CN2437392Y

CN2437392Y - 一体化消烟除尘脱硫脱氮节能装置

Info

Publication number: CN2437392Y
Application number: CN 99217538
Authority: CN
Inventors: 王振声
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2001-07-04
Anticipated expiration: 2009-08-03

Abstract

一种一体化消烟除尘脱硫脱氮节能装置,属于环境工程中的废气处理设备领域。其特点是文丘里管下面连接冲击室,冲击室以切线与旋流室连接,旋流室上部为气液分离室,旋流室在沉淀池之上,将五部分构成一个整体。本实用新型除尘脱硫脱氮效率高,占地少、造价低、操作方便。应用范围广,最适宜处理工业上各种规格、类型的锅炉、窑炉以及各行各业的含尘废气治理。

Description

一体化消烟除尘脱硫脱氮节能装置

本实用新型专利属于环境工程中废气处理设备领域，该设备可以做为一般湿法高效除尘器使用，如果加入碱性剂即可脱硫脱氮又可以消烟除尘。在一个设备内完成了3级消烟除尘脱硫脱氮，气液分离，固液分离三个功能。污水循环使用，补充锅炉碱性污水，基本上不用新鲜水。调节鼓风机和引风机的风量达到二者最优化，使锅炉炉膛内在微负压下运行。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％，脱氮效率50～70％，林格曼黑度＜1级。并且节能、运行费用低等优点。因此，该设备应用范围特别广，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、窑炉消烟除尘脱硫脱氮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，除尘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％，在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、窑炉进行消烟除尘脱硫脱氮做出贡献。

图1为北京市航天银燕环保工程公司生产的YSC型除尘脱硫装置，它曾荣获国家环保总局下达的“对全国中小型锅炉除尘脱硫工艺及设备的筛选与评价”研究课题的第一名。脱硫效率为74.1％，除尘效率为95.0％。其工作原理为：利用污水泵[2]将脱硫剂从溶液贮槽[1]中吸入并通过一排喷淋管束喷入烟气进口。利用引风机[8]的动力将烟气由锅炉内抽入烟道，烟气与喷淋管束喷出脱硫剂相遇，在此处进行化学反应，除去烟气中的二氧化硫和粉尘。烟气继续向下运动到达除尘脱硫装置[3]内的液面，又将液面激起浪花，再一次的气液接触进行除尘脱硫。烟气从档水板[7]上通过转而向下，再经水幕板[6]向下运动，绕过三角形档水帽向上到气水分离器[5]，进行气液分离，净化后的烟气由引风机[8]吸入，并排入烟囱。除尘脱硫装置[3]的底部为贮灰斗，一定时间打开阀门使湿灰排入灰斗[9]中，再用小车运走。除尘脱硫装置中多余的脱硫剂由排水管[4]排入溶液贮槽[1]中。

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可以看出喷淋塔和除尘脱硫装置的占地面积大，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，提出一种一体化消烟除尘脱硫脱氮节能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]，用污水泵[24]将沉淀池[23]中含碱性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，同时碱性液与烟气中的二氧化硫和氮氧化物进行中和反应而达到脱硫脱氮的目的，碱性液中的药剂来源于石灰乳槽[25]，定期将碱性液石灰乳用污水泵补充到沉淀池中。完成1级消烟除尘脱硫脱氮。烟气继续向下运动，当到达冲击室[22]内的碱性液液面时，又溅起水花形成雾状进行2级消烟除尘脱硫脱氮。然后带着水雾的烟气穿过通道进入气液分离室[26]的下部，在下部进行3级消烟除尘脱硫脱氮，烟气再旋转向上进行气液分离，净化后的烟气由引风机[28]吸入后排到烟囱。气液分离后的碱性液流入沉淀池内进行固液分离，上清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阀门用小车将湿灰运走。在运行前首先将碱性液灌满沉淀池，是由污水泵[24]的吸水管上下两个阀门完成，当向沉淀池灌碱性液或工作一段时间后沉淀池内碱性液下降时，打开吸水管下部阀门，关闭上面阀门来完成。一般正常工作时打开上部阀门关闭下面阀门。[27]为溢流管。

一体化消烟除尘脱硫脱氮节能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，充分利用锅炉房产生的碱性污水和碱性液循环使用，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。调节锅炉的鼓风机和引风机的风量达到两者的最优化，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。

本实用新型的特点：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消烟除尘脱硫脱氮效率高；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，关键在于一体化消烟除尘脱硫脱氮节能装置的结构，如图4所示，下面还要详细介绍。

附图说明：

附图1为YSC型除尘脱硫装置工艺；

附图2为喷淋式除尘脱硫工艺；

附图3为一体化消烟除尘脱硫脱氮节能装置工艺；

附图4为一体化消烟除尘脱硫脱氮节能装置立面与平面结构示意图；

附图5为一体化消烟除尘脱硫脱氮节能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30～60米/秒高速气流通过，同时用污水泵将沉淀池上部出水口[34]的上清液打入喉部的喷雾器[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，在此同时碱性液与烟气中的二氧化硫和氮氧化物起中和反应生成盐类，完成了1级消烟除尘脱硫脱氮的目的。脱硫脱氮效率和碱性液与二氧化硫和氮氧化物的接触面积及时间有关，经实验证明必须有1.0秒左右时间才能达到95％左右的脱硫脱氮效率，因此必须进行2级和3级脱硫脱氮。经1级消烟除尘脱硫脱氮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毫米深的碱性液的液面，溅起水雾，使烟气中的微尘和二氧化硫氮氧化物又一次的充分混合、捕集和反应，达到2级消烟除尘脱硫脱氮的目的。然后带水雾的烟气穿过通道以切线方向并与水平面向下倾角为10-30°角进入旋流室[39]的下部，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氮氧化物进行充分的中和反应，达到3级消烟除尘脱硫脱氮的目的。烟气继续向上旋转运动，以5～10米/秒速度旋转离心将大的雾滴分离，此过程是由气液分离室[38]完成。干净的烟气通过排放法兰[37]用引风机排进烟囟。在旋流室和气液分离室中的碱性液向下流入降液管[41]，进入沉淀池[36]下部的反射板[42]，碱性液向四周扩散，粉尘沉降在沉淀池底部，打开阀门[43]定期用小车将湿灰运走。在向四周扩散的碱性液向上以0.2～1.0毫米/秒向上流动，微尘再一次沉降，净化的碱性液上升，最后由污水泵通过出水口[34]，打入喷雾器[31]，达到碱性液循环使用，节省水和碱性剂，又无二次污染。碱性液在运行前必须灌满沉淀池，[40]为溢流口，防止碱性液向四周流溅。

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，喷入碱性液大、沉淀池大、粉尘也多，图4结构不适宜。可做成混凝土结构沉淀池放在室外，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中旋流室[39]与沉淀池[36]分开，变成图5中旋流室[59]与沉淀池[56]的形式。

②将图4中的垂直降液管[41]改成图5中倾斜降液管[61]，并从沉淀池[56]底部穿过。

③图5中沉淀池[56]的一侧设一个挖灰室，可用机械挖灰。

1级消烟除尘脱硫脱氮的效率的高低，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，碱性液通过短管[72]和弯头[73]进入喷咀[75]，在喷咀上部平均分布8～24个喷孔，每个喷孔直径为4～10毫米，碱性液从喷孔向四周喷射。喷咀[75]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塞喷孔。喷咀喷出的碱性液撞击到反射板[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15～50毫米。喷咀与反射板之间用4根铁棍[74]焊接。喷孔的个数，喷孔和喷咀直径大小，由喷入的碱性液确定。

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％，脱氮效率达50～70％。在烟气处理量、除尘效率、脱硫效率相同时，本专利的总工程费用比YSC型除尘脱硫装置工艺降低30％，比喷淋式除尘脱硫工艺降低40％；本专利在消烟除尘脱硫脱氮方面比YSC型除尘脱硫装置工艺，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％，并且上面两种工艺不能脱氮；在占地面积上本专利是YSC型除尘脱硫装置工艺的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

1．一体化消烟除尘脱硫脱氮节能装置，主要由文丘里管[32]、冲击室[33]、旋流室[39]、气液分离室[38]、沉淀池[36]五部份组成，其特征是：文丘里管下面连接冲击室，冲击室以切线与旋流室连接，旋流室上部为气液分离室，旋流室在沉淀池之上，将五部份构成一个整体。

2．根据权利要求1所述一体化消烟除尘脱硫脱氮节能装置，其特征是：喷雾器[31]位于文丘里管中心，喷雾器主要由喷孔，喷咀和反射板组成，在喷咀[75]的一个横断面上均匀布置喷孔，喷咀中心对准底部反射板[76]中心的园锥。

3．根据权利要求1所述一体化消烟除尘脱硫脱氮节能装置，其特征是：气液分离室下端直径比上端直径小20％。