CN111408261A - 一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟气净化装置，具体是一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置及方法。本发明解决了现有烟气净化装置运行不稳定、运行成本高、占地面积大、投资成本高的问题。一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置，包括反应塔体、碱液储罐、防腐水泵、第I罗茨风机、第I三通管、第I连接管、石灰粉储罐、第II罗茨风机、第II三通管、第II连接管、第III连接管、布袋除尘器、第IV连接管、引风机、脱硝塔、烟囱、第I电动调节阀、第II电动调节阀、二氧化硫传感器、中控器、上位机；其中，反应塔体的侧壁下部贯通开设有进烟口；反应塔体的顶壁中央贯通开设有出烟口；反应塔体的底壁中央贯通开设有出灰口。本发明适用于烟气净化。

Description

一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置及方法

技术领域

本发明涉及烟气净化装置，具体是一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置及方法。

背景技术

随着工业化程度越来越高，各类生产设备排放的烟气越来越多。为了防止烟气造成大气污染，目前广泛采用烟气净化装置对烟气进行净化。然而，现有烟气净化装置由于自身结构所限，存在如下问题：其一，现有烟气净化装置的净化流程是先进行脱硝，再进行除尘，然后进行脱硫，此种净化流程存在的问题是：烟气中所含的硫会对脱硝剂及布袋造成严重腐蚀，导致脱硝剂及布袋的使用寿命缩短，由此导致脱硝剂及布袋需要频繁更换，从而导致烟气净化装置运行不稳定、运行成本高。其二，现有烟气净化装置的脱硫方式是湿法脱硫，湿法脱硫会产生含湿量较高的废石膏，此废石膏的处理及运输很困难，因此需要腾出专门的场地对其进行填埋，由此导致烟气净化装置占地面积大、投资成本高。基于此，有必要发明一种烟气脱硫除尘脱硝装置，以解决现有烟气净化装置运行不稳定、运行成本高、占地面积大、投资成本高的问题。

发明内容

本发明为了解决现有烟气净化装置运行不稳定、运行成本高、占地面积大、投资成本高的问题，提供了一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置及方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置，包括反应塔体、碱液储罐、防腐水泵、第I罗茨风机、第I三通管、第I连接管、石灰粉储罐、第II罗茨风机、第II三通管、第II连接管、第III连接管、布袋除尘器、第IV连接管、引风机、脱硝塔、烟囱、第I电动调节阀、第II电动调节阀、二氧化硫传感器、中控器、上位机；

其中，反应塔体的侧壁下部贯通开设有进烟口；反应塔体的顶壁中央贯通开设有出烟口；反应塔体的底壁中央贯通开设有出灰口；反应塔体的内侧壁下部同轴固定有圆环形碱液导管，且圆环形碱液导管位于进烟口的上方；圆环形碱液导管的侧壁贯穿安装有八个沿周向等距排列的碱液喷头，且八个碱液喷头均朝向反应塔体的轴线；反应塔体的内侧壁中部同轴固定有两根上下分布的圆环形石灰粉导管；每根圆环形石灰粉导管的侧壁均贯穿安装有四个沿周向等距排列的石灰粉喷头，且四个石灰粉喷头均朝向反应塔体的轴线；

反应塔体的内侧壁上部固定有涡漩导流机构；所述涡漩导流机构包括圆环形托板、圆形盖板、若干个弧形导流筋板；圆环形托板同轴固定于反应塔体的内侧壁上部；圆形盖板同轴设置于圆环形托板的上方，且圆形盖板的直径小于圆环形托板的外径；圆形盖板的外边缘与反应塔体的内侧壁之间留有圆环形间隙；各个弧形导流筋板均直立固定于圆环形托板和圆形盖板之间，且各个弧形导流筋板沿周向等距排列；各个弧形导流筋板的内端均与圆环形托板的内边缘齐平；各个弧形导流筋板的外端均与圆形盖板的外边缘齐平；反应塔体的内侧壁上部固定有烟气缓冲机构，且烟气缓冲机构位于涡漩导流机构的上方；所述烟气缓冲机构包括若干个固定于反应塔体的内侧壁上部且沿周向等距排列的V形烟气缓冲折板；相邻两个V形烟气缓冲折板之间形成一个V形烟气缓冲通道；

碱液储罐的出口与防腐水泵的进口连通；防腐水泵的出口与第I三通管的上端连通；第I罗茨风机的出口与第I三通管的左端连通；第I三通管的右端与第I连接管的左端连通；第I连接管的右端穿过反应塔体的侧壁与圆环形碱液导管连通；石灰粉储罐的出口与第II三通管的上端连通；第II罗茨风机的出口与第II三通管的左端连通；第II三通管的右端分别与两根第II连接管的左端连通；两根第II连接管的右端分别穿过反应塔体的侧壁与两根圆环形石灰粉导管连通；

出烟口通过第III连接管与布袋除尘器的进口连通；布袋除尘器的出口通过第IV连接管与引风机的进口连通；引风机的出口与脱硝塔的进口连通；脱硝塔的出口与烟囱连通；

第I电动调节阀安装于第I三通管的右部；第II电动调节阀安装于第II三通管的右部；二氧化硫传感器贯穿安装于反应塔体的顶壁；中控器的输入端与二氧化硫传感器的输出端连接；中控器的输出端分别与第I电动调节阀的控制端、第II电动调节阀的控制端连接；上位机与中控器双向连接。

一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化方法（该方法是基于本发明所述的一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置实现的），该方法是采用如下步骤实现的：

步骤一：将进烟口与生产设备的排烟口连通；

步骤二：启动防腐水泵、第I罗茨风机、第II罗茨风机；碱液储罐内的碱液在防腐水泵的抽送下进入第I三通管内，并在第I罗茨风机的风流推动下经第I连接管进入圆环形碱液导管内，然后经八个碱液喷头雾化后喷出；石灰粉储罐内的石灰粉落入第II三通管内，并在第II罗茨风机的风流推动下经两根第II连接管进入两根圆环形石灰粉导管内，然后经八个石灰粉喷头喷出；

步骤三：生产设备排放的烟气经进烟口进入反应炉体内后开始上升；在上升过程中，烟气先与八个碱液喷头喷出的雾状碱液充分接触并反应，再与八个石灰粉喷头喷出的石灰粉充分接触并反应，由此实现半干法脱硫；

步骤四：脱硫后的烟气先经圆环形托板的中心孔进入圆环形托板与圆形盖板之间，再在八个弧形导流筋板的导引下涡漩流动至圆环形间隙内，然后经各道V形烟气缓冲通道缓慢上升至出烟口，再依次经出烟口、第III连接管进入布袋除尘器内，由此实现除尘；在此过程中，二氧化硫传感器实时监测脱硫后烟气中的二氧化硫浓度，并将监测结果实时发送至中控器；中控器一方面将监测结果实时发送至上位机进行显示，另一方面根据监测结果实时调节第I电动调节阀和第II电动调节阀的开度，由此实时调节碱液和石灰粉的喷出量，从而保证脱硫后烟气中的二氧化硫浓度达标；

步骤五：除尘后的烟气在引风机的抽送下依次经第IV连接管、引风机吹入脱硝塔内，由此实现脱硝；脱硝后的烟气经烟囱向外排出，由此完成烟气的净化。

与现有烟气净化装置相比，本发明所述的一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置及方法通过采用全新结构和原理，实现了烟气的净化，由此具备了如下优点：其一，本发明的净化流程是先进行脱硫，再进行除尘，然后进行脱硝，此种净化流程有效防止了烟气中所含的硫对脱硝剂及布袋造成腐蚀，由此有效保证了脱硝剂及布袋的使用寿命，从而有效避免了频繁更换脱硝剂及布袋。因此，本发明运行更稳定、运行成本更低。其二，本发明的脱硫方式是半干法脱硫，半干法脱硫不会产生含湿量较高的废石膏，由此无需腾出专门的场地对其进行填埋。因此，本发明占地面积更小、投资成本更低。

本发明结构合理、设计巧妙，有效解决了现有烟气净化装置运行不稳定、运行成本高、占地面积大、投资成本高的问题，适用于烟气净化。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中反应塔体的结构示意图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是图2的B-B剖视图。

图5是图2的C-C剖视图。

图6是图2的D-D剖视图。

图7是图2的E-E剖视图。

图8是本发明中涡漩导流机构的结构示意图。

图9是图8的后视图。

图10是图8的仰视图。

图11是图10的F-F剖视图。

图12是本发明中烟气缓冲机构的部分结构示意图。

图13是图12的仰视图。

图中：1-反应塔体，2-碱液储罐，3-防腐水泵，4-第I罗茨风机，5-第I三通管，6-第I连接管，7-石灰粉储罐，8-第II罗茨风机，9-第II三通管，10-第II连接管，11-第III连接管，12-布袋除尘器，13-第IV连接管，14-引风机15-脱硝塔，16-烟囱，17-进烟口，18-出烟口，19-出灰口，20-圆环形碱液导管，21-碱液喷头，22-圆环形石灰粉导管，23-石灰粉喷头，24-圆环形托板，25-圆形盖板，26-弧形导流筋板，27-V形烟气缓冲折板，28-V形烟气缓冲通道，29-检修人孔，30-检修平台，31-清灰检查口，32-第I电动调节阀，33-第II电动调节阀，34-二氧化硫传感器，35-中控器，36-上位机。

具体实施方式

一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置，包括反应塔体1、碱液储罐2、防腐水泵3、第I罗茨风机4、第I三通管5、第I连接管6、石灰粉储罐7、第II罗茨风机8、第II三通管9、第II连接管10、第III连接管11、布袋除尘器12、第IV连接管13、引风机14、脱硝塔15、烟囱16、第I电动调节阀32、第II电动调节阀33、二氧化硫传感器34、中控器35、上位机36；

其中，反应塔体1的侧壁下部贯通开设有进烟口17；反应塔体1的顶壁中央贯通开设有出烟口18；反应塔体1的底壁中央贯通开设有出灰口19；反应塔体1的内侧壁下部同轴固定有圆环形碱液导管20，且圆环形碱液导管20位于进烟口17的上方；圆环形碱液导管20的侧壁贯穿安装有八个沿周向等距排列的碱液喷头21，且八个碱液喷头21均朝向反应塔体1的轴线；反应塔体1的内侧壁中部同轴固定有两根上下分布的圆环形石灰粉导管22；每根圆环形石灰粉导管22的侧壁均贯穿安装有四个沿周向等距排列的石灰粉喷头23，且四个石灰粉喷头23均朝向反应塔体1的轴线；

反应塔体1的内侧壁上部固定有涡漩导流机构；所述涡漩导流机构包括圆环形托板24、圆形盖板25、若干个弧形导流筋板26；圆环形托板24同轴固定于反应塔体1的内侧壁上部；圆形盖板25同轴设置于圆环形托板24的上方，且圆形盖板25的直径小于圆环形托板24的外径；圆形盖板25的外边缘与反应塔体1的内侧壁之间留有圆环形间隙；各个弧形导流筋板26均直立固定于圆环形托板24和圆形盖板25之间，且各个弧形导流筋板26沿周向等距排列；各个弧形导流筋板26的内端均与圆环形托板24的内边缘齐平；各个弧形导流筋板26的外端均与圆形盖板25的外边缘齐平；反应塔体1的内侧壁上部固定有烟气缓冲机构，且烟气缓冲机构位于涡漩导流机构的上方；所述烟气缓冲机构包括若干个固定于反应塔体1的内侧壁上部且沿周向等距排列的V形烟气缓冲折板27；相邻两个V形烟气缓冲折板27之间形成一个V形烟气缓冲通道28；

碱液储罐2的出口与防腐水泵3的进口连通；防腐水泵3的出口与第I三通管5的上端连通；第I罗茨风机4的出口与第I三通管5的左端连通；第I三通管5的右端与第I连接管6的左端连通；第I连接管6的右端穿过反应塔体1的侧壁与圆环形碱液导管20连通；石灰粉储罐7的出口与第II三通管9的上端连通；第II罗茨风机8的出口与第II三通管9的左端连通；第II三通管9的右端分别与两根第II连接管10的左端连通；两根第II连接管10的右端分别穿过反应塔体1的侧壁与两根圆环形石灰粉导管22连通；

出烟口18通过第III连接管11与布袋除尘器12的进口连通；布袋除尘器12的出口通过第IV连接管13与引风机14的进口连通；引风机14的出口与脱硝塔15的进口连通；脱硝塔15的出口与烟囱16连通；

第I电动调节阀32安装于第I三通管5的右部；第II电动调节阀33安装于第II三通管9的右部；二氧化硫传感器34贯穿安装于反应塔体1的顶壁；中控器35的输入端与二氧化硫传感器34的输出端连接；中控器35的输出端分别与第I电动调节阀32的控制端、第II电动调节阀33的控制端连接；上位机36与中控器35双向连接。

反应塔体1的侧壁自下而上贯通开设有五个检修人孔29；五个检修人孔29一一对应地邻近设置于圆环形碱液导管20的上方、第一根圆环形石灰粉导管22的上方、第二根圆环形石灰粉导管22的上方、涡漩导流机构的上方、烟气缓冲机构的上方；反应塔体1的外侧壁自下而上固定有五个检修平台30；五个检修平台30一一对应地邻近设置于圆环形碱液导管20的下方、第一根圆环形石灰粉导管22的下方、第二根圆环形石灰粉导管22的下方、涡漩导流机构的下方、烟气缓冲机构的下方。

反应塔体1的侧壁下部贯通开设有清灰检查口31，且清灰检查口31位于进烟口17的下方。

反应塔体1的内侧壁上部固定有微型振动器，且微型振动器邻近设置于烟气缓冲机构的上方。

出灰口19上安装有全自动气动蝶阀。

一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化方法（该方法是基于本发明所述的一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置实现的），该方法是采用如下步骤实现的：

步骤一：将进烟口17与生产设备的排烟口连通；

步骤二：启动防腐水泵3、第I罗茨风机4、第II罗茨风机8；碱液储罐2内的碱液在防腐水泵3的抽送下进入第I三通管5内，并在第I罗茨风机4的风流推动下经第I连接管6进入圆环形碱液导管20内，然后经八个碱液喷头21雾化后喷出；石灰粉储罐7内的石灰粉落入第II三通管9内，并在第II罗茨风机8的风流推动下经两根第II连接管10进入两根圆环形石灰粉导管22内，然后经八个石灰粉喷头23喷出；

步骤三：生产设备排放的烟气经进烟口17进入反应炉体1内后开始上升；在上升过程中，烟气先与八个碱液喷头21喷出的雾状碱液充分接触并反应，再与八个石灰粉喷头23喷出的石灰粉充分接触并反应，由此实现半干法脱硫；

步骤四：脱硫后的烟气先经圆环形托板24的中心孔进入圆环形托板24与圆形盖板25之间，再在八个弧形导流筋板26的导引下涡漩流动至圆环形间隙内，然后经各道V形烟气缓冲通道28缓慢上升至出烟口18，再依次经出烟口18、第III连接管11进入布袋除尘器12内，由此实现除尘；在此过程中，二氧化硫传感器34实时监测脱硫后烟气中的二氧化硫浓度，并将监测结果实时发送至中控器35；中控器35一方面将监测结果实时发送至上位机36进行显示，另一方面根据监测结果实时调节第I电动调节阀32和第II电动调节阀33的开度，由此实时调节碱液和石灰粉的喷出量，从而保证脱硫后烟气中的二氧化硫浓度达标；

步骤五：除尘后的烟气在引风机14的抽送下依次经第IV连接管13、引风机14吹入脱硝塔15内，由此实现脱硝；脱硝后的烟气经烟囱16向外排出，由此完成烟气的净化。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置，其特征在于：包括反应塔体（1）、碱液储罐（2）、防腐水泵（3）、第I罗茨风机（4）、第I三通管（5）、第I连接管（6）、石灰粉储罐（7）、第II罗茨风机（8）、第II三通管（9）、第II连接管（10）、第III连接管（11）、布袋除尘器（12）、第IV连接管（13）、引风机（14）、脱硝塔（15）、烟囱（16）、第I电动调节阀（32）、第II电动调节阀（33）、二氧化硫传感器（34）、中控器（35）、上位机（36）；

其中，反应塔体（1）的侧壁下部贯通开设有进烟口（17）；反应塔体（1）的顶壁中央贯通开设有出烟口（18）；反应塔体（1）的底壁中央贯通开设有出灰口（19）；反应塔体（1）的内侧壁下部同轴固定有圆环形碱液导管（20），且圆环形碱液导管（20）位于进烟口（17）的上方；圆环形碱液导管（20）的侧壁贯穿安装有八个沿周向等距排列的碱液喷头（21），且八个碱液喷头（21）均朝向反应塔体（1）的轴线；反应塔体（1）的内侧壁中部同轴固定有两根上下分布的圆环形石灰粉导管（22）；每根圆环形石灰粉导管（22）的侧壁均贯穿安装有四个沿周向等距排列的石灰粉喷头（23），且四个石灰粉喷头（23）均朝向反应塔体（1）的轴线；

反应塔体（1）的内侧壁上部固定有涡漩导流机构；所述涡漩导流机构包括圆环形托板（24）、圆形盖板（25）、若干个弧形导流筋板（26）；圆环形托板（24）同轴固定于反应塔体（1）的内侧壁上部；圆形盖板（25）同轴设置于圆环形托板（24）的上方，且圆形盖板（25）的直径小于圆环形托板（24）的外径；圆形盖板（25）的外边缘与反应塔体（1）的内侧壁之间留有圆环形间隙；各个弧形导流筋板（26）均直立固定于圆环形托板（24）和圆形盖板（25）之间，且各个弧形导流筋板（26）沿周向等距排列；各个弧形导流筋板（26）的内端均与圆环形托板（24）的内边缘齐平；各个弧形导流筋板（26）的外端均与圆形盖板（25）的外边缘齐平；反应塔体（1）的内侧壁上部固定有烟气缓冲机构，且烟气缓冲机构位于涡漩导流机构的上方；所述烟气缓冲机构包括若干个固定于反应塔体（1）的内侧壁上部且沿周向等距排列的V形烟气缓冲折板（27）；相邻两个V形烟气缓冲折板（27）之间形成一个V形烟气缓冲通道（28）；

碱液储罐（2）的出口与防腐水泵（3）的进口连通；防腐水泵（3）的出口与第I三通管（5）的上端连通；第I罗茨风机（4）的出口与第I三通管（5）的左端连通；第I三通管（5）的右端与第I连接管（6）的左端连通；第I连接管（6）的右端穿过反应塔体（1）的侧壁与圆环形碱液导管（20）连通；石灰粉储罐（7）的出口与第II三通管（9）的上端连通；第II罗茨风机（8）的出口与第II三通管（9）的左端连通；第II三通管（9）的右端分别与两根第II连接管（10）的左端连通；两根第II连接管（10）的右端分别穿过反应塔体（1）的侧壁与两根圆环形石灰粉导管（22）连通；

出烟口（18）通过第III连接管（11）与布袋除尘器（12）的进口连通；布袋除尘器（12）的出口通过第IV连接管（13）与引风机（14）的进口连通；引风机（14）的出口与脱硝塔（15）的进口连通；脱硝塔（15）的出口与烟囱（16）连通；

第I电动调节阀（32）安装于第I三通管（5）的右部；第II电动调节阀（33）安装于第II三通管（9）的右部；二氧化硫传感器（34）贯穿安装于反应塔体（1）的顶壁；中控器（35）的输入端与二氧化硫传感器（34）的输出端连接；中控器（35）的输出端分别与第I电动调节阀（32）的控制端、第II电动调节阀（33）的控制端连接；上位机（36）与中控器（35）双向连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置，其特征在于：反应塔体（1）的侧壁自下而上贯通开设有五个检修人孔（29）；五个检修人孔（29）一一对应地邻近设置于圆环形碱液导管（20）的上方、第一根圆环形石灰粉导管（22）的上方、第二根圆环形石灰粉导管（22）的上方、涡漩导流机构的上方、烟气缓冲机构的上方；反应塔体（1）的外侧壁自下而上固定有五个检修平台（30）；五个检修平台（30）一一对应地邻近设置于圆环形碱液导管（20）的下方、第一根圆环形石灰粉导管（22）的下方、第二根圆环形石灰粉导管（22）的下方、涡漩导流机构的下方、烟气缓冲机构的下方。

3.根据权利要求1所述的一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置，其特征在于：反应塔体（1）的侧壁下部贯通开设有清灰检查口（31），且清灰检查口（31）位于进烟口（17）的下方。

4.根据权利要求1所述的一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置，其特征在于：反应塔体（1）的内侧壁上部固定有微型振动器，且微型振动器邻近设置于烟气缓冲机构的上方。

5.根据权利要求1所述的一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置，其特征在于：出灰口（19）上安装有全自动气动蝶阀。

6.一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化方法，该方法是基于权利要求1所述的一种基于半干法脱硫的一体化烟气净化装置实现的，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：

步骤一：将进烟口（17）与生产设备的排烟口连通；

步骤二：启动防腐水泵（3）、第I罗茨风机（4）、第II罗茨风机（8）；碱液储罐（2）内的碱液在防腐水泵（3）的抽送下进入第I三通管（5）内，并在第I罗茨风机（4）的风流推动下经第I连接管（6）进入圆环形碱液导管（20）内，然后经八个碱液喷头（21）雾化后喷出；石灰粉储罐（7）内的石灰粉落入第II三通管（9）内，并在第II罗茨风机（8）的风流推动下经两根第II连接管（10）进入两根圆环形石灰粉导管（22）内，然后经八个石灰粉喷头（23）喷出；

步骤三：生产设备排放的烟气经进烟口（17）进入反应炉体（1）内后开始上升；在上升过程中，烟气先与八个碱液喷头（21）喷出的雾状碱液充分接触并反应，再与八个石灰粉喷头（23）喷出的石灰粉充分接触并反应，由此实现半干法脱硫；

步骤四：脱硫后的烟气先经圆环形托板（24）的中心孔进入圆环形托板（24）与圆形盖板（25）之间，再在八个弧形导流筋板（26）的导引下涡漩流动至圆环形间隙内，然后经各道V形烟气缓冲通道（28）缓慢上升至出烟口（18），再依次经出烟口（18）、第III连接管（11）进入布袋除尘器（12）内，由此实现除尘；在此过程中，二氧化硫传感器（34）实时监测脱硫后烟气中的二氧化硫浓度，并将监测结果实时发送至中控器（35）；中控器（35）一方面将监测结果实时发送至上位机（36）进行显示，另一方面根据监测结果实时调节第I电动调节阀（32）和第II电动调节阀（33）的开度，由此实时调节碱液和石灰粉的喷出量，从而保证脱硫后烟气中的二氧化硫浓度达标；

步骤五：除尘后的烟气在引风机（14）的抽送下依次经第IV连接管（13）、引风机（14）吹入脱硝塔（15）内，由此实现脱硝；脱硝后的烟气经烟囱（16）向外排出，由此完成烟气的净化。

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