CN219128598U - 热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置，包括烟道尾部短节，所述烟道尾部短节内安装有羽叶分离器，所述羽叶分离器的排出端口上连接有导气筒，所述导气筒一端连接有烟囱底部短节，所述羽叶分离器下方设置有抗虹吸短路降液器。有益效果在于：本实用新型可显著提升烟气分离净化效率和操作弹性空间，显著降低气液分离装置运行压降，有效解决热电锅炉烟气在烟道内由于运行高压降造成烟气憋压从烟道缝隙向四周外泄外漏造成明显环境污染以及烟囱排放烟气出现“飘雨”引发排放次生风险事故。

Description

热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置

技术领域

本实用新型涉及热电行业蒸汽锅炉烟气湿法脱硫气液分离技术领域，具体涉及热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置。

背景技术

在热电、焦化、冶金、造纸、环保、制药和食品等行业领域中，几乎无一例外会采用大型燃煤或生物质燃料锅炉以生产大批量蒸汽为主装置供汽、供热和发电。尤其是热电行业循环流化床燃煤蒸汽锅炉、能源企业动力站燃煤蒸汽锅炉、石油炼制企业热电厂重质油浆燃煤混合燃料蒸汽锅炉等，蒸汽产量每小时动辄几百吨甚至几千吨，锅炉数量多，燃烧工况波动大，锅炉烟气量在每小时数十万甚至上百万标方排量波动，大规模锅炉烟气需要净化处理外排。

前些年，热电行业企业基本上照搬国外上世纪七八十年代采用的蒸汽锅炉烟气处理系统“烟塔一体化装置”(即烟囱与脱硫塔一体化装置)，但由于该脱硫塔配置传统低效的水平式或屋脊式折流板除沫器导致排放烟气频繁发生“超标”和烟气“飘水”问题。近些年，很多热电行业企业对原有蒸汽锅炉烟气处理系统“烟塔一体化装置”进行超低排放改造，将“烟塔一体化装置”截断变成烟囱与脱硫塔分离后水平错位数十米甚至数百米布置，并在原来传统脱硫塔与分离后水平错位布置的烟囱之间增设大型湿电装置和水平烟道，把原来脱硫塔“湿烟气”引入湿电装置进行多级喷淋加湿和高压静电除尘处理后，再把湿电装置排放烟气通过水平烟道送进水平错位烟囱排放。实际运行结果是，烟气经湿电装置进行多级喷淋加湿和高压静电除尘处理后粉尘颗粒物含量确实得到明显降低；但是，原有传统脱硫塔排放“湿烟气”本身带液高而又经湿电装置多级喷淋加湿，使烟气带液更严重，导致烟囱排放烟气飘雨问题越发严重，出现“春夏季晴日也落太阳雨，秋冬季则落冰渣冰挂”后遗症。部分企业又再投资在烟囱顶部增设相同直径的水帽却对“后遗症”没有明显改善效果；还有部分企业进行更大投资在烟囱腰部增设旋流板/旋流管除沫器，不仅对“后遗症”没有明显改善效果而烟囱烟气飘雨“仍然下个不停”，反倒因旋流板/旋流管除沫器运行压降高而使烟道憋压排烟不畅进而导致烟气从烟道缝隙向外四周泄漏、乌烟瘴气污染环境大气，锅炉产汽量也明显下降。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，现提供一种可有效解决烟气脱液分离低导致的排放烟气“飘雨”问题、分离装置运行高压降使烟道憋压导致烟气泄漏污染问题以及分离装置操作弹性低工况适应性差等技术问题的热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置。

(二)技术方案

本实用新型通过如下技术方案实现：本实用新型提出了热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置，包括烟道尾部短节，所述烟道尾部短节内安装有羽叶分离器，所述羽叶分离器的排出端口上连接有导气筒，所述导气筒一端连接有烟囱底部短节，所述羽叶分离器下方设置有抗虹吸短路降液器，所述抗虹吸短路降液器下方设置有排液管，所述羽叶分离器四周布设有旋喷洗涤器，所述羽叶分离器前后两端分别设置有压差管，所述羽叶分离器底端外侧对称安装有加固件。

进一步的，所述烟道尾部短节呈矩形管状，所述烟囱底部短节呈圆筒状，所述羽叶分离器位于所述烟道尾部短节底部且位于所述烟囱底部短节正下方位置并固定连接于所述烟道尾部短节底面，所述羽叶分离器在所述烟道尾部短节底部的布设方式为所述羽叶分离器对角线与所述烟道尾部短节底部中心线呈0°/90°角、+45°/-45°角两种方式。

通过采用上述技术方案，所述烟道尾部短节用于输接外界原始烟气，所述羽叶分离器用于低压、常压、负压烟气工况下以低压降方式强制分离净化烟气携带的液滴液沫重相携带质，所述烟囱尾部短节以输排净化后的烟气，所述羽叶分离器可参考中国专利ZL201721586655.7、中国专利ZL202120089118.1，由羽叶分离器外部盒体和羽叶分离内部元件组态而成。

进一步的，所述导气筒的下端与所述羽叶分离器的上端连通，所述导气筒的上端与所述烟囱底部短节下端入口连通，所述导气筒由圆筒、锥筒其中一种或几种连接而成。

通过采用上述技术方案，所述导气筒用于引导分离后的净化烟气从所述烟囱底部短节下侧进入烟囱内。

进一步的，所述抗虹吸短路降液器与所述羽叶分离器连通，所述抗虹吸短路降液器由降液管排、集液管汇和单向阀组成，所述降液管排上端与所述羽叶分离器的下端连通，所述降液管排下端与所述集液管汇连通，所述单向阀设置在所述集液管汇的正下方并与所述集液管汇连通。

通过采用上述技术方案，所述抗虹吸短路降液器通过所述降液排管、所述集液管汇将所述羽叶分离器从烟气分离脱除下来的液体独立顺畅地排入所述排液管以送至脱硫塔回用。

进一步的，所述旋喷洗涤器一端固定在所述烟道尾部短节的壁面上，所述旋喷洗涤器另一端连接支撑在所述羽叶分离器上。

通过采用上述技术方案，所述旋喷洗涤器可防犯因上游脱硫塔、湿电装置运行故障异常导致进入所述羽叶分离器的烟气携带过量粉尘和含盐浆液，所述旋喷洗涤器对所述羽叶分离器上附着的少许垢核和晶种间歇清除以避免垢核晶种不断生长而明显影响所述羽叶分离器长周期高效稳定运行，所述旋喷洗涤器可参考中国专利ZL202120089118.1，其由旋喷阀和供水管汇组态而成。

进一步的，所述排液管正对所述抗虹吸短路降液器布设在所述烟道尾部短节底面，所述加固件一端与所述羽叶分离器固定连接，所述加固件另一端与所述烟道尾部短节底面固定连接，所述加固件为斜角钢、槽钢和H型钢其中一种或几种。

通过采用上述技术方案，所述加固件可对所述羽叶分离器进行加固。

进一步的，所述压差成对设置，一支所述压差管固定在所述羽叶分离器上游的所述烟道尾部短节壁面，另一支所述压差管固定在所述羽叶分离器下游的所述烟囱底部短节壁面。

通过采用上述技术方案，所述压差管可对所述羽叶分离器的前后两端进行压差检测，具体压差设定值并结合实际运行工况进行设定。

(三)有益效果

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型可显著提升烟气分离净化效率和操作弹性空间，显著降低气液分离装置运行压降，有效解决热电锅炉烟气在烟道内由于运行高压降造成烟气憋压从烟道缝隙向四周外泄外漏造成明显环境污染以及烟囱排放烟气出现“飘雨”引发排放次生风险事故。

附图说明

图1本实用新型热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置典型组态示意图暨实施例1组态示意图；

图2本实用新型采用羽叶分离器安装实施方式0°/90°角示意图；

图3本实用新型采用羽叶分离器安装实施方式+45°/-45°角示意图；

图4本实用新型采用抗虹吸短路降液器实施方式示意图；

图5本实用新型采用单节等径圆筒型导流筒实施方式示意图；

图6本实用新型采用双节异径锥筒型导流筒实施方式示意图；

图7本实用新型采用双节异径倒锥筒型导流筒实施方式示意图；

图8本实用新型采用三节异径倒锥筒型导流筒实施方式示意图。

附图标记说明如下：

1、烟道尾部短节；101、烟道尾部短节底部中心线，2、压差管；3、烟囱底部短节；4、导气筒；5、旋喷洗涤器；6、羽叶分离器；601、羽叶分离器对角线；7、排液管；8、抗虹吸短路降液器；801、降液管排；802、集液管汇；803、单向阀；9、加固件。

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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-图8所示，本实施例中的热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置，包括烟道尾部短节1，烟道尾部短节1用于输接外界原始烟气，烟道尾部短节1内安装有羽叶分离器6，羽叶分离器6用于低压、常压、负压烟气工况下以低压降方式强制分离净化烟气携带的液滴液沫重相携带质，羽叶分离器6的排出端口上连接有导气筒4，导气筒4用于引导分离后的净化烟气从烟囱底部短节3下侧进入烟囱内，导气筒4一端连接有烟囱底部短节3，烟囱尾部短节以输排净化后的烟气，羽叶分离器6下方设置有抗虹吸短路降液器8，抗虹吸短路降液器8下方设置有排液管7，抗虹吸短路降液器8通过降液管排801、集液管汇802将羽叶分离器6从烟气分离脱除下来的液体独立顺畅地排入排液管7以送至脱硫塔回用，羽叶分离器6四周布设有旋喷洗涤器5，旋喷洗涤器5可防犯因上游脱硫塔、湿电装置运行故障异常导致进入羽叶分离器6的烟气携带过量粉尘和含盐浆液，旋喷洗涤器5对羽叶分离器6上附着的少许垢核和晶种间歇清除以避免垢核晶种不断生长而明显影响羽叶分离器6长周期高效稳定运行，羽叶分离器6前后两端分别设置有压差管2，压差管2可对羽叶分离器6的前后两端进行压差检测，羽叶分离器6底端外侧对称安装有加固件9，加固件9可对羽叶分离器6进行加固。

如图1-图8所示，本实施例中，烟道尾部短节1呈矩形管状，烟囱底部短节3呈圆筒状，羽叶分离器6位于烟道尾部短节1底部且位于烟囱底部短节3正下方位置并固定连接于烟道尾部短节1底面，羽叶分离器6在烟道尾部短节1底部的布设方式为羽叶分离器对角线601与烟道尾部短节底部中心线101呈0°/90°角、+45°/-45°角两种方式，导气筒4的下端与羽叶分离器6的上端连通，导气筒4的上端与烟囱底部短节3下端入口连通，导气筒4由圆筒、锥筒其中一种或几种连接而成，抗虹吸短路降液器8与羽叶分离器6连通，抗虹吸短路降液器8由降液管排801、集液管汇802和单向阀803组成，降液管排801上端与羽叶分离器6的下端连通，降液管排801下端与集液管汇802连通，单向阀803设置在集液管汇802的正下方并与集液管汇802连通。

如图1-图3所示，本实施例中，旋喷洗涤器5一端固定在烟道尾部短节1的壁面上，旋喷洗涤器5另一端连接支撑在羽叶分离器6上，排液管7正对抗虹吸短路降液器8布设在烟道尾部短节1底面，加固件9一端与羽叶分离器6固定连接，加固件9另一端与烟道尾部短节1底面固定连接，加固件9为斜角钢、槽钢和H型钢其中一种或几种，压差管2成对设置，一支压差管2固定在羽叶分离器6上游的烟道尾部短节1壁面，另一支压差管2固定在羽叶分离器6下游的烟囱底部短节3壁面。

本实施例的具体实施过程如下：通过烟道尾部短节1输接的外界带液原始烟一部分直接进入羽叶分离器6，另一部分抵达烟道尾部短节1末端形成回旋烟气进入羽叶分离器6，羽叶分离器6在低压、常压、负压烟气工况下提供动能动量变换碰撞分离、聚结分离、矢量分离和液膜表面自由能捕集分离等方式，并以低运行压降、大操作弹性空间和高分离效率协同完成烟气脱液分离净化；从烟气分离净化脱除下来的液体由羽叶分离器6下端流入降液管排801汇集到集液管汇802并从单向阀803独立无短路返混地排入烟道尾部短节1排液管7以最终送至脱硫塔回用；分离后的净化烟气，在羽叶分离器6上端成为羽叶分离器6出口净化烟气进入导流筒再导入烟囱底部短节3最终实现净化烟气从烟囱口稳定达标、顺畅无“飘雨”方式环境友好排放；为实现本实用新型在热电锅炉烟气实际运行复杂波动工况长周期可靠运行，尤其是防犯因上游脱硫塔、湿电装置运行故障异常导致进入羽叶分离器6的烟道尾部短节1入口烟气携带过量粉尘和含盐浆液在羽叶分离器6附着不断生长而明显影响羽叶分离器6正常运行，需要根据压差管2前后压差设定值并结合实际运行工况，开启旋喷洗涤器5间歇清除羽叶分离器6上附着的垢核和晶种以确保羽叶分离器6长周期高效稳定运行。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置，其特征在于：包括烟道尾部短节(1)，所述烟道尾部短节(1)内安装有羽叶分离器(6)，所述羽叶分离器(6)的排出端口上连接有导气筒(4)，所述导气筒(4)一端连接有烟囱底部短节(3)，所述羽叶分离器(6)下方设置有抗虹吸短路降液器(8)，所述抗虹吸短路降液器(8)下方设置有排液管(7)，所述羽叶分离器(6)四周布设有旋喷洗涤器(5)，所述羽叶分离器(6)前后两端分别设置有压差管(2)，所述羽叶分离器(6)底端外侧对称安装有加固件(9)。

2.根据权利要求1所述的热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置，其特征在于：所述烟道尾部短节(1)呈矩形管状，所述烟囱底部短节(3)呈圆筒状，所述羽叶分离器(6)位于所述烟道尾部短节(1)底部且位于所述烟囱底部短节(3)正下方位置并固定连接于所述烟道尾部短节(1)底面，所述羽叶分离器(6)在所述烟道尾部短节(1)底部的布设方式为所述羽叶分离器对角线(601)与所述烟道尾部短节底部中心线(101)呈0°/90°角、+45°/-45°角两种方式。

3.根据权利要求1所述的热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置，其特征在于：所述导气筒(4)的下端与所述羽叶分离器(6)的上端连通，所述导气筒(4)的上端与所述烟囱底部短节(3)下端入口连通，所述导气筒(4)由圆筒、锥筒其中一种或几种连接而成。

4.根据权利要求1所述的热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置，其特征在于：所述抗虹吸短路降液器(8)与所述羽叶分离器(6)连通，所述抗虹吸短路降液器(8)由降液管排(801)、集液管汇(802)和单向阀(803)组成，所述降液管排(801)上端与所述羽叶分离器(6)的下端连通，所述降液管排(801)下端与所述集液管汇(802)连通，所述单向阀(803)设置在所述集液管汇(802)的正下方并与所述集液管汇(802)连通。

5.根据权利要求1所述的热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置，其特征在于：所述旋喷洗涤器(5)一端固定在所述烟道尾部短节(1)的壁面上，所述旋喷洗涤器(5)另一端连接支撑在所述羽叶分离器(6)上。

6.根据权利要求1所述的热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置，其特征在于：所述排液管(7)正对所述抗虹吸短路降液器(8)布设在所述烟道尾部短节(1)底面，所述加固件(9)一端与所述羽叶分离器(6)固定连接，所述加固件(9)另一端与所述烟道尾部短节(1)底面固定连接，所述加固件(9)为斜角钢、槽钢和H型钢其中一种或几种。

7.根据权利要求1所述的热电锅炉烟气超低排放烟道内置低压降羽叶分离装置，其特征在于：所述压差管(2)成对设置，一支所述压差管(2)固定在所述羽叶分离器(6)上游的所述烟道尾部短节(1)壁面，另一支所述压差管(2)固定在所述羽叶分离器(6)下游的所述烟囱底部短节(3)壁面。

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