專利名稱：一種煙氣處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種煙氣處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國的環(huán)境污染非常嚴(yán)重。由于我國70%以上的能源是由燃煤供應(yīng)的，所以利用燃煤作為動力或電力來源的企業(yè)是我國大氣污染物的排放大戶。2003年排放二氧化硫約 3000萬噸，占全國二氧化硫排放總量的80%以上。按照目前的排放控制水平，到2020年， 我國煤燃燒后排放的二氧化硫?qū)⑦_(dá)到4000萬噸以上。如果燃煤的大氣污染物得不到有效控制，將直接影響到我國大氣環(huán)境質(zhì)量的改善和工業(yè)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，甚至影響到未來我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。其中一氧化碳和二氧化硫排放是大氣污染的主要污染源之一，各種燃煤窯爐(含電廠鍋爐)是一氧化碳和二氧化硫的主要排放源，目前治理這二項排放的主要辦法是余熱綜合利用(如余熱發(fā)電減少一氧化碳的排放)和鈣法脫硫，但治理難度大、 初投資多、運(yùn)營費用高這三個關(guān)鍵因素導(dǎo)致治理污染的工作遇到很大阻力，政府相關(guān)部門每年出臺大量政策也很難從根本上解決這些問題。另外，目前的煙氣處理技術(shù)，沒有對煙氣進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，也沒有對煙氣中的各種成分進(jìn)行分類處理、分類收集，基本上是頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳的做法，如今天找一項技術(shù)來解決二氧化硫的問題，明天再找家公司來解決塵污染的問題，后天覺的余熱有問題就再去找一家做余熱的公司來出個方案，造成的重復(fù)投資問題相當(dāng)嚴(yán)重，也給后續(xù)煙氣綜合利用、統(tǒng)一處理帶來場地不夠、配套設(shè)備需要來回更換等問題。市場迫切需要一種工藝能夠?qū)煔膺M(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一處理、分類回收、分步利用、變廢為寶。
實用新型內(nèi)容實用新型目的有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種煙氣處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠以合理的步驟進(jìn)行綜合處理，通過自動化控制分步利用、變廢為寶，并降低運(yùn)營費用。本實用新型提供一種煙氣處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括重力型熱管余熱回收裝置、低壓脈沖布袋除塵器和脫硫塔，并通過分散控制系統(tǒng)實現(xiàn)無縫鏈接。進(jìn)一步，所述重力型熱管余熱回收裝置采用重力式熱管，熱管蒸發(fā)段插在煙道中， 熱管冷凝段插在導(dǎo)熱介質(zhì)中，通過熱管將煙氣中熱量傳遞到導(dǎo)熱介質(zhì)，將120-420°C煙氣溫度降至100 士 10°C。所述重力型熱管余熱回收裝置導(dǎo)熱介質(zhì)為鍋爐給水、鍋爐補(bǔ)水、采暖循環(huán)水或熱泵系統(tǒng)的水。進(jìn)一步，所述低壓脈沖布袋除塵器為外濾式。所述外濾式是指含塵氣體由導(dǎo)流管進(jìn)入設(shè)置于灰斗中的煙氣導(dǎo)流裝置并通過各單元過濾室，過濾后的潔凈氣體透過濾袋經(jīng)上箱體，經(jīng)過離線蝶閥由排風(fēng)管排出，將煙氣中 95% -100%的煙塵除去。[0012]進(jìn)一步，所述濾袋上端采用彈簧漲圈型式。濾袋上端采用彈簧圈形式，密封性能好、安裝可靠性高，換袋快捷。僅需1-2人就能通過機(jī)頂便掀式頂蓋進(jìn)行換袋操作。濾袋的裝入和取出均在凈氣室進(jìn)行，無須進(jìn)入除塵器過濾室。進(jìn)一步，所述脫硫塔為逆流噴淋洗滌塔。所述經(jīng)余熱回收和低壓脈沖布袋除塵器的煙氣通過增壓風(fēng)機(jī)送入脫硫塔吸收段下部，由塔頂部排出。進(jìn)一步，所述脫硫塔中塔板為自沖洗式，所述脫硫塔設(shè)有三層螺旋霧化噴嘴組，所述脫硫塔設(shè)有噴淋吸收液循環(huán)泵與所述螺旋霧化噴嘴相連，并在塔內(nèi)設(shè)置除霧段，脫霧后的煙氣可達(dá)標(biāo)排放。進(jìn)一步，所述煙氣處理系統(tǒng)還包括脫硫塔中脫硫副產(chǎn)品生成MgSO4 · 7H20的反應(yīng)池。本實用新型通過熱管余熱回收裝置降低煙氣溫度的同時，提高了循環(huán)介質(zhì)的溫度，回收大量熱能，節(jié)約大量能源消耗。隨著煙氣溫度的降低，工況煙氣量大大減少，可節(jié)省煙道、除塵器等材料，減少煙道、除塵器等占地面積，使設(shè)備布置更為緊湊靈活。煙氣經(jīng)重力型熱管余熱回收裝置降溫后，再進(jìn)入袋式除塵裝置，由于煙氣溫度降低到100°C左右，這個溫度對布袋的損害減輕很多，提高布袋壽命約50%以上，同時除塵效率也得到大幅度的提尚ο布袋除塵器具有其他除塵器難比擬的除塵效率。除塵后的潔凈空氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)，可保護(hù)風(fēng)機(jī)的葉輪不被磨損，減少后續(xù)脫硫塔的結(jié)垢，保證脫硫副產(chǎn)物的品質(zhì)。布袋除塵器脫下的干灰可作為建筑材料出售，可降低運(yùn)行成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)價值。在這個階段，因為本實用新型將煙氣溫度已經(jīng)降到120°C以下，所以除塵濾料可以使用廉價的普通濾料，大大節(jié)約采購高溫濾料布袋的成本，為用戶節(jié)約運(yùn)行及維護(hù)費用。除塵器出口的溫度降到95°C左右，95°C的煙氣進(jìn)入脫硫塔，這個范圍內(nèi)的溫度跟氧化鎂發(fā)生反應(yīng)，第一效率非常高，第二反應(yīng)的速度非?？?，所以大大提高脫硫效率， 節(jié)約脫硫塔的運(yùn)行成本，脫硫后形成的脫硫副產(chǎn)品通過副產(chǎn)品回收裝置可生成肥料級的 MgS04 · 1H20或工業(yè)級的MgS04 · 7H20或MgS04 · 7H20。因為脫硫塔中副產(chǎn)品提供了符合要求的脫硫廢液(氫氧化鎂含量15 %，亞硫酸鎂含量穩(wěn)定在35 %，塵含量小于等于10mg，廢液溫度在40°C左右)，所述脫硫廢液先在反應(yīng)池中存放，并進(jìn)行二次氧化(曝氣反應(yīng))，曝氣時使用的空氣為蒸汽加熱后達(dá)到160°C左右的空氣，經(jīng)過氧化后的亞硫酸鎂、氫氧化鎂、硫酸鎂混合液根據(jù)PH值的大小由控制系統(tǒng)自動進(jìn)行pH值的調(diào)整調(diào)節(jié)到7. 8-9. 2，高時加入脫硫過程中產(chǎn)生的混合液，低時加入硫酸。調(diào)節(jié)好的溶液在反應(yīng)池中進(jìn)行自然降溫，并在降溫開始后的十分鐘內(nèi)，逐步加入硫酸鎂晶種，當(dāng)溫度降到60°C左右時，進(jìn)行持續(xù)的攪拌，防止降溫過程中溶液出現(xiàn)凝固，攪拌3小時后，將溶液導(dǎo)入分離器，經(jīng)干燥處理完即產(chǎn)出合格的七水硫酸鎂固體。我國鎂儲量豐富，使用氧化鎂作為脫硫劑，原料價廉易得、符合我國實際情況，與氨法、雙堿法、鈉堿法等相比，運(yùn)行費用更低，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢明顯。鎂法脫硫技術(shù)成熟，工藝先進(jìn)，鎂基脫硫劑對煙氣適應(yīng)性強(qiáng)，脫硫效率可達(dá)99. 9%以上，特別適合我國高硫煤煙氣的凈化。氧化鎂與煙氣中SO2的反應(yīng)活性大大超過碳酸鈣和氫氧化鈣，傳統(tǒng)石灰石/石灰-石膏法的液氣比多在15左右，使用氧化鎂作為脫硫劑，液氣比可降至2 3左右，能大大節(jié)約脫硫水耗和電耗，對于水資源缺乏的地區(qū)優(yōu)勢更明顯。吸收塔和工藝管道內(nèi)的結(jié)垢，是傳統(tǒng)石灰石/石灰_石膏法最大的問題之一。氧化生成的石膏，性質(zhì)穩(wěn)定，大量沉積在吸收塔內(nèi)部和工藝管道中，極大地影響了脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時甚至發(fā)生事故。為解決結(jié)垢問題，不得不配備大量監(jiān)控設(shè)備和其他降低系統(tǒng)結(jié)垢的附屬設(shè)備，工藝流程極為復(fù)雜。經(jīng)過本發(fā)明的工藝改進(jìn)，因為煙氣溫度降低且煙氣中塵已經(jīng)被去除，所以脫硫塔比一般工藝要節(jié)約面積，減少初投資，反應(yīng)時間的縮短減少了電機(jī)設(shè)備如脫硫泵、水泵等的電力消耗，節(jié)約了運(yùn)行期間的電力、水等常規(guī)能源費用的支出。同時，脫硫塔中塔板為自沖洗式，徹底解決了結(jié)垢問題。鎂法脫硫生成的副產(chǎn)品亞硫酸鎂在空氣中易氧化成硫酸鎂。硫酸鎂是重要的肥料，可用于化工、制藥等多種行業(yè)，市場價約3000元/噸，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值。鎂法脫硫副產(chǎn)物生產(chǎn)硫酸鎂不僅可以收回成本，還可創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。通過副產(chǎn)品回收工藝也可生產(chǎn)成工業(yè)級MgS04 ·7Η0，目前市場價格約為600元/噸，經(jīng)濟(jì)價值很高。亞硫酸鎂也可于850°C加熱煅燒分解生成MgO和S02。分解后的MgO可繼續(xù)作為脫硫劑重復(fù)利用，生成的高濃度S02可制硫酸。本實用新型將原本單一的脫硫問題、除塵問題、余熱利用問題、副產(chǎn)品回收問題統(tǒng)一到一個系統(tǒng)中來完成，通過DCS控制系統(tǒng)實現(xiàn)其無縫鏈接，在余熱資源梯級利用的技術(shù)指導(dǎo)下，即解決余熱資源綜合利用的問題，也解決了傳統(tǒng)布袋除塵器長期在高溫中使用壽命短、布袋更換頻繁，除塵器整體使用費用偏高的難題。煙氣經(jīng)過余熱梯級利用后的溫度剛好控制在硫與氧化鎂反應(yīng)的最佳溫度范圍內(nèi)，提高脫硫效率的同時也降低脫硫塔的初投資，并且給后面的七水硫酸鎂轉(zhuǎn)化工藝提供了最合適的物料配比比例。本實用新型的有益效果在于1.本實用新型的煙氣處理系統(tǒng)，由煙氣余熱回收裝置_袋式除塵裝置_濕式鎂法脫硫裝置組成(圖7 系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)圖)。整套系統(tǒng)簡單科學(xué)、銜接流暢、運(yùn)行操作方便、適用性強(qiáng)，在治理煙氣的同時回收余熱和脫硫副產(chǎn)品，使煙氣中的能量得到梯級利用，大量回收煙氣中顯熱與潛熱，達(dá)到節(jié)能減排、廢物資源化的雙重目的，同時給業(yè)主節(jié)約煙氣凈化(環(huán)保)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)費用，大大節(jié)約了生產(chǎn)和運(yùn)營成本。2.本實用新型的煙氣處理系統(tǒng)，由一體化的DCS控制單元實現(xiàn)整體的系統(tǒng)流程， 當(dāng)煙氣溫度在某一工藝段過高或過低時，可分步實現(xiàn)對溫度的調(diào)節(jié)，如面袋除塵器段發(fā)現(xiàn)溫度超過120°C或低于95°C時，DCS控制可以直接加大余熱回收段的介質(zhì)流量，通過流量的增大或減少實現(xiàn)溫度的降低或升高，從而確保最終副產(chǎn)品七水硫酸鎂的品質(zhì)始終一致，這一點比現(xiàn)在市場上單一脫硫副產(chǎn)品回收工藝的其它實用新型更有實際的應(yīng)用價值，也能從根本上保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定與運(yùn)行，降低整套系統(tǒng)的運(yùn)營維護(hù)方面的人力成本，整個系統(tǒng)全通過DCS操作，人力比普通系統(tǒng)減少一半以上。

圖1 為本實用新型系統(tǒng)流程圖圖2 為重力型熱管余熱回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖3 為低壓脈沖布袋除塵器示意圖.[0031]圖4 為低壓脈沖布袋除塵器縱向剖面圖.圖5 為低壓脈沖布袋除塵器附視圖.圖6 為彈簧漲圈結(jié)構(gòu)示意圖.圖7 為重力型熱管余熱回收裝置、低壓脈沖布袋除塵器和脫硫塔組合結(jié)構(gòu)圖圖8 為脫硫塔結(jié)構(gòu)示意圖.其中1-煙道2-熱管3-導(dǎo)熱介質(zhì)4-氣包噴吹組合5-提升閥組合6_上箱體7_中箱體8-進(jìn)風(fēng)9-含塵氣體10-灰斗11-上掀蓋12-支腿13-導(dǎo)流管14-過濾室15-濾袋 16-離線閥17-排風(fēng)管18-彈簧漲圈19-余熱回收裝置20-布袋除塵器21-增壓風(fēng)機(jī)22-吸收段下部23-塔頂24-霧化噴嘴25-吸收液循環(huán)泵26-除霧段27-脫硫塔。
具體實施方式
在下面的實施例中進(jìn)一步說明了本實用新型，這并不限制本實用新型的范圍。實施例1以金城造紙廠運(yùn)用本實用新型的煙氣處理系統(tǒng)為例380°C的工業(yè)煙氣進(jìn)入重力型熱管余熱回收裝置19，所述重力型熱管余熱回收裝置導(dǎo)熱介質(zhì)為鍋爐給水。將煙氣溫度降至100°c，所述100°C煙氣進(jìn)入低壓脈沖布袋除塵器 20，低壓脈沖布袋除塵器為外濾式，含塵氣體由導(dǎo)流管13進(jìn)入設(shè)置于灰斗中的煙氣導(dǎo)流裝置并通過各單元過濾室過濾，所述濾袋15上端采用彈簧漲圈型式，過濾后的潔凈氣體透過濾袋經(jīng)上箱體，經(jīng)過離線蝶閥由排風(fēng)管17排出，將煙氣中97%的煙塵除去。除塵器出口溫度降至98°C左右，98°C的除塵煙氣進(jìn)入脫硫塔27與霧化氧化鎂發(fā)生反應(yīng)。脫硫塔27為逆流噴淋洗滌塔，經(jīng)余熱回收和低壓脈沖布袋除塵器的煙氣通過增壓風(fēng)機(jī)21送入脫硫塔吸收段下部，由塔頂部23排出。脫硫塔27中塔板為自沖洗式，塔內(nèi)設(shè)有三層螺旋霧化噴嘴組24，并設(shè)有噴淋吸收液循環(huán)泵25與所述螺旋霧化噴嘴24相連，并在塔內(nèi)設(shè)置除霧段26，脫霧后的煙氣可達(dá)標(biāo)排放。脫硫塔中的反應(yīng)副產(chǎn)品提供了符合要求的脫硫廢液(氫氧化鎂含量15%，亞硫酸鎂含量35%，塵含量小于等于10mg，廢液溫度在 40°C左右)，經(jīng)過反應(yīng)池中曝氣，將pH調(diào)節(jié)成8.0，自然降溫后加入硫酸鎂晶種，自動凝結(jié)生成七水硫酸鎂晶體顆粒，經(jīng)過離心機(jī)進(jìn)行固液分離后包裝成袋。上述步驟通過分散控制系統(tǒng)控制。分散控制系統(tǒng)是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計算機(jī)，通信、顯示和控制等技術(shù)，其基本思想是分散采集開關(guān)量以及模擬量信號、集中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、組態(tài)顯示，分級管理、分散控制，操作方便。第一段重力型熱管余熱回收裝置，通過采集回來的溫度以及給水流量反饋信號來控制電動閥門，達(dá)到給水溫度值的最佳狀態(tài)。第二段低壓脈沖布袋除塵器，通過采集回來的除塵器前溫度來判定是否投運(yùn)，根據(jù)除塵器前后壓差信號觸發(fā)除塵器清灰周期，并通過數(shù)據(jù)處理分散控制脈沖閥清灰。第三段脫硫系統(tǒng)，通過液位、壓力、流量、溫度、PH計等儀表反饋回來的信號，來有效控制脫硫漿液注入量，排出工藝水(即符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)用廢水)。第四段副產(chǎn)品回收系統(tǒng)，經(jīng)過集中數(shù)據(jù)處理來實現(xiàn)順時控制閥門、脫水機(jī)，氧化風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備，產(chǎn)生出優(yōu)質(zhì)MgS04 · 7H20。[0047] 盡管通過參照本實用新型的某些優(yōu)選實施例，已經(jīng)對本實用新型進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括重力型熱管余熱回收裝置、低壓脈沖布袋除塵器和脫硫塔，并通過分散控制系統(tǒng)實現(xiàn)依次無縫鏈接。
2.按照權(quán)利要求1所述的煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述重力型熱管余熱回收裝置采用重力式熱管，熱管蒸發(fā)段插在煙道中，熱管冷凝段插在導(dǎo)熱介質(zhì)中。
3.按照權(quán)利要求1所述的煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述低壓脈沖布袋除塵器為外濾式ο
4.按照權(quán)利要求3所述的煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述濾袋上端采用彈簧漲圈型式。
5.按照權(quán)利要求1所述的煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述脫硫塔為逆流噴淋洗滌塔。
6.按照權(quán)利要求1所述的煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述脫硫塔中塔板為自沖洗式， 所述脫硫塔設(shè)有三層螺旋霧化噴嘴組，所述脫硫塔設(shè)有噴淋吸收液循環(huán)泵與所述螺旋霧化噴嘴相連，并在塔內(nèi)設(shè)置除霧段。
7.按照權(quán)利要求2所述的煙氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣處理系統(tǒng)還包括脫硫塔中脫硫副產(chǎn)品生成MgSO4 · 7H20的反應(yīng)池。
專利摘要本實用新型提供一種煙氣處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括重力型熱管余熱回收裝置、低壓脈沖布袋除塵器、脫硫塔和反應(yīng)池，并通過分散控制系統(tǒng)實現(xiàn)依次無縫鏈接。整套系統(tǒng)銜接流暢、操作方便、使煙氣中的能量得到梯級利用、廢物資源化的雙重目的，同時大大節(jié)約了生產(chǎn)和運(yùn)營成本。
文檔編號B01D53/50GK202074540SQ20112014942
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者童裳慧 申請人:北京世能中晶能源科技有限公司