本實(shí)用新型涉及工業(yè)廢氣凈化環(huán)保及能源領(lǐng)域，特別是涉及一種小型工業(yè)鍋爐煙氣脫硫裝置。

背景技術(shù)：

煤炭生產(chǎn)時(shí)為了確保井下安全，必須排除大量的礦井水。礦井水主要來源于地下水，煤礦開采過程中，地下水與煤、巖層接觸，發(fā)生一系列物理、化學(xué)和生化反應(yīng)，其特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系地層的礦物化學(xué)成分。

隨著神東礦區(qū)煤炭資源開發(fā)，礦井涌水量和采空區(qū)積水量不斷增大，2006年內(nèi)的大柳塔礦、活雞兔井、上灣礦、補(bǔ)連塔礦、哈拉溝礦、石圪臺(tái)礦、烏蘭木倫礦礦井年涌水量平均為1470.5m³/h，總量合計(jì)為1266.7萬m³。神東礦區(qū)礦井水中pH一般為7.5～8.37，屬中性～弱堿性水；礦化度變化范圍為341.6～1915.4mg/L，屬淡水～微咸水，水質(zhì)類型主要為SO₄·Cl(HCO₃)-Na型水，含鹽成分主要是Ca、K、Mg等，部分水質(zhì)的可溶性固體和硫酸根、氯離子含量超標(biāo)，硬度較高，基本屬于高懸浮物礦井水。

礦區(qū)燃煤工業(yè)小鍋爐主要用于井口保溫、提供浴水和礦區(qū)供熱，大多數(shù)小鍋爐沒有配備有效的脫硫設(shè)備，實(shí)際鍋爐排放煙氣中SO₂的濃度約400～1000mg/Nm³，導(dǎo)致了對(duì)環(huán)境的污染；或者少數(shù)采用繁雜的設(shè)備進(jìn)行脫硫，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且需要另外采購石灰石、石灰等脫硫劑，修建成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種小型工業(yè)鍋爐煙氣脫硫裝置，該裝置利用堿性礦井水，使礦井水中碳酸氫根、鈣、鎂離子等成分應(yīng)用到煙氣脫硫中，既實(shí)現(xiàn)了以廢治廢，又節(jié)省了碳酸鈣、氧化鎂、氨水、海水等資源，更簡化了繁雜的脫硫系統(tǒng)，降低了投資費(fèi)用。

一種小型工業(yè)鍋爐煙氣脫硫裝置的具體方案如下：

一種小型工業(yè)鍋爐煙氣脫硫裝置，包括：

帶填料區(qū)的脫硫塔，脫硫塔一側(cè)與礦井水儲(chǔ)罐通過管路連接以向脫硫塔內(nèi)通入堿性礦井水，脫硫塔開有煙氣入口，脫硫塔頂部開有煙氣出口，在填料區(qū)的上部設(shè)置礦井水入口。

上述煙氣脫硫裝置，通過填料使礦井水與煙氣充分接觸，堿性礦井水中含有大量的HCO₃^-，堿性礦井水作為脫硫吸收劑，代替濕法脫硫工藝中的石灰石/石灰、氧化鎂、氨/氨水、海水，結(jié)合濕法脫硫塔，簡化了繁雜的脫硫系統(tǒng)，降低了投資費(fèi)用，脫硫塔內(nèi)煙氣流速通常情況下控制在2-3m/s。

脫硫的主要化學(xué)反應(yīng)如下(以碳酸氫根為例)：

漿液里的主要反應(yīng)為：

SO₂+H₂O＝H₂SO₃

其他反應(yīng)：

MCO₃+H₂SO₃——→MSO₃+CO₂+H₂O

HF+M(HCO₃)₂——→MF₂+CO₂+H₂O

HCl+M(HCO₃)₂——→MCl₂+CO₂+H₂O

進(jìn)一步地，為了對(duì)脫硫廢液進(jìn)行利用，所述脫硫塔底部與沉淀池連接，沉淀池與礦井水處理單元連接，沉淀池內(nèi)上清液可返回到礦井水處理單元進(jìn)行后續(xù)處理，沉淀池內(nèi)的污泥可定時(shí)清運(yùn)，與鍋爐灰渣一并處理。

為了強(qiáng)化脫硫塔內(nèi)礦井水與煙氣的充分接觸，所述脫硫塔內(nèi)布置空氣噴槍，空氣噴槍與氧化風(fēng)機(jī)連接，空氣噴槍設(shè)于填料區(qū)的下方。

為了在輸送泵停止后，方便將管路中的礦井水排盡，所述管路的底部設(shè)有放空閥門，此外，漿液在耐磨管路內(nèi)的沖刷速度大于礦井水的結(jié)垢速度，因此可選擇較小的管路管徑。

在所述脫硫塔的頂部設(shè)置機(jī)械除霧器，除霧器設(shè)于礦井水入口的上方，用于去除煙氣中攜帶的液滴，以減少對(duì)煙囪的腐蝕。

因礦井水中具有較高的氯離子濃度，因此，需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行防腐控制，所述脫硫塔的材料為鋼襯玻璃鱗片或玻璃鋼，玻璃鋼材質(zhì)由于其耐腐耐磨、施工周期短、材料可塑性強(qiáng)等特點(diǎn)，應(yīng)用于脫硫塔時(shí)更加經(jīng)濟(jì)適用。

所述管路的材料為玻璃鋼或PP材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1)本實(shí)用新型中通過礦井水儲(chǔ)罐與脫硫塔的連接，使礦井水應(yīng)用到煙氣脫硫中，脫硫后的廢液返回礦井水處理單元，既實(shí)現(xiàn)了以廢治廢，又節(jié)省了碳酸鈣、氧化鎂、氨水、海水資源及其處理費(fèi)用，更簡化了繁雜的脫硫系統(tǒng)，降低了投資費(fèi)用，極大地減少了副產(chǎn)物的排放，可產(chǎn)生良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。

2)本實(shí)用新型中為了避免氯離子對(duì)管路等設(shè)備的腐蝕，特對(duì)脫硫塔及管路等的材料進(jìn)行了選擇，有效延長了裝置的使用壽命。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。

圖1為本實(shí)用新型中裝置的示意簡圖；

圖2位本實(shí)用新型中脫硫塔內(nèi)布置結(jié)構(gòu)圖；

圖中所示：1.氧化風(fēng)機(jī)，2.礦井水儲(chǔ)罐，3.脫硫塔，4.煙氣入口，5.沉淀池，6.礦井水處理單元，7.煙氣出口，8.除霧器，9.礦井水入口，10.填料區(qū)，12.氧化槽。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在的礦區(qū)脫硫設(shè)備缺乏、設(shè)備繁雜的不足，為了解決如上的技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N小型工業(yè)鍋爐煙氣脫硫裝置。

本申請(qǐng)的一種典型的實(shí)施方式中，如圖1所示，提供了一種小型工業(yè)鍋爐煙氣脫硫裝置，該裝置包括帶填料區(qū)的脫硫塔3，脫硫塔3一側(cè)與礦井水儲(chǔ)罐2通過管路連接以向脫硫塔3內(nèi)通入堿性礦井水，脫硫塔3開有煙氣入口4，脫硫塔3頂部開有煙氣出口，在填料區(qū)10的上部設(shè)置礦井水入口9。

上述煙氣脫硫裝置，該裝置中通過填料使礦井水與煙氣充分接觸，堿性礦井水中含有大量的HCO₃^-，堿性礦井水作為脫硫吸收劑，代替濕法脫硫工藝中的石灰石-石膏法中的石灰石/石灰、鎂法脫硫中的氧化鎂、氨法脫硫中的氨水、海水脫硫中的海水等，使礦井水應(yīng)用到煙氣脫硫中，脫硫后的廢液返回礦井水處理單元，既實(shí)現(xiàn)了以廢治廢，又節(jié)省了碳酸鈣、氧化鎂、氨水、海水資源及其處理費(fèi)用，更簡化了繁雜的脫硫系統(tǒng)，降低了投資費(fèi)用，極大地減少了副產(chǎn)物的排放，可產(chǎn)生良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。

上述過程中，脫硫的主要化學(xué)反應(yīng)如下(以碳酸氫根為例)：

漿液里的主要反應(yīng)為：

SO₂+H₂O＝H₂SO₃

其他反應(yīng)：

MCO₃+H₂SO₃——→MSO₃+CO₂+H₂O

HF+M(HCO₃)₂——→MF₂+CO₂+H₂O

HCl+M(HCO₃)₂——→MCl₂+CO₂+H₂O

通過上述的反應(yīng)過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)SO₂的去除，為了不使脫硫廢液造成二次污染，所述脫硫塔底部與沉淀池5連接，沉淀池5與礦井水處理單元6連接，沉淀池5內(nèi)上清液可返回到礦井水處理單元6進(jìn)行后續(xù)處理，沉淀池內(nèi)的污泥可定時(shí)清運(yùn)，與鍋爐灰渣一并處理。

為了將礦井水與煙氣接觸后產(chǎn)生的亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，所述脫硫塔3內(nèi)布置空氣噴槍，空氣噴槍與氧化風(fēng)機(jī)1連接，空氣噴槍設(shè)于煙氣入口4的下方，這樣在脫硫塔3內(nèi)底部形成氧化槽12。

為了在輸送泵停止后，方便將管路中的礦井水排盡，所述管路的底部設(shè)有放空閥門，此外，漿液礦井水在耐磨管路內(nèi)的沖刷速度大于礦井水的結(jié)垢速度，因此可選擇較小的管路管徑，以提高礦井水的流動(dòng)速度。

在所述脫硫塔3的頂部設(shè)置機(jī)械除霧器8，除霧器8設(shè)于礦井水入口9的上方，用于去除煙氣中攜帶的液滴，以減少對(duì)煙囪的腐蝕。

因礦井水中具有較高的氯離子濃度，因此，需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行防腐控制，所述脫硫塔的材料為鋼襯玻璃鱗片或玻璃鋼，玻璃鋼材質(zhì)由于其耐腐耐磨、施工周期短、材料可塑性強(qiáng)等特點(diǎn)，應(yīng)用于脫硫塔時(shí)更加經(jīng)濟(jì)適用。

此外，所述管路的材料為玻璃鋼或PP材料，以具備防腐性能。礦井水的化學(xué)成分中堿性成分含量不同，在作為脫硫劑應(yīng)用時(shí)要根據(jù)具體成分分析來確定礦井水用量。以pH值為8.1～8.3，HCO₃^-濃度約為1200mg/L、CO₃^2-濃度約為100mg/L的礦井水為例，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測定，礦井水對(duì)SO₂的吸收容量約為1～1.06kg/m³。

就舉例來說，針對(duì)10t/h鍋爐1臺(tái)，煙氣量約為3萬Nm³/h，燃用硫分0.5％的低硫煤，引風(fēng)機(jī)排煙溫度為150℃，煙氣中SO₂含量為890mg/Nm³。該項(xiàng)目所用礦井水，pH值為8.1～8.3，HCO₃^-濃度約為1200mg/L，CO₃^2-濃度約為100mg/L。

根據(jù)上述裝置進(jìn)行計(jì)算，脫硫裝置正常運(yùn)行后，煙氣出口溫度為50℃左右，出口凈煙氣中SO₂濃度＜400mg/Nm³，脫硫效率約為60～80％，正常運(yùn)行每小時(shí)礦井水流量需求約14m³。

可見，該實(shí)用新型具有相當(dāng)?shù)拿摿蛐阅芘c脫硫效率，能夠滿足燃用低硫煤的工業(yè)小鍋爐SO₂排放要求，造價(jià)僅為傳統(tǒng)濕法脫硫系統(tǒng)的1/2，表現(xiàn)出了良好的效果。

以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。