專利名稱：一體化消煙除塵脫硫脫氮節(jié)能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利屬于環(huán)境工程中廢氣處理設(shè)備領(lǐng)域，該設(shè)備可以做為一般濕法高效除塵器使用，如果加入堿性劑即可脫硫脫氮又可以消煙除塵。在一個(gè)設(shè)備內(nèi)完成了3級(jí)消煙除塵脫硫脫氮，氣液分離，固液分離三個(gè)功能。污水循環(huán)使用，補(bǔ)充鍋爐堿性污水，基本上不用新鮮水。調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量達(dá)到二者最優(yōu)化，使鍋爐爐膛內(nèi)在微負(fù)壓下運(yùn)行。因此，該設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，造價(jià)低，操作方便，除塵效率＞97％，脫硫效率80～95％，脫氮效率50～70％，林格曼黑度＜1級(jí)。并且節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。因此，該設(shè)備應(yīng)用范圍特別廣，它最適應(yīng)處理各種規(guī)格、類型的鍋爐煙氣，工業(yè)上各種規(guī)格、類型的窯爐、沖天爐等煙氣，以及化工、冶金、礦山、建材等行業(yè)所產(chǎn)生的各種含塵廢氣治理。
目前，世界各國(guó)正在不同程度地高速發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)也給環(huán)境帶來了嚴(yán)重污染，直接影響人們的身體健康，阻礙了工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，甚至破壞了生產(chǎn)。尤其最近幾年，二氧化硫和氮氧化物不斷地繼續(xù)大量排放，造成世界各地不同程度地降酸雨，大量農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死。二氧化硫和氮氧化物主要來源于燃煤過程。因此，解決燃煤鍋爐、窯爐消煙除塵脫硫脫氮是當(dāng)前世界各國(guó)環(huán)境專家急待研究的課題。并且還要解決設(shè)備的腐蝕、占地少、造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)低、管理方便等問題，這就給環(huán)境專家?guī)黼y題。在發(fā)達(dá)的國(guó)家，除塵脫硫裝置專利技術(shù)比較多，主要對(duì)65噸/時(shí)以上有除塵裝置的電站鍋爐和供熱鍋爐。我國(guó)35噸/時(shí)以下的鍋爐占全國(guó)總臺(tái)數(shù)的85％，其中有除塵裝置的約30％，在這方面的專利國(guó)外還沒有。本專利技術(shù)的目的為我國(guó)中小型鍋爐、窯爐進(jìn)行消煙除塵脫硫脫氮做出貢獻(xiàn)。
圖1為北京市航天銀燕環(huán)保工程公司生產(chǎn)的YSC型除塵脫硫裝置，它曾榮獲國(guó)家環(huán)?？偩窒逻_(dá)的“對(duì)全國(guó)中小型鍋爐除塵脫硫工藝及設(shè)備的篩選與評(píng)價(jià)”研究課題的第一名。脫硫效率為74.1％，除塵效率為95.0％。其工作原理為利用污水泵[2]將脫硫劑從溶液貯槽[1]中吸入并通過一排噴淋管束噴入煙氣進(jìn)口。利用引風(fēng)機(jī)[8]的動(dòng)力將煙氣由鍋爐內(nèi)抽入煙道，煙氣與噴淋管束噴出脫硫劑相遇，在此處進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，除去煙氣中的二氧化硫和粉塵。煙氣繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)除塵脫硫裝置[3]內(nèi)的液面，又將液面激起浪花，再一次的氣液接觸進(jìn)行除塵脫硫。煙氣從檔水板[7]上通過轉(zhuǎn)而向下，再經(jīng)水幕板[6]向下運(yùn)動(dòng)，繞過三角形檔水帽向上到氣水分離器[5]，進(jìn)行氣液分離，凈化后的煙氣由引風(fēng)機(jī)[8]吸入，并排入煙囪。除塵脫硫裝置[3]的底部為貯灰斗，一定時(shí)間打開閥門使?jié)窕遗湃牖叶穂9]中，再用小車運(yùn)走。除塵脫硫裝置中多余的脫硫劑由排水管[4]排入溶液貯槽[1]中。
圖2為北京重型電機(jī)廠生產(chǎn)的噴淋式除塵脫硫工藝。從鍋爐來的煙氣由切線方向進(jìn)入噴淋塔[12]的下部，大的粉塵由于離心力的作用而甩向塔壁，被噴淋在塔壁上的脫硫液帶入沉淀池[11]中，用污水泵[13]吸入沉淀池上清液打入灰水分離器[14]中，為防止噴咀堵塞，再一步除去微塵。凈化后脫硫液流入污水池[16]中，同時(shí)石灰溶解槽[15]的堿性石灰乳也流入污水池[16]中，利用污水泵[17]將脫硫液打入噴淋塔的上部，一股噴淋，一股延切線向下旋轉(zhuǎn)與底部上來的煙氣進(jìn)行充分接觸達(dá)到除塵脫硫的目的。沉淀池的濕灰和石灰溶解槽中的石灰渣定期運(yùn)走。凈化后的煙氣由引風(fēng)機(jī)[18]吸入并排入煙囪。
從圖1和圖2可以看出噴淋塔和除塵脫硫裝置的占地面積大，這類設(shè)備上升流速小于1.5米/秒，以防煙氣將水滴帶出降低除塵效率。雖然煙氣以切線方向進(jìn)入，由于直徑大而離心力小，又不能將細(xì)粉塵甩向塔壁而去除。因此這類設(shè)備以原理而論就不可能除塵效率很高。還有一個(gè)共同的問題是為了使噴淋下來的粉塵與水很好的分離，必須建一個(gè)造價(jià)較高的混凝土沉淀池，而沉下來的濕灰用抓斗機(jī)抓出運(yùn)走，浪費(fèi)人力和物力。另一個(gè)問題是設(shè)備多、占地大、工程費(fèi)用多，必然加重企業(yè)負(fù)擔(dān)，限制環(huán)境事業(yè)發(fā)展。因此尋找一個(gè)效率高、占地少又經(jīng)濟(jì)的工藝和設(shè)備是很必要的。
本實(shí)用新型專利的目的，旨在解決上述難點(diǎn)，提出一種一體化消煙除塵脫硫脫氮節(jié)能裝置以及該裝置的配套工藝流程，如圖3所示。從鍋爐出來的煙氣進(jìn)入文丘里管[21]，用污水泵[24]將沉淀池[23]中含堿性的上清液打入文丘里管喉部上方，由于喉部斷面小而氣速大，使上清液形成霧狀而捕集粉塵，同時(shí)堿性液與煙氣中的二氧化硫和氮氧化物進(jìn)行中和反應(yīng)而達(dá)到脫硫脫氮的目的，堿性液中的藥劑來源于石灰乳槽[25]，定期將堿性液石灰乳用污水泵補(bǔ)充到沉淀池中。完成1級(jí)消煙除塵脫硫脫氮。煙氣繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)沖擊室[22]內(nèi)的堿性液液面時(shí)，又濺起水花形成霧狀進(jìn)行2級(jí)消煙除塵脫硫脫氮。然后帶著水霧的煙氣穿過通道進(jìn)入氣液分離室[26]的下部，在下部進(jìn)行3級(jí)消煙除塵脫硫脫氮，煙氣再旋轉(zhuǎn)向上進(jìn)行氣液分離，凈化后的煙氣由引風(fēng)機(jī)[28]吸入后排到煙囪。氣液分離后的堿性液流入沉淀池內(nèi)進(jìn)行固液分離，上清液由污水泵再次吸入并打到文丘里管循環(huán)使用。沉淀的粉塵和中和反應(yīng)時(shí)生成的鹽類定期打開閥門用小車將濕灰運(yùn)走。在運(yùn)行前首先將堿性液灌滿沉淀池，是由污水泵[24]的吸水管上下兩個(gè)閥門完成，當(dāng)向沉淀池灌堿性液或工作一段時(shí)間后沉淀池內(nèi)堿性液下降時(shí)，打開吸水管下部閥門，關(guān)閉上面閥門來完成。一般正常工作時(shí)打開上部閥門關(guān)閉下面閥門。[27]為溢流管。
一體化消煙除塵脫硫脫氮節(jié)能裝置及配套工藝流程，是綜合考慮節(jié)省運(yùn)行費(fèi)和提高鍋爐熱效率而設(shè)計(jì)的，充分利用鍋爐房產(chǎn)生的堿性污水和堿性液循環(huán)使用，達(dá)到石灰乳充分用盡，基本不用自來水，來達(dá)到節(jié)省運(yùn)行費(fèi)的目的。調(diào)節(jié)鍋爐的鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量達(dá)到兩者的最優(yōu)化，使鍋爐內(nèi)在微負(fù)壓下運(yùn)行，減少運(yùn)行中的熱損失，提高鍋爐熱效率。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)①節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低；②工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備少、占地少、造價(jià)低；③消煙除塵脫硫脫氮效率高；④排灰簡(jiǎn)單、節(jié)省人力物力；⑤設(shè)備易商品化，施工簡(jiǎn)單縮短工期。本實(shí)用新型所以有這些優(yōu)點(diǎn)，關(guān)鍵在于一體化消煙除塵脫硫脫氮節(jié)能裝置的結(jié)構(gòu)，如圖4所示，下面還要詳細(xì)介紹。


附圖1為YSC型除塵脫硫裝置工藝；附圖2為噴淋式除塵脫硫工藝；附圖3為一體化消煙除塵脫硫脫氮節(jié)能裝置工藝；附圖4為一體化消煙除塵脫硫脫氮節(jié)能裝置立面與平面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5為一體化消煙除塵脫硫脫氮節(jié)能裝置分開式的立面與平面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖6為噴霧器的結(jié)構(gòu)示意圖。
結(jié)合圖4將進(jìn)一步描寫本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的動(dòng)力為引風(fēng)機(jī)，它聯(lián)接已處理干凈的煙氣排放法蘭[37]，來抽吸鍋爐煙氣。鍋爐煙氣先進(jìn)入文丘里管[32]的小斷面喉部，并以30～60米/秒高速氣流通過，同時(shí)用污水泵將沉淀池上部出水口[34]的上清液打入喉部的噴霧器[31]，在高速氣流下形成比微塵大150倍左右的霧滴來捕集微塵，在此同時(shí)堿性液與煙氣中的二氧化硫和氮氧化物起中和反應(yīng)生成鹽類，完成了1級(jí)消煙除塵脫硫脫氮的目的。脫硫脫氮效率和堿性液與二氧化硫和氮氧化物的接觸面積及時(shí)間有關(guān)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明必須有1.0秒左右時(shí)間才能達(dá)到95％左右的脫硫脫氮效率，因此必須進(jìn)行2級(jí)和3級(jí)脫硫脫氮。經(jīng)1級(jí)消煙除塵脫硫脫氮后的煙氣繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)沖擊室[33]時(shí)，以15～30米/秒速度沖擊150～300毫米深的堿性液的液面，濺起水霧，使煙氣中的微塵和二氧化硫氮氧化物又一次的充分混合、捕集和反應(yīng)，達(dá)到2級(jí)消煙除塵脫硫脫氮的目的。然后帶水霧的煙氣穿過通道以切線方向并與水平面向下傾角為10-30°角進(jìn)入旋流室[39]的下部，以15～30米/秒速度再一次卷起水霧，使煙氣中的微塵和二氧化硫氮氧化物進(jìn)行充分的中和反應(yīng)，達(dá)到3級(jí)消煙除塵脫硫脫氮的目的。煙氣繼續(xù)向上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以5～10米/秒速度旋轉(zhuǎn)離心將大的霧滴分離，此過程是由氣液分離室[38]完成。干凈的煙氣通過排放法蘭[37]用引風(fēng)機(jī)排進(jìn)煙囟。在旋流室和氣液分離室中的堿性液向下流入降液管[41]，進(jìn)入沉淀池[36]下部的反射板[42]，堿性液向四周擴(kuò)散，粉塵沉降在沉淀池底部，打開閥門[43]定期用小車將濕灰運(yùn)走。在向四周擴(kuò)散的堿性液向上以0.2～1.0毫米/秒向上流動(dòng)，微塵再一次沉降，凈化的堿性液上升，最后由污水泵通過出水口[34]，打入噴霧器[31]，達(dá)到堿性液循環(huán)使用，節(jié)省水和堿性劑，又無二次污染。堿性液在運(yùn)行前必須灌滿沉淀池，[40]為溢流口，防止堿性液向四周流濺。
在處理煙氣量60000米3/小時(shí)以下時(shí)，用圖4結(jié)構(gòu)。煙氣量再大時(shí)，噴入堿性液大、沉淀池大、粉塵也多，圖4結(jié)構(gòu)不適宜?？勺龀苫炷两Y(jié)構(gòu)沉淀池放在室外，利用機(jī)械除灰，如圖5所示。
結(jié)合圖5將進(jìn)一步描寫本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)。
從圖4和圖5對(duì)照來看，不同之處有三點(diǎn)①將圖4中旋流室[39]與沉淀池[36]分開，變成圖5中旋流室[59]與沉淀池[56]的形式。
②將圖4中的垂直降液管[41]改成圖5中傾斜降液管[61]，并從沉淀池[56]底部穿過。
③圖5中沉淀池[56]的一側(cè)設(shè)一個(gè)挖灰室，可用機(jī)械挖灰。
1級(jí)消煙除塵脫硫脫氮的效率的高低，關(guān)鍵在于噴霧器噴出的水滴要小而均勻，粉塵不堵塞噴孔和噴咀，本專利可以達(dá)到上述要求。
結(jié)合圖6將進(jìn)一步描寫實(shí)用新型噴霧器噴出的水滴要小而均勻，粉塵不堵塞噴孔和噴咀，本專利可以達(dá)到上述要求。
結(jié)合圖6將進(jìn)一步描寫實(shí)用新型噴霧器結(jié)構(gòu)。
污水泵的出水口與法蘭[71]聯(lián)接，堿性液通過短管[72]和彎頭[73]進(jìn)入噴咀[75]，在噴咀上部平均分布8～24個(gè)噴孔，每個(gè)噴孔直徑為4～10毫米，堿性液從噴孔向四周噴射。噴咀[75]的直徑一般為8～30毫米，由于粉塵的密度大，慣性大，粉塵從噴咀噴出而不堵塞噴孔。噴咀噴出的堿性液撞擊到反射板[76]而向四周飛濺。噴咀的中心對(duì)應(yīng)反射板中心的園錐，園錐坡度為45度，園錐底部直徑為15～50毫米。噴咀與反射板之間用4根鐵棍[74]焊接。噴孔的個(gè)數(shù)，噴孔和噴咀直徑大小，由噴入的堿性液確定。
本實(shí)用新型經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明除塵效率＞97，林格曼黑度小于1級(jí)，脫硫效率達(dá)80～95％，脫氮效率達(dá)50～70％。在煙氣處理量、除塵效率、脫硫效率相同時(shí)，本專利的總工程費(fèi)用比YSC型除塵脫硫裝置工藝降低30％，比噴淋式除塵脫硫工藝降低40％；本專利在消煙除塵脫硫脫氮方面比YSC型除塵脫硫裝置工藝，除塵效率高3～5％，脫硫效率高10～15％。比噴淋式除塵脫硫工藝，除塵效率高5～10％，脫硫效率高8～16％，并且上面兩種工藝不能脫氮；在占地面積上本專利是YSC型除塵脫硫裝置工藝的60％，是噴淋式除塵脫硫工藝的40％；并且排濕灰簡(jiǎn)單、節(jié)省人力物力；本專利易商品化，施工安裝方便，周期短，節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)。
權(quán)利要求1．一體化消煙除塵脫硫脫氮節(jié)能裝置，主要由文丘里管[32]、沖擊室[33]、旋流室[39]、氣液分離室[38]、沉淀池[36]五部份組成，其特征是文丘里管下面連接沖擊室，沖擊室以切線與旋流室連接，旋流室上部為氣液分離室，旋流室在沉淀池之上，將五部份構(gòu)成一個(gè)整體。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述一體化消煙除塵脫硫脫氮節(jié)能裝置，其特征是噴霧器[31]位于文丘里管中心，噴霧器主要由噴孔，噴咀和反射板組成，在噴咀[75]的一個(gè)橫斷面上均勻布置噴孔，噴咀中心對(duì)準(zhǔn)底部反射板[76]中心的園錐。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述一體化消煙除塵脫硫脫氮節(jié)能裝置，其特征是氣液分離室下端直徑比上端直徑小20％。
專利摘要一種一體化消煙除塵脫硫脫氮節(jié)能裝置,屬于環(huán)境工程中的廢氣處理設(shè)備領(lǐng)域。其特點(diǎn)是文丘里管下面連接沖擊室,沖擊室以切線與旋流室連接,旋流室上部為氣液分離室,旋流室在沉淀池之上,將五部分構(gòu)成一個(gè)整體。本實(shí)用新型除塵脫硫脫氮效率高,占地少、造價(jià)低、操作方便。應(yīng)用范圍廣,最適宜處理工業(yè)上各種規(guī)格、類型的鍋爐、窯爐以及各行各業(yè)的含塵廢氣治理。
文檔編號(hào)B01D50/00GK2437392SQ99217538
公開日2001年7月4日 申請(qǐng)日期1999年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月3日
發(fā)明者王振聲 申請(qǐng)人:王振聲