專利名稱：適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一體化的節(jié)能脫硫設(shè)備，主要適應(yīng)于在中小型鍋爐系統(tǒng)中配套使用。
背景技術(shù)：
石灰石/石灰-石膏濕法脫硫是一種常見(jiàn)的煙氣脫硫技術(shù)，通過(guò)噴淋洗滌煙氣，噴淋水中的鈣質(zhì)脫硫劑與煙氣中的二氧化硫/三氧化硫反應(yīng)生成可沉淀的亞硫酸鈣/硫酸鈣，以實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫之目的，現(xiàn)有的這類(lèi)脫硫設(shè)備的結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜，由噴淋塔、制漿池、 噴淋系統(tǒng)、電除塵器及電控制系統(tǒng)組成，由此導(dǎo)致了占地多和投資大等問(wèn)題，影響了這種脫硫技術(shù)在中小型鍋爐系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。另一方面，鍋爐的排煙溫度通常較高，為節(jié)省熱能浪費(fèi)，通常采用在煙道上設(shè)置省煤器的方式實(shí)現(xiàn)熱能的利用，但為了避免因結(jié)露導(dǎo)致的管道在亞硫酸等酸性水的強(qiáng)腐蝕， 并考慮到后續(xù)煙氣處理的需要，通常由省煤器排出的煙氣依然需要具有相對(duì)較高的溫度， 由此導(dǎo)致了兩方面的缺陷，一是能夠回收的熱能是有限，依然有大量的可回收熱能隨煙氣排放掉，二是熱回收設(shè)備與后續(xù)的脫硫設(shè)備相互獨(dú)立，不利于簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，節(jié)省占地面積，也不利于兩者的相互配合。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，這種設(shè)備將煙氣的熱回收和脫硫合二為一，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，占地面積小，操作方便，并且節(jié)能和脫硫效率高，特別適應(yīng)于在中小型鍋爐系統(tǒng)中配套適應(yīng)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，包括設(shè)有煙氣進(jìn)口和煙氣出口的殼體，所述殼體主要由依次連接的熱交換段、上連接彎管、噴淋段、下連接彎管和回升段構(gòu)成，所述熱交換段、噴淋段和回升段為立式，所述熱交換段的內(nèi)部設(shè)有由若干豎向平行列管構(gòu)成的用于熱交換的管束，所述管束連接冷介質(zhì)管道，所述殼體的煙氣進(jìn)口設(shè)置在所述熱交換段的側(cè)壁上，所述熱交換段的底部封閉，并設(shè)有冷凝水排水管，所述噴淋段的內(nèi)部構(gòu)成洗滌室，所述洗滌室的上部設(shè)有一個(gè)或多個(gè)朝下的噴頭，水噴射提高了排煙速度，減少了引風(fēng)機(jī)的耗電，所述噴頭連接噴淋管，所述下連接彎管的底部設(shè)有排污管口，所述排污管口上連接有能濾除水的料袋，所述下連接彎管的后部和/或所述回升段的下部設(shè)有一層或多層過(guò)濾層，所述回升段的上端連接所述殼體的煙氣出口，所述殼體的下方設(shè)有沉淀池，所述料袋的濾出水流入所述沉淀池，所述冷凝水排水管的排水流入所述沉淀池，所述噴淋管連接有噴淋水泵，所述噴淋水泵的進(jìn)水口連接所述沉淀池的澄清水。本發(fā)明的有益效果是由于將節(jié)能和脫硫集中在一起，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、節(jié)水、節(jié)電和脫硫的一體化，有利于減小設(shè)備的占地面積，節(jié)省投資；由于采用了豎向列管的方式進(jìn)行熱交換，可以加熱作為冷介質(zhì)的水或空氣等，以回收利用煙氣中的熱能，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效益，特別是同后續(xù)的脫硫裝置相配合，允許在熱交換段將煙氣的溫度降到露點(diǎn)以下，由此可以回收利用更多的熱能，提高了節(jié)能效益；由于設(shè)置了冷凝水排水管，并通過(guò)冷凝水排水管將冷凝水排放到沉淀池中，使冷凝水中的酸性物質(zhì)同沉淀池中的石灰進(jìn)行反應(yīng)，由此在不增加任何設(shè)備的情況下就實(shí)現(xiàn)了對(duì)這種酸堿中和的冷凝水處理的回收利用，根據(jù)申請(qǐng)人的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這種冷凝水的利用，通常情況下不僅無(wú)需再對(duì)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水，甚至還有富余的澄清水，由此不僅節(jié)省了水資源，而且也降低了脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行成本；由于可以通過(guò)凝結(jié)水排水管及時(shí)地將凝結(jié)水排出，由此極大地緩解了酸性凝結(jié)水導(dǎo)致的設(shè)備強(qiáng)腐蝕，同時(shí)考慮到煙氣溫度有了大幅度的下降，并且在設(shè)備內(nèi)采用相對(duì)成本較低的高分子防腐層進(jìn)行防腐，由此基本上解決了熱交換段的防腐問(wèn)題，降低了防腐成本；由于采用了可將水濾除的料袋，噴淋形成的污水流入料袋中進(jìn)行過(guò)濾，固定物留在料袋內(nèi)，而水將袋內(nèi)的石灰溶解后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行脫硫循環(huán)利用，在料袋中充滿固體廢料后可以直接更換料袋，由此不僅簡(jiǎn)化了相應(yīng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)，而且還極大地方便了作業(yè)，使之適應(yīng)于中小型鍋爐的現(xiàn)有操作水平；由于可以將石灰直接放置在料袋中，并可以將料袋浸入沉淀池的澄清水中，使料袋中的石灰慢慢的緩釋溶出，進(jìn)入沉淀池的水中，由此維持了沉淀池內(nèi)石灰水的有效濃度，并且無(wú)需設(shè)置復(fù)雜的石灰水制備設(shè)施，簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，而在石灰的溶出過(guò)程中噴淋洗滌形成的亞硫酸鈣不斷進(jìn)入，使料袋容納石灰和容納固體廢料的兩個(gè)功能互不沖突，保證了作業(yè)的持續(xù)性；由于設(shè)置了回升段，并且還可以設(shè)置過(guò)濾層，并配合下連接彎管的方向變換，可以使煙氣中夾帶的水滴和固體物過(guò)濾和沉降下來(lái)，降低了煙氣中水和煙塵的含量，實(shí)現(xiàn)了煙氣的進(jìn)一步凈化。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，本發(fā)明提供了一種適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，其包括設(shè)有煙氣進(jìn)口 2和煙氣出口 8的殼體，所述殼體主要由依次連接的熱交換段I、上連接彎管5、噴淋段7、下連接彎管19和回升段10構(gòu)成，所述熱交換段、噴淋段和回升段為立式，所述熱交換段的內(nèi)部設(shè)有由若干豎向平行列管3構(gòu)成的用于熱交換的管束，所述管束連接冷介質(zhì)管道，所述殼體的煙氣進(jìn)口設(shè)置在所述熱交換段的側(cè)壁上，例如，優(yōu)選設(shè)置在所述熱交換段的側(cè)壁的中部或下部，以保證煙氣進(jìn)入熱交換段后能夠在向上流動(dòng)的過(guò)程中同所述管束內(nèi)的冷介質(zhì)進(jìn)行充分熱交換，所述熱交換段的底部封閉且設(shè)有冷凝水排水管20，所述噴淋段的內(nèi)部構(gòu)成洗滌室，所述洗滌室的上部設(shè)有一個(gè)或多個(gè)朝向下的噴頭6，所述噴頭連接噴淋管 18，所述噴淋管穿過(guò)所述殼體的側(cè)壁，一部分位于所述殼體內(nèi)，用于連接所述噴頭，另一部分位于所述殼體外，用于接入噴淋水，所述下連接彎管的底部設(shè)有排污管口 12，所述排污管口上連接有能濾除水的料袋16，所述下連接彎管的后部和/或所述回升段的下部設(shè)有一層或多層過(guò)濾層11，所述回升段的上端連接所述殼體的煙氣出口，所述殼體的下方設(shè)有沉淀池15，所述料袋的濾出水流入所述沉淀池，所述冷凝水排水管的排水流入所述沉淀池，所述噴淋管連接有噴淋水泵，所述噴淋水泵的進(jìn)水口連接所述沉淀池的澄清水。煙氣從所述殼體的煙氣進(jìn)口進(jìn)入熱交換段，在熱交換段由下向上流動(dòng)，通過(guò)管束壁向管束內(nèi)的冷介質(zhì)放熱，煙氣中的水份冷凝形成冷凝水，所述冷凝水沉積在所述熱交換段的底部，經(jīng)過(guò)所述冷凝水排放管排出，而放熱后的煙氣則通過(guò)上連接彎管進(jìn)入噴淋段由上向下流動(dòng)，由噴頭向下噴出的噴淋水對(duì)煙氣進(jìn)行噴淋洗滌，同時(shí)帶動(dòng)煙氣流動(dòng)，以彌補(bǔ)因殼體內(nèi)各種阻力造成的壓力損失，所用噴淋水通常為石灰水，煙氣中的二氧化硫與噴淋水中的氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣等固體沉淀物，同時(shí)煙氣中的煙塵經(jīng)洗滌后也進(jìn)入水中形成固體沉淀物，煙氣和噴淋水一同流到下連接彎管的底部，混有固體沉淀物的水流入料袋，而煙氣則經(jīng)過(guò)下連接彎管進(jìn)入回升段由下向上進(jìn)行流動(dòng)，進(jìn)入料袋的水與料袋中的石灰接觸，使料袋中的石灰不斷溶解到水中，溶解有石灰的水穿過(guò)料袋壁流入料袋下方的沉淀池，在沉淀池中進(jìn)一步沉淀，澄清水通過(guò)噴淋管進(jìn)入噴頭循環(huán)利用，而水中的二氧化硫等固體沉淀物被阻隔在料袋中，可以定期取出或者定期更換料袋，煙氣中的水滴和固體物在下連接彎管和下降段可以依靠多種機(jī)理實(shí)現(xiàn)氣水分離，一是彎管換向的離心作用，二是過(guò)濾層的分離作用，三是在回升段靠重力自然產(chǎn)生沉降作用進(jìn)料袋，由此實(shí)現(xiàn)了煙氣的進(jìn)一步凈化，從回升段流出的煙氣經(jīng)過(guò)煙氣出口排出，可進(jìn)入煙 排放或者根據(jù)煙氣凈化要求進(jìn)行后續(xù)的凈化處理?？梢圆捎萌我膺m宜的技術(shù)使所述料袋的濾出水流入所述沉淀池中，例如，通?？梢允顾隽洗挥谒龀恋沓氐闹黧w部分的上方或者浸入所述沉淀池的主體部分的水中， 為便于更換料袋等作業(yè)，也可以設(shè)置連接沉淀池的主體部分的一個(gè)副池或其他水流通道， 使所述料袋位于所述副池或其他水流通道的上方或者將所述料袋浸入所述副池或水流通道的水中，料袋濾出的水先進(jìn)入所述副池或其他水流通道再流入所述沉淀池的主體部分， 在這種情況下，所述副池或其他水流通道可視為所述沉淀池的一部分。同理，可以通過(guò)將所述冷凝水排水管的出口設(shè)置在所述沉淀池(包括連接沉淀池的主體部分的副池或其他水流通道)的上方或者浸入所述沉淀池中的方式，實(shí)現(xiàn)所述冷凝水排水管的排水流入所述沉淀池。所述回升段內(nèi)可以設(shè)有一個(gè)或多個(gè)朝下的反沖噴頭9，所述反沖噴頭位于所述過(guò)濾層的上方，所述反沖噴頭連接有反沖管13，所述反沖管連接有反沖水泵，所述反沖水泵的進(jìn)水口連接所述沉淀池的澄清水，也可以連接反沖水池，以便通過(guò)反沖水池在反沖水中加入適當(dāng)?shù)乃巹?，提高?duì)過(guò)濾層的反沖效果。通過(guò)反沖噴頭可以對(duì)過(guò)濾層進(jìn)行反沖洗，消除粘結(jié)在過(guò)濾層上的污垢，避免過(guò)濾層的堵塞。所述噴淋水泵和反沖水泵可以為相對(duì)獨(dú)立的水泵，也可以為共用的水泵17。當(dāng)反沖水泵連接沉淀池的澄清水時(shí)，為節(jié)省設(shè)備起見(jiàn)，優(yōu)選采用同一個(gè)共用的水泵向噴淋管和反沖管供水，可以將噴淋管和反沖管接入同一個(gè)總管，并在總管上設(shè)置所述共用的水泵，通過(guò)開(kāi)啟或關(guān)閉各管道上的閥門(mén)實(shí)現(xiàn)對(duì)噴淋和反沖的控制。所述管束連接冷介質(zhì)管道的方式優(yōu)選為所述各列管的下端連接冷介質(zhì)進(jìn)口管 21，所述各列管的上端連接冷介質(zhì)出口管4。在此情形下，冷介質(zhì)(例如需要加熱的水)在管束中的流動(dòng)為由下向上的流動(dòng)，在流動(dòng)的過(guò)程中不斷被加熱，使上面的出水溫度提高，下面的進(jìn)水溫度低。所述回升段的上部還可以設(shè)有一層或多層折板式或旋流式板肋結(jié)構(gòu)，所述回升裝置位于所述反沖噴頭的上方。由此通過(guò)折板或旋流板的換向作用進(jìn)一步提高煙氣的氣水分離效果。所述過(guò)濾層可以由單層濾網(wǎng)構(gòu)成，也可以由多層濾網(wǎng)構(gòu)成，可根據(jù)實(shí)際需要以及濾網(wǎng)的特性確定。所述料袋與所述排污管口之間的連接方式優(yōu)選為可拆連接，由此可以在需要時(shí)方便地更換料袋。所述料袋與所述排污管口之間的可拆連接方式可以為所述料袋的袋口捆扎在所述排污管口上，也可以為所述料袋的袋口上預(yù)裝有連接短管，所述連接短管與所述排污管口之間通過(guò)法蘭連接或者所述連接短管套接在所述排污管口上并通過(guò)卡口、卡箍或螺絲等固定。所述冷凝水排水管上通?？稍O(shè)有用于控制排水的閥門(mén)和/或抽吸設(shè)備，也可以是所述冷凝水排水管連接有用于控制排水的閥門(mén)和/或抽吸設(shè)備，通過(guò)相應(yīng)閥門(mén)和/或抽吸設(shè)備進(jìn)行冷凝水排水的控制，及時(shí)將冷凝水排出，以減少冷凝水對(duì)設(shè)備的腐蝕，同時(shí)避免煙氣從冷凝水排水管流出或者外部空氣通過(guò)冷凝水排水管進(jìn)入殼體內(nèi)。根據(jù)實(shí)際需要，所述殼體的內(nèi)表面的部分或全部面積上通常應(yīng)設(shè)有耐磨耐酸防腐層。所述耐磨耐酸防腐層可以采用現(xiàn)有技術(shù)下任意適宜的材料，例如具有較高耐磨特性以及相應(yīng)耐溫特性的高分子防腐涂料?？紤]到設(shè)備的使用壽命及投入產(chǎn)出關(guān)系，可以采用常用的碳鋼板制備所述殼體以及殼體內(nèi)部的金屬件，通過(guò)熱噴涂方式在所述殼體的內(nèi)表面上以及所述殼體內(nèi)部的金屬件的外表面上形成耐磨耐酸防腐層，所用的熱噴涂粉芯的原料配比可以為CrB2粉23%，Mo粉 15%, Cr 粉 6. 5%, TiC 粉 3%，Co 粉 12%，WC 粉 I. 5%, Ni 粉 10%，F(xiàn)e 粉(鎳包覆粉體)29%，將上述粉料(粒徑通常應(yīng)在幾十微米的數(shù)量級(jí)及以下)混合后，以不銹鋼帶作為外皮包裹成絲材并通過(guò)拔絲等適宜方式制成適宜的細(xì)度，就形成可以用于熱噴涂的粉芯絲材了，所涉及的粉芯絲材制備方法和熱噴涂方法可以依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)或其他適宜的技術(shù)。所述殼體主體部分的橫截面可以呈圓形等任意適宜的形狀，但考慮到設(shè)置耐磨耐酸防腐層的便利以及防腐涂層的可靠性，在通常情況下，所述殼體主體部分的橫截面優(yōu)選為矩形或圓形或橢圓形。所述沉淀池通?？梢栽O(shè)有補(bǔ)水管14和出水管，通過(guò)補(bǔ)水管在需要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水，補(bǔ)入的水可以是單純的水，也可以是溶解于石灰的水，通過(guò)出水管在需要時(shí)將澄清水引出，由于澄清水以通過(guò)與石灰進(jìn)行了酸堿中和，不再具有酸性，因此形成的鹽性物質(zhì)引出后裝袋送建材廠加以利用，S02酸性氣體不再對(duì)空排放。
權(quán)利要求
1.一種適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，包括設(shè)有煙氣進(jìn)口和煙氣出口的殼體，其特征在于所述殼體主要由依次連接的熱交換段、上連接彎管、噴淋段、下連接彎管和回升段構(gòu)成，所述熱交換段、噴淋段和回升段為立式，所述熱交換段的內(nèi)部設(shè)有由若干豎向平行列管構(gòu)成的用于熱交換的管束，所述管束連接冷介質(zhì)管道，所述殼體的煙氣進(jìn)口設(shè)置在所述熱交換段的側(cè)壁上，所述熱交換段的底部封閉且設(shè)有冷凝水排水管，所述噴淋段的內(nèi)部構(gòu)成洗滌室，所述洗滌室的上部設(shè)有一個(gè)或多個(gè)朝下的噴頭，所述噴頭連接噴淋管，所述下連接彎管的底部設(shè)有排污管口，所述排污管口上連接有能濾除水的料袋，所述下連接彎管的后部和/或所述回升段的下部設(shè)有一層或多層過(guò)濾層，所述回升段的上端連接所述殼體的煙氣出口，所述殼體的下方設(shè)有沉淀池，所述料袋的濾出水流入所述沉淀池，所述冷凝水排水管的排水流入所述沉淀池，所述噴淋管連接有噴淋水泵，所述噴淋水泵的進(jìn)水口連接所述沉淀池的澄清水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，其特征在于所述回升段內(nèi)設(shè)有一個(gè)或多個(gè)朝下的反沖噴頭，所述反沖噴頭位于所述過(guò)濾層的上方，所述反沖噴頭連接有反沖管，所述反沖管連接有反沖水泵，所述反沖水泵的進(jìn)水口連接所述沉淀池的澄清水或者連接反沖水池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，其特征在于所述噴淋水泵和反沖水泵為相對(duì)獨(dú)立的水泵，或者為共用的水泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、或3所述的適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，其特征在于所述管束連接冷介質(zhì)管道的方式為所述各列管的下端連接冷介質(zhì)進(jìn)口管，所述各列管的上端連接冷介質(zhì)出口管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，其特征在于所述回升段的上部設(shè)有一層或多層折板式或旋流式板肋裝置，所述回升裝置上方?jīng)]有所述反沖噴頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，其特征在于所述料袋與所述排污管口之間的連接方式為可拆連接，所述過(guò)濾層由單層濾網(wǎng)構(gòu)成或者由多層濾網(wǎng)構(gòu)成，濾網(wǎng)層可通過(guò)檢修孔分層拆換維護(hù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，其特征在于所述料袋與所述排污管口之間的可拆連接方式為所述料袋的袋口捆扎在所述排污管口上，或者所述料袋與所述排污管口之間的可拆連接方式為所述料袋的袋口上預(yù)裝有連接短管，所述連接短管與所述排污管口之間通過(guò)法蘭連接或者所述連接短管套接在所述排污管口上并通過(guò)卡口、卡箍或螺絲固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，其特征在于所述冷凝水排水管上設(shè)有用于控制排水的閥門(mén)和/或抽吸設(shè)備或者所述冷凝水排水管連接有用于控制排水的閥門(mén)和/或抽吸設(shè)備，本設(shè)備的主要特點(diǎn)是用石灰水脫硫卻不用外來(lái)補(bǔ)充水。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，其特征在于所述殼體的內(nèi)表面的部分或全部面積上設(shè)有耐磨耐酸防腐層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9述的適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，其特征在于所述殼體主體部分的橫截面呈矩形或圓形或橢圓形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適于中小型鍋爐的一體化節(jié)能脫硫裝置，其殼體主要由依此連接的熱交換段、上連接彎管、噴淋段、下連接彎管和回升段構(gòu)成，所述熱交換段、噴淋段和回升段為立式，所述熱交換段的內(nèi)部設(shè)有由若干豎向平行列管構(gòu)成的用于熱交換的管束，所述噴淋段的內(nèi)部構(gòu)成洗滌室，所述洗滌室的上部設(shè)有噴頭，所述下連接彎管的底部設(shè)有排污管口，所述排污管口上連接有能濾除水的料袋，所述下連接彎管的后部和/或所述回升段的下部設(shè)有過(guò)濾層，所述殼體的下方設(shè)有沉淀池。本發(fā)明將煙氣的熱回收和脫硫合二為一，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，占地面積小，操作方便，并且節(jié)能和脫硫效率高，特別適應(yīng)于在中小型鍋爐系統(tǒng)中配套適應(yīng)。
文檔編號(hào)B01D53/50GK102600711SQ20121005289
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者李樹(shù)生 申請(qǐng)人:北京凝汽動(dòng)力技術(shù)有限公司