CN101385944A - 湿法三旋消烟除尘净气装置 - Google Patents

Abstract

能以双碱法、钠碱法、镁法、氨法、废碱液法、海水法等净化燃烧烟气及有机废气的湿法三旋消烟除尘净气装置。它包含带净气出口管、废气进口管及灰水灰渣出口管、药液喷管的主塔及与主塔同轴的带顶板和中心孔道的内塔，其特征是主内塔间固结一块能使两塔间的圆环柱形空间分隔成互不相通的上下两空间的隔板，上空间带有出水口、内塔壁设有供废气自下空间进入中心孔道的切向进口和自中心孔道进入上空间的切向出口，主塔侧壁设有能去除切向进口与切向出口的灰垢的清刷孔。从而使装置有效消烟：林格曼黑度≤1级，并除尘率≥99.99％、排尘浓度≤30mg/m³、脱硫率≥99％及脱除氟、硝、氮和有机废气且确保净化持续高效而塔高与设备成本降低。

Description

湿法三旋消烟除尘净气装置

技术领域

本发明涉及一种废气净化装置，尤可用于锅炉、冶炼炉、烧结炉、窑炉、垃圾焚烧炉等内含硫、氟、硝、氮及部分有机废气等的消烟除尘净气装置，特别是一种能确保净气过程持续高效地进行的湿法三旋消烟除尘净气装置。

背景技术

申请号为03146760.1的中国专利“三旋高效湿法脱硫除尘器”，它包含一个直立安装的其中心带有内塔的主塔，主塔顶端设置的烟气出口管、底部设置的切向的烟气进口管、灰水和灰渣的出口管、塔壁上设置的切向的药液喷管、在内塔顶端设置的旋流离心脱水装置、主塔在内塔塔顶以上的内壁上带有的挡水圈，其特征是它在旋流离心脱水装置下方的气流通道上设有一套能使气流先向心涡旋流向、后又转为离心涡旋流向上的双旋流装置，该装置包括一组向心导流柱、一组离心导流柱和两导流柱之间的其直径小于内塔直径的内孔道，并且药液管的出口端设置在内孔道内。它使进主塔的烟气除了从切向进口进入、在塔内形成旋流之外，还在通过向心导流柱、离心导流柱时，再分别产生两种旋流，从而增加了烟气在主塔径向上的碰撞机率、净化反应更为彻底；其结果不仅使净化效果达到我国火电厂燃煤锅炉的环保新标准，而且耗能和耗药量少。但经实际使用后，还发现它有以下的缺点：1)烟气中的灰尘与净化反应的生成物不仅在主塔和内塔的塔壁上沉积、结灰成垢，而且在向心导流柱和离心导流柱的外壁上沉积、结灰成垢，其结果是增加气流通道的壁面粗糙度且通道变窄，气体的运行阻力加大、净化烟气的能耗增加，且净化效率也因此而不断下降，严重时还会导致净化过程中止，从而迫使与其相关的所有设备停止运行；然而这些污垢还因外界工具无法触及而难以消除；2)该除尘器为保证气流在主塔的向心旋转和离心旋转而必须使两组导流柱之间有足够大的通道，因此它必须增加内塔和主塔的高度；其结果不仅提高除尘器的制造成本，而且还要增加主塔的安装空间、加大与其配套的建筑物的高度。

发明内容

本发明是要克服上述现有技术中还存在的问题，提供一种既保持了现有“三旋高效湿法脱硫除尘器”能使废气在其内实现三次旋流而净化效果好，又能对它的气流通道及时清灰除垢以确保净化效果持续高效且耗能和耗药量少的湿法三旋消烟除尘净气装置，还使它具有结构简单合理、使用方便可靠、制造和与其配套的建筑设施的建造成本低等特点。

本发明湿法三旋消烟除尘净气装置，它包含一个其顶端带有净气出口管、底部带有切向的废气进口管及灰水与灰渣的出口管、侧壁设有切向的药液喷管的圆环形截面的主塔，主塔内同轴安装一个带顶板和中心孔道的内塔，其特征是：内塔和主塔的塔壁上固结一块能使主塔、内塔之间的圆环柱形空间分隔成互不相通的上空间和下空间的隔板、隔板上方的主塔侧壁上带有上空间的出水口、上空间和下空间所在的内塔侧壁上分别设有可供废气自主塔的下空间进入中心孔道的切向进口，及可供废气自中心孔道进入主塔上空间的切向出口，并且在主塔的侧壁上设有能插入切向进口、切向出口的清刷孔。

本发明湿法三旋消烟除尘净气装置，它的内塔在切向进口上方的中心孔道上设置文丘里管。

本发明湿法三旋消烟除尘净气装置，它的药液喷管设置在废气进口管上方的主塔侧壁上，并且在药液喷管和废气进口管之间的主塔内侧壁上设有一圈可供药液溢流的溢水槽。

本发明的有益效果：1)通过将内塔和主塔之间的圆环柱形的空间分隔成互不相通的上空间和下空间，并且在上、下空间所在的内塔侧壁上分别设置可供废气自下空间进入内塔中心孔道的切向进口，及可供废气自中心孔道进入上空间的切向出口，使本发明具有现有“三旋高效湿法脱硫除尘器”能使废气在三次旋流中彻底净气、达到我国有关废气排放的环保新标准，且耗能和耗药少等特点；除此之外，主塔侧壁设有的清刷孔可确保气流通道无沉积物、无污垢，从而有效解决了现有的“三旋高效湿法脱硫除尘器”在使用后所带来的气流通道粗糙度增加、通道变窄，气体的运行阻力加大、净化烟气的能耗增加等问题，确保了净气过程的持续高效且节能；2)本发明还可根据用户对废气排放的要求和废气排放标准的提高，通过增加切向进口和切向出口在垂直方向上的层数与同一层面上的切向进口和切向出口的数量来增强废气和药液的混合力度、增加废气和药液的碰撞与磨擦接触的机率；经测试，消烟(亦即林格曼黑度)≤1级、除尘效率高达99.99％、排尘浓度小于30mg/m³，且净气效率如脱硫效率在99％以上；3)本发明装置的适用性广，它不仅可用于不同炉型如燃煤锅炉、冶炼炉、烧结炉、窑炉和垃圾焚烧炉等炉烟的净化，而且还能在其内采用不同的净化方法，如钠钙双碱抛弃法、钠钙双碱石膏法、氨钙双碱抛弃法、氨钙双碱石膏法、有机酸-石膏法、氧化镁法、氧化锌法、氧化锰法、硫酸铝法、氨法、钠碱法、废碱液法、海水法和湿式络合吸收法等净化处理烟气中的硫、氟、硝、氮和部分有机废气的等；4)与现有的“三旋高效湿法脱硫除尘器”相比较，因去除了其内的挡水圈、集水槽、向心导流柱和离心导流柱等而使结构更为简单合理，且内塔、主塔的高度也因导流柱的去除而大大降低，从而降低设备的制造成本和安装空间，以及与其配套的建筑物的高度。

使用本发明湿法三旋消烟除尘净气装置时，废气从切向的废气进口管进入主塔，在主塔和内塔之间的圆环柱形的下空间内高速旋转、与切向药液喷管喷入的雾状药液接触混合、进行净气化学反应；接着该气液混合旋流在上升中通过切向进口进入内塔的中心孔道、气液混合旋流向心聚拢；此后，气液混合旋流在上升过程中又通过内塔壁上的切向出口进入主塔与内塔之间的圆环柱形的上空间，且呈离心发散；气液混合旋流在该上空间内进一步接触、碰撞和磨擦中充分地完成净气反应并彻底除尘；最后，消烟除尘了的净气从净气出口管排入大气。气液混合旋流分离出来的灰水和灰渣沿壁向下，最终从主塔上空间的出水管和主塔底部的灰水与灰渣的出口管排至塔外。

附图说明

图1是本发明湿法三旋消烟除尘净气装置的主剖视图；

图2、图3和图4分别是图1中的A-A剖视图、B-B剖视图和C-C剖面图；

图5、图6和图7分别是图1中的D-D剖视图、E-E剖面图和F-F剖面图；

图中的标号说明：1-主塔；1’-上空间；1”-下空间；2-内塔；2’-中心孔道；3-灰水与灰渣的出口管；4-废气进口管；5-溢水槽；6-药液喷管；7-切向进口；8-清刷孔；9-隔板；10-上空间的出水管；11-文丘里管；12-切向出口；13-顶板；14-净气出口管。

具体实施方式

实施例1、本实施例湿法三旋消烟除尘净气装置，它的结构可从图1、图2和图3中看到，它包含一个其顶端带有净气出口管14、底部带有切向的废气进口管4及灰水与灰渣的出口管3、侧壁设有的切向的药液喷管6的圆环形截面的主塔1，主塔内同轴安装一个带顶板13和中心孔道2’的内塔2；本实施例的内塔2和主塔1的塔壁上固结一块能使主塔、内塔之间的圆环柱形的空间被分隔成互不相通的上空间1’和下空间1”的隔板9，隔板所在的主塔侧壁上方带有一组可供上空间1’的灰水和灰渣排出主塔外的上空间的出水管10，并且上空间所在的内塔侧壁上分别设有一组可供废气自主塔的下空间1”进入内塔的中心孔道2’的切向进口7、下空间所在的内塔侧壁上设有一组可供废气自内塔的中心孔道2’进入主塔的上空间1’的切向出口12，主塔的侧壁在与切向进口7和切向出口12相匹配的位置上均设有能从主塔外插入相应的清洁工具对切向进口7和切向出口12进行清垢的清刷孔8。

本实施例湿法三旋消烟除尘净气装置可根据装置的大小、废气处理量的多小、废气所含成分的性质及含量，以及不同的净化方法等沿塔高方向设置一层、二层或多层的切向进口7和切向出口12，在本实施例中是以两层切向进口7和两层切向出口12为例；并且各水平层内设置的切向进口7、切向出口12的数量也是根据实际需要选择其个数，在本实施例中每层的数量为八。

在本实施例湿法三旋消烟除尘净气装置工作的过程中，各清刷孔8均需用普通的塞子(图中未予以表示)将其堵塞密封起来。

从图1中看到，使用本发明湿法三旋消烟除尘净气装置时，废气从切向的废气进口管4进入主塔1，在主塔1和内塔2之间的圆环柱形的下空间1”内如图3中实线箭头所示的反时针方向高速旋转；从图1和图5中看到，上升的气流与切向安装在主塔侧壁的药液喷管6以反时针方向喷入的呈雾状的碱性液(在图中以虚线箭头表示药液的旋转方向、实线箭头表示气流的旋转方向)在同向旋转中接触混合、进行净气反应；接着该气液混合旋流不断向上，依次通过不同高度上的两层切向进口7转入内塔2的中心孔道2’内，如图6中所示的实线箭头作反时针方向旋转，且气液混合旋流向心聚拢；此后，随着气流的继续向上、依次通过不同高度上的两层切向出口12而进入主塔1和内塔2之间的圆环柱形的上空间1’，以图7中实线箭头所示的反时针方向不断旋转向上并离心发散，气液进一步接触碰撞和磨擦、较为充分地完成净气反应并彻底除尘；最后消烟除尘了的净气从净气出口管14排放大气，而气液混合旋流中分离出来的灰水和灰渣沿壁向下，分别从主塔上空间的出水管10和主塔底部的灰水与灰渣的出口管3排至塔外。经测试，对试制的本实施例装置的消烟(即林格曼黑度)≤1级，除尘效率≥99.99％、排尘浓度小于30mg/m³，净气(脱硫)效率≥99％。如果再在装置内添加相应的化学反应的药剂时，则废气中的硫、氟、硝、氮和部分有机废气也可同样被去除干净；从而符合我国火力发电燃煤锅炉烟气的排放标准。本实施例湿法三旋消烟除尘净气装置可广泛适用于如双碱法、钠碱法、镁法、氨法、废碱液法、海水法等废气净化工艺。

实施例2、本实施例湿法三旋消烟除尘净气装置，它的结构可从图1中看到，与实施例1所不同的是：它的内塔2在切向进口7上方的中心孔道2’的壁面上设置成文丘里管11，亦即中心孔道2’的孔内径大小自下而上先缩小、后扩大，并且缩小段与扩大段之间带有一小段的等直径段。通过该文丘里管11能使从切向进口7进入内塔2中心孔道2’的气液混合旋流进一步加速，从而加强净气反应和除尘的效果。

实施例3、本实施例湿法三旋消烟除尘净气装置，它的结构可从图1和图4中看到，与实施例1或实施例2所不同的是：它的药液喷管6设置在废气进口管4上方的主塔内侧壁上，并且在药液喷管6和废气进口管4之间的主塔内侧壁上设有一整圈可供药液溢流的溢水槽5。该溢水槽可积聚沿主塔内侧壁向下的药液，并在其内积存满了时即从溢水槽顶端的一整圈向下溢出；因此扩大了进塔废气与药液的接触机率、提高了气液的混合效果。

Claims (3)

1、一种湿法三旋消烟除尘净气装置，它包含一个其顶端带有净气出口管(14)、底部带有切向的废气进口管(4)及灰水与灰渣的出口管(3)、侧壁设有切向的药液喷管(6)的圆环形截面的主塔(1)，主塔内同轴安装一个带顶板(13)和中心孔道(2’)的内塔(2)，其特征是：内塔(2)和主塔(1)的塔壁上固结一块能使主塔、内塔之间的圆环柱形空间分隔成互不相通的上空间(1’)和下空间(1”)的隔板(9)、隔板上方的主塔侧壁上带有上空间的出水口(10)、上空间和下空间所在的内塔侧壁上分别设有可供废气自主塔的下空间(1”)进入中心孔道(2’)的切向进口(7)，及可供废气自中心孔道(2’)进入主塔上空间(1’)的切向出口(12)，并且在主塔的侧壁上设有能插入切向进口(7)、切向出口(12)的清刷孔(8)。

2、根据权利要求1所述的湿法三旋消烟除尘净气装置，其特征是：所说的内塔(2)在切向进口(7)上方的中心孔道(2’)上设置文丘里管(11)。

3、根据权利要求1所述的湿法三旋消烟除尘净气装置，其特征是：所说的药液喷管(6)设置在废气进口管(4)上方的主塔侧壁上，并且在药液喷管(6)和废气进口管(4)之间的主塔内侧壁上设有一圈可供药液溢流的溢水槽(5)。

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