaO進(jìn)行水合反應(yīng)，生成Ca(OH)2，然后再與煙氣中的SO2反應(yīng)生成CaSO3，部分CaSO3被氧化生成CaSO4，進(jìn)行活化后，再次脫除煙氣中的SO2。霧化后的含塵氣流進(jìn)入煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器23中，在煙塵截流擋板23-2的作用下，粉塵撞到迷宮槽內(nèi)圓弧形管內(nèi)被留住，由于圓弧管內(nèi)流速突然降低，粉塵沿圓弧管內(nèi)壁滑下，落入下部的集塵箱23-3中，由除塵鎖集器23-4定期清除積留粉塵。本發(fā)明雖然對煙氣加濕活化，但從整體上講，仍屬干法脫硫范圍，因此不產(chǎn)生二次污染，脫硫產(chǎn)生的鈣氧化物粉塵，將隨鍋爐煙塵、煤渣一起經(jīng)處理后進(jìn)行綜合利用。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置，其特征在于在鍋爐爐膛上部煙氣出口處設(shè)有用于噴鈣脫硫的爐內(nèi)脫硫噴粉器，并在爐膛后煙道上設(shè)有煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器及與反應(yīng)器配套使用的霧化增濕脫硫組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置，其特征在于爐內(nèi)脫硫噴粉器是由鈣粉噴料斗[1]、送風(fēng)管道[2]、驅(qū)動機構(gòu)組成，鈣粉噴料斗[1]安裝在送風(fēng)管道[2]的上部，底部與送風(fēng)管道[2]相通，鈣粉噴料斗[1]內(nèi)設(shè)有用于控制均勻下料的活動芯[1-2]，活動芯[1-2]底部裝有滾輪[1-6]，借助驅(qū)動機構(gòu)的作用，可沿送風(fēng)管道[2]上安裝的引向?qū)к塠1-3]進(jìn)行往復(fù)運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置，其特征在于所述鈣粉噴料斗[1]為上寬下窄結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)置的活動芯[1-2]為三角狀，活動芯[1-2]與鈣粉噴料斗[1]的斜壁呈35～45°夾角，在鈣粉噴料斗[1]斜壁的兩側(cè)設(shè)有下料調(diào)節(jié)板[1-7]，并與活動芯[1-2]結(jié)合構(gòu)成鈣粉下料口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置，其特征在于所述驅(qū)動機構(gòu)是由基座[3]、電機[4]、減速器[5]、拉力彈簧[6]、凸輪[7]、搖桿[8]、拉桿[9]組成，其中，凸輪[7]安裝在減速器[5]的輸出軸上，并與搖桿[8]上的滾子結(jié)觸，搖桿[8]的一端固定在基座[3]上，另一端分別與拉桿[9]及拉力彈簧[6]連接，拉桿[9]與噴料斗內(nèi)的活動芯[1-2]連接
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置，其特征在于在鈣粉噴料斗[1]下方的送風(fēng)管道[2]底部，設(shè)有導(dǎo)流構(gòu)件[1-5]。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置，其特征在于所述煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器[3]是一個截面為圓形或橢圓形或多邊形的筒體[23-1]，筒體的底部與爐膛后煙道[25]連通，上部通過排煙管道[24]與鍋爐除塵器[22]連通，在筒體內(nèi)布置排列有人字型煙塵截流擋板[23-2]，擋板底端伸出筒壁外的對應(yīng)部位設(shè)置有集塵箱[23-3]，集塵箱[23-3]的下部裝有除塵鎖集器[23-4]，筒體[23-1]的外壁一側(cè)裝有清灰振動器[23-5]。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置，其特征在于所述煙塵截流擋板[23-2]可以安裝在筒體[23-1]內(nèi)的中心部位，也可以安裝在筒體[23-1]內(nèi)靠上部位，其煙塵截流擋板[23-2]的頂端可以伸進(jìn)排煙管道[22]中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置，其特征在于所述煙塵截流擋板[23-2]采用迷宮式結(jié)構(gòu)，對稱排列至少三排以上，其截面形狀為具有S狀的大小圓弧槽，其中，小圓弧可以是封閉式圓環(huán)狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置，其特征在于所述霧化增濕脫硫組件是由霧化噴頭[26]、調(diào)節(jié)閥[27]、過濾器[28]、熱水表[29]組成，各構(gòu)件依次安裝在與供水系統(tǒng)相連的供水管道[20]上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鍋爐爐內(nèi)脫硫及煙氣活化脫硫除塵裝置，特別適用于中小容量工業(yè)燃煤鍋爐的新裝和改裝鍋爐的配套使用。其主要特點是在鍋爐爐膛上部煙氣出口處設(shè)有用于噴鈣脫硫的爐內(nèi)脫硫噴粉器，并在爐膛后煙道上設(shè)有煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器及與反應(yīng)器配套使用的霧化增濕脫硫組件。本發(fā)明是在鍋爐爐內(nèi)噴鈣脫硫的基礎(chǔ)上，又通過霧化增濕及煙氣活化脫硫除塵反應(yīng)器對煙氣再次進(jìn)行活化脫硫，并經(jīng)反應(yīng)器中的除塵以及鍋爐原有除塵器的除塵，可將煙塵中的含硫塵粒、粉塵有效去除，使脫硫凈化率達(dá)60％～85％，除塵率達(dá)95％以上。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、設(shè)備投資及設(shè)備運行費用低、脫硫除塵效果顯著等優(yōu)點。
文檔編號B01D53/00GK1779324SQ20041006027
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月23日
發(fā)明者曾慶智, 張義忠, 楊全治, 張大麗, 楊國忠 申請人:河南大學(xué)