專利名稱：一體化節(jié)能除塵脫硫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利屬于環(huán)境工程中廢氣處理設(shè)備領(lǐng)域。在一個(gè)設(shè)備內(nèi)完成了3級(jí)除塵脫硫、氣液分離、固液分離三個(gè)功能，污水循環(huán)使用，基本上不用新鮮水?？刂圃O(shè)備內(nèi)的液位高度，使鍋爐爐膛內(nèi)在微負(fù)壓下運(yùn)行，調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量達(dá)到三者最優(yōu)化。因此，該設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，造價(jià)低，操作方便，除塵效率＞97％，脫硫效率80-95％，節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。如果不加脫硫劑又是一臺(tái)高效除塵器。因此應(yīng)用范圍特別廣，它最適應(yīng)處理各種規(guī)格、類型的鍋爐煙氣，工業(yè)上各種規(guī)格、類型的窯爐、沖天爐等煙氣，以及化工、冶金、礦山、建材等行業(yè)所產(chǎn)生的各種含塵廢氣治理。
目前，世界各國(guó)正在不同程度地高速發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)也給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重污染，直接影響人們的身體健康，阻礙了工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，甚至破壞了生產(chǎn)。尤其最近幾年，二氧化硫和氮氧化物不斷地繼續(xù)大量排放，造成世界各地不同程度地降酸雨，大量農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死。二氧化硫和氮氧化物主要來(lái)源于燃煤過(guò)程。因此，解決燃煤鍋爐的除塵脫硫是當(dāng)前世界各國(guó)環(huán)境專家急待研究的課題。并且還要解決設(shè)備的腐蝕、占地少、造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)低、管理方便等問(wèn)題，這就給環(huán)境專家?guī)?lái)難題。在發(fā)達(dá)的國(guó)家，脫硫裝置專利技術(shù)比較多，主要對(duì)65噸/時(shí)以上有除塵裝置的電站鍋爐和供熱鍋爐。我國(guó)35噸/時(shí)以下的鍋爐占全國(guó)總臺(tái)數(shù)的85％，其中有除塵裝置的約30％，這方面的專利國(guó)外還沒(méi)有。本專利技術(shù)的目的為我國(guó)中小型鍋爐進(jìn)行除塵脫硫做出貢獻(xiàn)。
圖1為石家莊市換熱器廠購(gòu)置的高效脫硫除塵裝置工藝專利。脫硫除塵裝置[1]的內(nèi)部由煙氣脫水器、脫硫除塵室、初沉池、精沉池、集灰漿斗和配水室六部分組成。鍋爐煙氣以切線方向進(jìn)入脫硫除塵裝置中部的脫硫除塵室，利用污水泵[4]抽吸脫硫除塵裝置內(nèi)的配水室中的脫硫液打入高速過(guò)濾器[7]，然后進(jìn)入射流器[8]，由于高速射流在腔內(nèi)形成負(fù)壓，將水質(zhì)穩(wěn)定配藥箱[6]的藥液吸入，通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)[9]打入脫硫除塵裝置內(nèi)的脫硫除塵室上部，在此處煙氣與脫硫液進(jìn)行充分噴淋、沖擊等化學(xué)反應(yīng)而脫硫和除塵。石灰溶解槽[5]溶解的堿性石灰乳同樣被另一臺(tái)射流器吸入，并打入渦流反應(yīng)室[10]，由于離心力的作用，將石灰乳中的顆粒擁向外壁而返回石灰溶解槽，流出的石灰乳溶液流入脫硫除塵裝置內(nèi)的配水室。供污水泵使用。被凈化的煙氣用引風(fēng)機(jī)[2]吸入，并排入煙囪。煙氣中的粉塵與脫硫液一起流入脫硫除塵裝置內(nèi)的初沉室，然后到精沉室，最后由集灰漿斗流入灰漿脫水池[3]，用工具將濕灰運(yùn)走。
圖2為北京重型電機(jī)廠生產(chǎn)的噴淋式除塵脫硫工藝。從鍋爐來(lái)的煙氣由切線方向進(jìn)入噴淋塔[12]的下部，大的粉塵由于離心力的作用而甩向塔壁，被噴淋在塔壁上的脫硫液帶入沉淀池[11]中。用污水泵[13]吸入沉淀池上清液打入灰水分離器[14]中，為防止噴咀堵塞，再一步除去微塵。凈化后脫硫液流入污水池[16]中，同時(shí)石灰溶解槽[15]的堿性石灰乳也流入污水池[16]中，利用污水泵[17]將脫硫液打入噴淋塔的上部，一股噴淋，一股延切線向下旋轉(zhuǎn)與底部上來(lái)的煙氣進(jìn)行充分接觸達(dá)到除塵脫硫的目的。沉淀池的濕灰和石灰溶解槽中的石灰渣定期運(yùn)走。凈化后的煙氣由引風(fēng)機(jī)[18]吸入并排入煙囪。
從圖1和圖2可以看出噴淋塔和脫硫除塵裝置的直徑大，這類設(shè)備上升流速小于1.5米/秒，以防煙氣將水滴帶出降低除塵效率。雖然煙氣以切線方向進(jìn)入，由于直徑大而離心力小，又不能將細(xì)粉塵甩向塔壁而去除。因此這類設(shè)備以原理而論就不可能除塵效率很高。還有一個(gè)共同的問(wèn)題是為了使噴淋下來(lái)的粉塵與水很好的分離，必須建一個(gè)造價(jià)較高的混凝土沉淀池，而沉下來(lái)的濕灰用抓斗機(jī)抓出運(yùn)走，浪費(fèi)人力和物力。另一個(gè)問(wèn)題是設(shè)備多、占地大、工程費(fèi)用多，必然加重企業(yè)負(fù)擔(dān)，限制環(huán)境事業(yè)發(fā)展。因此尋找一個(gè)效率高、占地少又經(jīng)濟(jì)的工藝和設(shè)備是很必要的。
本實(shí)用新型專利的目的，旨在解決上述難點(diǎn)，提出一種一體化節(jié)能除塵脫硫裝置以及該裝置的配套工藝流程，如圖3所示。從鍋爐出來(lái)的煙氣進(jìn)入文丘里管[21]，片污水泵[24]將斜板沉淀池[23]中含脫硫液的上清液打入文丘里管喉部上方，由于喉部斷面小而氣速大，使上清液形成霧狀而捕集粉塵，同時(shí)脫硫液與煙氣中的二氧化硫進(jìn)行中和反應(yīng)而達(dá)到脫硫的目的，完成1級(jí)除塵脫硫。脫硫液中的脫硫劑來(lái)源于石灰乳槽[25]，定期將脫硫劑石灰乳用污水泵補(bǔ)充。完成1級(jí)除塵脫硫后的煙氣繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)沖擊室[22]內(nèi)的脫硫液液面時(shí)，又濺起水花形成霧狀進(jìn)行2級(jí)除塵脫硫。然后帶著水霧的煙氣穿過(guò)通道進(jìn)入氣液分離室[26]的下部，在下部與通道聯(lián)接了旋流板，使帶水霧的煙氣由水平方向變?yōu)樾D(zhuǎn)向下，當(dāng)遇到脫硫液面再一次濺起水霧進(jìn)行3級(jí)除塵脫硫。濺起的水霧又向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)氣液分離室[26]內(nèi)的旋流板的離心作用使煙氣凈化，并由引風(fēng)機(jī)[28]吸入后排到煙囪。氣液分離后的脫硫液流入斜板沉淀池內(nèi)進(jìn)行固液分離，上清脫硫液由污水泵再次吸入并打到文丘里管循環(huán)使用。沉淀的粉塵和中和反應(yīng)時(shí)生成的鹽類定期打開(kāi)閾門用小車將濕灰運(yùn)走。在運(yùn)行前首先將脫硫液灌滿斜板沉淀池，是由進(jìn)液管[27]完成。
一體化節(jié)能除塵脫硫裝置及配套工藝流程，是綜合考慮節(jié)省運(yùn)行費(fèi)和提高鍋爐熱效率而設(shè)計(jì)的，利用鍋爐房產(chǎn)生的污水，脫硫液循環(huán)使用，達(dá)到石灰乳充分用盡，基本不用自來(lái)水，來(lái)達(dá)到節(jié)省運(yùn)行費(fèi)的目的。調(diào)節(jié)設(shè)備內(nèi)的水位和鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量達(dá)到三者的最優(yōu)化，使鍋爐內(nèi)在微負(fù)壓下運(yùn)行，減少運(yùn)行中的熱損失，提高鍋爐熱效率。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)①節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低；②工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備少、占地少、造價(jià)低；③除塵效率和脫硫效率高；④排灰簡(jiǎn)單、節(jié)省人力物力；⑤設(shè)備易商品化，施工簡(jiǎn)單縮短工期。本實(shí)用新型所以有這些優(yōu)點(diǎn)，關(guān)鍵在于一體化節(jié)能除塵脫硫裝置的結(jié)構(gòu)，如圖4所示，下面還要詳細(xì)介紹。


附圖1為高效脫硫除塵裝置工藝；附圖2為噴淋式除塵脫硫工藝；附圖3為一體化節(jié)能除塵脫硫裝置上藝；附圖4為一體化節(jié)能除塵脫硫裝置立面與平面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5為一體化節(jié)能除塵脫硫裝置分開(kāi)式的立面與平面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖6為噴霧器的結(jié)構(gòu)示意圖。
結(jié)合圖4將進(jìn)一步描寫本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的動(dòng)力為引風(fēng)機(jī)，它聯(lián)接已處理干凈的煙氣排放法蘭[37]，來(lái)抽吸鍋爐煙氣。鍋爐煙氣先進(jìn)入文丘里管[32]的小斷面喉部，并以30米～60米/秒高速氣流通過(guò)，同時(shí)用污水泵將脫硫液的上清液打入喉部上面的噴霧器[31]，在高速氣流下形成比微塵大150倍左右的霧滴來(lái)捕集微塵，在此過(guò)程中脫硫液與煙氣中的二氧化硫起中和反應(yīng)生成鹽類，完成了1級(jí)除塵脫硫的目的。脫硫效率和脫硫液與二氧化硫的接觸面積及時(shí)間有關(guān)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明必須有1.5秒左右時(shí)間才能達(dá)到95％左右的脫硫效率，因此必須進(jìn)行2級(jí)和3級(jí)脫硫。經(jīng)1級(jí)除塵脫硫后的煙氣繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)沖擊室[33]時(shí)，以15～30米/秒速度沖擊150～300毫米深的脫硫液的液面，濺起水霧，使煙氣中的微塵和二氧化硫又一次的充分混合、捕集和反應(yīng)達(dá)到2級(jí)除塵脫硫的目的。然后帶水霧的煙氣穿過(guò)通道進(jìn)入氣液分離室[41]的下部，在下部與通道聯(lián)接了旋流板[40]，帶水霧的煙氣由水平流動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)離心向下，以15～30米/秒速度再一次卷起水霧，使煙氣中的微塵和二氧化硫進(jìn)行充分的中和反應(yīng)，達(dá)到3級(jí)除塵脫硫的目的。卷起的水霧向上運(yùn)動(dòng)碰到弧形旋流板[39]，以5～10米/秒速度旋轉(zhuǎn)離心將大的水霧分離，比較干凈的煙氣再向上運(yùn)動(dòng)又碰到第二處弧形旋流板[38]，以同樣速度進(jìn)行氣液分離，干凈的煙氣通過(guò)排放法蘭[37]由引風(fēng)機(jī)排進(jìn)煙囪。氣液分離室下部的脫硫液向下流入降液管[43]，進(jìn)入斜板沉淀池[44]下部的反射板[45]，脫硫液向四周擴(kuò)散，大粉塵沉降在灰斗[36]中，打開(kāi)閥門[46]定期用小車將濕灰運(yùn)走。沒(méi)有沉降的脫硫液中微塵在向上流動(dòng)時(shí)遇到斜板(或蜂窩斜管)[35]，斜板為塑料板，斜板與斜板間距為50～150毫米，高1米，傾斜角呈50～60度，上升流速1-6毫米/秒。在斜板內(nèi)的脫硫液中的微塵在此沉降，由于靜電作用微塵凝聚成大的絮狀物而延斜板下降到灰斗[36]內(nèi)。凈化的脫硫液上升，最后由污水泵通過(guò)出水口[34]，打入噴霧器[31]，達(dá)到脫硫液循環(huán)使用，節(jié)省水和脫硫劑，又無(wú)二次污染。脫硫液在運(yùn)行前必須灌滿斜板沉淀池，設(shè)置了進(jìn)口管[42]。
在處理煙氣量60000米3/小時(shí)以下時(shí)，用圖4結(jié)構(gòu)。煙氣量再大時(shí)，噴水量大、斜板沉淀池大、粉塵也多，圖4不適宜?？勺龀苫炷两Y(jié)構(gòu)斜板沉淀池放在室外，利用機(jī)械除灰，如圖5所示。
結(jié)合圖5將進(jìn)一步描寫本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)。
從圖4和圖5對(duì)照來(lái)看，不同之處有三點(diǎn)①將圖4中氣液分離室[41]與斜板沉淀池[44]分開(kāi)，變成圖5中氣液分離室[61]與斜板沉淀池[64]的形式。
②將圖4中的垂直降液管[43]改成圖5中傾斜降液管[63]，并從斜板[55]底部穿過(guò)。
③圖5中斜板沉淀池[64]的一側(cè)設(shè)一個(gè)挖灰室，可用機(jī)械挖灰。
1級(jí)除塵脫硫的效率高低，關(guān)鍵在于噴霧器噴出的水滴要小而均勻，粉塵不堵塞噴孔和噴咀，本專利可以達(dá)到上述要求。
結(jié)合圖6將進(jìn)一步描寫實(shí)用新型噴霧器結(jié)構(gòu)。
污水泵的出水口與法蘭[71]聯(lián)接，脫硫液通過(guò)彎頭[72]進(jìn)入噴管[73]，在噴管的截面上平均分布8個(gè)噴孔，每個(gè)噴孔直徑為4～10毫米。根據(jù)噴水量的多少來(lái)確定噴孔數(shù)，脫硫液從噴孔向四周噴射。噴咀[74]的直徑一般為8～30毫米，由于粉塵的密度大，慣性大，粉塵從噴咀噴出而不堵噴孔。噴咀噴出的脫硫液撞擊到反射板[76]而向四周飛濺。噴咀的中心對(duì)應(yīng)反射板中心的園錐，園錐坡度為45度，園錐底部直徑為15～30毫米。噴咀與反射板之間用3根鐵棍[75]焊接。
本實(shí)用新型經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明除塵效率＞97，林格曼黑度小于1級(jí)，脫硫效率達(dá)80～95％。在煙氣處理量、除塵效率和脫硫效率相同時(shí)，本專利的總工程費(fèi)用比高效脫硫除塵裝置工藝降低30％，比噴淋式除塵脫硫工藝降低40％；本專利在除塵脫硫方面比高效脫硫除塵裝置工藝，除塵效率高3～5％，脫硫效率高10～15％。比噴淋式除塵脫硫工藝，除塵效率高5～10％，脫硫效率高8～16％；在占地面積上，本專利是高效脫硫除塵裝置工藝的60％，是噴淋式除塵脫硫工藝的40％；并且排濕灰簡(jiǎn)單、節(jié)省人力物力；本專利易商品化，施工安裝方便，周期短，節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)。
權(quán)利要求1．一體化節(jié)能除塵脫硫裝置，其特征在于文丘里管和噴霧器為1級(jí)除塵脫硫、沖擊室為2級(jí)除塵脫硫、旋流板為3級(jí)除塵脫硫、氣液分離和固液分離五部分組成。
2．根據(jù)權(quán)利要求1一體化節(jié)能除塵脫硫裝置，其特征在于，文丘里管和噴霧器為1級(jí)除塵脫硫，關(guān)鍵在于噴霧器，噴霧器主要由噴管、噴咀和反射板組成。在噴管的一個(gè)橫斷面上均布8個(gè)噴孔，噴孔直徑為4-10毫米，噴孔的多少由噴入的脫硫液來(lái)確定。噴咀直徑為8～30毫米。噴咀的中心對(duì)應(yīng)反射板中心的園錐，園錐坡度為45度，園錐底部直徑為15～50毫米。
3．根據(jù)權(quán)利要求1一體化節(jié)能除塵脫硫裝置，其特征在于，沖擊室為2級(jí)除塵脫硫，煙氣向下沖擊速度為15～30米/秒，脫硫液液面到?jīng)_擊室的深度為150～300毫米。
4．根據(jù)權(quán)利要求1一體化節(jié)能除塵脫硫裝置，其特征在于，旋流板為3級(jí)除塵脫硫，旋流板為一個(gè)弧形板，一端與進(jìn)氣口通道焊接，兩側(cè)與氣液分離室焊接，旋轉(zhuǎn)氣速為15～30米/秒。
5．根據(jù)權(quán)利要求1一體化節(jié)能除塵脫硫裝置，其特征在于，氣液分離室，在室內(nèi)有兩處弧形旋流板，旋流板三面與氣液分離室焊接，旋轉(zhuǎn)速度控制在5～10米/秒。
6．根據(jù)權(quán)利要求1一體化節(jié)能除塵脫硫裝置，其特征在于，固液分離是在斜板沉淀池內(nèi)完成，利用若干硬質(zhì)塑料板組成斜板(或蜂窩斜管)，高1米，呈50～60度角斜立在筒體中，斜板之間距離60～150毫米，脫硫液在斜板間上升速度1～6毫敉/秒。
專利摘要一種一體化節(jié)能除塵脫硫裝置,屬于環(huán)境工程中的含塵廢氣處理設(shè)備領(lǐng)域。將煙氣的3級(jí)除塵脫硫、氣液分離、固液分離于一體,因此除塵效率和脫硫效率高、占地少、造價(jià)低、操作方便。利用鍋爐房產(chǎn)生的污水、脫硫液循環(huán)使用,充分達(dá)到石灰乳用盡,基本不用新鮮水達(dá)到節(jié)省運(yùn)行費(fèi)并節(jié)能。如不加脫硫劑,又是一臺(tái)高效除塵器。因此,應(yīng)用范圍相當(dāng)廣。它最適宜處理工業(yè)上各種規(guī)格、類型的鍋爐以及各行各業(yè)的含塵廢氣治理。
文檔編號(hào)B01D53/78GK2346493SQ9724873
公開(kāi)日1999年11月3日 申請(qǐng)日期1997年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月9日
發(fā)明者王振聲 申請(qǐng)人:王振聲