CN204073827U

CN204073827U - 多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置

Info

Publication number: CN204073827U
Application number: CN201420473633.XU
Authority: CN
Inventors: 张锡源; 张金锋; 张友花; 张金华
Original assignee: Individual
Current assignee: Zhuhai Huafeng Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2024-08-21

Abstract

本实用新型提供了一种多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置，包括脱除塔，脱除塔的塔壳内部从上往下依次设有烟气输入口、喷雾降温区、主脱除区、次脱除区、精脱除区、净化烟气输出口、上循环池、上循环池排污口。脱除塔结构紧凑，内设部件少，运行时故障发生率低。装置可同时脱除烟气中的PM2.5、汞、氯化物、二氧化硫和氮氧化物；且工艺用水封闭循环，全部废水零排放，固渣终端产物为石膏，杜绝了渣、水的二次污染。本实用新型在满足乃至超过国家特别排放限值要求的同时，可显著减少设备投资、运行成本与占地面积。装置适用于火电、钢铁、水泥、石化、有色、化工、建材、陶瓷、玻璃等行业的燃煤锅炉、冶炼炉及窑炉烟气的高效净化。

Description

多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置

【技术领域】

本实用新型属于烟气净化技术领域，尤其涉及一种同时适用于燃煤锅炉、冶炼炉、窑炉的多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置。

【背景技术】

目前，新的火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)规定了重点地区的特别排放限值为：

新的排放限值趋严对烟气净化装置的脱除效率提出越来越高的要求，然而2013年中国环境报报道“燃煤电厂脱硝设施脱硝率仅在50％左右”，“2010年重点调查电力企业3266套脱硫设施，二氧化硫去除率仅69.5％”；与此同时，我国迄今配套30万kw以上机组的脱硫装置和脱硝装置仍需从国外进口或中外合作方能制造。

面对新的排放标准，江苏省扬子石化热电厂2号、7号、8号锅炉脱硝采用低氮燃烧器、选择性非催化还原脱硝装置(SNCR)、选择性催化还原脱硝装置(SCR)组合脱除，除尘采用电除尘器、布袋除尘器组合脱除，脱硫采用烟气脱硫装置(FGD)。采用多套装置串连运行，虽能达到国标特别排放限值，但有设备投资高，装置庞大占地多，运行阻力大，运行费用高，废水废渣多，二次污染严重，易结垢、堵塞、磨腐等诸多弊端。由此可见，一种污染物匹配多套装置的处理方法将导致高成本、高能耗、多故障、有二次污染等诸多问题，目前亟需一种功能综合、脱除效率高、运行成本低的深度脱除技术。

【实用新型内容】

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种功能综合、脱除率高、可以废治废、物耗能耗少、结构简单、设备投资省、运行费用低、无二次污染、适用范围广的多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：

多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置，其特征在于：包括有脱除塔，所述脱除塔的塔壳的内部设有隔板，所述隔板包括设于主脱除区与净化烟气输出口之间的倾斜隔板和设于次脱除区与净化烟气输出口之间的垂直隔板，所述倾斜隔板和垂直隔板连接一体；所述塔壳内部从上往下依次设有相互连通的烟气输入口、喷雾降温区、主脱除区、次脱除区、精脱除区、净化烟气输出口和上循环池，以及底部的上循环池排污口，所述净化烟气输出口与精脱除区的上端相连通；

所述塔壳的外侧还设有第一恒压变量自动控制总成、第二恒压变量自动控制总成、第三恒压变量自动控制总成和第四恒压变量自动控制总成；所述第一恒压变量自动控制总成的上端和下端分别与喷雾降温区设有的雾化喷嘴和上循环池相连，所述第二恒压变量自动控制总成的上端和下端分别与主脱除区设有的雾化喷嘴和上循环池相连，所述第三恒压变量自动控制总成的上端和下端分别与次脱除区设有的冲击喷嘴和上循环池相连，所述第四恒压变量自动控制总成的上端和下端分别与精脱除区设有的雾化喷嘴和上循环池相连。

所述第一恒压变量自动控制总成、第二恒压变量自动控制总成、第三恒压变量自动控制总成、第四恒压变量自动控制总成均由水泵、变频器、管道、控制阀组成。

进一步地，本装置还包括有脱除液循环补充系统,所述脱除液循环补充系统包括下循环池、脱硫剂自动控制总成、补给水自动控制总成、脱除添加剂混合槽、循环池循环总成和溢流管；其中，脱硫剂自动控制总成、补给水自动控制总成和脱除添加剂混合槽均与下循环池相连；所述循环池循环总成的上端和下端分别与上循环池和下循环池相连，所述溢流管的上端和下端分别与上循环池的上端和下循环池相连；所述下循环池的底部设有下循环池排污口。

所述脱硫剂自动控制总成由混合槽、搅拌器、pH值传感器、水泵、变频器、管道、控制阀组成。

所述脱硫剂自动控制总成输出的脱硫剂由废钢渣或石灰与水配制而成。

所述补给水自动控制总成、循环池循环总成均由液位传感器、水泵、变频器、管道、控制阀组成。

所述脱除添加剂混合槽的脱除添加剂由脱硝转化剂、脱硝还原剂、除PM2.5促进剂、除汞添加剂组成。

进一步地，本装置还包括有再利用系统,所述再利用系统主要由罗茨风机、氧化池、稠化器、自动真空压滤机、石膏仓、氧化用水自动控制总成和稠化液滤液自动输送总成组成；其中，所述罗茨风机、氧化池、稠化器和自动真空压滤机通过管道依次相连，所述自动真空压滤机通过皮带输送总成与石膏仓相连；所述氧化用水自动控制总成与氧化池相连，所述稠化液滤液自动输送总成的上端与下循环池相连，下端与稠化器的稠化液输出端和自动真空压滤机的滤液输出端相连。

所述氧化用水自动控制总成由pH值传感器、水泵、变频器、管道、控制阀组成。

所述氧化用水自动控制总成的氧化用水为锅炉排污水。

所述稠化液滤液自动输送总成由储液槽、液位传感器、水泵、变频器、管道、控制阀组成。

进一步地，所述塔壳包括由上往下连接一体的喇叭口顶部、方形中部和锥形底部；并采用A3碳钢板材制作而成，其内壁设有耐酸、耐碱、耐磨、保温、疏水性的有机涂料保护层。

进一步地，所述喷雾降温区的雾化喷嘴、主脱除区的雾化喷嘴和次脱除区的冲击喷嘴与烟气顺方向竖直向下设置，所述精脱除区的雾化喷嘴与烟气流动方向成45°角向右逆流设置。

进一步地，所述上循环池和下循环池的循环液是由水、废钢渣或石灰、二氧化硫经氧化形成的硫酸、脱硝转化剂、脱硝还原剂、除PM2.5促进剂、除汞添加剂配制的多组份脱除液，其pH值为0.5～2。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过上述技术方案，即可对燃煤锅炉、冶炼炉、窑炉烟气中PM2.5、汞、氯化物、二氧化硫、氮氧化物同时进行高效的脱除；另外，实现了多功能一体化，则可达到使装置总投资与占地面积都大为减少的又一目的。

由于钢铁生产产生的废弃物钢渣中含有大量的氧化钙，其与水反应生成的氢氧化钙可以用来脱除SO₂，因此本实用新型使用钢渣作为脱硫剂，脱除装置附近如有废钢渣，可直接加以利用，若周边没有钢渣资源，再以廉价的石灰作替代品，装置还使用锅炉排污水作工艺用水，实现以废治废，充分利用废钢渣和锅炉排污水，将大幅降低物耗；脱除塔的喷雾降温区、主脱除区和次脱除区的喷嘴与烟气顺方向竖直向下设置，将形成与烟气同方向的喷雾喷液，顺喷的雾、液都会起到助推烟气前冲的作用，极有利于减小系统阻力，节约了能耗；运行成本因而可以大为削减。

另外，本实用新型所设置的脱除液循环补充系统与再利用系统组成了工艺用水封闭循环的回用系统，全部废水零排放，其再利用系统中废渣的终端产物是石膏，因此从根本上杜绝了常见的渣、水的二次污染；而脱除塔的内部结构紧凑，部件少，运行期间故障的发生率极低。

【附图说明】

图1是本实用新型多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置实施例的结构示意图。

图中：1-塔壳，2-烟气输入口，3-隔板，4-上循环池，5-净化烟气输出口，6-脱除塔，7-喷雾降温区，8-主脱除区，9-第一恒压变量自动控制总成，10-第二恒压变量自动控制总成，11-第三恒压变量自动控制总成，12-次脱除区，13-精脱除区，14-第四恒压变量自动控制总成，15-溢流管，16-脱硫剂自动控制总成，17-氧化用水自动控制总成，18-补给水自动控制总成，19-脱除添加剂混合槽，20-上循环池排污口，21-循环池循环总成，22-下循环池排污口，23-罗茨风机，24-氧化池，25-稠化器，26-自动真空压滤机，27-石膏仓，28-稠化液滤液自动输送总成，29-下循环池，30-皮带自动输送总成。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1中所示：

本实用新型实施例所述多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置，包括有脱除塔6，所述脱除塔6的塔壳1的内部设有隔板3，所述隔板3包括设于主脱除区8与净化烟气输出口5之间的倾斜隔板和设于次脱除区12与净化烟气输出口5之间的垂直隔板，所述倾斜隔板和垂直隔板连接一体；所述塔壳1内部从上往下依次设有相互连通的烟气输入口2、喷雾降温区7、主脱除区8、次脱除区12、精脱除区13、净化烟气输出口5和上循环池4，以及底部的上循环池排污口20，所述净化烟气输出口5与精脱除区13的上端相连通。

所述塔壳1包括由上往下连接一体的喇叭口顶部、方形中部和锥形底部，并采用A3碳钢板材制作而成，其内壁设有耐酸、耐碱、耐磨、保温、疏水性的有机涂料保护层；所述喷雾降温区7的雾化喷嘴、主脱除区8的雾化喷嘴和次脱除区12的冲击喷嘴与烟气顺方向竖直向下设置，恒压的水雾或射流有利于克服烟气流动阻力，脱除塔的运行阻力由此被控制在60～200Pa之间；所述精脱除区13的雾化喷嘴与烟气流动方向成45°角向右逆流设置。所述上循环池4的循环液是由水、废钢渣或石灰、二氧化硫经氧化形成的硫酸、脱硝转化剂、脱硝还原剂、除PM2.5促进剂、除汞添加剂配制而成的多组份脱除液，其pH值为0.5～2。

所述塔壳1的外侧还设有第一恒压变量自动控制总成9、第二恒压变量自动控制总成10、第三恒压变量自动控制总成11和第四恒压变量自动控制总成14；所述第一恒压变量自动控制总成9的上端和下端分别与喷雾降温区7设有的雾化喷嘴和上循环池4相连，所述第二恒压变量自动控制总成10的上端和下端分别与主脱除区8设有的雾化喷嘴和上循环池4相连，所述第三恒压变量自动控制总成11的上端和下端分别与次脱除区12设有的冲击喷嘴和上循环池4相连，所述第四恒压变量自动控制总成14的上端和下端分别与精脱除区13设有的雾化喷嘴和上循环池4相连。

本实用新型所述脱除塔的工作原理为：首先，燃煤锅炉烟气通过常规干法电除尘器或布袋除尘器除尘后，经引风机从烟气输入口2进入喷雾降温区7，与喷雾降温区7的雾化喷嘴喷出的雾液充分混合、增湿，将120℃～190℃的烟温降至40℃～60℃；然后，冷却后的烟气从喷雾降温区7进入主脱除区8，与主脱除区8的雾化喷嘴喷出的雾状脱除液顺向混合，高压雾流在烟气流动的同方向强制形成涡流区(驻涡区)，驻涡区的涡流强度恒定不变，不会随锅炉负荷高低、烟气流量大小、烟气流速快慢的变化而变动；当烟气进入驻涡区内，PM2.5、二氧化硫、氮氧化物、氯化物、汞与脱除液在涡流强制作用下达到最佳充分混合，在促进剂作用下，PM2.5于毫秒的时间快速完成润湿，并与液膜黏附、凝聚，部分二氧化硫被pH值为0.5～2的循环液氧化成硫酸、由废钢渣或石灰配制的氢氧化钙与之反应生成硫酸钙，部分二氧化硫与水及氢氧化钙反应生成亚硫酸钙，一氧化氮在脱硝转化剂作用下生成二氧化氮，二氧化氮在脱硝还原剂作用下还原为氮气，氯化物与氢氧化钙反应生成氯化钙、氯化钙与硫酸反应生成硫酸钙和盐酸，汞在除汞添加剂的作用下与硫酸反应生成硫酸汞；接着，烟气经过主脱除区8高效净化后进入次脱除区12，与次脱除区12的冲击喷嘴喷出的冲击射流同向混合，并在冲击射流的作用下以设定的、稳定的压力冲入上循环池脱除液中，在激入深处返回时形成设定高度的冲击气泡层，气泡层产生大量翻滚的大小气泡，进入气泡层内的烟气受到往来反复的冲洗，同时气泡在上升过程中不断破裂和合并，不断产生新的气、液接触面，气、液传质能力不断加强，烟气中的PM2.5、汞、氯化物、二氧化硫、氮氧化物于此进一步被多功能多组份脱除液高效脱除；再接着，经次脱除区12高度净化的烟气进入精脱除区13时，由于隔板3使烟道突然收窄，从而形成高速旋切气流，与精脱除区13的雾化喷嘴喷下的雾滴逆向对撞，气流托住雾滴，高速涡流旋切脱除液并反复破碎，液滴破碎得越来越小，气、液接触面越来越大，气、液再次充分混合并在设计参数下形成一段动态稳定的液滴和污染物最佳反应悬浮层，先形成的悬浮液滴被新形成的悬浮液滴所取代，循环介质不断更新，脱除过程持续进行，残存微量的PM2.5、汞、氯化物、二氧化硫、氮氧化物在精脱除区作最终高效、彻底的清除；最后，经三区净化的洁净烟气通过净化烟气输出口5排出经除雾后由烟囱排空；经由脱除过程形成的脱除混合渣、液，沉降至脱除塔锥形底部，通过上循环池排污口20排入下循环池29。

与现有技术相比，本实用新型具有以下独特效果：

1、脱除效率高。

烟气经本实用新型所述脱除塔单个区净化后污染物脱除效率可达：

烟气经本实用新型所述脱除塔净化后污染物排空浓度可达：

2、多功能一体化。

由于本实用新型将喷雾降温区7、主脱除区8、次脱除区12、精脱除区13和上循环池4紧凑设置于一个脱除塔内(尤其是三个脱除区的巧妙组合)，以及多种各有针对性的脱除添加剂所起的作用，实现于单套装置内即可一齐脱除多种污染物。

3、物耗能耗低。

本实用新型充分利用了工业废弃物--废钢渣，以其有效成分作脱除剂，一方面既减少了废钢渣的填埋量，同时又削减了其它脱除剂的投入，节省了物耗；由于喷雾降温区7的雾化喷嘴、主脱除区8的雾化喷嘴和次脱除区12的冲击喷嘴采用与烟气顺方向喷液的布置，对烟气的行进起了助推加强的作用，使得系统不需再增设风机，节约了能耗；由此大大降低了总运行费用。

4、适用面广。

本实用新型同时适用于火电、钢铁、石化、有色、化工、水泥、建材、陶瓷、玻璃等行业燃煤锅炉、冶炼炉、窑炉烟气的高效净化。

作为本实用新型一优选方案，本实用新型所述多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置还包括有脱除液循环补充系统，所述脱除液循环补充系统包括下循环池29、脱硫剂自动控制总成16、补给水自动控制总成18、脱除添加剂混合槽19、循环池循环总成21和溢流管15。其中，所述脱硫剂自动控制总成16、补给水自动控制总成18和脱除添加剂混合槽19均与下循环池29相连；所述循环池循环总成21的上端和下端分别与上循环池4和下循环池29相连，所述溢流管15的上端和下端分别与上循环池4的上端和下循环池29相连；所述下循环池29的底部设有下循环池排污口22。

本脱除液循环补充系统工作原理为：当上循环池4将位于底部的脱除混合渣、液经排污口20输入下循环池29后使液位低于设置值时，循环池循环总成21启动将下循环池29中的脱除液输送给上循环池4，同时脱硫剂自动控制总成16、补给水自动控制总成18和脱除添加剂混合槽19分别向下循环池29补给脱硫剂、水和脱除添加剂，在补充过程中，溢流管15可将上循环池4溢出的脱除液输回下循环池29，以维持脱除塔循环池脱除液的稳定液位；位于下循环池29底部的脱除混合渣、液，则由下循环池排污口22排入氧化池24。

这样，本实用新型所述多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置通过设置脱除液循环补充系统，即可自动地对上循环池4的脱除液进行及时有效的补充，并维持脱除液中脱除剂的设定浓度，保证了高效脱除进程的连续性和良好的稳定性。

作为本实用新型又一优选方案，本实用新型所述多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置还包括有再利用系统，所述再利用系统主要由罗茨风机23、氧化池24、稠化器25、自动真空压滤机26、石膏仓27、氧化用水自动控制总成17和稠化液滤液自动输送总成28组成。其中，所述罗茨风机23、氧化池24、稠化器25和自动真空压滤机26通过管道依次相连，所述自动真空压滤机26通过皮带输送总成30与石膏仓27相连；所述氧化用水自动控制总成17与氧化池24相连，所述稠化液滤液自动输送总成28的上端与下循环池29相连，下端与稠化器25的稠化液输出端和自动真空压滤机26的滤液输出端相连。

本实用新型所述再利用系统的工作原理为：首先，下循环池29的脱除混合渣、液经下循环池排污口22排入氧化池24，之后，氧化池24将来自左下循环池29的脱除混合液(pH值为0.5～2)和自氧化用水自动控制总成17引入的锅炉排污水(pH值为9)调制成具最佳氧化pH值的混合液(pH值为4～5)，再由罗茨风机23向氧化池24鼓入空气加以氧化，将脱硫产物亚硫酸钙氧化成硫酸钙(石膏)；然后，氧化后的混合液由管道送入稠化器25，由稠化器25稠化成浓度为40～50％的浓混合液，再通过管道送进自动真空压滤机26进行渣水分离；最后，稠化液滤液自动输送总成28将稠化器25的稠化液和自动真空压滤机26的滤液送回下循环池29循环使用，而经自动真空压滤机26分离所得含水小于10％的石膏由皮带自动输送总成30送进石膏仓27回收、存放，以便石膏外运制石膏板、免烧砖等。

这样，本实用新型所述多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置通过设置再利用系统，使高 pH值的锅炉排污水得到充分利用；而稠化液滤液自动输送总成通过回路将废液输回下循环池，使整个工艺的废水的利用率达到100％，且再利用系统中废渣的终端产物为石膏，因此，从根本上杜绝了常见的渣、水的二次污染。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置，其特征在于：包括有脱除塔(6)，所述脱除塔(6)的塔壳(1)的内部设有隔板(3)，所述隔板(3)包括设于主脱除区(8)与净化烟气输出口(5)之间的倾斜隔板和设于次脱除区(12)与净化烟气输出口(5)之间的垂直隔板，所述倾斜隔板和垂直隔板连接一体；所述塔壳(1)内部从上往下依次设有相互连通的烟气输入口(2)、喷雾降温区(7)、主脱除区(8)、次脱除区(12)、精脱除区(13)、净化烟气输出口(5)和上循环池(4)，以及底部的上循环池排污口(20)，所述净化烟气输出口(5)与精脱除区(13)的上端相连通；

所述塔壳(1)的外侧还设有第一恒压变量自动控制总成(9)、第二恒压变量自动控制总成(10)、第三恒压变量自动控制总成(11)和第四恒压变量自动控制总成(14)；所述第一恒压变量自动控制总成(9)的上端和下端分别与喷雾降温区(7)设有的雾化喷嘴和上循环池(4)相连，所述第二恒压变量自动控制总成(10)的上端和下端分别与主脱除区(8)设有的雾化喷嘴和上循环池(4)相连，所述第三恒压变量自动控制总成(11)的上端和下端分别与次脱除区(12)设有的冲击喷嘴和上循环池(4)相连，所述第四恒压变量自动控制总成(14)的上端和下端分别与精脱除区(13)设有的雾化喷嘴和上循环池(4)相连。

2.根据权利要求1所述的多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置，其特征在于：本装置还包括有脱除液循环补充系统，所述脱除液循环补充系统包括下循环池(29)、脱硫剂自动控制总成(16)、补给水自动控制总成(18)、脱除添加剂混合槽(19)、循环池循环总成(21)和溢流管(15)；其中，所述脱硫剂自动控制总成(16)、补给水自动控制总成(18)和脱除添加剂混合槽(19)均与下循环池(29)相连；所述循环池循环总成(21)的上端和下端分别与上循环池(4)和下循环池(29)相连，所述溢流管(15)的上端和下端分别与上循环池(4)的上端和下循环池(29)相连；所述下循环池(29)的底部设有下循环池排污口(22)。

3.根据权利要求2所述的多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置，其特征在于：本装置还包括有再利用系统，所述再利用系统主要由罗茨风机(23)、氧化池(24)、稠化器(25)、自动真空压滤机(26)、石膏仓(27)、氧化用水自动控制总成(17)和稠化液滤液自动输送总成(28)组成；其中，所述罗茨风机(23)、氧化池(24)、稠化器(25)和自动真空压滤机(26)通过管道依次相连，所述自动真空压滤机(26)通过皮带输送总成(30)与石膏仓(27)相连；所述氧化用水自动控制总成(17)与氧化池(24)相连，所述稠化液滤液自动输送总成(28)的上端与下循环池(29)相连，下端与稠化器(25)的稠化液输出端和自动真空压滤机(26)的滤液输出端相连。

4.根据权利要求1所述的多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置，所述塔壳(1)包括由上往下连接一体的喇叭口顶部、方形中部和锥形底部；并采用A3碳钢板材制作而成，其内壁设有耐酸、耐碱、耐磨、保温、疏水性的有机涂料保护层。

5.根据权利要求1所述的多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置，其特征在于：所述喷雾降温区(7)的雾化喷嘴、主脱除区(8)的雾化喷嘴和次脱除区(12)的冲击喷嘴与烟气顺方向竖直向下设置，所述精脱除区(13)的雾化喷嘴与烟气流动方向成45°角向右逆流设置。

6.根据权利要求2所述的多功能燃煤锅炉烟气高效净化装置，其特征在于：所述上循环池(4)和下循环池(29)的循环液是由水、废钢渣或石灰、二氧化硫经氧化形成的硫酸、脱硝转化剂、脱硝还原剂、除PM2.5促进剂、除汞添加剂配制而成的多组份脱除液，其pH值为0.5～2。