CN103743253A - 一种石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统 - Google Patents

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一种石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统，包括锅炉、除尘器、脱硫塔和处理池，锅炉通过集气管与聚气管相连，锅炉上连接有进水管、蒸汽管和排气管，蒸汽管端部设有汽轮机组和发电机组，排气管与除尘器相连；除尘器通过输气管与脱硫塔相连；脱硫塔底部设有排液口，排液口与集液渠相连；处理池包括依次设置的中和池、曝气池、再生池和还原池，集液渠与中和池相连通。本发明结构简单，对于石墨化窑炉所产生的SO2脱硫效果较为明显，经处理排放的尾气中SO2含量≤238mg/m3，远低于国家环保排放指标；通过锅炉对高温气体的热能进行发电再利用，减少热能损失和能源浪费，可大大提高能源利用率。

Description

一种石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统
技术领域
本发明属于石墨化窑炉尾气处理技术领域，特别涉及一种石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统。
背景技术
目前，国内生产石墨电极是在石墨化窑炉内依靠大电流对碳棒进行高温石墨化，石墨化过程耗能非常巨大，在石墨化过程中石墨化窑炉内部温度高达2600℃以上。在石墨化过程中，石墨化窑炉炉顶会产生1100℃左右的高温尾气，这些高温尾气通常由烟囱直接排出，直接排出带走大量热能，这部分热能损失占到石墨化过程中总热量的30％-45％左右，热能损失严重，造成极大的能源浪费，能源利用率低；同时，高温尾气包括粉尘、二氧化硫和沥青烟，会对大气环境造成严重污染，使环境、气候严重恶化。
我国是一个能源消费大国，同时也是世界上污染最严重的国家之一，节约能源、保护环境是立国之本！随着国家对环境治理力度逐步加深，在国民经济实施可持续发展战略的同时，各级环保部门加强了对新建、改造和扩建企业的环保控制力度，要求各行业各种类型的锅炉、工业窑炉排烟含尘量必须达标排放，省市级城市周边排放指标为国家I类区II时段标准，标准为排烟黑度为林格曼一级、含SO2≤400 mg/m3。因此，废气达标排放已成为当前企业的立足之本，当务之急。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、可有效净化尾气和提高能源利用率的石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统，包括锅炉、除尘器、脱硫塔和处理池，所述锅炉通过集气管与收集石墨化窑炉尾气的聚气管相连，锅炉上还连接有进水管、蒸汽管和排气管，蒸汽管端部设有汽轮机组和发电机组，排气管与除尘器相连；所述除尘器通过输气管与脱硫塔底部的进气口相连；所述脱硫塔底部设有排液口，排液口与通向处理池的集液渠相连；所述处理池包括依次设置的中和池、曝气池、再生池和还原池，集液渠与中和池相连通。
所述脱硫塔包括塔体、塔体外壁的供水管和塔体内部五层间隔设置的喷淋层，喷淋层包括环管和环管内圈上的喷头，环管与供水管相连通。
所述脱硫塔的塔体内部设有三层间隔设置的浮球层，三层浮球层分别位于上四层喷淋层之间，浮球层包括支撑网和支撑网上堆积的浮球。
所述输气管上设有风机，输气管端部与脱硫塔的进气口之间设有文丘里气室，文丘里气室内腔截面大于进气口；文丘里气室上部设有与内部相通的喷液管、下部设有溢流口，溢流口与集液渠相连通。
所述集液渠一侧设有输灰机构，输灰机构包括储料罐和浆料罐，储料罐底部设有阀门和输料绞龙，输料绞龙出口位于浆料罐口部正上方；浆料罐中部设有搅拌轴，搅拌轴底部设有搅拌桨、上部设有消结杆，消结杆与上方的输料绞龙出口相对应，浆料罐外壁上部设有加水管和排浆管，浆料罐外壁底部设有排渣管和竖直向上设置的连通管，连通管与浆料罐等高，连通管上设有刻度线。
所述浆料罐口部设有防尘罩，输料绞龙穿过防尘罩伸向浆料罐口部上方。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明包括锅炉、除尘器、脱硫塔和处理池，所述锅炉通过集气管与收集石墨化窑炉尾气的聚气管相连，锅炉上还连接有进水管、蒸汽管和排气管，蒸汽管端部设有汽轮机组和发电机组，排气管与除尘器相连；所述除尘器通过输气管与脱硫塔底部的进气口相连；所述脱硫塔底部设有排液口，排液口与通向处理池的集液渠相连；所述处理池包括依次设置的中和池、曝气池、再生池和还原池，集液渠与中和池相连通，其结构简单，可有效脱除尾气中的粉尘和二氧化硫及沥青烟，对于石墨化窑炉所产生的SO2脱硫效果较为明显， 经处理排放的尾气中SO2含量≤238mg/m3，远低于国家环保排放指标，有利于环境保护；通过锅炉对高温气体的热能进行发电再利用，减少热能损失和能源浪费，可大大提高能源利用率；同时，降低所排放尾气的温度，可减少环境污染，实现节能减排，具有良好的经济效益和环保效益。
2、脱硫塔包括塔体、塔体外壁的供水管和塔体内部五层间隔设置的喷淋层，喷淋层包括环管和环管内圈上的喷头，环管与供水管相连通；脱硫塔的塔体内部设有三层间隔设置的浮球层，三层浮球层分别位于上四层喷淋层之间，浮球层包括支撑网和支撑网上堆积的浮球，浮球可最大限度的与尾气接触，以降低尾气升腾速度、吸附尾气中的粉尘和二氧化硫等物质，提高净化尾气和脱硫效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中脱硫塔的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示的石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统，其包括锅炉3、除尘器9、脱硫塔15、输灰机构和处理池，处理池包括依次设置的中和池18、曝气池19、再生池20和还原池21，中和池18通过集液渠17与脱硫塔15相连。
锅炉3通过集气管2与收集石墨化窑炉尾气的聚气管1相连，在锅炉3上还连接有进水管4、蒸汽管5和排气管8，蒸汽管5端部设有汽轮机组6和发电机组8，可依靠锅炉3输出的高温高压蒸汽发电。排气管8与除尘器9相连，使锅炉3排出的低温尾气进入除尘器9除尘，初步除尘后向后输送。
除尘器9通过输气管11与脱硫塔15底部的进气口22相连，输气管11上设有风机10。
脱硫塔15包括塔体30、塔体30外壁的供水管23和塔体30内部五层间隔设置的喷淋层24，喷淋层24包括环管25和环管25内圈上的喷头26，环管25与供水管23相连通，喷头26喷出的水雾与尾气中的粉尘和二氧化硫等物质相结合，结合后向下落入塔体30底部。脱硫塔15底部设有排液口16，排液口16与通向处理池的集液渠17相连。同时，在脱硫塔15的塔体30内部设有三层间隔设置的浮球层27，三层浮球层27分别位于上四层喷淋层24之间，浮球层27包括支撑网28和支撑网28上堆积的浮球29，浮球29可最大限度的与尾气接触，以吸附尾气中的粉尘和二氧化硫等物质，提高净化尾气和脱硫效果。
在输气管11端部与脱硫塔15的进气口22之间设有文丘里气室12，文丘里气室12的内腔截面大于进气口22；在文丘里气室12上部设有与内部相通的喷液管13、下部设有溢流口14，溢流口14与集液渠17相连通。
在集液渠17一侧设有输灰机构，输灰机构包括储料罐31和浆料罐34，储料罐31底部设有阀门32和输料绞龙33，输料绞龙33的出口位于浆料罐34口部的正上方。在浆料罐34中部设有搅拌轴36，搅拌轴36底部设有搅拌桨37、上部设有消结杆38，消结杆38与上方的输料绞龙33的出口相对应，消结杆38可将从输料绞龙33排出的结块物料充分打散，便于搅拌成浆。在浆料罐34外壁上部设有加水管35和排浆管39，浆料罐34外壁底部设有排渣管43和竖直向上设置的连通管41，连通管41与浆料罐34等高，连通管41上设有刻度线42，便于通过连通管41获知浆料罐34内部的浆料高度。
为了防止物料落入浆料罐34时出现的粉尘扩散，在浆料罐34口部设有防尘罩40，输料绞龙33穿过防尘罩40伸向浆料罐34口部上方。
本发明使用过程为：a、尾气经过集气管2进入锅炉3，锅炉3利用尾气蕴含的热量生成高温高压蒸汽，高温高压蒸汽通过蒸汽管5进入汽轮机组6与发电机组7进行发电；b、锅炉3排出的尾气继续经排气管8进入除尘器9初步除尘；c、经初步除尘的尾气在风机10作用下，快速进入输气管11，并最终进入文丘里气室12内，使尾气突然加速至35m／s，被喷液管13喷射雾化增湿，使烟气中极细小的尘粒（φ1-1.5um左右）被极细极多的雾化水滴包围，使其尘粒重度增加，经过变速扰动，体积经高速碰撞后增大，此时烟气流速已迅速降至8-10m／s，更进一步加快尘粒抗重度的增加和体积的增大，同时以较快的流速沿切线方向旋转进入脱硫塔15内部；d、部分残尘尾气在塔体30作用下旋转上升进入喷淋层24和浮球层27，形成流化态，气液两相剧烈搅拌混合，增加了气液的传质过程，使尾气中的残尘及二氧化硫更进一步得到脱除，实测脱硫效率最高可达90％以上，同时，吸收液顺流而下将尾气旋转上升时所夹带的甩在塔体30内壁上的残尘源源不断的冲出、移走，更进一步提高了脱硫效果，基本杜绝了进入上部的尾气中含有残尘，经脱硫后的净化烟气继续旋转上升由塔体30上端口部排放进入大气；e、吸收液与文丘里气室12的溢流口14排出的溢流液共同进入集液渠17，通过输灰机构向集液渠17内加入石灰膏或者碱液，使吸收液、溢流液在集液渠17内完成酸碱中和后进入中和池18，最终经曝气池19、再生池20和还原池21的处理完成整个脱硫过程。

Claims (6)

1.一种石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统，其特征在于：包括锅炉、除尘器、脱硫塔和处理池，所述锅炉通过集气管与收集石墨化窑炉尾气的聚气管相连，锅炉上还连接有进水管、蒸汽管和排气管，蒸汽管端部设有汽轮机组和发电机组，排气管与除尘器相连；所述除尘器通过输气管与脱硫塔底部的进气口相连；所述脱硫塔底部设有排液口，排液口与通向处理池的集液渠相连；所述处理池包括依次设置的中和池、曝气池、再生池和还原池，集液渠与中和池相连通。
2.如权利要求1所述的石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统，其特征在于：所述脱硫塔包括塔体、塔体外壁的供水管和塔体内部五层间隔设置的喷淋层，喷淋层包括环管和环管内圈上的喷头，环管与供水管相连通。
3.如权利要求2所述的石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统，其特征在于：所述脱硫塔的塔体内部设有三层间隔设置的浮球层，三层浮球层分别位于上四层喷淋层之间，浮球层包括支撑网和支撑网上堆积的浮球。
4.如权利要求1、2或3所述的石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统，其特征在于：所述输气管上设有风机，输气管端部与脱硫塔的进气口之间设有文丘里气室，文丘里气室内腔截面大于进气口；文丘里气室上部设有与内部相通的喷液管、下部设有溢流口，溢流口与集液渠相连通。
5.如权利要求4所述的石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统，其特征在于：所述集液渠一侧设有输灰机构，输灰机构包括储料罐和浆料罐，储料罐底部设有阀门和输料绞龙，输料绞龙出口位于浆料罐口部正上方；浆料罐中部设有搅拌轴，搅拌轴底部设有搅拌桨、上部设有消结杆，消结杆与上方的输料绞龙出口相对应，浆料罐外壁上部设有加水管和排浆管，浆料罐外壁底部设有排渣管和竖直向上设置的连通管，连通管与浆料罐等高，连通管上设有刻度线。
6.如权利要求5所述的石墨化窑炉尾气余热利用与除尘脱硫系统，其特征在于：所述浆料罐口部设有防尘罩，输料绞龙穿过防尘罩伸向浆料罐口部上方。
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