專利名稱：一種用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保脫硫領(lǐng)域，具體涉及ー種專用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫裝置。
背景技術(shù)：
我國大量的中小型燃煤鍋爐均面臨脫硫問題，脫硫任務十分艱巨。全世界的脫硫技術(shù)已經(jīng)超過上百種，但是能夠有效應用到エ業(yè)上的只有十來種。目前的脫硫技術(shù)由于技術(shù)不過關(guān)，脫硫效果不佳。如根據(jù)上海市地方標準DB31/387-2007《鍋爐大氣污染物排放標準》中關(guān)于ニ氧化硫排放量的要求，折算出對脫硫設備的脫硫率要求一般為大于60%，可見，對于中小型燃煤エ業(yè)鍋爐，一般脫硫技術(shù)的脫硫效果皆不盡如人意。
目前，我國的中小型燃煤鍋爐大部分采用的是水幕除塵脫硫，該方法耗水量極大，除塵效果較佳，脫硫效果很差，脫硫率一般為40%左右，并且ニ氧化硫溶于水后流入江河，造成二次污染，所以該方法并未從根本上解決中小型燃煤鍋爐的脫硫問題。在沿海發(fā)達地區(qū)，例如上海，一部分燃煤鍋爐采用鈣基脫硫劑(如石灰-石膏法)，往往會造成管道堵塞、風機腐蝕等一系列問題，致使一般企業(yè)難以承擔；另一部分燃煤鍋爐采用強堿脫硫劑(氫氧化鈉法)，該法基本解決了管道堵塞的問題，但是脫硫劑氫氧化鈉成本昂貴，分機腐蝕更加嚴重，脫硫后的沉淀物隨污泥一起運往燒磚廠，造成二次污染。因此找到一種低運行成本高脫硫率，并且無管道堵塞無二次污染的技術(shù)，脫硫副產(chǎn)品又能資源化，商品化，并且還能盈利，將極大地調(diào)動企業(yè)脫硫的積極性，必將使企業(yè)由被迫治理轉(zhuǎn)為主動治理，這種技術(shù)就是專用于中小型燃煤鍋爐的煙氣濕法氧化鎂脫硫技術(shù)。我國氧化鎂的儲量十分可觀，目前已探明的氧化鎂儲量約為160億噸，占全世界80%左右且品質(zhì)優(yōu)良，因此氧化鎂完全能夠作為脫硫劑應用于通用中小型燃煤鍋爐的脫硫系統(tǒng)。氧化鎂脫硫原理利用氧化鎂漿液對煙氣中SO2進行吸收，可生成含結(jié)晶水的亞硫酸鎂和硫酸鎂。其反應過程如下氧化鎂漿液的制備MgCHH2O -Mg(OH)2SO2 的吸收反應Mg (OH) 2+S02+5H20 — MgSO3 · 6H20 IMgS03+S02+H20 — Mg (HSO3) 2 IMg (HSO3) 2+Mg (OH) 2+1OH2O — 2MgS03 · 6H20 I吸收過程發(fā)生的主要副反應(氧化反應)
Mg(HS03)2 + 丄O2 + 6H20 — MgSO4 -IH2Oi +SO2 個MgSO3 +-O2+ IH2O — MgSO4 · IH2O i
Mg (OH) 2+S03+6H20 — MgSO4 · 7H20 I
現(xiàn)有的鎂法脫硫設備，雖然有的脫硫效率較高，但是設備投資大，運行費用高。如三菱重工的幾套鎂法脫硫設備，脫硫效率可達80% -90% (郭如新，從國外鎂法煙氣脫硫的研發(fā)進程看國內(nèi)發(fā)展前景.硫磷設計與粉體工程，2009，(2))。目前，廣泛應用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫エ藝，特別是濕法除塵脫硫エ藝，其在具體應用當中存在以下缺點I)現(xiàn)有脫硫裝置，脫硫率低，運行成本高，極易造成二次排放污染。2)采用氫氧化鈉作為脫硫劑，風機腐蝕相當嚴重，每年風機需要大修一次甚至報廢；脫硫劑價格昂貴，4000元/噸的均價使很多企業(yè)難以承擔，并且價格還在持續(xù)上漲中。
3)排放煙氣帶水問題嚴重。除霧裝置效率低，堵塞嚴重，清洗困難。4)現(xiàn)有脫硫裝置汽液接觸時間短，反應不充分，脫硫劑浪費嚴重。5)脫硫系統(tǒng)管道、器壁結(jié)垢嚴重，容易造成管路堵塞。6)現(xiàn)有除塵裝置，直接用水霧進行除塵，耗水量極大。7)現(xiàn)有脫硫裝置，絕大部分未進行廢水再利用，水資源浪費嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供ー種專用于中小型燃煤鍋爐的除塵脫硫裝置。該裝置應具備設備成本低，運行成本低，除塵率高，脫硫率高的特點。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，包括與鍋爐直接連接的除塵裝置，和與所述除塵裝置相連的廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置，所述除塵裝置包括依次連接的多管旋風除塵器、引風機和文丘里洗滌管；所述廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置包括鍋爐、位于鍋爐下方的煤渣沖洗池、與所述煤渣沖洗池相連的三級地池、連接在所述三級地池上的地溝，所述地溝與煤渣沖洗池相連形成循環(huán)；所述脫硫系統(tǒng)還包括文丘里洗滌液深度除塵預脫硫裝置，所述裝置由文丘里洗滌管與所述廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置中的地溝和三級地池相連接形成循環(huán)；所述文丘里洗滌管與脫硫塔相連。本發(fā)明的除塵系統(tǒng)為二次除塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括用于干法除塵的多管旋風除塵器和進行濕法深度除塵文丘里洗滌管。根據(jù)本發(fā)明所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，較好的是，所述煙氣除塵脫硫系統(tǒng)還包括脫硫液加料結(jié)晶循環(huán)裝置，所述脫硫液加料結(jié)晶循環(huán)裝置包括連接成循環(huán)回路的脫硫塔和結(jié)晶池，位于所述結(jié)晶池上的自動加料機，以及與所述結(jié)晶池相連的清水罐。在結(jié)晶池和地溝上還可進ー步設有pH在線檢測儀。結(jié)晶池內(nèi)的脫硫液可根據(jù)需要流入廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置的地溝中，也可不接入廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置中。優(yōu)選的是，所述地溝內(nèi)置有ー曝氣裝置；所述結(jié)晶池內(nèi)置有ー曝氣裝置。因為地溝屬于文丘里洗滌液深度除塵預脫硫裝置的一部分，即所述文丘里洗滌液深度除塵預脫硫裝置還可包括ー曝氣裝置；結(jié)晶池屬于脫硫液加料結(jié)晶循環(huán)裝置的一部分，即脫硫液加料結(jié)晶循環(huán)裝置還可包括ー曝氣裝置。曝氣裝置的作用是使不穩(wěn)定的亞硫酸鎂氧化成硫酸鎂，防止亞硫酸鎂分解造成ニ次污染。加入曝氣裝置，可以加快硫酸鎂的形成，使氧化鎂的活性顯著提高，達到脫硫率穩(wěn)定可靠的效果。根據(jù)本發(fā)明所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，在一個優(yōu)選的實施方案中，所述多管旋風除塵器與所述鍋爐間連接有一省煤器。使用省煤器可以更進ー步節(jié)省能耗。在一個優(yōu)選的實施方案中，在所述煤渣沖洗池、結(jié)晶池、地溝和三級地池的液體流出口設置有過濾網(wǎng)。進ー步地，所述過濾網(wǎng)可以為不銹鋼或塑料材質(zhì)。更進一歩地，所述過濾網(wǎng)的密度為60目 100目。這些過濾網(wǎng)構(gòu)成了本套脫硫裝置的過濾排渣防堵系統(tǒng)，可以在脫硫時進ー步保證流體暢通；停機時，開閥把脫硫塔管道內(nèi)液體排入地溝，保證管道內(nèi)無殘留液體；停機吋，把清水罐的清水抽入脫硫塔，沖洗管道、噴頭和塔體，保證管路與噴頭無積垢堵塞。 根據(jù)本發(fā)明所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，較好的是，所述廢水冷卻沉淀循環(huán)系統(tǒng)的入水ロ為鍋爐的煤渣沖洗池。洗煤渣水具有很強的堿性(PH = 10 11)，通入文丘里洗滌管可以對煙氣進行預脫硫。在一個優(yōu)選的實施方案中，在所述文丘里洗滌液深度除塵預脫硫裝置中，所述文丘里洗滌管的出水ロ與廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置中的地溝相連；所述廢水冷卻沉淀循環(huán)系統(tǒng)中的三級地池下游與所述文丘里洗滌管的入水ロ相連。這樣，三級地池下游經(jīng)過沉淀的廢水可以作為文丘里洗滌管中的洗滌液用于噴洗煙氣，對煙氣進行深度除塵，降溫和預脫硫，噴洗完煙氣的液體流入地溝上游，與引來的洗煤渣廢水酸堿中和，再從地溝下游溢流入三級地池冷卻沉淀，從而構(gòu)成文丘里洗滌液深度除塵預脫硫循環(huán)裝置。當然，也可以將其他水源引入文丘里洗滌管中，作為起到深度除塵，降溫和預脫硫作用的洗滌液的來源。進ー步的，所述脫硫塔的排氣ロ連接有除霧器，所述除霧器上端連接有畑 ，所述除霧器的排水ロ與地溝相連。除霧器的作用是可以進ー步減少蒸汽的排放。除霧器可以采用獨立的絲網(wǎng)除霧器，獨立的絲網(wǎng)除霧器保證了水量損失較少，不易堵塞，清洗方便。根據(jù)本發(fā)明所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，更進一歩地，所述多管旋風除塵器與引風機間設有一畑氣換熱器；所述煙氣換熱器同時連接在所述除霧器與煙囪之間。本發(fā)明的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，主要包括與除塵系統(tǒng)緊密相連的兩大水循環(huán)裝置，即廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置和文丘里洗滌液深度除塵預脫硫裝置。另夕卜，還可進一歩包括脫硫液加料結(jié)晶循環(huán)裝置，進ー步參與深度脫硫的是脫硫液加料結(jié)晶循環(huán)裝置。本發(fā)明提供了一種由三大水循環(huán)系統(tǒng)組成的煙氣脫硫方法，保證了真正廢水零排放，水的損失較小，補水較少。以氧化鎂作為主脫硫劑(脫除的SO2約占煙氣SO2總量的60wt% )，洗煤渣水等廢水作為副脫硫劑(脫除的SO2約占煙氣SO2總量的35wt% )，對煙氣進行深度除塵和脫硫。結(jié)晶產(chǎn)物可提純?yōu)榱蛩徭V產(chǎn)品出售，洗煤渣水達到了以廢(水)治廢(氣)的目的，兩者都降低了運行成本。同時可以進ー步用過濾網(wǎng)形成一個過濾排渣防堵系統(tǒng)，可以保證系統(tǒng)通暢。本發(fā)明的有益效果是
I)三大水循環(huán)系統(tǒng)，保證了真正廢水零排放，杜絕水污染。2)利用洗煤渣水作為副脫硫劑，以廢(水)治廢(氣)，節(jié)省主脫硫劑資源。3)獨立的絲網(wǎng)除霧器保證了水量損失較少，不易堵塞，清洗方便。4)結(jié)晶產(chǎn)物提純后得到硫酸鎂產(chǎn)品，降低運行成本。5)采用自動加料機與PH在線檢測儀，實現(xiàn)脫硫劑的加入量隨PH的變化而變化。在穩(wěn)定脫硫率的同時，節(jié)省了人力以及脫硫劑的使用量，并有效防止脫硫劑氧化鎂過量加入時形成沉淀。6)采用特別設計的過濾排渣防堵系統(tǒng)，過濾徹底，排渣方便，防堵性能強，運行可 靠性高。7)設備緊湊，占地面積小(處理4噸鍋爐煙氣的脫硫設備總占地面積僅為24m2)，耗電量較少。8)除塵率高達99%，脫硫率高達90%以上。9)靈活多變的布局設計，可用于不同噸位鍋爐脫硫設備的現(xiàn)場改造。10)適應性好，適應負荷變化、煙氣成分變化、煤的含硫率變化。


圖I是本發(fā)明煙氣除塵脫硫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I.鍋爐，2.煤渣沖洗池，3.省煤器，4.多管旋風除塵器，5.引風機，6.文丘里洗滌管，7.脫硫塔，8.曝氣裝置，9.曝氣裝置，10.清水罐，11.自動加料機，12.結(jié)晶池，13.地溝，14.三級地池，15.除霧器，16.煙氣換熱器，17.煙囪。圖2是本發(fā)明的廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置示意圖。圖3是本發(fā)明的文丘里洗滌液深度除塵預脫硫裝置示意圖。圖4是本發(fā)明的脫硫液加料結(jié)晶循環(huán)裝置示意圖。圖5是脫硫率和除塵率隨周期數(shù)的變化示意圖。
具體實施例方式實施例I :本發(fā)明除塵脫硫的基本流程是從燃煤鍋爐I煙道出來的煙氣首先進入省煤器3再進入除塵系統(tǒng)中的多管旋風除塵器4進行干法除塵，經(jīng)除塵后的煙氣先進入煙氣換熱器16后再進入引風機5，經(jīng)引風機5增壓后的煙氣進入文丘里洗滌管6，進行深度除塵和降溫預脫硫，從文丘里洗滌管6出來的煙氣沿塔體切線進入脫硫塔7的下部，經(jīng)多層噴淋的脫硫液洗滌脫硫后從塔頂出來，再經(jīng)管道進入除霧器15，除霧后的煙氣通過煙氣換熱器16加熱后進入煙囪17排放。在此過程中，從鍋爐排渣ロ的煤渣沖洗池2流出的廢水用管道引入地溝13上游，經(jīng)地溝13沉淀排出后進入三級地池14，冷卻沉淀后利用水泵把地池13下游的一部分水噴入煤渣沖洗池2，從而構(gòu)成廢水冷卻沉淀循環(huán)系統(tǒng)。從三級地池14下游抽出一部分水作為文丘里洗滌液噴洗煙氣，對煙氣進行深度除塵，降溫和預脫硫，噴洗完煙氣的液體流入地溝13上游，與引來的洗煤渣廢水酸堿中和，再從地溝下游溢流入三級地池14冷卻沉淀，從而構(gòu)成文丘里洗滌液深度除塵預脫硫系統(tǒng)。
脫硫液加料結(jié)晶循環(huán)系統(tǒng)采用自動加料機11與pH在線檢測儀，把脫硫劑氧化鎂加入到結(jié)晶池的下游，并且加入量隨pH的變化而變化。利用水泵把脫硫液抽入脫硫塔7進行霧狀噴淋，噴淋后的液體從脫硫塔7底部流入結(jié)晶池12，經(jīng)曝氣裝置9強行氧化，待溶液飽和后冷卻結(jié)晶沉淀，從而構(gòu)成脫硫液加料結(jié)晶循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明提供的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)實施在4t/h燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫系統(tǒng)工程上，其連接方式與圖I相同。該4t/h燃煤鍋爐需要處理的煙氣量為14000m3/h，煙氣溫度為180°C，煙氣中SO2氣體濃度為680mg/m3，煙塵含量為77mg/m3。通過該煙氣除塵脫硫系統(tǒng)后排出的煙氣溫度為90°C，煙氣中SO2氣體濃度為30mg/m3，煙塵含量為I. Omg/m3,煙氣含水量為3. lg/m3。除塵率為99%，脫硫率為95%。
考察實施例I中的4t/h燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定性。連續(xù)運行6周，每周連續(xù)運行5天，每天連續(xù)運行8個小吋。為保持進入脫硫塔的脫硫液PH = 7，每天消耗純度為90%的氧化鎂約30公斤。得到的脫硫率和除塵率隨周期數(shù)的變化如圖5所示?？疾焐鲜?t/h燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫系統(tǒng)的經(jīng)濟性。每天消耗純度為90%的氧化鎂約30公斤，每天耗電量約為50千瓦，耗水量約為
0.5噸。純度為90%的氧化鎂均價約為800元/噸,エ業(yè)電價為I. 2元/千瓦,エ業(yè)水價為3元/噸。算得ー個月(22個工作日)的運行成本(不計人力費用)約為1881元。平均每周結(jié)晶池沉淀物約為90 120公斤，結(jié)晶顆粒約為20 30公斤。經(jīng)檢測，沉淀物中硫酸鎂約占20%，結(jié)晶顆粒中硫酸鎂約占90%。若不提純硫酸鎂，僅作為鎂肥使用，市場上40%的鎂肥約為350元/噸。折算后賣出一個月沉淀結(jié)晶產(chǎn)物的收入約為924
J Li o綜合以上估算數(shù)據(jù)可得，4t/h燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫系統(tǒng)每個月(22個工作日)的實際運行成本(不計人力費用)不足1000元。實施例2除缺少省煤器3和煙氣換熱器16以外，其他同實施例I。本實施例的除塵脫硫系統(tǒng)的除塵率為98%，脫硫率為94% .
權(quán)利要求
1.一種用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，包括與鍋爐直接連接的除塵裝置，和與所述除塵裝置相連的廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置，其特征在于 所述除塵裝置包括依次連接的多管旋風除塵器(4)、引風機(5)和文丘里洗滌管(6)； 所述廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置包括鍋爐(I)、位于鍋爐(I)下方的煤渣沖洗池(2)、與所述煤渣沖洗池⑵相連的三級地池(14)、連接在所述三級地池(14)上的地溝(13)，所述地溝(13)與煤渣沖洗池(2)相連形成循環(huán)； 所述脫硫系統(tǒng)還包括文丘里洗滌液深度除塵預脫硫裝置，所述裝置由文丘里洗滌管(6)與所述廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置中的地溝(13)和三級地池(14)相連接形成循環(huán)；所述文丘里洗滌管出)與脫硫塔(7)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述煙氣除塵脫硫系統(tǒng)還包括脫硫液加料結(jié)晶循環(huán)裝置，所述脫硫液加料結(jié)晶循環(huán)裝置包 括連接成循環(huán)回路的脫硫塔(7)和結(jié)晶池(12)，位于所述結(jié)晶池(12)上的自動加料機(11)，以及與所述結(jié)晶池(12)相連的清水罐(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述地溝(13)內(nèi)置有ー曝氣裝置(8);所述結(jié)晶池(12)內(nèi)置有ー曝氣裝置(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述多管旋風除塵器(4)與所述鍋爐(I)間連接有一省煤器(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于在所述煤渣沖洗池(2)、結(jié)晶池(12)、地溝(13)和三級地池(14)的液體流出ロ設置有過濾網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述過濾網(wǎng)為不銹鋼或塑料材質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述廢水冷卻沉淀循環(huán)系統(tǒng)的入水ロ為鍋爐的煤渣沖洗池(2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述文丘里洗滌管(6)的出水ロ與所述廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置中的地溝(13)相連；所述廢水冷卻沉淀循環(huán)系統(tǒng)中的三級地池(14)下游與所述文丘里洗滌管出)的入水ロ相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述脫硫塔(7)的排氣ロ連接有除霧器(15)，所述除霧器(15)上端連接有煙囪(17)，所述除霧器(15)的排水ロ與地溝(13)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或9所述的用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，其特征在于所述多管旋風除塵器(4)與引風機(5)間設有一畑氣換熱器(16);所述煙氣換熱器(16)同時連接在所述除霧器(15)與煙囪(17)之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于中小型燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，包括與鍋爐直接連接的除塵裝置，和與所述除塵裝置相連的廢水冷卻沉淀循環(huán)裝置，其中，與除塵系統(tǒng)緊密相連的兩大水循環(huán)系統(tǒng)是廢水冷卻沉淀循環(huán)系統(tǒng)和文丘里洗滌液深度除塵預脫硫系統(tǒng)。本發(fā)明還可進一步包括脫硫液加料結(jié)晶循環(huán)裝置。本發(fā)明的除塵脫硫裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，除塵效率高達99％，脫硫效率高達90％以上，同時靈活多變的布局設計，專門用于中小型燃煤鍋爐脫硫設備的現(xiàn)場改造。
文檔編號B01D53/78GK102847400SQ20111018109
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者顧京君 申請人:上海三卿環(huán)?？萍加邢薰?br>