多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及了一種多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置，包括脫除塔，脫除塔的塔殼內(nèi)部左右兩側(cè)從上往下分別依次設(shè)有煙氣輸入口、霧化混合降溫室、第一沖擊脫除室、霧化逆流脫除室、左上循環(huán)池、左排污口和凈化煙氣輸出口、氣霧自動分離室、第二沖擊脫除室、右上循環(huán)池、右排污口。脫除塔結(jié)構(gòu)緊湊，運行時故障發(fā)生率低。本發(fā)明工藝用水封閉循環(huán)，廢水零排放，固渣終端產(chǎn)物為石膏，杜絕了渣、水的二次污染。本發(fā)明可同時脫除二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、氟化物、氯化物、汞及PM2.5；裝置投資小、脫除效率高、占地少、能耗物耗省，適用于火電、鋼鐵、水泥、石化、有色、化工、建材、陶瓷、玻璃等行業(yè)的燃煤鍋爐、冶煉爐及窯爐煙氣的高效凈化。
【專利說明】多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】
本發(fā)明屬于煙氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種適用于燃煤鍋爐、冶煉爐、窯爐煙氣脫除二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、氟化物、氯化物、汞、PM2.5的多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置。
[0002]【【背景技術(shù)】】
中國2012年五大電力集團燃煤機組與工礦企業(yè)自備燃煤電廠及燃煤熱電廠總裝機容量達7.49億kw，年總煤耗21.68億噸，燃煤煙氣污染物的排放量十分可觀。
[0003]火電燃煤鍋爐煙氣污染物的濃度為:
二氧化硫 600mg/m3 ?9000mg/m3
三氧化硫 50mg/m3?290mg/m3
氣氧化物 500mg/m3 ?1500mg/m3
氟化物 7mg/m3 ?36mg/m3
氯化物 14mg/m3 ?60mg/m3
PM2.5 500mg/m3 ?2000mg/m3
萊8.49M-g/m3 ?79.8M-g/m3
高濃度的污染物給煙氣的高效凈化帶來很大的難度。
[0004]新的火電廠大氣污染物排放標準(GB13223-2011)規(guī)定了重點地區(qū)的特別排放限值為:煙塵，20mg/m3 ;二氧化硫，50mg/m3 ;氮氧化物，100mg/m3 ;萊及其化合物,0.03mg/m3。
[0005]此外，我國對水泥窯規(guī)定了 PM、SO2, NOx, HF、Hg及其化合物的特別排放限值；招工業(yè)規(guī)定了 PM、SO2, NOx, HF的排放限值；鉛、鋅工業(yè)規(guī)定了 PM、SO2, NOx, Hg的排放限值；銅、鎳、鈷工業(yè)規(guī)定了 PM、SO2, NOx, HC1、HF、Hg的排放限值；以上六項有色工業(yè)均規(guī)定PM的特另IJ排放限值為10mg/m3。
[0006]國務(wù)院印發(fā)的《大氣污染物防治行動計劃》(國發(fā)〔2013 ) 37號)明確要求:我國“三區(qū)十群”的47個城市新建火電、鋼鐵、石化、水泥、有色、化工等企業(yè)以及燃煤鍋爐項目要執(zhí)行大氣污染物特別排放限值。
[0007]新的排放限值趨嚴對煙氣凈化裝置的脫除效率提出越來越高的要求，然而2013年中國環(huán)境報報道“燃煤電廠脫硝設(shè)施脫硝率僅在50%左右”，“2010年重點調(diào)查電力企業(yè)3266套脫硫設(shè)施，二氧化硫去除率僅69.5%”;與此同時，我國迄今配套30萬kw以上機組的脫硫裝置和脫硝裝置仍需從國外進口或中外合作方能制造。
[0008]面對新的排放標準，江蘇省揚子石化熱電廠2號、7號、8號鍋爐脫硝采用低氮燃燒器、選擇性非催化還原脫硝裝置、選擇性催化還原脫硝裝置組合脫除，除塵采用電除塵器、布袋除塵器組合脫除，脫硫采用煙氣脫硫裝置。
[0009]山東淄博熱電有限公司6號鍋爐33萬kw機組脫硝采用低氮燃燒器、選擇性催化還原脫硝裝置組合脫除，除塵采用一臺干式電除塵器、一臺濕式電除塵器組合脫除，脫硫采用一級脫硫塔、二級脫硫塔組合脫除。
[0010]揚子石化熱電廠、淄博熱電有限公司采用六套裝置串連使用脫除煙塵、二氧化硫和氮氧化物，雖然能達到國標特別排放限值，但顯露下列問題:
1、由于傳統(tǒng)干法電除塵器無法很好地脫除PM2.5，因而需增設(shè)濕式電除塵器或布袋除塵器，由此造成投資增加、設(shè)備龐大占地多、運行阻力大、運行費用高。
[0011]2、淄博熱電有限公司的單塔脫硫效率低，故需增設(shè)二級脫硫裝置，不但有上述第一項投資增加等問題，還存在廢水廢渣多，易結(jié)垢、易堵塞、易磨腐等諸多弊端。
[0012]3、低氮燃燒器脫硝效率低，故需增設(shè)選擇性催化還原脫硝裝置，甚至需再增設(shè)選擇性非催化還原脫硝裝置，除有上述第一項投資增加等問題，將大量排放廢水，形成二次污染。在選擇性催化還原脫硝裝置運行過程中，未耗盡的氨與煙氣中的SO3反應(yīng)，生成硫酸氫銨和硫酸銨(硫酸銨也易轉(zhuǎn)化為硫酸氫銨)，硫酸氫銨在空氣預(yù)熱器常規(guī)設(shè)計位于冷端層上方和中間層下方的140°c?230°C之間的溫區(qū)為液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變階段，具有極強的吸附性，會使大量煙塵沉降在金屬表面和卡在層間，引起堵塞。在殘留氨度(3-5) X10_6時，3?6個月就能使空氣預(yù)熱器阻力上升一倍，將被迫停爐清理空氣預(yù)熱器，影響正常發(fā)電。硫酸氫銨和硫酸銨對金屬有較強的腐蝕性，加上部分SO2在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為SO3，煙氣的酸露點提高，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器腐蝕加劇，將降低空氣預(yù)熱器使用壽命。
[0013]4、濕法脫硫裝置由于水中的Cl—無法去除，使得廢水不能返入系統(tǒng)回用。
[0014]顯而易見，一種污染物匹配多套裝置的處理方法將導(dǎo)致高投資、高能耗、多故障、有二次污染等諸多問題。
[0015]綜上所述，目前亟需一種功能綜合、脫除效率高、建設(shè)與運行成本低的深度脫除技術(shù)。
[0016]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
為了適應(yīng)新的排放標準并解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種可對二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、氟化物、氯化物、汞、PM2.5進行高效脫除，并且綜合一體、投資小、占地少、物耗能耗低、無二次污染、適用面廣的多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置。
[0017]本發(fā)明解決現(xiàn)有問題所采用的技術(shù)方案為:
一種多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置，包括有脫除塔，所述脫除塔的塔殼的內(nèi)部中間位置從上往下依次設(shè)有上分隔板、左分隔板和右分隔板、下分隔板，且左分隔板和右分隔板的上端與上分隔板連接一體，截面呈倒立的“Y”字形；所述下分隔板和上分隔板位于同一縱向平面上，且其上端與左分隔板和右分隔板的下端位于同一水平面上；所述下分隔板和上分隔板將塔殼的內(nèi)部分成左右兩部分，左側(cè)部分從上往下依次設(shè)有相互連通的煙氣輸入口、霧化混合降溫室、第一沖擊脫除室、霧化逆流脫除室和左上循環(huán)池，以及底部左排污口，右側(cè)部分從上往下依次設(shè)有相互連通的凈化煙氣輸出口、氣霧自動分離室、第二沖擊脫除室和右上循環(huán)池，以及底部右排污口 ；所述霧化逆流脫除室和第二沖擊脫除室均與下分隔板的上端持平，且其上端通過左分隔板和右分隔板與下分隔板之間形成的通道相連通。
[0018]所述塔殼的外側(cè)還設(shè)有第一恒壓變量自動控制總成、第二恒壓變量自動控制總成、第三恒壓變量自動控制總成和第四恒壓變量自動控制總成；所述第一恒壓變量自動控制總成的上端和下端分別與霧化混合降溫室設(shè)有的霧化噴嘴和左上循環(huán)池相連，所述第二恒壓變量自動控制總成的上端和下端分別與第一沖擊脫除室設(shè)有的沖擊噴嘴和左上循環(huán)池相連，所述第三恒壓變量自動控制總成的上端和下端分別與霧化逆流脫除室設(shè)有的霧化噴嘴和左上循環(huán)池相連，所述第四恒壓變量自動控制總成的上端和下端分別與第二沖擊脫除室設(shè)有的沖擊噴嘴和右上循環(huán)池相連。
[0019]所述第一恒壓變量自動控制總成、第二恒壓變量自動控制總成、第三恒壓變量自動控制總成、第四恒壓變量自動控制總成均由水泵、變頻器、管道、控制閥組成。
[0020]進一步地，本裝置還包括有脫除液循環(huán)補充系統(tǒng)，所述脫除液循環(huán)補充系統(tǒng)包括左下循環(huán)池、右下循環(huán)池、補給水自動供應(yīng)總成、第一脫除劑及pH值自動控制總成、鈉堿液自動控制總成、第二脫除劑及PH值自動控制總成、脫除添加液混合槽、第一循環(huán)池循環(huán)總成、左溢流管、第二循環(huán)池循環(huán)總成和右溢流管；其中，所述補給水自動供應(yīng)總成和第一脫除劑及PH值自動控制總成均與左下循環(huán)池相連，與鍋爐排污水排出端連接的所述鈉堿液自動控制總成和第二脫除劑及PH值自動控制總成均與右下循環(huán)池相連，所述脫除添加液混合槽與左下循環(huán)池及右下循環(huán)池相連；所述第一循環(huán)池循環(huán)總成的上端和下端分別與左上循環(huán)池和左下循環(huán)池相連，所述左溢流管的上端和下端分別與左上循環(huán)池的上端和左下循環(huán)池相連；所述第二循環(huán)池循環(huán)總成的上端和下端分別與右上循環(huán)池和右下循環(huán)池相連，所述右溢流管的上端和下端分別與右上循環(huán)池的上端和右下循環(huán)池相連。
[0021]所述補給水自動供應(yīng)總成、鈉堿液自動控制總成均由液位傳感器、水泵、變頻器、管道、控制閥組成。
[0022]所述第一脫除劑及pH值自動控制總成、第二脫除劑及pH值自動控制總成均由混合槽、攪拌器、PH值傳感器、水泵、變頻器、管道、控制閥組成。
[0023]所述第一脫除劑及pH值自動控制總成、第二脫除劑及pH值自動控制總成的控制PH值的脫除劑均由廢鋼渣或石灰與水配制而成。
[0024]所述第一循環(huán)池循環(huán)總成、第二循環(huán)池循環(huán)總成均由液位傳感器、水泵、變頻器、管道、控制閥組成。
[0025]進一步地，本裝置還包括有再生及利用系統(tǒng)，所述再生及利用系統(tǒng)主要由鈉堿再生槽、沉淀池、氧化池、稠化器、自動真空壓濾機、石膏倉、再生劑自動供應(yīng)總成、羅茨風機、稠化液濾液自動輸送總成和上清液自動輸送總成組成；其中，所述鈉堿再生槽、沉淀池、氧化池、稠化器、自動真空壓濾機通過管道依次相連，所述自動真空壓濾機通過皮帶輸送總成與石膏倉相連，所述再生劑自動供應(yīng)總成與鈉堿再生槽相連，所述羅茨風機通過管道與氧化池相連；而且左下循環(huán)池的底部通過混合渣、液自動輸送總成與氧化池相連，右下循環(huán)池的底部通過管道與鈉堿再生槽相連；所述稠化液濾液自動輸送總成的上端與左下循環(huán)池相連，下端與稠化器的稠化液輸出端和自動真空壓濾機的濾液輸出端相連；所述上清液自動輸送總成的上端和下端分別與右下循環(huán)池和沉淀池相連。
[0026]所述再生劑自動供應(yīng)總成由混合槽、攪拌器、pH值傳感器、水泵、變頻器、管道、控制閥組成。
[0027]所述再生劑自動供應(yīng)總成供應(yīng)的再生劑由廢鋼渣或石灰與水配制而成。
[0028]所述稠化液濾液自動輸送總成由儲液槽、液位傳感器、水泵、變頻器、管道、控制閥組成。
[0029]所述上清液自動輸送總成和混合渣、液自動輸送總成均由液位傳感器、水泵、變頻器、管道、控制閥組成。
[0030]進一步地，所述塔殼包括由上往下連接一體的雙喇叭口頂部、方形中部和雙錐形底部；并采用A3碳鋼板材制作而成，其內(nèi)壁設(shè)有耐酸、耐堿、耐磨、保溫、疏水性的有機涂料保護層
進一步地，所述霧化混合降溫室的霧化噴嘴、第一沖擊脫除室的沖擊噴嘴和第二沖擊脫除室的沖擊噴嘴與煙氣順方向豎直向下設(shè)置，所述霧化逆流脫除室的霧化噴嘴與煙氣流動方向成45°角向右逆流設(shè)置。
[0031]進一步地，所述霧化混合降溫室、第一沖擊脫除室和霧化逆流脫除室均采用鈣法進行煙氣凈化，所述第二沖擊脫除室采用鈉鈣雙堿法進行煙氣凈化。
[0032]進一步地，所述脫除塔的煙氣阻力損失在60Pa?200Pa之間，所述氣霧自動分離室的煙氣流速1.2m/S?1.3m/S，所述霧化混合降溫室、第一沖擊脫除室和霧化逆流脫除室噴出的脫除液的pH值為0.5?2。
[0033]進一步地，所述脫除添加液混合槽的脫除添加液由水、脫硝轉(zhuǎn)化劑、脫硝還原劑、除汞添加劑、除PM2.5促進劑配制而成，所述左上循環(huán)池和左下循環(huán)池的循環(huán)液是由水、二氧化硫經(jīng)氧化形成的硫酸、含氧化鈣的廢鋼渣或石灰、脫除添加液配制而成的多組份脫除液，所述右上循環(huán)池和右下循環(huán)池的循環(huán)液是由含氫氧化鈉或碳酸鈉的鍋爐排污水、含氧化鈣的廢鋼渣或石灰、脫除添加液配制而成的多組份脫除液。
[0034]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，即可對燃煤鍋爐、冶煉爐、窯爐煙氣中的二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、氟化物、氯化物、汞、PM2.5進行高效脫除；另外，實現(xiàn)多功能一體化，可達到使裝置總投資與占地面積都大為減少的又一目的。
[0035]由于鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)生的廢棄物鋼渣中含有大量的氧化鈣，其與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣可以用來脫除SO2等酸性氣體，因此本發(fā)明利用鋼渣作為脫除劑，凈化裝置附近如有廢鋼渣，可直接加以利用，若周邊沒有鋼渣資源，則再以廉價的石灰作替代品，鍋爐排污水中所含的鈉堿可以作為脫除污染物的有效成分，因此本發(fā)明使用鍋爐排污水作工藝用水，脫除過程實現(xiàn)以廢治廢，可大幅降低物耗；脫除塔的霧化混合降溫室、第一沖擊脫除室和第二沖擊脫除室的噴嘴與煙氣順方向豎直向下設(shè)置，將形成與煙氣同方向的噴霧噴液，順噴的霧、液都會起到助推煙氣前沖的作用，有利于減小系統(tǒng)阻力，節(jié)約了能耗；運行成本因而可以大為削減。
[0036]另外，本發(fā)明所設(shè)置的脫除液循環(huán)補充系統(tǒng)與再生及利用系統(tǒng)組成了工藝用水封閉循環(huán)的回用系統(tǒng)，全部廢水零排放，其再生及利用系統(tǒng)中廢渣的終端產(chǎn)物是石膏，因此從根本上杜絕了常見的渣、水的二次污染；而脫除塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊、部件少，運行期間故障的發(fā)生率極低。
[0037]【【專利附圖】

【附圖說明】】
圖1是本發(fā)明多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖中:1-塔殼，2-煙氣輸入口，3-上分隔板，4-霧化混合降溫室，5左分隔板，6_第一沖擊脫除室，7-霧化逆流脫除室，8-第四恒壓變量自動控制總成，9-下分隔板，10-左上循環(huán)池，11-左溢流管，12-第一循環(huán)池循環(huán)總成，13-左下循環(huán)池，14-補給水自動供應(yīng)總成，15-第一脫除劑及pH值自動控制總成，16-凈化煙氣輸出口，17-氣霧自動分離室，18-右分隔板，19-第二沖擊脫除室，20-右上循環(huán)池，21-右溢流管，22-第二循環(huán)池循環(huán)總成，23-右下循環(huán)池，24-鈉堿液自動控制總成，25-第二脫除劑及pH值自動控制總成，26-脫除添加液混合槽，27-納喊再生槽，28-沉淀池，29-氧化池，30-羅茨風機，31-桐化器,32-自動真空壓濾機,33-石骨倉,34-左排污口，35-右排污口，36-第一恒壓變量自動控制總成，37-第二恒壓變量自動控制總成，38-第三恒壓變量自動控制總成，39-上清液自動輸送總成，40-稠化液濾液自動輸送總成，41-混合渣、液自動輸送總成，42-管道，43-管道，44-管道，45-管道，46-管道，47-皮帶自動輸送總成，48-管道，49-再生劑自動供應(yīng)總成，50-脫除塔。
[0039]【【具體實施方式】】
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0040]如圖1中所示:
本發(fā)明實施例所述的多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置，包括有脫除塔50，所述脫除塔50的具體結(jié)構(gòu)為:塔殼I的內(nèi)部中間位置從上往下依次設(shè)有上分隔板3、左分隔板5和右分隔板18、下分隔板9，且左分隔板5和右分隔板18的上端與上分隔板3連接一體，截面呈倒立的“Y”字形；所述下分隔板9和上分隔板3位于同一縱向平面上，且其上端與左分隔板5和右分隔板18的下端位于同一水平面上；所述下分隔板9和上分隔板3將塔殼I的內(nèi)部分成左右兩部分，左側(cè)部分從上往下依次設(shè)有相互連通的煙氣輸入口 2、霧化混合降溫室4、第一沖擊脫除室6、霧化逆流脫除室7和左上循環(huán)池10，以及底部左排污口 34，右側(cè)部分從上往下依次設(shè)有相互連通的凈化煙氣輸出口 16、氣霧自動分離室17、第二沖擊脫除室19和右上循環(huán)池20，以及底部右排污口 35 ;所述霧化逆流脫除室7和第二沖擊脫除室19均與下分隔板9的上端持平，且其上端通過左分隔板5和右分隔板18與下分隔板9之間形成的通道相連通。
[0041]所述塔殼I包括由上往下連接一體的雙喇叭口頂部、方形中部和雙錐形底部，并采用A3碳鋼板材制作而成，其內(nèi)壁設(shè)有耐酸、耐堿、耐磨、保溫、疏水性的有機涂料保護層；所述霧化混合降溫室4的霧化噴嘴、第一沖擊脫除室6的沖擊噴嘴和第二沖擊脫除室19的沖擊噴嘴與煙氣順方向豎直向下設(shè)置，所述霧化逆流脫除室7的霧化噴嘴與煙氣流動方向成45°角向右逆流設(shè)置；所述霧化混合降溫室4、第一沖擊脫除室6和霧化逆流脫除室7均采用鈣法進行煙氣凈化，所述第二沖擊脫除室19采用鈉鈣雙堿法進行煙氣凈化；所述脫除塔50的煙氣阻力損失在60Pa?200Pa之間，所述氣霧自動分離室17的煙氣流速1.2m/S?1.3m/S,所述霧化混合降溫室4、第一沖擊脫除室6和霧化逆流脫除室7噴出的脫除液的pH值為0.5?2 ;而且所述左上循環(huán)池10的循環(huán)液是由水、二氧化硫經(jīng)氧化形成的硫酸、廢鋼渣(或石灰)、脫硝轉(zhuǎn)化劑、脫硝還原劑、除汞添加劑和除PM2.5促進劑配制而成的多組份脫除液，所述右上循環(huán)池20的循環(huán)液是由鍋爐排污水、廢鋼渣(或石灰)、脫硝轉(zhuǎn)化劑、脫硝還原劑、除汞添加劑和除PM2.5促進劑配制而成的多組份脫除液。
[0042]另外，所述塔殼I的外側(cè)還設(shè)有第一恒壓變量自動控制總成36、第二恒壓變量自動控制總成37、第三恒壓變量自動控制總成38和第四恒壓變量自動控制總成8 ;所述第一恒壓變量自動控制總成36的上端和下端分別與霧化混合降溫室4設(shè)有的霧化噴嘴和左上循環(huán)池10相連，所述第二恒壓變量自動控制總成37的上端和下端分別與第一沖擊脫除室6設(shè)有的沖擊噴嘴和左上循環(huán)池10相連，所述第三恒壓變量自動控制總成38的上端和下端分別與霧化逆流脫除室7設(shè)有的霧化噴嘴和左上循環(huán)池10相連，所述第四恒壓變量自動控制總成8的上端和下端分別與第二沖擊脫除室19設(shè)有的沖擊噴嘴和右上循環(huán)池20相連。
[0043]本發(fā)明所述脫除塔的工作原理為:首先，燃煤鍋爐煙氣通過常規(guī)干法電除塵器或布袋除塵器除塵后，經(jīng)引風機從煙氣輸入口 2進入霧化混合降溫室4，與霧化混合降溫室4的霧化噴嘴噴出的霧液充分混合，使增濕后的煙氣溫度從120°C?190°C降至最佳脫除煙溫50°C左右；然后，冷卻后的煙氣從霧化混合降溫室4進入第一沖擊脫除室6時，與第一沖擊脫除室6的沖擊噴嘴噴出的脫除循環(huán)液同向混合，在沖擊噴嘴噴出的脫除循環(huán)液的作用下以設(shè)定的穩(wěn)定的壓力沖入左上循環(huán)池10的脫除液內(nèi)，激入深處返回時形成設(shè)定高度的沖擊氣泡層，氣泡大量迅速生成，在上升過程中不斷破裂和合并，不斷產(chǎn)生新的氣、液接觸面，氣、液傳質(zhì)能力不斷加強，于此過程煙氣中的三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸、部分二氧化硫被PH值為0.5?2的循環(huán)池脫除液氧化成硫酸、硫酸與由廢鋼渣或石灰配制的氫氧化鈣反應(yīng)生成硫酸鈣，部分二氧化硫與水及氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣，一氧化氮在轉(zhuǎn)化劑作用下生成二氧化氮、二氧化氮在還原劑作用下還原為氮氣，氟化物與氫氧化鈣反應(yīng)生成氟化鈣，氯化物與氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、氯化鈣與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣和鹽酸，汞在除汞添加劑的作用下與硫酸反應(yīng)生成硫酸汞，PM2.5在促進劑的作用下被潤濕、接觸液膜后迅疾被黏附而去除；接著，經(jīng)第一沖擊脫除室6和左上循環(huán)池10初步凈化的煙氣進入霧化逆流脫除室7，此時由于煙道在第一沖擊脫除室6階段突然收窄，之后又向上彎折，因而形成高速旋切氣流，與霧化逆流脫除室7的霧化噴嘴下噴的彌漫狀霧滴逆向?qū)ψ?，氣流托住霧滴旋切脫除液并反復(fù)破碎，液滴破碎得越來越小，氣、液接觸面越來越大，氣、液再次充分混合并在設(shè)計參數(shù)下形成一段動態(tài)穩(wěn)定的液滴和污染物最佳反應(yīng)懸浮層，先形成的懸浮液滴被新形成的懸浮液滴所取代，循環(huán)介質(zhì)不斷更新，脫除反應(yīng)和煙塵黏附持續(xù)高效進行；再然后，經(jīng)霧化逆流脫除室7 二次凈化的煙氣進入第二沖擊脫除室19，此時煙氣與第二沖擊脫除室19的沖擊噴嘴噴出的脫除液同向運動，在煙氣流動的同方向強制形成渦流區(qū)(駐渦區(qū))，駐渦區(qū)的渦流強度恒定不變，不會隨鍋爐負荷高低、煙氣流量大小、煙氣流速快慢的變化而變動，煙氣進入駐渦區(qū)內(nèi)，污染物和脫除液在渦流強制作用下形成最佳充分混合，于毫秒的時間完成PM2.5的凝聚，二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、氟化物、氯化物、汞與脫除液持續(xù)快速反應(yīng)，利用煙氣的動能和高壓水流產(chǎn)生的正壓沖擊力，裹挾霧珠的下沖煙氣高速沖入右上循環(huán)池20中，于水下進行二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、氟化物、氯化物、汞的脫除反應(yīng)及PM2.5的清洗、融合，強水流帶動氣流激起大量的泡沫和水霧，泡沫和水霧在運動過程中延長了氣相污染物和液相脫除物的反應(yīng)時間，并增加PM2.5與泡沫和水霧的碰撞、截留、黏附，同時在第二沖擊脫除室19的鈉堿脫除液作用下，殘存微量的二氧化硫、三氧化硫、氟化物和氯化物，分別生成亞硫酸氫鈉、硫酸鈉、氟化鈉和氯化鈉，殘存的汞在除汞添加劑的作用下生成氧化汞；最后，經(jīng)第二沖擊脫除室19和右上循環(huán)池20三次凈化的煙氣進入氣霧自動分離室17，于此進行氣霧分離，分離所得潔凈煙氣從凈化煙氣輸出口 16排出，由煙囪排空；經(jīng)由脫除過程形成的脫除混合渣、液，沉降至脫除塔雙錐形底部，通過左排污口34和右排污口 35分別排入左下循環(huán)池13和右下循環(huán)池23。
[0044]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下獨特效果:
1、凈化效能高。
[0045]煙氣經(jīng)本發(fā)明所述脫除塔凈化后污染物排空濃度可達:
二氧化硫< 14.4mg/m3 三氧化硫< 2.9mg/m3
氮氧化物< 15mg/m3
氟化物< 0.23mg/m3
氯化物< 0.29mg/m3
煙塵< 3.2mg/m3
汞及其化合物 < 7.2μδ/πι3 林格曼黑度 < I級。
[0046]新的火電廠大氣污染物排放標準(GB13223-2011)規(guī)定，火力發(fā)電以氣體為燃料的鍋爐或燃氣輪機組重點地區(qū)大氣污染物特別排放限值為:煙塵，5mg/m3 ;二氧化硫，35mg/m3 ;氮氧化物，50mg/m3 ;而經(jīng)本發(fā)明所述脫除塔脫除后的排空污染物可低于此限值。
[0047]2、多功能一體化。
[0048]由于本發(fā)明將霧化混合降溫室4、第一沖擊脫除室6、霧化逆流脫除室7、左上循環(huán)池10、氣霧自動分離室17、第二沖擊脫除室19和右上循環(huán)池20緊湊設(shè)置于一個脫除塔內(nèi)(尤其是三個脫除室的巧妙組合)，以及多種各有針對性的脫除添加劑所起的作用，實現(xiàn)于單套裝置內(nèi)即可一齊脫除多種污染物。
[0049]3、物耗能耗低。
[0050]本發(fā)明充分利用了工業(yè)廢棄物一廢鋼渣，以其有效成分作脫除劑，一方面既減少了廢鋼渣的填埋量，同時又削減了其它脫除劑的投入，節(jié)省了物耗；由于霧化混合降溫室4的霧化噴嘴、第一沖擊脫除室6的沖擊噴嘴和第二沖擊脫除室19的沖擊噴嘴采用與煙氣順方向噴液的布置，對煙氣的行進起了助推加強的作用，使得系統(tǒng)不需再增設(shè)風機，節(jié)約了能耗；由此大大降低了總運行費用。
[0051]4、適用面廣。
[0052]本發(fā)明同時適用于火電、鋼鐵、石化、有色、化工、水泥、建材、陶瓷、玻璃等行業(yè)燃煤鍋爐、冶煉爐、窯爐煙氣的高效凈化。
[0053]此外，本發(fā)明所述第二沖擊脫除室19也可以是備用系統(tǒng)，用戶可根據(jù)實際情況進行停止運行或啟動控制，但停止該第二沖擊脫除室19運行，本發(fā)明的脫除效果依然十分理想，經(jīng)對凈化后煙氣污染物排空測試，脫除效率可達:
二氧化硫96?98%
三氧化硫90?95%
氮氧化物90?92%
氟化物92?96%
氯化物93?97%
PM2.595 ?98%
汞及其化合物 70?80%。
[0054]作為本發(fā)明一優(yōu)選方案，本發(fā)明所述多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置還包括有脫除液循環(huán)補充系統(tǒng)，所述脫除液循環(huán)補充系統(tǒng)包括左下循環(huán)池13、右下循環(huán)池23、補給水自動供應(yīng)總成14、第一脫除劑及pH值自動控制總成15、鈉堿液自動控制總成24、第二脫除劑及PH值自動控制總成25、脫除添加液混合槽26、第一循環(huán)池循環(huán)總成12、左溢流管11、第二循環(huán)池循環(huán)總成22和右溢流管21。其中，所述補給水自動供應(yīng)總成14和第一脫除劑及pH值自動控制總成15均與左下循環(huán)池13相連，與鍋爐排污水排出端連接的所述鈉堿液自動控制總成24和第二脫除劑及pH值自動控制總成25均與右下循環(huán)池23相連，所述脫除添加液混合槽26與左下循環(huán)池13及右下循環(huán)池23相連；所述第一循環(huán)池循環(huán)總成12的上端和下端分別與左上循環(huán)池10和左下循環(huán)池13相連，所述左溢流管11的上端和下端分別與左上循環(huán)池10的上端和左下循環(huán)池13相連；所述第二循環(huán)池循環(huán)總成22的上端和下端分別與右上循環(huán)池20和右下循環(huán)池23相連，所述右溢流管21的上端和下端分別與右上循環(huán)池20的上端和右下循環(huán)池23相連。而且所述脫除添加液混合槽26的脫除添加液由水、脫硝轉(zhuǎn)化劑、脫硝還原劑、除汞添加劑和除PM2.5促進劑配制而成，所述左下循環(huán)池13的循環(huán)液是由水、二氧化硫經(jīng)氧化形成的硫酸、含氧化鈣的廢鋼渣或石灰、脫除添加液配制而成的多組份脫除液，所述右下循環(huán)池23的循環(huán)液是由含氫氧化鈉或碳酸鈉的鍋爐排污水、含氧化鈣的廢鋼渣或石灰、脫除添加液配制而成的多組份脫除液。
[0055]本發(fā)明所述脫除液循環(huán)補充系統(tǒng)工作原理為:當左上循環(huán)池10將位于底部的脫除混合渣、液經(jīng)左排污口 34輸入左下循環(huán)池13后使液位低于設(shè)置值時，第一循環(huán)池循環(huán)總成12啟動將左下循環(huán)池13中的脫除液輸送給左上循環(huán)池10，同時補給水自動供應(yīng)總成14、第一脫除劑及pH值自動控制總成15和脫除添加液混合槽26分別向左下循環(huán)池13補給水、脫除劑和脫除添加液，同時當右上循環(huán)池20將位于底部的脫除混合渣、液經(jīng)右排污口 35輸入右下循環(huán)池23后使液位低于設(shè)置值時，第二循環(huán)池循環(huán)總成22啟動將右下循環(huán)池23中的脫除液輸送給右上循環(huán)池20，同時與鍋爐排污水排出端連接的鈉堿液自動控制總成24、第二脫除劑及pH值自動控制總成25和脫除添加液混合槽26分別向右下循環(huán)池23補給鍋爐排污水、脫除劑和脫除添加液，在整個補充過程，左溢流管11和右溢流管21可將左上循環(huán)池10和右上循環(huán)池20溢出的脫除液分別輸回左下循環(huán)池13和右下循環(huán)池23，以維持脫除塔循環(huán)池脫除液的穩(wěn)定液位。
[0056]這樣，本發(fā)明所述多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置通過設(shè)置脫除液循環(huán)補充系統(tǒng)，即可自動地對左上循環(huán)池10和右上循環(huán)池20的脫除液進行及時有效的補充，并維持脫除液中脫除劑及添加液的設(shè)定濃度，保證了高效脫除進程的連續(xù)性和良好的穩(wěn)定性；此外，使用鍋爐排污水作為工藝用水，充分利用鍋爐排污水中的鈉堿作為脫除劑，實現(xiàn)以廢治廢，達到減少物耗、降低成本的目的。
[0057]作為本發(fā)明又一優(yōu)選方案，本發(fā)明所述多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置還包括有再生及利用系統(tǒng)，所述再生及利用系統(tǒng)主要由鈉堿再生槽27、沉淀池28、氧化池29、稠化器31、自動真空壓濾機32、石膏倉33、再生劑自動供應(yīng)總成49、羅茨風機30、稠化液濾液自動輸送總成40和上清液自動輸送總成39組成。其中，所述鈉堿再生槽27、沉淀池28、氧化池29、稠化器31、自動真空壓濾機32通過管道(48、43、45、46)依次相連，所述自動真空壓濾機32通過皮帶輸送總成47與石膏倉33相連，所述再生劑自動供應(yīng)總成49與鈉堿再生槽27相連，所述羅茨風機30通過管道44與氧化池29相連；而且左下循環(huán)池13的底部通過混合渣、液自動輸送總成41與氧化池29相連，右下循環(huán)池23的底部通過管道42與鈉堿再生槽27相連；所述稠化液濾液自動輸送總成40的上端與左下循環(huán)池13相連，下端與稠化器31的稠化液輸出端和自動真空壓濾機32的濾液輸出端相連；所述上清液自動輸送總成39的上端和下端分別與右下循環(huán)池23和沉淀池28相連。
[0058]本發(fā)明所述再生及利用系統(tǒng)的工作原理為:首先，左下循環(huán)池13底部的脫除混合渣、液經(jīng)混合渣、液自動輸送總成41送進氧化池29 ;與此同時，右下循環(huán)池23底部的脫除混合渣、液經(jīng)管道42輸入鈉堿再生槽27，再生劑自動供應(yīng)總成49向鈉堿再生槽27投入廢鋼渣或石灰，混合液由廢鋼渣或石灰再生，再生后的混合液和原有固渣通過管道48排入沉淀池28，經(jīng)過沉淀后的上清液(鈉堿液)通過上清液自動輸送總成39送進右下循環(huán)池23循環(huán)使用，沉淀池28的下層混合渣、液由管道43送入氧化池29 ;然后，氧化池29將來自左下循環(huán)池13的脫除混合液(pH值為0.5?2)和來自右下循環(huán)池23的脫除混合液(pH值為
6.2?6.8)調(diào)制成具最佳氧化pH值的混合液(pH值為4?5),再由羅茨風機30向氧化池29鼓入空氣進行氧化，將脫硫產(chǎn)物亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣(石膏)；接著，氧化后的混合液由管道45送入稠化器31，由稠化器31稠化成濃度為40?50%的濃混合液，再通過管道46送進自動真空壓濾機32進行渣水分離；最后，稠化液濾液自動輸送總成40將稠化器31的稠化液和自動真空壓濾機32的濾液送入左下循環(huán)池13循環(huán)回用，而經(jīng)自動真空壓濾機32分離所得含水小于10%的石膏由皮帶自動輸送總成47送進石膏倉33回收、存放，以便石膏外運制石膏板、免燒磚等。
[0059]這樣，本發(fā)明所述多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置通過設(shè)置再生及利用系統(tǒng)，使鍋爐排污水中的鈉堿得到再生和充分利用；而稠化液濾液自動輸送總成、上清液自動輸送總成通過回路將廢液、上清液輸回下循環(huán)池，使整個工藝的廢水的利用率達到100%，并且，再生及利用系統(tǒng)中廢渣的終端產(chǎn)物為石膏，因此，從根本上杜絕了常見的渣、水的二次污染。
[0060]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置，其特征在于:包括有脫除塔(50)，所述脫除塔(50)的塔殼(I)的內(nèi)部中間位置從上往下依次設(shè)有上分隔板(3)、左分隔板(5)和右分隔板(18)、下分隔板(9)，且左分隔板(5)和右分隔板(18)的上端與上分隔板(3)連接一體，截面呈倒立的“Y”字形；所述下分隔板(9)和上分隔板(3)位于同一縱向平面上，且其上端與左分隔板(5)和右分隔板(18)的下端位于同一水平面上；所述下分隔板(9)和上分隔板(3)將塔殼(I)的內(nèi)部分成左右兩部分，左側(cè)部分從上往下依次設(shè)有相互連通的煙氣輸入口(2)、霧化混合降溫室(4)、第一沖擊脫除室(6)、霧化逆流脫除室(7)和左上循環(huán)池(10)，以及底部左排污口(34)，右側(cè)部分從上往下依次設(shè)有相互連通的凈化煙氣輸出口(16)、氣霧自動分離室(17)、第二沖擊脫除室(19)和右上循環(huán)池(20)，以及底部右排污口(35);所述霧化逆流脫除室(7)和第二沖擊脫除室(19)均與下分隔板(9)的上端持平，且其上端通過左分隔板(5)和右分隔板(18)與下分隔板(9)之間形成的通道相連通。
2.所述塔殼(I)的外側(cè)還設(shè)有第一恒壓變量自動控制總成(36)、第二恒壓變量自動控制總成(37)、第三恒壓變量自動控制總成(38)和第四恒壓變量自動控制總成(8);所述第一恒壓變量自動控制總成(36)的上端和下端分別與霧化混合降溫室(4)設(shè)有的霧化噴嘴和左上循環(huán)池(10)相連，所述第二恒壓變量自動控制總成(37)的上端和下端分別與第一沖擊脫除室(6)設(shè)有的沖擊噴嘴和左上循環(huán)池(10)相連，所述第三恒壓變量自動控制總成(38)的上端和下端分別與霧化逆流脫除室(7)設(shè)有的霧化噴嘴和左上循環(huán)池(10)相連，所述第四恒壓變量自動控制總成(8)的上端和下端分別與第二沖擊脫除室(19)設(shè)有的沖擊噴嘴和右上循環(huán)池(20)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置，其特征在于:本裝置還包括有脫除液循環(huán)補充系統(tǒng)，所述脫除液循環(huán)補充系統(tǒng)包括左下循環(huán)池(13)、右下循環(huán)池(23)、補給水自動供應(yīng)總成(14)、第一脫除劑及pH值自動控制總成(15)、鈉堿液自動控制總成(24)、第二脫除劑及pH值自動控制總成(25)、脫除添加液混合槽(26)、第一循環(huán)池循環(huán)總成(12)、左溢流管(11 )、第二循環(huán)池循環(huán)總成(22)和右溢流管(21);其中，所述補給水自動供應(yīng)總成(14)和第一脫除劑及pH值自動控制總成(15)均與左下循環(huán)池(13)相連，與鍋爐排污水排出端連接的所述鈉堿液自動控制總成(24)和第二脫除劑及pH值自動控制總成(25)均與右下循環(huán)池(23)相連，所述脫除添加液混合槽(26)與左下循環(huán)池(13)及右下循環(huán)池(23)相連；所述第一循環(huán)池循環(huán)總成(12)的上端和下端分別與左上循環(huán)池(10)和左下循環(huán)池(13)相連，所述左溢流管(11)的上端和下端分別與左上循環(huán)池(10)的上端和左下循環(huán)池(13)相連；所述第二循環(huán)池循環(huán)總成(22)的上端和下端分別與右上循環(huán)池(20 )和右下循環(huán)池(23 )相連，所述右溢流管(21)的上端和下端分別與右上循環(huán)池(20 )的上端和右下循環(huán)池(23)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置，其特征在于:本裝置還包括有再生及利用系統(tǒng)，所述再生及利用系統(tǒng)主要由鈉堿再生槽(27)、沉淀池(28)、氧化池(29)、稠化器(31)、自動真空壓濾機(32)、石膏倉(33)、再生劑自動供應(yīng)總成(49)、羅茨風機(30)、稠化液濾液自動輸送總成(40)和上清液自動輸送總成(39)組成；其中，所述鈉堿再生槽(27)、沉淀池(28)、氧化池(29)、稠化器(31)、自動真空壓濾機(32)通過管道(48、43、45、46)依次相連，所述自動真空壓濾機(32)通過皮帶自動輸送總成(47)與石膏倉(33)相連，所述再生劑自動供應(yīng)總成(49)與鈉堿再生槽(27)相連，所述羅茨風機(30)通過管道(44)與氧化池(29)相連；而且左下循環(huán)池(13)的底部通過混合渣、液自動輸送總成(41)與氧化池(29)相連，右下循環(huán)池(23)的底部通過管道(42)與鈉堿再生槽(27)相連；所述稠化液濾液自動輸送總成(40)的上端與左下循環(huán)池(13)相連，下端與稠化器(31)的稠化液輸出端和自動真空壓濾機(32)的濾液輸出端相連；所述上清液自動輸送總成(39)的上端和下端分別與右下循環(huán)池(23)和沉淀池(28)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置，所述塔殼(I)包括由上往下連接一體的雙喇叭口頂部、方形中部和雙錐形底部；并采用A3碳鋼板材制作而成，其內(nèi)壁設(shè)有耐酸、耐堿、耐磨、保溫、疏水性的有機涂料保護層 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置，其特征在于:所述霧化混合降溫室(4)的霧化噴嘴、第一沖擊脫除室(6)的沖擊噴嘴和第二沖擊脫除室(19)的沖擊噴嘴與煙氣順方向豎直向下設(shè)置，所述霧化逆流脫除室(7)的霧化噴嘴與煙氣流動方向成45°角向右逆流設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置，其特征在于:所述霧化混合降溫室(4)、第一沖擊脫除室(6)和霧化逆流脫除室(7)均采用鈣法進行煙氣凈化，所述第二沖擊脫除室(19)采用鈉鈣雙堿法進行煙氣凈化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置，其特征在于:所述脫除塔(50)的煙氣阻力損失在60Pa?200Pa之間，所述氣霧自動分離室(17)的煙氣流速1.2m/S?1.3m/S，所述霧化混合降溫室(4)、第一沖擊脫除室(6)和霧化逆流脫除室(7)噴出的脫除液的PH值為0.5?2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多功能燃煤鍋爐煙氣凈化裝置，其特征在于:所述脫除添加液混合槽(26)的脫除添加液由水、脫硝轉(zhuǎn)化劑、脫硝還原劑、除汞添加劑和除PM2.5促進劑配制而成，所述左上循環(huán)池(10)和左下循環(huán)池(13)的循環(huán)液是由水、二氧化硫經(jīng)氧化形成的硫酸、廢鋼渣(或石灰)和脫除添加液配制而成的多組份脫除液，所述右上循環(huán)池(20 )和右下循環(huán)池(23 )的循環(huán)液是由含氫氧化鈉或碳酸鈉的鍋爐排污水、廢鋼渣(或石灰)和脫除添加液配制而成的多組份脫除液。
【文檔編號】B01D50/00GK104138701SQ201410423906
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】張錫源, 張金鋒, 張友花, 張金華 申請人:張錫源