CN2346493Y - 一体化节能除尘脱硫装置 - Google Patents

Abstract

一种一体化节能除尘脱硫装置,属于环境工程中的含尘废气处理设备领域。将烟气的3级除尘脱硫、气液分离、固液分离于一体,因此除尘效率和脱硫效率高、占地少、造价低、操作方便。利用锅炉房产生的污水、脱硫液循环使用,充分达到石灰乳用尽,基本不用新鲜水达到节省运行费并节能。如不加脱硫剂,又是一台高效除尘器。因此,应用范围相当广。它最适宜处理工业上各种规格、类型的锅炉以及各行各业的含尘废气治理。

Description

一体化节能除尘脱琉装置

本实用新型专利属于环境工程中废气处理设备领域。在一个设备内完成了3级除尘脱硫、气液分离、固液分离三个功能，污水循环使用，基本上不用新鲜水。控制设备内的液位高度，使锅炉炉膛内在微负压下运行，调节鼓风机和引风机的风量达到三者最优化。因此，该设备结构紧凑，占地少，造价低，操作方便，除尘效率＞97％，脱硫效率80-95％，节能、运行费用低等优点。如果不加脱硫剂又是一台高效除尘器。因此应用范围特别广，它最适应处理各种规格、类型的锅炉烟气，工业上各种规格、类型的窑炉、冲天炉等烟气，以及化工、冶金、矿山、建材等行业所产生的各种含尘废气治理。

目前，世界各国正在不同程度地高速发展工农业生产，同时也给环境带来了严重污染，直接影响人们的身体健康，阻碍了工农业的生产，甚至破坏了生产。尤其最近几年，二氧化硫和氮氧化物不断地继续大量排放，造成世界各地不同程度地降酸雨，大量农作物减产甚至枯死。二氧化硫和氮氧化物主要来源于燃煤过程。因此，解决燃煤锅炉的除尘脱硫是当前世界各国环境专家急待研究的课题。并且还要解决设备的腐蚀、占地少、造价低、运行费低、管理方便等问题，这就给环境专家带来难题。在发达的国家，脱硫装置专利技术比较多，主要对65吨/时以上有除尘装置的电站锅炉和供热锅炉。我国35吨/时以下的锅炉占全国总台数的85％，其中有除尘装置的约30％，这方面的专利国外还没有。本专利技术的目的为我国中小型锅炉进行除尘脱硫做出贡献。

图1为石家庄市换热器厂购置的高效脱硫除尘装置工艺专利。脱硫除尘装置[1]的内部由烟气脱水器、脱硫除尘室、初沉池、精沉池、集灰浆斗和配水室六部分组成。锅炉烟气以切线方向进入脱硫除尘装置中部的脱硫除尘室，利用污水泵[4]抽吸脱硫除尘装置内的配水室中的脱硫液打入高速过滤器[7]，然后进入射流器[8]，由于高速射流在腔内形成负压，将水质稳定配药箱[6]的药液吸入，通过转子流量计[9]打入脱硫除尘装置内的脱硫除尘室上部，在此处烟气与脱硫液进行充分喷淋、冲击等化学反应而脱硫和除尘。石灰溶解槽[5]溶解的碱性石灰乳同样被另一台射流器吸入，并打入涡流反应室[10]，由于离心力的作用，将石灰乳中的颗粒拥向外壁而返回石灰溶解槽，流出的石灰乳溶液流入脱硫除尘装置内的配水室。供污水泵使用。被净化的烟气用引风机[2]吸入，并排入烟囱。烟气中的粉尘与脱硫液一起流入脱硫除尘装置内的初沉室，然后到精沉室，最后由集灰浆斗流入灰浆脱水池[3]，用工具将湿灰运走。

图2为北京重型电机厂生产的喷淋式除尘脱硫工艺。从锅炉来的烟气由切线方向进入喷淋塔[12]的下部，大的粉尘由于离心力的作用而甩向塔壁，被喷淋在塔壁上的脱硫液带入沉淀池[11]中。用污水泵[13]吸入沉淀池上清液打入灰水分离器[14]中，为防止喷咀堵塞，再一步除去微尘。净化后脱硫液流入污水池[16]中，同时石灰溶解槽[15]的碱性石灰乳也流入污水池[16]中，利用污水泵[17]将脱硫液打入喷淋塔的上部，一股喷淋，一股延切线向下旋转与底部上来的烟气进行充分接触达到除尘脱硫的目的。沉淀池的湿灰和石灰溶解槽中的石灰渣定期运走。净化后的烟气由引风机[18]吸入并排入烟囱。

从图1和图2可以看出喷淋塔和脱硫除尘装置的直径大，这类设备上升流速小于1.5米/秒，以防烟气将水滴带出降低除尘效率。虽然烟气以切线方向进入，由于直径大而离心力小，又不能将细粉尘甩向塔壁而去除。因此这类设备以原理而论就不可能除尘效率很高。还有一个共同的问题是为了使喷淋下来的粉尘与水很好的分离，必须建一个造价较高的混凝土沉淀池，而沉下来的湿灰用抓斗机抓出运走，浪费人力和物力。另一个问题是设备多、占地大、工程费用多，必然加重企业负担，限制环境事业发展。因此寻找一个效率高、占地少又经济的工艺和设备是很必要的。

本实用新型专利的目的，旨在解决上述难点，提出一种一体化节能除尘脱硫装置以及该装置的配套工艺流程，如图3所示。从锅炉出来的烟气进入文丘里管[21]，片污水泵[24]将斜板沉淀池[23]中含脱硫液的上清液打入文丘里管喉部上方，由于喉部断面小而气速大，使上清液形成雾状而捕集粉尘，同时脱硫液与烟气中的二氧化硫进行中和反应而达到脱硫的目的，完成1级除尘脱硫。脱硫液中的脱硫剂来源于石灰乳槽[25]，定期将脱硫剂石灰乳用污水泵补充。完成1级除尘脱硫后的烟气继续向下运动，当到达冲击室[22]内的脱硫液液面时，又溅起水花形成雾状进行2级除尘脱硫。然后带着水雾的烟气穿过通道进入气液分离室[26]的下部，在下部与通道联接了旋流板，使带水雾的烟气由水平方向变为旋转向下，当遇到脱硫液面再一次溅起水雾进行3级除尘脱硫。溅起的水雾又向上运动，经气液分离室[26]内的旋流板的离心作用使烟气净化，并由引风机[28]吸入后排到烟囱。气液分离后的脱硫液流入斜板沉淀池内进行固液分离，上清脱硫液由污水泵再次吸入并打到文丘里管循环使用。沉淀的粉尘和中和反应时生成的盐类定期打开阈门用小车将湿灰运走。在运行前首先将脱硫液灌满斜板沉淀池，是由进液管[27]完成。

一体化节能除尘脱硫装置及配套工艺流程，是综合考虑节省运行费和提高锅炉热效率而设计的，利用锅炉房产生的污水，脱硫液循环使用，达到石灰乳充分用尽，基本不用自来水，来达到节省运行费的目的。调节设备内的水位和鼓风机、引风机的风量达到三者的最优化，使锅炉内在微负压下运行，减少运行中的热损失，提高锅炉热效率。

本实用新型的优点：①节能、运行费用低；②工艺流程简单、设备少、占地少、造价低；③除尘效率和脱硫效率高；④排灰简单、节省人力物力；⑤设备易商品化，施工简单缩短工期。本实用新型所以有这些优点，关键在于一体化节能除尘脱硫装置的结构，如图4所示，下面还要详细介绍。

附图说明：

附图1为高效脱硫除尘装置工艺；

附图2为喷淋式除尘脱硫工艺；

附图3为一体化节能除尘脱硫装置上艺；

附图4为一体化节能除尘脱硫装置立面与平面结构示意图；

附图5为一体化节能除尘脱硫装置分开式的立面与平面结构示意图；

附图6为喷雾器的结构示意图。

结合图4将进一步描写本实用新型的结构。本实用新型的动力为引风机，它联接已处理干净的烟气排放法兰[37]，来抽吸锅炉烟气。锅炉烟气先进入文丘里管[32]的小断面喉部，并以30米～60米/秒高速气流通过，同时用污水泵将脱硫液的上清液打入喉部上面的喷雾器[31]，在高速气流下形成比微尘大150倍左右的雾滴来捕集微尘，在此过程中脱硫液与烟气中的二氧化硫起中和反应生成盐类，完成了1级除尘脱硫的目的。脱硫效率和脱硫液与二氧化硫的接触面积及时间有关，经实验证明必须有1.5秒左右时间才能达到95％左右的脱硫效率，因此必须进行2级和3级脱硫。经1级除尘脱硫后的烟气继续向下运动，当到达冲击室[33]时，以15～30米/秒速度冲击150～300毫米深的脱硫液的液面，溅起水雾，使烟气中的微尘和二氧化硫又一次的充分混合、捕集和反应达到2级除尘脱硫的目的。然后带水雾的烟气穿过通道进入气液分离室[41]的下部，在下部与通道联接了旋流板[40]，带水雾的烟气由水平流动变为旋转离心向下，以15～30米/秒速度再一次卷起水雾，使烟气中的微尘和二氧化硫进行充分的中和反应，达到3级除尘脱硫的目的。卷起的水雾向上运动碰到弧形旋流板[39]，以5～10米/秒速度旋转离心将大的水雾分离，比较干净的烟气再向上运动又碰到第二处弧形旋流板[38]，以同样速度进行气液分离，干净的烟气通过排放法兰[37]由引风机排进烟囱。气液分离室下部的脱硫液向下流入降液管[43]，进入斜板沉淀池[44]下部的反射板[45]，脱硫液向四周扩散，大粉尘沉降在灰斗[36]中，打开阀门[46]定期用小车将湿灰运走。没有沉降的脱硫液中微尘在向上流动时遇到斜板(或蜂窝斜管)[35]，斜板为塑料板，斜板与斜板间距为50～150毫米，高1米，倾斜角呈50～60度，上升流速1-6毫米/秒。在斜板内的脱硫液中的微尘在此沉降，由于静电作用微尘凝聚成大的絮状物而延斜板下降到灰斗[36]内。净化的脱硫液上升，最后由污水泵通过出水口[34]，打入喷雾器[31]，达到脱硫液循环使用，节省水和脱硫剂，又无二次污染。脱硫液在运行前必须灌满斜板沉淀池，设置了进口管[42]。

在处理烟气量60000米³/小时以下时，用图4结构。烟气量再大时，喷水量大、斜板沉淀池大、粉尘也多，图4不适宜。可做成混凝土结构斜板沉淀池放在室外，利用机械除灰，如图5所示。

结合图5将进一步描写本实用新型结构。

从图4和图5对照来看，不同之处有三点：

①将图4中气液分离室[41]与斜板沉淀池[44]分开，变成图5中气液分离室[61]与斜板沉淀池[64]的形式。

②将图4中的垂直降液管[43]改成图5中倾斜降液管[63]，并从斜板[55]底部穿过。

③图5中斜板沉淀池[64]的一侧设一个挖灰室，可用机械挖灰。

1级除尘脱硫的效率高低，关键在于喷雾器喷出的水滴要小而均匀，粉尘不堵塞喷孔和喷咀，本专利可以达到上述要求。

结合图6将进一步描写实用新型喷雾器结构。

污水泵的出水口与法兰[71]联接，脱硫液通过弯头[72]进入喷管[73]，在喷管的截面上平均分布8个喷孔，每个喷孔直径为4～10毫米。根据喷水量的多少来确定喷孔数，脱硫液从喷孔向四周喷射。喷咀[74]的直径一般为8～30毫米，由于粉尘的密度大，惯性大，粉尘从喷咀喷出而不堵喷孔。喷咀喷出的脱硫液撞击到反射板[76]而向四周飞溅。喷咀的中心对应反射板中心的园锥，园锥坡度为45度，园锥底部直径为15～30毫米。喷咀与反射板之间用3根铁棍[75]焊接。

本实用新型经实验表明：除尘效率＞97，林格曼黑度小于1级，脱硫效率达80～95％。在烟气处理量、除尘效率和脱硫效率相同时，本专利的总工程费用比高效脱硫除尘装置工艺降低30％，比喷淋式除尘脱硫工艺降低40％；本专利在除尘脱硫方面比高效脱硫除尘装置工艺，除尘效率高3～5％，脱硫效率高10～15％。比喷淋式除尘脱硫工艺，除尘效率高5～10％，脱硫效率高8～16％；在占地面积上，本专利是高效脱硫除尘装置工艺的60％，是喷淋式除尘脱硫工艺的40％；并且排湿灰简单、节省人力物力；本专利易商品化，施工安装方便，周期短，节能和节省运行费。

Claims (6)

1．一体化节能除尘脱硫装置，其特征在于文丘里管和喷雾器为1级除尘脱硫、冲击室为2级除尘脱硫、旋流板为3级除尘脱硫、气液分离和固液分离五部分组成。

2．根据权利要求1一体化节能除尘脱硫装置，其特征在于，文丘里管和喷雾器为1级除尘脱硫，关键在于喷雾器，喷雾器主要由喷管、喷咀和反射板组成。在喷管的一个横断面上均布8个喷孔，喷孔直径为4-10毫米，喷孔的多少由喷入的脱硫液来确定。喷咀直径为8～30毫米。喷咀的中心对应反射板中心的园锥，园锥坡度为45度，园锥底部直径为15～50毫米。

3．根据权利要求1一体化节能除尘脱硫装置，其特征在于，冲击室为2级除尘脱硫，烟气向下冲击速度为15～30米/秒，脱硫液液面到冲击室的深度为150～300毫米。

4．根据权利要求1一体化节能除尘脱硫装置，其特征在于，旋流板为3级除尘脱硫，旋流板为一个弧形板，一端与进气口通道焊接，两侧与气液分离室焊接，旋转气速为15～30米/秒。

5．根据权利要求1一体化节能除尘脱硫装置，其特征在于，气液分离室，在室内有两处弧形旋流板，旋流板三面与气液分离室焊接，旋转速度控制在5～10米/秒。

6．根据权利要求1一体化节能除尘脱硫装置，其特征在于，固液分离是在斜板沉淀池内完成，利用若干硬质塑料板组成斜板(或蜂窝斜管)，高1米，呈50～60度角斜立在筒体中，斜板之间距离60～150毫米，脱硫液在斜板间上升速度1～6毫敉/秒。

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