CN1218771C - 一种余热利用的节能型高效脱硫除尘方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种余热利用的节能型高效脱硫除尘方法及装置，方法为利用高温烟气的余热将水加热成蒸汽后进入文丘里管内喷嘴，喷嘴喷出的高速蒸汽射流提供了使烟气通过装置的动力，克服文丘里管的阻力降。实施上述方法的装置包括文丘里管和脱硫除尘塔，文丘里管的收缩段内设有主换热器、辅助换热器和喷嘴，喷嘴为水汽两相喷嘴，喷嘴的朝向和烟气流动的方向一致；主换热器内管入口通过水泵与清水池连通，出口与喷嘴连通；辅助换热器内管的入口通过循环泵与脱硫除尘塔的循环池连通，出口与喷嘴连通；喷嘴同时喷出高速蒸汽和脱硫除尘液。本发明方法不需大功率的风机提供能量，装置运行成本低，脱硫效率可达90%，除尘效率可达99.5%。

Description

一种余热利用的节能型高效脱硫除尘方法及装置
                        技术领域
本发明涉及一种供窑炉、锅炉烟气脱硫除尘的方法及装置，尤其是涉及一种利用烟气余热的节能型高效脱硫除尘方法及装置。
                        背景技术
在炉窑及锅炉烟气的脱硫除尘装置中，当脱硫除尘效率要求较高时，文丘里管的使用范围非常广。文丘里管带液体喷淋装置可用于各种炉窑及锅炉的烟气脱硫除尘，也可以用于各种工艺过程的除尘脱硫，具有脱硫除尘效率高，收集的粉尘粒度小、投资费用低、可以用来处理粘性粉尘及可燃粉尘等优点。但文丘里有一个很大的弱点，即阻力降大，通常有500-2000Pa的下降幅度，因而使整个脱硫除尘系统能耗较高。
中国专利ZL01214669.2公开了一种高效脱硫除尘装置，包括主塔、副塔，主塔中心位置的导流柱、底部的灰水出口，与主塔相接的文丘里洗涤器，主塔上端部设有除雾器，副塔的下部设有出风口。主塔的上部和下部沿塔身四周设有循环水喷头，中部沿塔身设有吸收剂喷头，导流柱是下大上小的圆锥形导流柱，文丘里洗涤器与主塔的连接段的截面呈切线渐开线形状。该实用新型采用文丘里洗涤器与脱硫除尘塔串接的方式，并通过改进导流柱形状和文丘里洗涤器与主塔连接段截面的形状，以及不同喷头的设置，提高了装置的脱硫除尘效果。但该文丘里洗涤器的喷头的设置使烟气阻力降很大，需大功率引风机才能使整个系统运转正常，能耗相当大。而高温烟气所携带的能量未能充分利用，造成浪费。
                          发明内容
本发明提出了一种余热利用的节能型高效脱硫除尘方法，在文丘里洗涤装置和脱硫除尘塔的脱硫除尘方法中引入能量转换系统，将高温烟气的余热进行利用，用于克服文丘里管的阻力降，高效节能。
本发明提出了一种余热利用的节能型高效脱硫除尘装置，将高温烟气的余热进行利用，脱硫除尘液循环使用，使整个装置运行成本低，脱硫除尘效率高。
本发明的技术方案为：
一种余热利用的节能型高效脱硫除尘方法，烟气通过串接的文丘里洗涤装置、脱硫除尘塔进行脱硫除尘，文丘里洗涤装置由文丘里管和喷嘴组成，脱硫除尘液通过喷嘴喷出，烟气进入文丘里洗涤装置前通过热交换系统将水加热成蒸汽；蒸汽进入文丘里洗涤装置的喷嘴，所述的喷嘴为水汽两相喷嘴，喷嘴的朝向和烟气流动的方向一致，喷嘴同时喷出高速蒸汽和脱硫除尘液；烟气由喷嘴喷出的高速蒸汽和脱硫除尘液射流通过文丘里管的紊流效应进行初步脱硫除尘后，由蒸汽带动进入脱硫除尘塔进一步脱硫除尘后排放。
所述的热交换系统由清水池、水泵、主热交换器、辅助热交换器组成；主热交换器和辅助热交换器设在烟气通道中，主热交换器将清水加热成蒸汽后进入喷嘴；辅助热交换器将脱硫除尘液加热后进入喷嘴。
所述的脱硫除尘液由循环系统输送，循环系统由循环泵、循环池组成；循环池对脱硫除尘塔中使用后脱硫除尘液进行处理，循环泵将循环池中的处理后的脱硫除尘液输送到脱硫除尘塔循环使用，另一部分输送到喷嘴。
一种余热利用的节能型高效脱硫除尘装置，由文丘里洗涤装置、脱硫除尘塔组成，文丘里洗涤装置由文丘里管和喷嘴组成，文丘里管由收缩段、混合段和扩散段组成，所述的喷嘴为水汽两相喷嘴，安装在文丘里管的收缩段内，喷嘴的朝向和烟气流动的方向一致；文丘里管的收缩段内设有主换热器，所述的主换热器的内管入口通过水泵与清水池连通，出口与喷嘴连通；清水经主换热器加热后杨为高速蒸汽进入喷嘴；喷嘴还设有管路通过循环泵与脱硫除尘塔的循环池连通，循环池中的部分脱硫除尘液进入喷嘴后与高速蒸汽同时喷出。
所述的文丘里管的收缩段内设有辅助换热器，辅助换热器内管的入口与循环泵相连，出口与喷嘴连通，脱硫除尘液经辅助换热器加热后进入喷嘴。
所述的主换热器内管的出口与喷嘴的尾部连通，所述的辅助换热器内管的出口与喷嘴的中部连通。
本发明由能量转换系统、脱硫液循环系统、脱硫除尘塔三部分组成，能量转换系统利用烟气的余热将水加热成蒸汽后进入喷嘴；脱硫液循环系统将脱硫除尘塔使用的脱硫除尘液一部分循环使用，另一部分通过烟气的余热加热后进入喷嘴，喷嘴喷出的高速蒸汽射流提供了使烟气通过装置的动力，而不需大功率的风机提供能量，使文丘里管的优点充分发挥的同时又克服了文丘里管的弱点，并提高了整个装置的除尘效率。
本发明的装置充分利用烟气的余热进行能量转换，由喷嘴高速喷出的蒸汽射流夹带着充分雾化的脱硫除尘液使烟气在文丘里管中产生高度紊流，烟气中的粉尘及SO2被脱硫除尘液充分吸收后净化后进入后续的脱硫除尘塔进行进一步的脱硫除尘及除雾。本装置除尘效率可达99.5％，粉尘的捕集粒径为1微米，脱硫效率可达90％。
                         附图说明
图1为本发明的结构示意图。
                       具体实施方式
如图，一种余热利用的节能型脱硫除尘装置，包括文丘里管和脱硫除尘塔1，所述的文丘里管由收缩段6、混合段5、扩散段4组成，收缩段5内设有主换热器7、辅助换热器8和喷嘴9，主换热器7内管入口通过水泵2与清水池3连通，出口与喷嘴9的尾部连通；辅助换热器8内管的入口通过循环泵10与脱硫除尘塔1的循环池11连接，出口与喷嘴9的中部连通。
喷嘴9为水汽二相喷嘴，喷嘴朝向与烟气流动方向一致。
脱硫除尘塔1可以是水膜、喷淋塔、填料塔、筛板塔、旋流板塔等塔器。
清水泵2将清水池中的清水打入主换热器7中，高温烟气(200-500℃)与清水进行热量交换，使水蒸发，产生1-2kg/cm2压力的蒸汽。蒸汽由管道输送到二相喷嘴9的尾端，循环池11中的脱硫除尘液通过循环泵10以一定的压力打入二相喷嘴9的中部，蒸汽由二相喷嘴9以高速射流的形式喷出，与此同时，喷嘴9将脱硫除尘液高度雾化。由喷嘴9高速喷出的蒸汽射流夹带着充分雾化的脱硫除尘液及烟气进入混和段5，气速为30-50米/秒。为防止蒸汽在喷嘴9中同脱硫除尘液接触时被大量冷凝而降低喷射速度，脱硫除尘液在进入喷嘴9前先经辅助加热器8进行加热(80-90℃)，烟气与脱硫除尘液高速通过混和段5时产生烟气的错流效应及高度紊流使烟气中的粉尘及SO2被脱硫除尘液充分吸收。和脱硫除尘液充分混合并得到净化的烟气通过扩散段4减速回收能量后进入后续的脱硫除尘塔1进行进一步的脱硫除尘及除雾，干净的烟气由塔顶排出，脱硫除尘液由塔底回流至循环池11，经加碱，澄清后回用，脱硫除尘液实现闭路循环，脱硫渣及粉尘在循环池11中沉积后用抓斗抓出用于修路及制砖。
对于排烟气量为50000M3/H的倒焰窑烟气，烟气温度为500℃，用普通文丘里处理需配备55KW的风机方能使除尘脱硫器运行正常，烟气达到排放标准，配备本实用新型装置只需配备22KW风机就能达到较好的脱硫除尘效果，烟气达标排放。
本发明可广泛用于排烟温度高于250℃的各种工业炉窑如：倒焰窑、隧道窑、玻璃熔炉、金属熔炼炉等。

Claims (5)

1.一种余热利用的节能型高效脱硫除尘方法，烟气通过串接的文丘里洗涤装置、脱硫除尘塔进行脱硫除尘，文丘里洗涤装置由文丘里管和喷嘴组成，脱硫除尘液通过喷嘴喷出，其特征在于：烟气进入文丘里洗涤装置前通过热交换系统将水加热成蒸汽；蒸汽进入文丘里洗涤装置的喷嘴，所述的喷嘴为水汽两相喷嘴，喷嘴的朝向和烟气流动的方向一致，喷嘴同时喷出高速蒸汽和脱硫除尘液；烟气由喷嘴喷出的高速蒸汽和脱硫除尘液射流通过文丘里管的紊流效应进行初步脱硫除尘后，由蒸汽带动进入脱硫除尘塔进一步脱硫除尘后排放。
2.根据权利要求1所述的余热利用的节能型高效脱硫除尘方法，其特征在于：所述的热交换系统由清水池、水泵、主热交换器、辅助热交换器组成；主热交换器和辅助热交换器设在烟气通道中，主热交换器将清水加热成蒸汽后进入喷嘴；辅助热交换器将脱硫除尘液加热后进入喷嘴。
3.一种余热利用的节能型高效脱硫除尘装置，由文丘里洗涤装置、脱硫除尘塔组成，文丘里洗涤装置由文丘里管和喷嘴(9)组成，文丘里管由收缩段(6)、混合段(5)和扩散段(4)组成，其特征在于：所述的喷嘴(9)为水汽两相喷嘴，安装在文丘里管的收缩段(6)内，喷嘴(9)的朝向和烟气流动的方向一致；文丘里管的收缩段(6)内设有主换热器(7)，所述的主换热器(7)的内管入口通过水泵(2)与清水池(3)连通，出口与喷嘴(9)连通，清水经主换热器(7)加热后成为高速蒸汽进入喷嘴(9)；喷嘴(9)还设有管路通过循环泵(10)与脱硫除尘塔(1)的循环池(11)连通，循环池(11)中的部分脱硫除尘液进入喷嘴(9)后与高速蒸汽同时喷出。
4.根据权利要求3所述的余热利用的节能型高效脱硫除尘装置，其特征在于：所述的文丘里管的收缩段(6)内设有辅助换热器(8)，辅助换热器(8)内管的入口与循环泵(10)相连，出口与喷嘴(9)连通，脱硫除尘液经辅助换热器(8)加热后进入喷嘴(9)。
5.根据权利要求3所述的余热利用的节能型高效脱硫除尘装置，其特征在于：所述的主换热器(7)内管的出口与喷嘴(9))的尾部连通，所述的辅助换热器(8)内管的出口与喷嘴(9)的中部连通。
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