專利名稱：一種凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及鍋爐凈化技術(shù)，具體的說是一種凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中有害物 質(zhì)的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]面對(duì)自然災(zāi)害頻發(fā)、氣候變暖等，全世界都在想盡辦法尋找改善環(huán)境辦法和效治 理措施，盡量減少co2、so2、nox等有害氣體排放。在我國(guó)乃至全世界在治理鍋爐排出的二氧 化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)最長(zhǎng)見的方法常用的煙塵處理方式分為兩種，即大部分飛灰塵 粒由多管除塵器、電除塵器、布袋除塵器等單獨(dú)處理。S02、NOx則是利用液體洗滌方式進(jìn)行 吸收。[0003]治理SO2:采用堿中和理論，使用的脫硫劑主要有氫氧化鈉(NaHO)氧化鈣(GaO)或 氧化鎂(MgO)。眾所周知NaH0、Ga0、Mg0的生產(chǎn)企業(yè)都是耗能大戶，也始終都被列入環(huán)保污 染重點(diǎn)源。其生產(chǎn)過程中所帶來(lái)的粉塵污染十分嚴(yán)重。[0004]例如:脫硫劑GaO是由GaCO3加熱(燃煤)煅燒而來(lái)，GaCO3煅燒過程會(huì)釋放大量 C02。據(jù)調(diào)查，即使生產(chǎn)GaO的爐窯為節(jié)能爐窯，每生產(chǎn)一噸GaO仍然需要消耗標(biāo)煤最少100 公斤，平均每生產(chǎn)一噸GaO，最少會(huì)產(chǎn)生1.5噸CO2溫室氣體。[0005]化學(xué)反應(yīng)方程式=GaCO3- — GaCHCO2[0006]理論計(jì)算:每處理一噸SO2,需要使用1.5噸80%純度的GaO ;也就是說處理一噸 SO2就要排放2.25噸C02。另外，根據(jù)理論計(jì)算，石灰石-石膏法在脫硫過程中，在脫除SO2 氣體同時(shí)也要排放出CO2氣體，理論上每脫除I噸SO2則排放出0.72噸C02。實(shí)際上就是用 多排放CO2換取減少排放SO2。[0007]在采用GaO或MgO做脫硫劑過程中，理論上MgO的用量是乎少了一些，但即使在盛 產(chǎn)MgO遼寧或山東地區(qū)，實(shí)際采購(gòu)花費(fèi)價(jià)格并沒有減少。同樣MgO的煅燒過程所排放的CO2更多。[0008]石灰石一石膏法雖然對(duì)減輕SO2污染起到了一定作用，但所產(chǎn)生的副產(chǎn)品一 脫硫石膏含有大量雜質(zhì)，抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等都無(wú)法與天然石膏相比，脫硫石膏相對(duì)于天 然石膏而言不具備競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)，而且脫硫石膏主要應(yīng)用于水泥緩沖劑，但水泥生產(chǎn)中僅能 摻入約5%，且脫硫石膏中尚含有10%的附著水分，再利用的價(jià)值不大。[0009]燒低硫煤雖然是控制SO2排放的有效途徑，煤礦也在為減少原煤含硫成分在洗煤 工藝上投入了大量成本，帶給用戶的實(shí)際效果是燃料的采購(gòu)價(jià)格增加。[0010]到目前為止，全世界的科學(xué)家都在探討如何用科學(xué)有效的方法治理鍋爐燃燒過程 中排放的N0X，并因此產(chǎn)生了循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)等。但僅僅依靠低溫燃燒并不能抑制NOx 的排放。[0011]治理NOx時(shí)目前應(yīng)用最多的是采用氨水(NH3)脫氮，即:[0012]N0+NH3- —N2 i +H2O[0013]NH3的制取方法:合成氨工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)中的耗能大戶，在國(guó)家“十一五”規(guī)劃的能源戰(zhàn)略中，也承受著巨大的節(jié)能減排壓力，面臨著艱巨的降耗減收任務(wù)。 行業(yè)能耗最低企業(yè)——晉城煤業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)，其中白煤實(shí)物消耗1180kg/t (NH3))，綜 合電耗1280度/t (NH3)。[0014]按照計(jì)算，每生產(chǎn)一噸氨水，需要排放大約8——11噸CO2 ；[0015]在人們還沒有對(duì)用多排放CO2換取少排S02、N0x的利弊做出充分分析之前，如果為 了減少排放so2、nox就要以多排放CO2換取，是否值得信賴。[0016]而以飛灰一金屬氧化物作為“堿”的來(lái)源，減少脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中所需的“堿”的數(shù) 量，可大大降低運(yùn)行中使用“堿性——藥劑”費(fèi)用成本，同時(shí)可以明顯減少因采用其它添加 堿性——藥劑脫硫而增加的廢物排放量。實(shí)用新型內(nèi)容[0017]針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害 物質(zhì)的裝置。該裝置脫除二氧化硫無(wú)需加藥，可直接利用煙塵中的有效成分，中和處理煙塵 中有害氣體，可節(jié)省大量的運(yùn)行成本和費(fèi)用。[0018]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:[0019]一種凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置，包括填料塔和煙氣預(yù)處理裝 置，煙氣預(yù)處理裝置設(shè)置于填料塔的外側(cè)、并與填料塔的下部連通，所述填料塔內(nèi)從下至上 依次設(shè)有填料層、噴液裝置和脫水層，所述填料塔的上端設(shè)有煙氣出口、下端設(shè)有排水口， 鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過煙氣預(yù)處理裝置后進(jìn)入填料塔的下部、并與由噴液裝置噴出的透 過填料層的洗滌液接觸，使煙塵中大顆粒物質(zhì)沉降進(jìn)入洗滌液中，煙塵中的有害物質(zhì)與洗 滌液接觸氧化絡(luò)合被吸收，凈化后的煙氣穿過脫水層脫水后，從填料塔上端的煙氣出口排 出。[0020]所述填料層采用降低洗滌液與煙塵中有害氣體的接觸面積及液/氣比的拉西環(huán)、 多面空心球或鮑爾環(huán)。[0021]所述脫水層為百葉窗式隔板。所述百葉窗式隔板采用不銹鋼板制成。所述脫水層 的上方設(shè)有用于清洗脫水層的噴水裝置。所述噴水裝置包括多個(gè)噴頭，噴水裝置通過沖洗 水泵與設(shè)置于填料塔外部的工藝水箱連接。所述脫水層上方的填料塔壁上設(shè)有控制填料塔 內(nèi)壓差的壓差變送器。[0022]所述噴液裝置包括多個(gè)噴頭，噴液裝置通過循環(huán)水泵與設(shè)置于填料塔外部的澄清 池連接。[0023]所述填料塔下端的排水口通過管路與設(shè)置于填料塔外部的沉淀池連接，所述沉淀 池的上端與澄清池的上端連通，使洗滌液循環(huán)利用。[0024]所述澄清池內(nèi)設(shè)有由系統(tǒng)初啟動(dòng)裝置控制的pH在線監(jiān)測(cè)儀。[0025]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:[0026]1.本實(shí)用新型脫硫方法無(wú)需加藥，直接利用煙塵中堿性金屬氧化物的有效成分， 中和處理有害粉塵和氣體——二氧化硫和氮氧化物?？晒?jié)省大量的運(yùn)行成本和費(fèi)用。[0027]2.本實(shí)用新型在特定PH值控制在< 6范圍內(nèi)運(yùn)行，液-氣中和反應(yīng)速度快，液/ 氣比明顯少于其它濕法脫硫方式1/3，循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行功耗少。[0028]3.本實(shí)用新型循環(huán)液循環(huán)運(yùn)行，排放的廢渣沉降速度快、灰水分離容易，灰渣通常30-40分鐘內(nèi)即可沉淀。[0029]4.本實(shí)用新型循環(huán)液體無(wú)過飽和現(xiàn)象存在，解除了因產(chǎn)生硫酸鈣等沉淀對(duì)鍋爐造 成堵塞、結(jié)晶等情況，提聞和保證了安全性。


[0030]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0031]其中:I為煙氣預(yù)處理裝置，2為填料層，3為脫水層，4為煙氣出口，5為循環(huán)水泵， 6為沉淀池，7為PH在線監(jiān)測(cè)，8為系統(tǒng)初啟動(dòng)裝置，9為沖洗水泵，10為工藝水箱，11為壓 差變送器，12為澄清池。
具體實(shí)施方式
[0032]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。[0033]如圖1所示，本實(shí)用新型包括填料塔和煙氣預(yù)處理裝置1，煙氣預(yù)處理裝置I設(shè)置 于填料塔的外部下側(cè)、并與填料塔連通，所述填料塔內(nèi)從下至上依次設(shè)有填料層2和脫水 層3，所述填料層2和脫水層3的上方分別設(shè)有噴液裝置和噴水裝置，所述填料塔的上端設(shè) 有煙氣出口 4、下端設(shè)有排水口，鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過煙氣預(yù)處理裝置I后進(jìn)入填料塔 的下部、并與由噴液裝置噴出的透過填料層2的洗滌液接觸，使煙塵中大顆粒物質(zhì)沉降進(jìn) 入洗滌液中，煙塵中的有害物質(zhì)與洗滌液接觸氧化絡(luò)合被吸收，凈化后的煙氣穿過脫水層3 脫水，從填料塔上端的煙氣出口 4排出。煙氣預(yù)處理裝置I為現(xiàn)有技術(shù)，煙氣預(yù)處理后煙氣 降溫，煙塵侵潤(rùn)，保證凈化塔凈化反映效果，通常煙氣溫度愈低，凈化效果愈好；可以有效降 低凈化塔高度。煙氣預(yù)處理裝置I的材質(zhì)選用不銹鋼或碳鋼內(nèi)襯鑄石板。[0034]填料層2采用拉西環(huán)、多面空心球或鮑爾環(huán)，降低洗滌液與煙塵中有害氣體的接 觸面積，降低液/氣比。[0035]所述噴液裝置通過循環(huán)水泵5與設(shè)置于填料塔外部的澄清池12連接。所述填料 塔下端的排水口通過管路與設(shè)置于填料塔外部的沉淀池6連接，沉淀池6的上端與澄清池 12的上端連通，使洗滌液循環(huán)利用。澄清池12內(nèi)設(shè)有由系統(tǒng)初啟動(dòng)裝置8控制的pH在線 監(jiān)測(cè)儀7，系統(tǒng)初啟動(dòng)裝置8為現(xiàn)有技術(shù)。當(dāng)系統(tǒng)暫時(shí)不能滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，必須 通過控制裝置，并借助外加化學(xué)成分，使中和反應(yīng)效果及煙氣排放滿足要求。隨著系統(tǒng)循環(huán) 運(yùn)行時(shí)間增加，有效成分也在不斷增加，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，取消外加藥劑，仍然可以保證系 統(tǒng)運(yùn)行要求。[0036]脫水層3為采用不銹鋼板制成的百葉窗式隔板，利用作直線運(yùn)動(dòng)的含水塵粒氣體 當(dāng)遇到百葉窗式隔板時(shí)，發(fā)生碰幢，氣流的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生急劇的改變，塵粒中的水便脫離氣 流而被分離出來(lái)，得到凈化的氣體在急劇改變方向后排出。[0037]所述噴水裝置通過沖洗水泵9與設(shè)置于填料塔外部的工藝水箱10連接，用于對(duì)脫 水層3的清洗。脫水層3上方的填料塔壁上設(shè)有控制填料塔內(nèi)壓差的壓差變送器11，壓差 變送器11可以根據(jù)系統(tǒng)壓差變化啟動(dòng)清洗噴頭，在保證脫水效果的前提下，使系統(tǒng)安全、 可靠運(yùn)行。[0038]所述噴液裝置和噴水裝置均由多個(gè)噴頭組成。[0039]實(shí)施例1[0040]本實(shí)用新型處理煙氣的過程是:經(jīng)過進(jìn)行一級(jí)除塵的鍋爐燃燒后產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入 煙氣預(yù)處理裝置I內(nèi)、進(jìn)行預(yù)處理(提速、降溫)，而后進(jìn)入填料塔的下部通過循環(huán)液洗滌進(jìn) 行凈化，通過脫水層3進(jìn)行煙氣脫濕，最后排入大氣。[0041]具體凈化過程:[0042]安裝在貴州省的一臺(tái)15噸循環(huán)流化床鍋爐，燃料含硫量5.75%。[0043]鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過煙氣預(yù)處理裝置I，使煙氣預(yù)濕、降溫后再進(jìn)入填料塔中 與透過填料層2進(jìn)入填料塔內(nèi)的循環(huán)洗滌液接觸，使煙塵中大顆粒物質(zhì)，包括高硫煤燃燒 后煙塵中所富含的“鐵”等金屬氧化物一同沉降進(jìn)入循環(huán)泵入的洗滌液中。煙塵中有害物 質(zhì)與沉降有煙塵中大顆粒物質(zhì)的循環(huán)泵入的洗滌液接觸使有害物質(zhì)硫、氮與沉降的大顆粒 物質(zhì)氧化絡(luò)合吸收，使煙氣凈化，凈化后煙氣經(jīng)填料塔的脫水層3脫濕，而后氣體從填料塔 上部的煙氣出口 4排出。[0044]循環(huán)泵入的洗滌液是澄清池12中的清水通過循環(huán)水泵5泵入填料塔中，澄清池12 內(nèi)PH由系統(tǒng)初啟動(dòng)裝置8控制的pH在線監(jiān)測(cè)7進(jìn)行調(diào)控，另外循環(huán)泵入的洗滌液廢液通 過塔的排水口流進(jìn)沉淀池6中，同時(shí)脫水層3的清洗是將外接的工藝水箱10中的工藝水通 過沖洗水泵9泵入、并通過壓差變送器11控制塔內(nèi)壓差進(jìn)行沖洗。[0045]所述填料塔內(nèi)設(shè)置的填料層2降低循環(huán)泵入的洗滌液與煙塵中有害物質(zhì)的接觸 面積，降低液/氣比。[0046]經(jīng)過本發(fā)明煙氣處理后,煙氣中的二氧化硫?qū)崪y(cè)濃度由3260mg/m3,降低到858mg/ m3，煙塵濃度由2163mg/m3降低到190mg/m3，滿足了環(huán)保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，環(huán)保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)即，煙 塵濃度200mg/m3, 二氧化硫濃度900mg/m3的相關(guān)[0047]實(shí)施例2[0048]以沈陽(yáng)熱電廠灰渣為例，灰渣成分參見表I[0049]鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過煙氣預(yù)處理裝置I，使煙氣預(yù)濕、降溫后再進(jìn)入填料塔中 與透過填料層2進(jìn)入填料塔內(nèi)的循環(huán)洗滌液接觸，使煙塵中大顆粒物質(zhì)，包括高硫煤燃燒 后煙塵中所富含的“鐵”等金屬氧化物一同沉降進(jìn)入循環(huán)泵入的洗滌液中。煙塵中有害物 質(zhì)與沉降有煙塵中大顆粒物質(zhì)的循環(huán)泵入的洗滌液接觸使有害物質(zhì)硫、氮與沉降的大顆粒 物質(zhì)氧化絡(luò)合吸收，使煙氣凈化，凈化后煙氣經(jīng)填料塔的脫水層3脫濕，而后氣體從填料塔 上部的煙氣出口 4排出。[0050]由于循環(huán)泵入的洗滌液為酸性循環(huán)液會(huì)使煙塵中的金屬氧化物溶于水中。如:灰 分中的Fe2O3在填料塔內(nèi)與酸性循環(huán)洗滌液相遇時(shí)，兩者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會(huì)生成硫酸亞鐵和 亞硫酸亞鐵。這些亞鐵離子遇到煙氣中的氮氧化物后會(huì)于難溶于水的NO結(jié)合，成為亞硝基 亞硫酸亞鐵(Fe (NO) SO3)，在鐵離子的作用下，迅速轉(zhuǎn)移NO中的O原子，處使N原子游離， 返回氣象而成為氮?dú)?；氧原子則迅速轉(zhuǎn)移到亞硫酸根，使之成為穩(wěn)定的硫酸根。達(dá)到凈化 二氧化硫和氮氧化物的目的，熱電廠的灰渣經(jīng)過本實(shí)用新型煙氣處理后，滿足了煙塵濃度 200mg/m3, 二氧化硫濃度900mg/m3的相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。[0051]表I[0052]I含量(％)|成分 I含量(％)|成分 I含量(％)
權(quán)利要求1.一種凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置，其特征在于:包括填料塔和煙氣 預(yù)處理裝置(I)，煙氣預(yù)處理裝置(I)設(shè)置于填料塔的外側(cè)、并與填料塔的下部連通，所述 填料塔內(nèi)從下至上依次設(shè)有填料層(2)、噴液裝置和脫水層(3)，所述填料塔的上端設(shè)有煙 氣出口(4)、下端設(shè)有排水口，鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過煙氣預(yù)處理裝置(I)后進(jìn)入填料塔 的下部、并與由噴液裝置噴出的透過填料層(2)的洗滌液接觸，使煙塵中大顆粒物質(zhì)沉降 進(jìn)入洗滌液中，煙塵中的有害物質(zhì)與洗滌液接觸氧化絡(luò)合被吸收，凈化后的煙氣穿過脫水 層(3)脫水后，從填料塔上端的煙氣出口(4)排出。
2.按權(quán)利要求1所述的凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置，其特征在于:所 述填料層(2)采用降低洗滌液與煙塵中有害氣體的接觸面積及液/氣比的拉西環(huán)、多面空 心球或鮑爾環(huán)。
3.按權(quán)利要求1所述的凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置，其特征在于:所 述脫水層(3)為百葉窗式隔板。
4.按權(quán)利要求3所述的凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置，其特征在于:所 述百葉窗式隔板采用不銹鋼板制成。
5.按權(quán)利要求1或3所述的凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置，其特征在于: 所述脫水層(3)的上方設(shè)有用于清洗脫水層的噴水裝置。
6.按權(quán)利要求5所述的凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置，其特征在于:所 述噴水裝置包括多個(gè)噴頭，噴水裝置通過沖洗水泵(9)與設(shè)置于填料塔外部的工藝水箱(10)連接。
7.按權(quán)利要求5所述的凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置，其特征在于:所 述脫水層(3)上方的填料塔壁上設(shè)有控制填料塔內(nèi)壓差的壓差變送器(11)。
8.按權(quán)利要求1所述的凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置，其特征在于:所 述噴液裝置包括多個(gè)噴頭，噴液裝置通過循環(huán)水泵(5)與設(shè)置于填料塔外部的澄清池(12) 連接。
9.按權(quán)利要求8所述的凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置，其特征在于:所 述填料塔下端的排水口通過管路與設(shè)置于填料塔外部的沉淀池(6)連接，所述沉淀池(6) 的上端與澄清池(12)的上端連通，使洗滌液循環(huán)利用。
10.按權(quán)利要求8或9所述的凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中的有害物質(zhì)的裝置，其特征在 于:所述澄清池(12)內(nèi)設(shè)有由系統(tǒng)初啟動(dòng)裝置(8)控制的pH在線監(jiān)測(cè)儀(7)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及鍋爐凈化技術(shù)，具體的說是一種凈化鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣中有害物質(zhì)的裝置。包括填料塔和煙氣預(yù)處理裝置，煙氣預(yù)處理裝置設(shè)置于填料塔的外部下側(cè)、并與填料塔連通，所述填料塔內(nèi)從下至上依次設(shè)有填料層和脫水層，所述填料層的上方設(shè)有噴液裝置，所述填料塔的上端設(shè)有煙氣出口、下端設(shè)有排水口，鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過煙氣預(yù)處理裝置后進(jìn)入填料塔的下部、并與由噴液裝置噴出的透過填料層的洗滌液接觸，使煙塵中大顆粒物質(zhì)沉降進(jìn)入洗滌液中，煙塵中的有害物質(zhì)與洗滌液接觸氧化絡(luò)合被吸收，凈化后的煙氣穿過脫水層脫水，從填料塔上端的煙氣出口排出。本實(shí)用新型脫除二氧化硫無(wú)需加藥，可直接利用煙塵中的有效成分，中和處理煙塵中有害氣體，可節(jié)省大量的運(yùn)行成本和費(fèi)用。
文檔編號(hào)B01D47/14GK202962254SQ20122063129
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者周娜, 鐘甦, 張嘉治, 王雪巖, 賈玉鶴, 王智, 于洪海, 安娜, 林海峰, 李智冬, 王姝欣, 孫炘, 楊爽, 劉興華 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)市環(huán)境技術(shù)評(píng)估中心