CN104154551A - 煤烟热源回收净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤烟热源回收净化系统，包括热源回收降温器、烟尘滤沉器、烟尘滤清器以及烟尘回收池，其中热源回收降温器的热源煤烟入口通入煤烟，热源回收降温器的出口输出降温后的煤烟，并送至烟尘滤沉器；烟尘滤沉器中，脱硫后的烟气送至烟尘滤清器，烟尘颗粒经混合态出料口进入烟尘回收池；烟尘滤清器对微尘烟气入口进入的烟气进行进一步除尘后，烟气排入大气；热源回收降温器与烟尘滤沉器之间、烟尘滤沉器与烟尘滤清器之间均设有烟气增压装置。本发明实现了对排放温度为不低于150度的煤烟进行热回收，长期使用本发明将节煤超过10％～30％；将烟尘截留不低于PM1.0微尘99.9％，煤烟净化效果好，直接有效减少了大气污染。

Description

煤烟热源回收净化系统
技术领域
本发明涉及一种除尘技术，具体地说是一种煤烟热源回收净化系统。
背景技术
煤炭燃烧时放出的烟气、粉尘、二氧化硫等所构成的一次污染物属于煤烟型大气污染，由这些污染物发生化学反应而生成的硫酸、硫酸盐类气溶胶等二次污染物。主要污染源为工业企业烟气排入物，其次，家庭炉灶的排放物也起重要作用。
经颗粒物源解析研究发现，在调查地区燃煤、土壤、建材、交通、冶金和燃油6种污染源中，燃煤对大气颗粒物的贡献率最大，为33％-35％；在燃煤颗粒物TSP中PM10、PM2.5所占比例分别为82％和63％，且BaP、砷、镉、铬等严重危害人体健康的有害物质的70-80％富集在PM10和PM2.5颗粒物中，对人们的健康尤其是呼吸系统构成严重威胁。我国的大气污染主要是煤烟型污染，所以防治燃煤产生的烟尘、二氧化硫等污染物一直是我国大气污染防治的重要内容。
治理煤烟型污染的设备主要包括水膜脱硫除尘器、陶瓷多管除尘器以及布袋除尘器等，排烟温度控制一般控制在不低于150～180度，以防止二氧化硫与水汽结合腐蚀设备。水膜脱硫除尘器对除去PM10以下的微尘效果差，并且在实际运行中发现有带水现象；陶瓷多管除尘器优点耐腐蚀、耐磨损、耐高温、不堵塞、使用寿命长，缺点是不脱硫；布袋除尘器要求进入的煤烟温度常温不高于180度，瞬间温度不得高于200度，温度控制困难，容易损毁布袋，降低除尘效果。
以上各类治理煤烟型污染的设备对煤烟中PM10以下的微小颗无法回收，治理效果差，且不节能。
发明内容
针对现有技术中对煤烟型污染的治理对煤烟中PM10～2.5以下的微小颗无法回收、不节能等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种节能效果好、可滤除煤烟中最小直径不低于PM1.0的微小颗粒的煤烟热源回收净化系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明涉及一种煤烟热源回收净化系统，包括热源回收降温器、烟尘滤沉器、烟尘滤清器以及烟尘回收池，其中热源回收降温器的热源煤烟入口通入煤烟，热源回收降温器的出口输出降温后的煤烟，并送至烟尘滤沉器；烟尘滤沉器中，脱硫后的烟气送至烟尘滤清器，烟尘颗粒经混合态出料口进入烟尘回收池；烟尘滤清器对微尘烟气入口进入的烟气进行进一步除尘后，烟气排入大气；热源回收降温器与烟尘滤沉器之间、烟尘滤沉器与烟尘滤清器之间均设有烟气增压装置。
所述热源回收降温器主体为水箱，在该水箱中设有回形烟道，在回形烟道以可拆御方式安装汲热水管，该汲热水管与水箱连通；水箱底部设有锅炉回水入水口，热水出口设于水箱上部；烟气的流动方向与汲热水管中的水流方向相反；在热水出口处设有温度控制装置及循环泵。
所述烟尘滤沉器的主体为封闭的漏斗状结构，漏斗底部为出料口，上部设有煤烟入口和循环水入口，漏斗上部设有烟气出口，通过烟管道与烟尘滤清器连通；漏斗内部充入循环水，水中设有烟水混合导流控制板；水面以上设有隔室导流控制板，其与水面留有间隙，烟水混合导流控制板与隔室导流控制板之间为烟水共用通道；隔室导流控制板的端部与水面接触，端部以外的水面为水气分离口，水气分离口的上部空间为负压室，其与烟气滤清器之间的连通。
烟尘滤沉器还设有用于控制水面高度的水位控制装置，其设于水箱外侧，具有溢流槽及溢流管，溢流槽内设有水位控制器，其控制信号连接于循环泵的控制回路中。
所述隔室导流控制板主体部与水面平行，隔室导流控制板的不同位置上设有使烟气与水面形成夹角的气流导流板。
在水气分离口上部的负压室中设有截水滤布，负压室外壁为具有导流作用的斜面；在烟水共用通道中设有多道烟水混合控制网。
所述烟气滤清气包括箱体及设于箱体内部的砂棒过滤器，箱体为漏斗状，烟气由箱体中部进入，经砂棒过滤器过滤后的烟气由箱体上部排到大气中；箱体下部设有微尘出料口。
箱体上部还设有减压注水口和反冲洗注水口，箱体的微尘烟气入口、微尘出料口及出气口处设有密封装置。
所述烟尘回收池内包括滤尘池和脱硫池，滤尘池内设有滤尘布袋，其安装于一框架上；脱硫池内放置碱液；滤尘池和脱硫池通过孔道连通。
烟尘回收池内还具有液位控制器，其控制信号连接于水泵的控制回路中，该水泵为烟尘滤清器用反冲洗水泵。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明实现了对排放温度为不低于150度的煤烟进行热回收，烟气排放至大气，可降至锅炉回水温度30-60度，煤烟每降12～15度就回收1％的热能，由于随着锅炉的使用煤烟排放热量日益增加，浪费热源回收也日益增多，长期使用本发明将节煤超过10％～30％；烟尘滤沉器与烟尘回收池同步使用，将有效除尘脱硫，更节省空间及占地，一次除尘将达到90-98％，根据燃煤等具体情况，可增加一组烟尘滤沉器，最终经砂棒过滤器(饮用水专用——过滤最小直径不低于PM1.0)除尘，将烟尘截留不低于PM1.0微尘99.9％，煤烟净化效果好，直接有效减少了大气污染。
2.本发明能够实现高效热源回收，达到节省燃煤的效果，更使低温煤烟与水接触，利用引风机风压流速在水道(水道与烟道公用通道)内相互冲击得到充分混合，并用耐酸网把水气切割碎裂防止大气泡的产生，负压室气液自动分离减少了水汽，明显区别于现有水膜脱漏除尘器除尘方式，煤烟低温与水接触，使SO2与水有效溶合，烟尘回收池高效利用PPS除尘布，滤除烟尘，节省空间。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中的热源回收降温器结构示意图；
图3为本发明中的烟尘滤沉器结构示意图；
图4为本发明中的烟尘滤清器结构示意图；
图5为本发明中的烟尘回收池结构示意图。
其中：1为热源煤烟入口，2为感温控制器，3为热水出口，4为汲热水管，5为回形烟道，6为锅炉回水入水口，7为降温后煤烟出口，8为第一引风机，9煤烟入口，10a为第一导流板，10b为第二导流板，10c为第三导流板，11为水位线，12为烟水混合控制网，13为截水滤布，14为烟道，15为负压室，16为负压烟道，17为水汽分离装置，18为固态湿料出口，19为侧位连通溢流管，20为溢流槽，21为第一浮漂水位控制器，22为隔室导流控制板，23为连接烟水分离装置，24为透明观察窗，25为侧位连通观察窗，26为混合态出料口，27为第一循环泵，28为第一PPS滤布，29为水位线，30为脱硫池，31为第二PPS滤布，32为第二循环泵，33为循环水入口，34为第二浮漂水位控制器，35为烟水混合通道，36为烟水分离装置出水口，37为第二引风机，38为微尘烟气入口，39为砂棒过滤器，40为减压入水口，41为第一磁力烟道密封阀，42为反冲洗注水口，43为微尘出料口，44为出气口，45为烟水混合导流控制板，46为水气分离口，47为第二磁力烟道密封阀。
具体实施方式
本实施例以农用家庭型小锅炉和集体住宅用小锅炉为例，采暖方式为地热。
如图1所示，本发明一种煤烟热源回收净化系统，包括热源回收降温器、烟尘滤沉器、烟尘滤清器以及烟尘回收池，其中热源回收降温器的热源煤烟入口1通入煤烟，热源回收降温器的出口输出降温后的煤烟，并送至烟尘滤沉器；烟尘滤沉器中，脱硫后的烟气送至烟尘滤清器，烟尘颗粒经混合态出料口进入烟尘回收池；烟尘滤清器对微尘烟气入口进入的烟气进行进一步除尘后，烟气排入大气；热源回收降温器与烟尘滤沉器之间、烟尘滤沉器与烟尘滤清器之间均设有烟气增压装置。
如图2所示，热源回收降温器主体为水箱，在该水箱中设有回形烟道，以可拆御方式安装回形烟道和汲热水管，该汲热水管与水箱连通；水箱底部设有锅炉回水入水口，热水出口设于水箱上部；烟气的流动方向与汲热水管中的水流方向相反；在热水出口处设有温度控制装置及循环泵。
本发明通过把回形烟道含在水箱里，并在烟道中加设小口径汲热水管。上口为进烟口，下设出烟口。水箱顶设出水口，并加置温控器与循环泵，底部设回水进水口。小型锅炉及地热供暖回收利用热能最多。通常煤烟设计排放温度为不低于150度，本发明首先使煤烟经过热源回收降温器，煤烟温度可降至锅炉回水温度30-60度，煤烟每降12-15度就回收1％热能。
热源回收降温器烟道采用耐酸不锈钢；烟尘降温后SO2与水气形成酸雾，经玻璃钢引风机送到烟尘滤沉器脱硫除尘。
如图3所示，本发明中烟尘滤沉器的主体为封闭的漏斗状结构，漏斗底部为出料口，分别为混合态出料口26及固态湿料出口18，上部设有煤烟入口9和循环水入口33，漏斗上部设有烟气出口，通过烟管道即负压烟道16与烟尘滤清器连通；漏斗内部充入循环水，水中设有烟水混合导流控制板；水面以上设有隔室导流控制板22，其与水面留有间隙，烟水混合导流控制板46与隔室导流控制板22之间为烟水共用通道35；隔室导流控制板22的端部与水面接触，端部以外的水面为水气分离口46，水气分离口46的上部空间为负压室15，其与烟气滤清器连通。
本实施例在水箱外侧设有用于控制水面高度的水位控制装置，其设于水箱外侧，具有溢流槽20及侧位连通溢流管19，溢流槽20内设有水位控制器(本实施例采用第一浮漂水位控制器21)，其控制信号连接于循环泵32的控制回路中。
所述隔室导流控制板22主体部与水面平行，隔室导流控制板22的不同位置上设有使烟气与水面形成夹角的气流导流板。本实施例中共设置了三个气流导流板，分别为第一导流板10a、第二导流板10b以及第三导流板10c，三个气流导流板为焊接于主体下方的小弧面，小弧面底端与水面相接。
在水气分离口46上部的负压室15中设有截水滤布13，负压室15外壁为具有导流作用的斜面。在烟水共用通道35中设有多道烟水混合控制网12。本实施例中烟水混合控制网12为在烟水混合导流控制板46与隔室导流控制板22之间竖直设置的隔栅结构，共设置三处，用于分割大汽泡。
本实施例中，烟尘滤沉器采用耐酸不锈钢或玻璃钢制作。
如图4所示，烟气滤清器包括箱体及设于箱体内部的砂棒过滤器39，箱体为漏斗状，烟气由箱体中部进入，经砂棒过滤器39过滤后的烟气由箱体上部排到大气中；箱体下部设有微尘出料口43。箱体上部还设有减压注水口40和反冲洗注水口42，箱体的微尘烟气入口38、微尘出料口43及出气口处44设有密封装置。
本实施例中，砂棒过滤器39为饮用水专用砂棒，过滤最小直径不低于PM1.0。烟气滤清器容器为耐酸不锈钢。
如图5所示，烟尘回收池内包括滤尘池和脱硫池，滤尘池内设有滤尘布袋，其安装于一框架上；脱硫池内放置碱液；滤尘池和脱硫池通过孔道连通。烟尘回收池内还具有液位控制器，其控制信号连接于水泵的控制回路中，该水泵与烟尘滤清器用反冲洗水泵共用。本实施例中，烟尘回收池采用碱液中和法。PPS除尘布为布兜状缓慢过滤烟尘。
本发明的工作原理如下：
热源煤烟入口1经过回形烟道5，利用汲热水管4以及回形烟道5进行热交换，当锅炉回水进入锅炉回水入口后，经过汲热水管4和回形烟道5，利用感温控制器2控制循环泵32将适宜温度热水经热水出口3供向锅炉。
用引风机8把烟气经烟尘滤沉器的煤烟入口9进入烟尘滤沉器内部，加压后由烟道14通过烟水混合通道35，通过第一～三导流板10a、10b、10c以及烟水混合控制网12使烟气充分混合，同时避免产生大量水汽，同时烟尘与水充分接触达到除尘效果，SO2充分溶于水。当烟气与水分离后，烟气经负压室15通过截水滤布13截留部分水滴，经负压烟道16通过水汽分离装置17分离烟气与水。烟尘及水混合物经混合态出料口26到烟尘回收池利用滤布(本实施例采用第一PPS滤布28)滤除烟尘。经脱硫池30利用碱水脱硫；利用循环泵32，脱硫除尘后的微碱性水循环利用经循环水入口33回到烟尘滤沉器。利用侧位连通溢流管19、溢流槽20、第一浮漂水位控制器21(水位下降时补水)控制烟尘滤尘器水位，缺水后自动补水；利用溢流管22(排向脱硫池)高于烟尘滤沉器水位线11，达到烟气与水混合后体积增加不缺水。侧位连通溢流管19有利于减缓烟气通过时水位波动过大造成的缺水。经水汽分离装置17分离后的水由烟水分离装置出水口36排向连接烟水分离装置23。利用第二浮漂水位控制器34控制水位线29及时补水。第一循环泵27、第二循环泵32为同功率循环泵，以达到烟尘滤沉器内水循环平衡。最后用第二引风机37把经水汽分离装置17分离后的烟气经微尘烟气入口38、砂棒过滤器39滤除大于PM1.0以上的微尘。
为保证微尘有效排放，用减压入水口40、第一磁力烟道密封阀41、第二磁力烟道密封阀47以及反冲洗注水口42有效清洗砂棒过滤器39，并把微尘控制在混合态。最终减少大气污染。
本发明仅热源回收一项在农用小型锅炉供暖就可回收热能50％。农用供暖锅炉冬季用煤约2吨，多数为暖气供暖，而大量热能通过烟囱直接排放，另在农用小型锅炉实验过程中脱硫除尘，排放烟气中无肉眼可见烟尘，排放温度接近回水温度。再经砂棒过滤器过滤，达到最佳排放结果，最后烟尘经砂棒过滤器滤除细微颗粒(颗粒级别＞PM1.0)。
发明系统的安装时要可根据场地或空间位置进行调整，主要结构为现场或在厂加工组装焊接。安装方便灵活，最突出效果热源回收，可节煤。截留不低于PM1.0微尘颗粒99.9％。
本发明还可以根据燃煤等具体情况，增加一组烟尘滤沉器，与原有烟尘滤沉器并联安装使用，滤除大颗粒烟尘，以减少烟尘滤清器的压力。

Claims (10)

1.一种煤烟热源回收净化系统，其特征在于：包括热源回收降温器、烟尘滤沉器、烟尘滤清器以及烟尘回收池，其中热源回收降温器的热源煤烟入口通入煤烟，热源回收降温器的出口输出降温后的煤烟，并送至烟尘滤沉器；烟尘滤沉器中，脱硫后的烟气送至烟尘滤清器，烟尘颗粒经混合态出料口进入烟尘回收池；烟尘滤清器对微尘烟气入口进入的烟气进行进一步除尘后，烟气排入大气；热源回收降温器与烟尘滤沉器之间、烟尘滤沉器与烟尘滤清器之间均设有烟气增压装置。
2.按权利要求1所述的煤烟热源回收净化系统，其特征在于：所述热源回收降温器主体为水箱，在该水箱中设有回形烟道，在回形烟道以可拆御方式安装汲热水管，该汲热水管与水箱连通；水箱底部设有锅炉回水入水口，热水出口设于水箱上部；烟气的流动方向与汲热水管中的水流方向相反；在热水出口处设有温度控制装置及循环泵。
3.按权利要求1所述的煤烟热源回收净化系统，其特征在于：所述烟尘滤沉器的主体为封闭的漏斗状结构，漏斗底部为出料口，上部设有煤烟入口和循环水入口，漏斗上部设有烟气出口，通过烟管道与烟尘滤清器连通；漏斗内部充入循环水，水中设有烟水混合导流控制板；水面以上设有隔室导流控制板，其与水面留有间隙，烟水混合导流控制板与隔室导流控制板之间为烟水共用通道；隔室导流控制板的端部与水面接触，端部以外的水面为水气分离口，水气分离口的上部空间为负压室，其与烟气滤清器之间的连通。
4.按权利要求3所述的煤烟热源回收净化系统，其特征在于：还设有用于控制水面高度的水位控制装置，其设于水箱外侧，具有溢流槽及溢流管，溢流槽内设有水位控制器，其控制信号连接于循环泵的控制回路中。
5.按权利要求3所述的煤烟热源回收净化系统，其特征在于：所述隔室导流控制板主体部与水面平行，隔室导流控制板的不同位置上设有使烟气与水面形成夹角的气流导流板。
6.按权利要求3所述的煤烟热源回收净化系统，其特征在于：在水气分离口上部的负压室中设有截水滤布，负压室外壁为具有导流作用的斜面；在烟水共用通道中设有多道烟水混合控制网。
7.按权利要求1所述的煤烟热源回收净化系统，其特征在于：所述烟气滤清气包括箱体及设于箱体内部的砂棒过滤器，箱体为漏斗状，烟气由箱体中部进入，经砂棒过滤器过滤后的烟气由箱体上部排到大气中；箱体下部设有微尘出料口。
8.按权利要求7所述的煤烟热源回收净化系统，其特征在于：箱体上部还设有减压注水口和反冲洗注水口，箱体的微尘烟气入口、微尘出料口及出气口处设有密封装置。
9.按权利要求1所述的煤烟热源回收净化系统，其特征在于：所述烟尘回收池内包括滤尘池和脱硫池，滤尘池内设有滤尘布袋，其安装于一框架上；脱硫池内放置碱液；滤尘池和脱硫池通过孔道连通。
10.按权利要求9所述的煤烟热源回收净化系统，其特征在于：还具有液位控制器，其控制信号连接于水泵的控制回路中，该水泵为烟尘滤清器用反冲洗水泵。
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