CN100418608C - 高温易爆烟尘安全除尘脱硫方法和装置 - Google Patents

Abstract

高温易爆烟尘安全除尘脱硫方法和装置。属物理和化学分离类。解决现有方法效率低、难清洗、水位难控制等。脱硫液从上端切向进入，经筒体壁的螺旋环形水槽流入底部水槽，由抽风机产生负压，烟尘被吸入与液体同向螺旋下行，进行旋风和管槽水膜除尘脱硫；一次净气冲击穿过底部水槽液面进行自激式旋风湿式除尘脱硫后，再经烟道从顶部排除。三种作用叠加提高了除尘脱硫功效。筒体壁水槽使高温烟尘迅速冷却和装置不过热；且起加强筋作用；螺旋形槽底不粘附污泥，免冲洗维护。当烟尘爆炸时自动打开安全卸压门。水位变化时，用活动烟道和浮球可稳定实现自激式旋风湿式除尘脱硫，有利于处理爆发性烟尘。本发明特别适用于高温易爆焦化烟尘的处理。

Description

高温易爆烟尘安全除尘脱硫方法和装置

(一)技术领域：

本发明涉及一种烟气除尘脱硫技术，尤其是适于净化高温易爆焦化烟尘。属用物理或化学方法的分离类(B01D)。

(二)背景技术：

现有的与本发明接近的烟气除尘脱硫方法和装置，其主要的缺陷如下：①采用的除尘脱硫方法主要是通过在筒体内壁设置的滤网膜过滤方式，这种方式除尘脱硫效率不高，且污泥沉积在滤网中难以清洗。②烟道为上下一体固定结构，下面无浮球，由此很难控制底部水槽水位，当补水量小于耗水量时，长期运行，水位逐渐下降，一次净气直接穿过水面上部，除尘效果大大降低；当补水量大于耗水量时，长期运行，水位逐渐上涨，额定的抽风机的抽吸力无法使一次净气穿过上涨的水面，致使除尘脱硫系统无法正常运行。现有的烟气除尘脱硫方法和装置中有的采用塔体内用喷雾喷头雾化后除尘，这种方式最大的缺陷是喷嘴容易堵塞，难以清洗，且导致除尘效果也大大降低。

(三)发明内容：

本发明提出的高温易爆烟尘安全除尘脱硫方法和装置，就是解决现有的方法及装置除尘脱硫效率低、难清洗、水位难控制的问题。其技术方案如下：

高温易爆烟尘安全除尘脱硫方法，其特征是该方法包括如下步骤：

1)将外部的脱硫液由筒体上部液体入口切向通入，通过筒体内壁螺旋环形水槽送入底部水槽；开启烟道顶部抽风机，筒体内形成负压，烟尘被吸入，从筒体上部烟尘入口切向进入与脱硫液同方向流动，并同时沿筒体内壁螺旋环形水槽螺旋形下降，在此同时进行烟尘的第一级旋风除尘脱硫和第二级管槽式水膜除尘脱硫，获一次净气；

2)在螺旋环形水槽底部出口处的一次净气穿过底部水槽液面沿烟筒下方喇叭口成U形路径进入烟道内，经过第三级的恒定液面深度、由气流冲击与烟尘混合以及U形路径作用形成的自激式旋风湿式除尘脱硫后，成为二次净气，再向上穿过烟道通过顶部抽风机抽吸排出净气；

3)烟尘中经除尘脱硫后的粉尘和脱硫后生成的残液沉积底部水槽；运行低于或高于设定水位时本装置始终动态地保持烟道与液面相匹配位置，使一次净气穿入液面深度恒定。上述脱硫液可采用石灰水或氨水。

实现上述高温易爆烟尘安全除尘脱硫方法的装置，包括筒体1、烟道7、底部水槽9、水位控制箱8、排泥装置9.1，其特征是：

A.筒体壁装设螺旋环形水槽2，并与上部的烟尘入口3和液体入口5连通；

B.所述烟道7为设有下端带喇叭口7.1的活动烟道7.2和与其滑动配合的上端套筒7.3；抽风机5装于套筒顶部出风口处；

C.在活动烟道下方设与它连接并浮于水面的浮球或浮筒10；

D.在筒体顶部装安全卸压门4。其余部分下面结合附图详细说明。

本发明有益效果：

i.本发明采用的烟尘除尘脱硫方法是如下三种原理方法的组合，由此产生多种效果叠加功效：①第一级旋风除尘功效：引风机开启后被抽吸的烟尘从筒体轴向上端切向进入，烟尘沿筒体壁在螺旋形下行时，尘粒在离心力的作用下被抛向筒壁，并沿着筒壁下旋(见图2)，产生了旋风除尘效果。此称第一级旋风除尘。②第二级管槽式水膜除尘功效：烟尘和脱硫液两者在螺旋环形水槽2(以下简述为水槽2)内螺旋形下行时，高速旋流的烟尘冲击脱硫液表面激起水花泡沫。见图3，引风机关闭时，水槽2内液面6.2为水平面；引风机开启时，因旋转产生离心力，烟尘和液体流动均成向外抛物线形(见图3虚线为烟尘流线3.1，实线为液面线6.1)由此大大增加水气两者的接触面，瞬间产生管槽式水膜除尘功效，进一步提高了除尘脱硫效率。此可称为第二级除尘脱硫。③恒定液面深度自激式旋风湿式除尘脱硫功效(三级)：通过上述两级净化后的高速气流继续冲击底部水槽9储存设置的额定液面，激起大量水花和泡沫，在此脱硫液与烟尘充分混合、接触和碰撞，加上气流在U形路径通道中突然转向，形成离心力的作用，将烟尘粒被水捕集下来，同时充分脱硫除尘后进入烟道，成为三级净化后的净气。两级净化后的净气冲击穿过液面，进行除尘脱硫，粉尘和脱硫后残液沉积水槽9，此过程称为自激式旋风湿式除尘脱硫。设可上下移动的活动烟道和浮球等解决运行中产生低水位或高水位时，使烟道喇叭口高度上下移动始终保持与液面相匹配的恒定深度，保证两级净化后的净气能在抽风机的固定抽吸作用下穿过液面产生自激式旋风湿式除尘脱硫功效。ii.水槽2由于是螺旋下行，行程产生污泥随气液流动而轴向下移至水槽9，水槽2内不粘附污泥，实现免冲洗和免维护。iii.由于筒体内壁形成很厚水膜(液面)，使高温烟尘迅速冷却，使主体设备(筒体、水槽等)均不致过热，水槽2中的底面螺旋板2.1中的液体也对主体设备进行降温。iv.顶部设安全卸压门，当高温易爆烟尘压力超过设定值时，安全卸压门自动打开，实现防爆及工作安全。v.筒体内壁固定的水槽2对主体设备起加强筋的作用，提高装置的安全性能。vi.采用可上下移动的活动烟道和浮球有利于净化爆发性或间隙性产生的烟尘，可按烟尘最长排放时间的最大耗水量设计相匹配的最优化水槽9的容积、高度等参数。vii.水槽9静止水位过高(即与运行水位差距很大)，负压不足，烟尘不能顺利抽吸和穿过液面，由此设溢流管排出多余液体便保持合理的静止水位。viii.本发明可用于烟尘温度在650℃以上，并含有一氧化碳CO、氢气等易爆气体，例如：焦化厂焦化烟尘。

(四)附图说明：

图1实施本发明方法的装置结构图

图2烟尘和脱硫液在螺旋环形水槽2内的轴向螺旋流向示意图

图3图1中局部放大图I

图4底部水槽内低水位时烟道、浮球位置示图

(五)具体实施方式：

本发明实施例用的方法包括如下步骤：见图1

1)将外部的脱硫液石灰水由液体入口6切向通入，通过水槽2送入水槽9；开启抽风机5，筒体内形成负压，烟尘被吸入从烟尘入口3切向进入与石灰水同方向流动，并同时沿筒体内壁水槽2螺旋形下降(见图2)，在此同时进行烟尘的第一级旋风和第二级管槽式水膜除尘脱硫，获一次净气。

2)在水槽2底部出口处的一次净气穿过水槽9液面沿烟筒下方喇叭口7.1成U形路径进入活动烟道7.2内，经过第三级的恒定液面深度的自激式旋风湿式除尘脱硫后成为二次净气，再向上穿过烟道从顶部抽风机排出净气；二次净气经过挡水板7.4进一步除去液滴。

3)烟尘中经除尘脱硫后的粉尘和脱硫后生成的残液沉积水槽9；运行低于或高于设定水位时本装置始终动态地保持烟道与液面相匹配位置，以使一次净气穿入液面深度恒定，能实现冲击穿入。

本实施例实现上述方法的装置如下构成：见图1，本装置由筒体1、螺旋环形水槽2、烟尘入口3、安全卸压门4、抽风机5、石灰水入口6、烟道7(包括喇叭口7.1，活动烟道7.2、套筒7.3、挡水板7.4)、水位控制箱8、底部水槽9(含排泥装置9.1)、浮球10、浮球连接条11等组成。

见图1、图3，筒体1内壁装设的螺旋环形水槽2，其内如下构成：设底面螺旋板2.1，它的一边螺旋线2.11与设置的侧面螺旋板2.2下边螺旋线焊接固定，它的另一边螺旋线2.12焊接固定于筒体1内壁，两边焊接固定成“∪”形水槽，自上而下螺旋环行分布于筒体1内壁，致使脱硫液能由液体入口6切向通入，通过水槽2自上而下螺旋环流至底部水槽9。见图2，烟尘(虚线)和石灰水(实线)从入口进入后，沿筒体内壁1两者同方向螺旋形下行，直至到水槽2下端出口。

见图4，爆发性或间隙式烟尘净化处理时，因抽风机5抽吸很快将水雾带走，耗水量很大，补水很难满足需要，由此导致水位迅速下降。此时浮球10通过浮球连接条11下拉活动烟道7.2，活动烟道在套筒7.3内下滑，使喇叭口7.1与新的低静止水位15相匹配，此时一次净气从水位15穿入经二次净化，从新工作水位14处被抽入活动烟道7.2。浮球连接条11可采用三条不锈钢条将浮球固定于喇叭口处。此时，水槽9的容积和高度的确定也可按最大爆发性烟尘的排出时间设计。

见图1，筒体1顶部设有安全卸压门4，可在顶盖上设两个方形洞门，门一边用铰链与顶盖活连接，另一边为自由端，当高温易爆烟尘压力超过设定值时将自由端边冲开，门旋转上升到竖直位置4.1处，此时筒体内为卸压状态，实现防爆。当再次工作时，筒体内为负压，安全卸压门4在外部气压作用又自动恢复于水平关闭位置。见图1，水位控制箱8中装有下端与箱外连通的溢流管8.1，上端外套螺纹配合的螺套8.2，螺套上装调高度的调节螺杆8.3。高度与静止水位相匹配，水位高时便自动溢流调低。水槽9底部设排泥装置9.1，可定期打开排除泥浆。13为静止水位，12为工作水位。

Claims (7)

1. 高温易爆烟尘安全除尘脱硫方法，其特征是该方法包括如下步骤：

1)将外部的脱硫液由筒体上部液体入口切向通入，通过筒体内壁螺旋环形水槽送入底部水槽；开启烟道顶部抽风机，筒体内形成负压，烟尘被吸入，从筒体上部烟尘入口切向进入与脱硫液同方向流动，并同时沿筒体内壁螺旋环形水槽螺旋形下降，在此同时进行烟尘的第一级旋风除尘脱硫和第二级管槽式水膜除尘脱硫，获一次净气；

2)在螺旋环形水槽下端排出的一次净气穿过底部水槽液面沿烟筒下方喇叭口成U形路径进入烟道内，经过第三级的恒定液面深度、由气流冲击与烟尘混合以及U形路径作用形成的自激式旋风湿式除尘脱硫后成为二次净气，再向上穿过烟道通过顶部抽风机抽吸排出净气；

3)烟尘中经除尘脱硫后的粉尘和脱硫后生成的残液沉积底部水槽；运行低于或高于设定水位时本装置烟道始终动态地保持与液面相匹配位置，以使一次净气穿入液面深度恒定。

2. 按权利要求1所述除尘脱硫方法，其特征是脱硫液采用石灰水或氨水。

3.实现权利要求1所述高温易爆烟尘安全除尘脱硫方法的装置，包括筒体(1)、烟道(7)、底部水槽(9)、水位控制箱(8)、排泥装置(9.1)，其特征是：

A.在筒体内壁装设螺旋环形水槽(2)，并与上部的烟尘入口(3)和液体入口(5)连通；

B.所述烟道(7)为设有下端带喇叭口(7.1)的活动烟道(7.2)和与其滑动配合的上端套筒(7.3)；抽风机(5)装于套筒顶部出风口处；

C.在活动烟道下方设与它连接并浮于水中的浮球或浮筒(10)；

D.在筒体顶部装安全卸压门(4)。

4. 按权利要求3所述装置，其特征是螺旋环形水槽(2)如下构成：设底面螺旋板(2.1)，它的一边螺旋线(2.11)与设置的侧面螺旋板(2.2)下边螺旋线焊接固定，它的另一边螺旋线(2.12)焊接固定于筒体(1)内壁，两边焊接固定成“∪”形水槽，自上而下螺旋环行分布于筒体(1)内壁。

5. 按权利要求3所述装置，其特征是水位控制箱(8)内装有下端与箱外连通的溢流管(8.1)，溢流管上端外套螺套(8.2)，螺套上装调高度的调节螺杆(8.3)。

6. 按权利要求3所述装置，其特征是活动烟道下方与浮球或浮筒之间设三条均布的浮球连接件(11)将两者连接。

7. 按权利要求3所述装置，其特征是套筒(7.3)内装挡水板(7.4)。

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