專利名稱：雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃煤工業(yè)鍋爐爐窯煙氣污染防治技術(shù)設(shè)備范疇。在對照國家環(huán)保部推薦的《鼓勵發(fā)展環(huán)保技術(shù)》及《示范工程》的技術(shù)機理的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國最新要求PM2. 5空氣顆粒物控制以及我國北方地域氣候特點、經(jīng)濟承受能力、鍋爐煤種特征、管理操作水平而進一步發(fā)展創(chuàng)新的功能方面更加全面的穩(wěn)妥實用的實用創(chuàng)新技術(shù)，第一級采用大水體水床溶解亞鐵鹽脫硝除塵，第二級采用大水體沉池群塔脫硫的一體化設(shè)備。
背景技術(shù)：
國家環(huán)保部每年都組織專家評審一批來自全國各地的環(huán)保示范工程和鼓勵發(fā)展的環(huán)保技術(shù)，列為推廣名錄向全國發(fā)布，用以指導(dǎo)全國范圍內(nèi)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)和污染治理項目的工藝技術(shù)方向。但是在煤煙型污染治理方面，首先是由我國南方地區(qū)生產(chǎn)麻石脫硫塔的環(huán)保企業(yè)技術(shù)人員和相關(guān)專家參與編制了《HJ462-2009工業(yè)鍋爐及爐窯濕度脫硫工程技術(shù)規(guī)范》，然后這些南方專家在評審所謂先進的環(huán)保技術(shù)時，并沒深入考證普通層燃工業(yè)鍋爐的污染負荷和特征，主張按他們所編制的HJ462-2009《規(guī)范》在層燃工業(yè)鍋爐上也套用發(fā)電煤粉鍋爐第一級采用電除塵，或布袋除塵或陶瓷多管除塵，第二級則采用獨立的濕式脫硫高塔的工藝模式。結(jié)果我國北方特別是東北冬寒地區(qū)的集中供熱用爐單位和重點企業(yè)用蒸汽鍋爐單位，按這種推薦模式上了電除塵或布袋除塵或陶瓷多管除塵與濕脫硫塔設(shè)備后，昂貴的投資造價，高額的運行費用，動力環(huán)節(jié)過多而導(dǎo)致頻繁故障，使用爐單位在經(jīng)濟上很難承受得了。為此第二級濕式脫硫塔常常伺機偷停，只靠第一組干式除塵來維持運行， 也就是沒有從真正意義起到脫硫減排作用。關(guān)于脫硝，目前常用的是氨法脫硝。因煙氣遇明火很容易爆炸，氨池漏泄也會造成重大安全事故和環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述不足而提供一種脫硝效果好，節(jié)約電能的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備，包括并排排布的脫硫沉池水床，水床池底部為錐斗狀，每個錐斗配套一臺壓把膠塞閥。在脫硫沉池水床頂板平臺之上設(shè)有脫硝除塵水床，既減小了占地面積，又能保證前酸后堿兩大水體互不干擾，使煙氣能先經(jīng)脫硝除塵后順利的進入第二級脫硫沉池水床之中進行接續(xù)脫硫處理凈化；脫硝除塵水床前段的煙風(fēng)道(與鍋爐出煙口連接)內(nèi)安設(shè)噴淋脫硝藥液的水幕噴淋管； 脫硝除塵水床的出煙排風(fēng)筒與脫硫沉池水床一端入口接通。脫硝藥液是硫酸亞鐵、亞氯酸鈉或其它鈣基為主(如氫氧化鈣或電石渣等)的藥液。硫酸亞鐵、亞氯酸鈉為高效氧化劑， 吸附煙氣中氮氧化物中的氧原子，游離出N2，達到脫硝目的。配液時硫酸亞鐵、亞氯酸鈉通常為10-20%,余量為水。根據(jù)鍋爐噸位大小設(shè)置2-5道水幕噴淋管；水幕噴淋管是由浸在脫硝除塵水床的水封池中的耐酸泵提供的循環(huán)脫硝藥液，通過向脫硝除塵水床方向傾斜的煙風(fēng)道與脫硝除塵水床間形成內(nèi)循環(huán)水液輸送系統(tǒng)，傾斜煙風(fēng)道內(nèi)壁將貼襯耐酸不銹鋼板，水幕噴淋管為橫斷帶狀水幕噴淋管，其噴淋管用不銹鋼管制成。脫硝除塵水床為40t/h以上鍋爐配套時為左右通長短矩形錐斗箱體，煙風(fēng)道為左、右兩個，由左、右兩端煙風(fēng)道進煙口匯集到中間為排煙筒。排煙筒用鋼板制成外殼，內(nèi)壁貼焊不銹鋼板內(nèi)襯。排煙筒通過折彎煙風(fēng)道，通向脫硫沉池水床的梯形體煙風(fēng)均布室，煙氣由脫硫沉池水床的進煙口分別進入多排并列的脫硫沉池水床。脫硫沉池水床內(nèi)水床中間設(shè)隔浪板，頂棚左右兩端均設(shè)三道橫斷凸起導(dǎo)流擋板， 其中在一個側(cè)壁上開設(shè)水封池。多臺并列的脫硫沉池水床尾部根據(jù)配套鍋爐噸位大小設(shè)置了由2-4臺直徑 Φ600 Φ955，高度I. 51m 2. 20m單塔組合成的脫硫群塔，各單塔內(nèi)設(shè)碟狀水幕噴頭一組或兩組，并在脫硫沉池水床尾部水封池內(nèi)浸入液下泥漿泵為碟狀噴淋頭提供循環(huán)水液。脫硫群塔之上座落擴容降速煙氣脫水倉，煙氣流經(jīng)該脫水倉20流速限制在I. 9m/s
I.56m/s之間,其內(nèi)由5仝制成的角頁折板層層交錯疊放收斂水汽。為穩(wěn)定持久的將脫硝水床和脫硫沉池中分離出的灰渣及時清除，根據(jù)為之配套鍋爐的總噸位脫硫沉池水床底部設(shè)置沉灰水池，根據(jù)沉灰水池的水深，其上設(shè)置有工字鋼軌道和抓斗機。抓斗機分為框架中心單定向拉桿的強力深水抓斗機，和框架外雙定向桿強力淺水抓斗機。本發(fā)明的設(shè)計宗旨確認對煙氣粉塵采用濕式凈化，要比電除塵、布袋除塵、陶瓷多管除塵投資少，費用低，效果好，而且穩(wěn)定持久。另外也弄清了致使脫硫塔運行成本過高的主要因素，即用電成本太高。于是，從空氣動力學(xué)原理考慮，如何降低運行阻力和用電消耗，便采用大水體脫硝除塵，大水體沉池群塔脫硫前后兩級凈化方式，完全可以取代國家推薦的干式除塵，濕式脫硫塔工藝模式。具體工藝流程敘述如下鍋爐煙氣從爐后排放，在流經(jīng)省煤器(或空氣預(yù)熱器，有的則取消了有煤器或空氣預(yù)熱器)之后的高位煙風(fēng)道上橫向隔斷式布置了 3-6列向煙氣中噴淋亞鐵鹽脫硝藥液的帶狀水幕噴淋器。這3-6列帶狀水幕噴管是由浸放在脫硝水床中的循環(huán)水泵提供以硫酸亞鐵或其他鈣基為主的脫硝水液，煙氣加濕粉塵在有NO吸收液存在下流經(jīng)煙風(fēng)道。用脫硝水液加濕洗滌，粉塵液滴在煙氣風(fēng)速攜帶下直至進入專用脫硝水床再次沖激、吸收、反應(yīng)。亞鐵鹽和氫氧化鈣等鈣基物為什么能脫去煙氣中的NO，有獨特的工藝機理，已有生產(chǎn)性試驗實例，已經(jīng)過濕式亞鐵鹽或氫氧化鈣等脫硝處理后的煙氣，再拐向脫硫沉池，開始進行下一級的堿性水液脫硫與深度除塵工序。本項目的發(fā)明人曾利用在大水體沖擊除塵脫硫申請并獲得過多項專利權(quán)。但此項大水體脫硫沉池技術(shù)如今仍有發(fā)展創(chuàng)新。其創(chuàng)新點在于前后通長的脫硫沉池長度和深度均加大，容水量顯著增加，當(dāng)水體深度超過一臨界值時，則可明顯地分成水體上層為洶涌激滿地吸收反應(yīng)區(qū)，而水位下層則由多組錐斗形成了類似斜板沉淀結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定的沉淀區(qū)，特別是在脫硫沉池的頂棚面，采用了 3-8道固定式的橫斷凸起導(dǎo)流擋板，該導(dǎo)流擋板與池的水面間形成了多個突縮段。煙氣在引風(fēng)機抽力作用下流經(jīng)過程中，可以反復(fù)數(shù)次迫使煙氣形成頻繁沖擊水面的機制，從而起到煙氣反復(fù)搓洗水面接受吸收脫硫和深度除塵的作用。而且在該沉池前除塵的關(guān)鍵部位設(shè)置了隔浪板，防止中下部水體前后涌動，有助于水體中粉塵和脫硫物的沉淀。煙氣經(jīng)過脫硫沉池?zé)o泵噴淋脫硫及深度除塵后，又分成多股進入了多個單塔組成的群塔，這樣就可以采用功率小、但流量大、揚程適當(dāng)?shù)奈⑿退?，向群塔的各個單塔內(nèi)提供堿性脫硫水液，由每塔一到兩個碟狀噴頭，噴出的碟狀水幕強化脫硫減排，完全可以獲得那類高塔大功率水泵相同的脫硫效果，然后向上的煙氣通過大容降速，以及交錯疊落的角頁折板的層層收斂，使排放的煙氣濕度低于8%，最后進入引風(fēng)機再通向煙囪排放。前一步脫硝除塵水床和后一步脫硫沉池群塔所沉淀分離的灰渣或脫硫物，通過壓把膠塞閥定時排出機體，匯集到同一個沉灰水池內(nèi)存放，氧化后，再用特制的深水抓斗機或淺水抓斗機，將氧化后的沉灰抓出集中回收使用。本發(fā)明的優(yōu)點是1、本項目探索用亞鐵鹽來脫硝，目的是從保證穩(wěn)定、持久、安全、 可靠的角度，而不去套用煤粉鍋爐的氨法脫硝工藝。具體先嘗試使用硫酸亞鐵鹽濕式脫硝除塵為第一步，后一步則采用堿法脫硫，即前后兩級均采用大水體方式，使脫硝與脫硫水液各自在獨立的大水體內(nèi)循環(huán)應(yīng)用，循環(huán)凈化及時排出沉淀物的工藝，脫硝脫硫效果明顯。2、 本項目遵照工程力學(xué)機理，盡可能降低能耗，盡可能削減用電環(huán)節(jié)，從而降低制約運行成本的關(guān)鍵——用電費用，節(jié)約電能，使之用爐單位經(jīng)濟上能承受得了，特別是國家又發(fā)布燃煤煙氣中氮氣化物NO的減排(脫硝)的要求，和對空氣中顆粒物PM2. 5的監(jiān)控要求，對燃煤煙氣中粉塵排放濃度標準將更加提高，本項目基本可以符合這兩項新的環(huán)保要求標準。下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細描述。


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I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡圖。
2是圖I俯視不意圖。
3是圖I左視不意圖。
4是深水位抓斗機結(jié)構(gòu)簡圖。
5是淺水位抓斗機結(jié)構(gòu)簡圖。
6是碟狀水幕噴頭結(jié)構(gòu)簡圖。
7是手動快速壓把膠塞閥封閉狀態(tài)結(jié)構(gòu)簡圖。 8是手動快速壓把膠塞閥開啟狀態(tài)結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施例方式參見圖1、2、3，雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備包括并排排布的脫硫沉池水床14，水床池底部為錐斗狀。在脫硫沉池水床14頂板平臺之上設(shè)有脫硝除塵水床7 ； 脫硝除塵水床7前段的煙風(fēng)道4內(nèi)安設(shè)噴淋脫硝藥液的水幕噴淋管5 ;脫硝除塵水床7的出煙排風(fēng)筒11與脫硫沉池水床14 一端入口接通。根據(jù)鍋爐噸位大小設(shè)置2-5道水幕噴淋管5 ;水幕噴淋管5是由浸在脫硝除塵水床 的水封池中的耐酸泵提供的循環(huán)脫硝藥液，通過向脫硝除塵水床7方向傾斜的煙風(fēng)道 4與脫硝除塵水床7間形成內(nèi)循環(huán)水液輸送系統(tǒng)。脫硝除塵水床7為左右通長短矩形錐斗箱體，煙風(fēng)道4為左、右兩個，由左、右兩端煙風(fēng)道4進煙口匯集到中間為排煙筒11。
5
脫硫沉池水床14內(nèi)水床中間設(shè)隔浪板16，頂棚左右兩端均設(shè)三道橫斷凸起導(dǎo)流擋板15，其中在一個側(cè)壁上開設(shè)水封池A。排煙筒11通過折彎煙風(fēng)道，通向脫硫沉池水床14的梯形體煙風(fēng)均布室12，煙氣由脫硫沉池水床14的進煙口 13分別進入多排并列的脫硫沉池水床14。多臺并列的脫硫沉池水床14尾部根據(jù)配套鍋爐噸位大小設(shè)置了由2-4臺直徑 Φ600 Φ 955，高度I. 51m 2. 20m單塔17組合成的脫硫群塔，各單塔17內(nèi)設(shè)碟狀水幕噴頭19 一組或兩組，并在脫硫沉池水床14尾部水封池內(nèi)浸入液下泥漿泵18。脫硫群塔之上座落擴容降速煙氣脫水倉20，其內(nèi)由砼制成的角頁折板20層層交錯疊放。參見圖1、3，脫硫沉池水床14底部設(shè)置沉灰水池26，其上設(shè)置有工字鋼軌道和抓斗機27。參見圖3、4、5，抓斗機27分為框架中心單定向拉桿的強力深水抓斗機，和框架外雙定向桿強力淺水抓斗機。參見圖I，煙氣由鍋爐I排出，通過出口煙風(fēng)道2進入省煤器(或空氣預(yù)熱器)3，初步降溫的煙氣通過上行煙風(fēng)道4在沿著由高位傾斜向下的煙風(fēng)道途中，接受多道橫斷帶狀水幕噴管5噴出的脫硝水液(藥液)的洗滌吸收，被水液洗滌下來的粉塵與脫硝物，夾雜急速流動的煙氣流中，順煙風(fēng)道4由脫硝除塵水床7的進煙口 6沖向脫硝水體中，脫硝物及煙灰粉塵將及時沉淀于該水體錐斗8中，再由匯流灰渣溜筒9向下排入地面附近的渣筒中，定時用長桿壓把膠塞閥10排出，并且被定時沖入沉灰水池26中與脫硫物及煙灰一同儲存氧化回收利用。脫硝后的煙氣匯集到脫硝除塵水床7的中間，通過脫硝除塵水床7中間的匯合出煙排風(fēng)筒11，拐向脫硫沉池前部的梯形煙風(fēng)均布室12，分別由堿性脫硫沉池的各個進煙口 13，進入脫硫沉池水床14，流動的煙氣在各道橫斷凸起導(dǎo)流擋板15的幾次撲擊下，又將反復(fù)地沖激搓沖水面，達到無泵脫硫的目的。該脫硫沉池水床14在距該沉池前端的I. 5 個錐斗的部位，設(shè)置了隔浪板16，煙氣行至尾部，拆彎向上又均分進入脫硫群塔，接受塔內(nèi)碟狀水幕噴頭19的環(huán)狀平射的封閉噴淋洗滌，以及強化脫硫，煙氣再向上，進入了煙氣脫水倉，經(jīng)過多層交錯疊落的角頁折板的收斂水汽，平穩(wěn)有效地去除煙氣中的水汽，再向上經(jīng)過匯合煙道21的匯集，進入下行煙風(fēng)道22通向了風(fēng)機23排向煙囪。參見圖2，為脫硝除塵水床7、脫硫沉池水床14配套的還有配制脫硝液的機械配制池24，配制脫硫液的機械配制池25，以及兩者共用的沉灰水池26 (見圖2、3)和抓斗機27 排渣系統(tǒng)。參見圖1、2，多臺并列的脫硫沉池水床14尾部根據(jù)配套鍋爐噸位大小設(shè)置了由 2-4臺直徑Φ600 Φ955，高度I. 51m 2. 20m單塔組合成的脫硫群塔。各脫硫單塔17 內(nèi)設(shè)碟狀水幕噴頭19 一組或兩組，并在脫硫沉池尾部水封池內(nèi)浸入液下泥漿泵18，為碟狀噴淋頭提供循環(huán)水液。整個設(shè)備機體全部用鋼板、角鋼、以及鋼管制成，其內(nèi)壁間距100mm-120mm焊波形鐵線作拉筋，噴涂素水泥灰漿，半干后再噴水泥沙漿1-2次，人工壓平抹面。在為高硫煤鍋爐配套時采用耐酸水泥砂漿作內(nèi)襯，第一級脫硝除塵設(shè)備系統(tǒng)水床內(nèi)壁，襯耐酸不銹鋼板預(yù)防SO4腐蝕。采用雙級大水體凈化工藝，無論所配套的鍋爐大小，均能將整個系統(tǒng)內(nèi)的總阻力控制在1400Pa以內(nèi)。用電負荷是電除塵等加濕式脫硫塔工藝設(shè)備的六分之一到八分之一，投資也不足它的一半。
權(quán)利要求
1.一種雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備，包括并排排布的脫硫沉池水床 (14)，水床池底部為錐斗狀，其特征在于在脫硫沉池水床(14)頂板平臺之上設(shè)有脫硝除塵水床(7);脫硝除塵水床(7)前段的煙風(fēng)道(4)內(nèi)安設(shè)噴淋脫硝藥液的水幕噴淋管(5);脫硝除塵水床⑵的出煙排風(fēng)筒(11)與脫硫沉池水床(14) 一端入口接通。
2.按照權(quán)利要求I所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備，其特征在于根據(jù)鍋爐噸位大小設(shè)置2-5道水幕噴淋管(5);水幕噴淋管(5)是由浸在脫硝除塵水床(7)的水封池中的耐酸泵提供的循環(huán)脫硝藥液，通過向脫硝除塵水床(7)方向傾斜的煙風(fēng)道(4)與脫硝除塵水床(7)間形成內(nèi)循環(huán)水液輸送系統(tǒng)。
3.按照權(quán)利要求I所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備，其特征在于脫硝除塵水床(7)為左右通長短矩形錐斗箱體，煙風(fēng)道(4)為左、右兩個，由左、右兩端煙風(fēng)道 ⑷進煙口匯集到中間為排煙筒(11)。
4.按照權(quán)利要求I所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備，其特征在于脫硫沉池水床(14)內(nèi)水床中間設(shè)隔浪板(16)，頂棚左右兩端均設(shè)三道橫斷凸起導(dǎo)流擋板(15)， 其中在一個側(cè)壁上開設(shè)水封池(A)。
5.按照權(quán)利要求I或3所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備，其特征在于排煙筒(11)通過折彎煙風(fēng)道，通向脫硫沉池水床(14)的梯形體煙風(fēng)均布室(12)，煙氣由脫硫沉池水床(14)的進煙口(13)分別進入多排并列的脫硫沉池水床(14)。
6.按照權(quán)利要求I所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備，其特征在于多臺并列的脫硫沉池水床(14)尾部根據(jù)配套鍋爐噸位大小設(shè)置了由2-4臺直徑Φ600 Φ 955，高度I. 51m 2. 20m單塔17組合成的脫硫群塔，各單塔(17)內(nèi)設(shè)碟狀水幕噴頭(19) 一組或兩組，并在脫硫沉池水床(14)尾部水封池內(nèi)浸入液下泥漿泵(18)。
7.按照權(quán)利要求6所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備，其特征在于脫硫群塔之上座落擴容降速煙氣脫水倉(20)，其內(nèi)由砼制成的角頁折板(20)層層交錯疊放。
8.按照權(quán)利要求I所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備，其特征在于脫硫沉池水床(14)底部設(shè)置沉灰水池(26)，其上設(shè)置有工字鋼軌道和抓斗機(27)。
9.按照權(quán)利要求8所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備，其特征在于抓斗機(27)分為框架中心單定向拉桿的強力深水抓斗機，和框架外雙定向桿強力淺水抓斗機。
10.按照權(quán)利要求I所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備，其特征在于脫硝藥液是硫酸亞鐵、亞氯酸鈉、氫氧化鈣或電石渣藥液。
全文摘要
本發(fā)明屬于燃煤工業(yè)鍋爐爐窯煙氣污染防治技術(shù)設(shè)備范疇，即雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設(shè)備。它包括并排排布的脫硫沉池水床，在脫硫沉池水床頂板平臺之上設(shè)有脫硝除塵水床，使煙氣能先經(jīng)脫硝除塵后順利的進入第二級脫硫沉池水床之中進行接續(xù)脫硫處理凈化；脫硝除塵水床前段的煙風(fēng)道內(nèi)安設(shè)噴淋脫硝藥液的水幕噴淋管；脫硝除塵水床的出煙排風(fēng)筒與脫硫沉池水床一端入口接通。使用硫酸亞鐵鹽濕式脫硝除塵為第一步，后一步則采用堿法脫硫，即前后兩級均采用大水體方式，使脫硝與脫硫水液各自在獨立的大水體內(nèi)循環(huán)應(yīng)用，循環(huán)凈化及時排出沉淀物的工藝，脫硝脫硫效果明顯。具有投資少，運行費用低，效果好，節(jié)約電能的特點。
文檔編號B01D47/06GK102580510SQ20121008058
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月25日
發(fā)明者關(guān)云彪, 關(guān)春立, 關(guān)春艷 申請人:通化市通關(guān)達環(huán)保技術(shù)設(shè)備有限公司