專利名稱：噴流沖擊液霧清洗脫硫除塵脫水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煙氣凈化技術(shù)，尤其是一種使煙氣經(jīng)過浸沒噴流沖擊、液霧多程清洗和液膜捕集而獲得高效脫硫除塵及脫水的新型煙氣凈化裝置。
近年來，為了滿足治理酸雨和二氧化硫污染的需要，我國已有多項(xiàng)簡易濕法脫硫除塵技術(shù)被列入“國家環(huán)保最佳實(shí)用技術(shù)”，例如YSC型脫硫除塵器、SSX濕式雙旋脫硫除塵器和XSL濕式脫硫除塵器等，它們是簡易石灰(石)——石膏法的衍生技術(shù)，共同特點(diǎn)是脫硫除塵過程融為一體，使用廉價(jià)的CaO作脫硫劑，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，水循環(huán)使用不外排，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。但是它們也共同的存在著一些使其難于推廣應(yīng)用的缺點(diǎn)，主要有①整體設(shè)備多是除塵器+脫硫器+脫水器或者脫硫除塵器+脫水器的模塊組合式結(jié)構(gòu)，一體化程度不不高，占地面積大，不易為原有鍋爐房條件所容納；②均需增設(shè)獨(dú)立的CaO溶漿槽，使占地面積更加擴(kuò)大；③為達(dá)到使用原有引風(fēng)機(jī)不增加電耗目的，多是采取一、二種常用的氣液接觸方式進(jìn)行脫硫，反應(yīng)過程缺少強(qiáng)化措施，脫硫率不高，都低于80％，目前尚可，從長遠(yuǎn)看卻不能滿足降低SO2排放量的高標(biāo)準(zhǔn)要求；④缺少氧化環(huán)節(jié)，脫硫產(chǎn)物以CaSO3為主，易造成二次污染；⑤結(jié)垢現(xiàn)象堵塞嚴(yán)重，設(shè)備運(yùn)行可靠性差；⑥酸腐蝕嚴(yán)重，零部件易損壞，設(shè)備使用壽命短，維護(hù)費(fèi)用高；⑦煙氣溫度高時(shí)，堿液受熱激烈蒸發(fā)，補(bǔ)充損耗水量大。所列缺點(diǎn)不僅降低了這類最佳實(shí)用技術(shù)在工業(yè)鍋爐上的實(shí)用價(jià)值，而且還限制了其在發(fā)電鍋爐上的擴(kuò)大應(yīng)用，使我國電力行業(yè)直至目前對發(fā)電鍋爐尚未見到確有發(fā)展前途的濕式脫硫除塵一體化設(shè)備可供選用。
我國工業(yè)鍋爐和發(fā)電鍋爐年燃煤量，到2000年末將達(dá)到11億噸，是煤炭總消費(fèi)量的80％，排放SO2量占全國總排放量的90％。在短期內(nèi)大面積完成工業(yè)鍋爐和發(fā)電鍋爐煙氣的脫硫治理，是實(shí)現(xiàn)“二控區(qū)”控制目標(biāo)的重要保證。為此，必須盡快創(chuàng)造出一種實(shí)用性好可靠性高的新型濕法脫硫除塵一體化設(shè)備，克服現(xiàn)有技術(shù)的多種缺點(diǎn)，使其在適合工業(yè)鍋爐采用的基礎(chǔ)上，簡單方便的擴(kuò)大到在發(fā)電鍋爐上使用。為達(dá)到這一目的，本實(shí)用新型特設(shè)計(jì)了噴流沖擊液霧清洗脫硫除塵脫水器這項(xiàng)新的發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。在
圖1中，1是浸沒噴流床，2是液霧洗滌床，3是旋風(fēng)脫水器，4是堿液生成槽，5是堿度調(diào)控槽，6是石灰筐，7是給水管，8是PH計(jì)，9是液位調(diào)控閘板，10是除渣機(jī)，11是安全溢出口，12是煙氣入口，13是煙氣分配箱，14是空氣入口，15是空氣分配箱，16是浸沒噴管，17是外環(huán)通道腔，18是降液管，19是霧化噴咀，20是煙氣出口。煙氣分配箱13與空氣分配箱15重疊配置。煙氣在引風(fēng)機(jī)或通風(fēng)機(jī)作用下，通過煙氣入口進(jìn)入煙氣分配箱13并經(jīng)浸沒噴管16噴入浸沒噴流床1，與此同時(shí)，供氧化用的空氣在鼓風(fēng)機(jī)作用下，通過空氣入口14進(jìn)入空氣分配箱15，也經(jīng)浸沒噴管16噴入浸沒噴流床1。浸沒噴流床1盛有一定量的Ca(OH)2溶液，用液位調(diào)控閘板9控制液面高度，而液霧洗滌床2筒體下沿在其中插入一定深度，利用水封形成封閉結(jié)構(gòu)，阻止噴入氣體外流。浸沒噴管16是套管式結(jié)構(gòu)，外層管與煙氣分配箱13連通，中心管與空氣分配箱15連通，煙氣從環(huán)縫中噴出，空氣從中心管底端噴出，二噴口相距約500mm，環(huán)縫噴口在液面下浸沒深度為0--100mm。浸沒噴管16是多根密布，從而在浸沒噴流床1中產(chǎn)生二層噴射鼓泡區(qū)，在鼓泡區(qū)內(nèi)以細(xì)流高速噴出的氣體使液體激烈攪拌產(chǎn)生液花，在其作用下噴出的氣流被破裂成細(xì)碎的氣泡，從而形成大量的氣液界面，強(qiáng)化了化學(xué)反應(yīng)傳遞過程。在上噴射鼓泡區(qū)內(nèi)，煙氣中的SO2溶于水中與Ca2+反應(yīng)產(chǎn)生CaSO3，并立即氧化生成CaSO4·2H2O晶體。下噴射鼓泡區(qū)則為上噴射鼓泡區(qū)提供充足的氧氣，使CaSO3全部轉(zhuǎn)化成CaSO4·2H2O晶體并長大，而后向浸沒噴流床1底部沉積，用除渣機(jī)10排出。煙氣分配箱13和空氣分配箱15的外周與液霧洗滌床2的筒壁間形成外環(huán)通道腔17，噴入浸沒噴流床1的空氣和煙氣相混合后，通過外環(huán)通道腔17進(jìn)入液霧洗滌床2向上流動。在外環(huán)通道腔17出口處裝有霧化噴咀17，向上噴身Ca(OH)2溶液，霧化的液滴首先在煙氣流中向上流動，失去動能后又在煙氣流中向下回落，經(jīng)外環(huán)通道腔17流入浸沒噴流床1，細(xì)液滴則被氣流重新帶入液霧洗滌床2。Ca(OH)2溶液霧滴在升起和回落的多次往返運(yùn)動中與煙氣中剩余的SO2和細(xì)粉塵接觸碰撞而起到吸收清洗作用。液霧洗滌床2頂端封閉，迫使煙氣攜帶細(xì)液滴切向流入旋風(fēng)脫水器3向下旋轉(zhuǎn)流動，在離心力作用下液滴在內(nèi)筒壁上貼壁形成溶液膜，起到脫水作用，溶液膜向下流動通過降液管18下端口進(jìn)入浸沒噴流床1。在旋風(fēng)脫水器3中，被高度脫硫、除塵和脫水的凈化煙氣，從中心管的煙氣出口20中排出。在上述煙氣脫硫除塵和脫水過程中，始終利用Ca(OH)2溶液與煙氣接觸反應(yīng)，Ca(OH)2在器體內(nèi)封閉循環(huán)使用，保證脫硫劑CaO充分利用。在堿度調(diào)控槽5內(nèi)，根據(jù)PH計(jì)8的信號，通過給水管7改變給水量對溶液的堿度進(jìn)行智能控制，在PH＝8～10之間保持定值。有一定PH值的純凈CA(oh)2溶液用水泵送至各霧化噴咀19，噴出的霧化液滴最終落入浸沒噴流床1內(nèi)，迫使其中的溶液經(jīng)液位調(diào)控閘板9的上沿流入堿液生成槽4，并通過石灰筐6再度溶解CaO，使溶液因生成CaSO4·2H2O而降低了的PH值重新達(dá)到適當(dāng)高于所要求的初始值。在石灰筐6內(nèi)定時(shí)加入石灰碎塊，利用石灰筐6在溶液中埋入的深度控制CaO的溶解量。Ca(OH)2溶液中的水有一部分因受高溫?zé)煔饧訜岫D(zhuǎn)成蒸汽，隨同凈化煙氣流出器外，需另向堿液生成槽4中加水給予補(bǔ)充。在本發(fā)明裝置內(nèi)，煙氣經(jīng)干除塵后送入，除渣機(jī)10排出的是高純度石膏泥，可作為副產(chǎn)品加工利用，煙氣不經(jīng)除塵直接送入，除渣機(jī)10排出的是混有石膏的煙塵泥，利用價(jià)值低。
從結(jié)構(gòu)和原理看，本發(fā)明與已有技術(shù)相比，顯然具有以下特點(diǎn)1.總體結(jié)構(gòu)分為二部分，上部是鋼制圓形筒體，插坐在下部的溶液槽中，脫硫除塵，洗滌和脫水過程按縱向布置在空中順序進(jìn)行，最大程度的減小占地面積。下部槽體是鋼筋混凝土或鋼板制成的連體槽，用隔板分成浸沒噴流床1，堿液生成槽4和堿度調(diào)控槽5，三者成為一體，不用管路連接，起到減小占地面積和不堵塞作用。這種結(jié)構(gòu)還有造價(jià)低和易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，特別適合發(fā)電鍋爐采用。
2.裝置內(nèi)始終是堿性溶液在有氧氣的條件下與煙氣接觸，不產(chǎn)生H2SO3煙霧，解決了酸腐蝕問題，器體用普通鋼材制造，價(jià)格低。
3.使用純凈的Ca(OH)2溶液脫硫，不產(chǎn)生沉淀物，整個(gè)系統(tǒng)沒有結(jié)垢堵塞現(xiàn)象。
4.采用多根小直徑的浸沒噴管16進(jìn)行浸沒噴流，流股細(xì)、攪拌碰撞激烈、水花密、氣泡小、床層面積利用率高，氣液接觸面積遠(yuǎn)超過一般的水浴式和沖擊式除塵器，對脫硫和除塵過程起到極大的強(qiáng)化作用。浸沒噴流床1，是本發(fā)明的主要脫硫除塵區(qū)。
5.與主要依靠液霧或液膜進(jìn)行脫硫除塵的已有技術(shù)不同，本發(fā)明的液霧洗滌床2是在煙氣從浸沒噴流床1，向旋風(fēng)脫水器3流動過程中，使向浸沒噴流床1循環(huán)送入的堿液先變成液霧，對逸出的少量SO2和粉塵進(jìn)行再次捕集，對凈化效果起輔助提高作用。
6.旋風(fēng)脫水器3按旋風(fēng)除塵器原理工作，煙氣帶入的液滴直徑多大于10μm，在離心力作用下都變成貼壁旋轉(zhuǎn)的液膜，故而有極強(qiáng)的脫水作用，形成的液膜還對煙氣繼續(xù)起到脫硫除塵作用。
7.為同時(shí)達(dá)到高效脫硫除塵和脫水目的，本發(fā)明采取的強(qiáng)化措施使煙氣阻力損失較大，約1500～2000Pa，超過現(xiàn)有技術(shù)聲稱的1200Pa，然而由于一器多能高效，應(yīng)用系統(tǒng)總阻力損失和運(yùn)行費(fèi)用不一定有高的增加。
總之，本發(fā)明集脫硫、除塵、氧化和脫水過程于一體，以高強(qiáng)度的雙層浸沒噴流為主，以液霧和液膜的多重洗滌為輔，采用旋風(fēng)離心力強(qiáng)制脫水，對常規(guī)原理以新的形式組合應(yīng)用，即有脫硫除塵和脫水的高效率，又有設(shè)備結(jié)構(gòu)的簡單小巧、造價(jià)低、占地面積小、實(shí)用性強(qiáng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在大容量工業(yè)鍋爐和發(fā)電鍋爐上應(yīng)用表現(xiàn)尤為突出。
權(quán)利要求1.一種噴流沖擊液霧清洗脫硫除塵脫水器，其特征在于用圓筒形的鋼制液霧洗滌床2插坐在浸沒噴流床1內(nèi)構(gòu)成設(shè)備總體結(jié)構(gòu)，液霧洗滌床2筒體下沿在浸沒噴流床1溶液中埋入的深度能阻止氣體外流，液霧洗滌床2下端裝有疊落在一起的空氣分配箱15和煙氣分配箱13，使流入的空氣和煙氣經(jīng)多根浸沒噴管16噴入浸沒噴流床1，空氣分配箱15和煙氣分配箱13的外周與液霧洗滌床2筒體之間形成氣體流入液霧洗滌床2的外環(huán)通道腔17，液霧洗滌床2頂端封閉而中心裝有旋風(fēng)脫水器3，到達(dá)液霧洗滌床2頂端的氣體切向流入旋風(fēng)脫水器3，經(jīng)脫水后由煙氣出20口排出，旋風(fēng)脫水器下端連接的降液管18穿過空氣分配箱15和煙氣分配箱13插入浸沒噴流床1，在外環(huán)通道腔17出口處裝有霧化噴咀19，浸沒噴流床1與堿液生成槽4和堿度調(diào)控槽5連成一體，用鋼筋混凝土或鋼板制造，中間用隔板相互分開，浸沒噴流床1底端裝有除渣機(jī)10，堿液生成槽4內(nèi)裝有石灰筐6，堿度調(diào)控槽5裝有給水管7和PH計(jì)8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述噴流沖擊液霧清洗脫硫除塵脫水器，其特征在于浸沒噴管16是一套管結(jié)構(gòu)，中心管與空氣分配箱15連通，外圍管與煙氣分配箱13連通，外圍管噴口與中心管噴口相距約500mm。
專利摘要本實(shí)用新型噴流沖擊液霧清洗脫硫除塵脫水器涉及煙氣凈化技術(shù),是供燃煤工業(yè)爐窯、工業(yè)鍋爐和發(fā)電鍋爐使用的完成煙氣脫硫除塵和脫水的一體化凈化設(shè)備。本實(shí)用新型為圓柱體立式結(jié)構(gòu),下部是浸沒噴流床,圓形筒體內(nèi)為液霧洗滌床,該床中心部位為旋風(fēng)脫水器,在浸沒噴流床內(nèi)同時(shí)噴入煙氣和空氣,經(jīng)氧化使脫硫產(chǎn)物為石膏晶體。本實(shí)用新型有凈化效率高、結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、占用空間小、投資省、易操作、無二次污染及生產(chǎn)可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B01D50/00GK2397990SQ99242400
公開日2000年9月27日 申請日期1999年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月4日
發(fā)明者王政民 申請人:王政民