專利名稱：燃煤鍋爐煙氣脫硫脫硝除塵一體化凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍋爐附件設(shè)備領(lǐng)域，尤其是環(huán)保設(shè)備。
背景技術(shù)：
燃煤鍋爐排出的煙氣中含有眾多的固體顆粒和有害物質(zhì)，如煙塵、SO2、NO、NO2等，這些有害物質(zhì)不僅品種多而且數(shù)量大，它們隨燃煤的品種不同而異，其中煤塵濃度為10-50g/m3(標(biāo)態(tài))，SO2濃度為1000-5000mg/m3(標(biāo)態(tài))，NOX濃度為600-1500mg/m3(標(biāo)態(tài))。由于大量向大氣中排放，造成了對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染，空氣指標(biāo)大大下降，使人類引發(fā)了多種疾病，尤其是對(duì)呼吸道、眼睛、血液的危害更為厲害。同時(shí)也對(duì)動(dòng)、植物的生存造成了威脅，如酸雨造成了農(nóng)作物的枯萎、死亡，使農(nóng)業(yè)產(chǎn)量下降，每一起重大的污染事件都是對(duì)人們敲起的警鐘。在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，必須加強(qiáng)對(duì)污染的治理，將污染消除在產(chǎn)生階段。人們?cè)陂L(zhǎng)期的治理污染保護(hù)環(huán)境的斗爭(zhēng)中，積累了不少寶貴的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造了多種方法和設(shè)備，發(fā)揮了不同程度的作用，如在除煙塵方面有了機(jī)械力除塵器，濕式除塵器，過(guò)濾式除塵器和電除塵器。在脫硫方面有濕式石灰石—石膏法、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕法、簡(jiǎn)易濕式石灰石—石膏法、電子束脫硫脫硝法。在脫銷方面還有水吸收法、酸吸收法、非選擇性催化還原法等。但是這些方法和設(shè)備都是獨(dú)立使用，只具備單一的功能，如要對(duì)煙氣進(jìn)行全面脫硫脫硝除塵處理，鍋爐輔機(jī)系統(tǒng)相當(dāng)龐大，建設(shè)投資高，工藝流程長(zhǎng)而復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高，能耗物耗大，占地面積大，脫除效率較低，修理和操作要求高，有些關(guān)鍵設(shè)備和零部件需要進(jìn)口。
在燃煤鍋爐的煙霧中雖然有大量的有害物質(zhì)，還存在一些在治理污染反應(yīng)中的有用物質(zhì)，有些治理污染的中間產(chǎn)物還能成為治理另一種污染的有效物質(zhì)。將這些有效物質(zhì)綜合利用不僅可以減少外加脫除劑，而且可以改善反應(yīng)條件，實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”，減少?gòu)U物廢渣、廢氣的排放。
如在反應(yīng)區(qū)內(nèi)，煙塵中的氧化鎂和煙氣中的二氧化碳反映生成吸收二氧化硫能力很強(qiáng)的碳酸氫鎂，以吸收二氧化硫
這一反應(yīng)的發(fā)生提高了吸收硫的反應(yīng)速度，可以加快煙氣通過(guò)吸收塔的線速度，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了這一因素，可以適當(dāng)?shù)目s小吸收塔的半徑，減少了占地面積又降低了制造成本，還可以降低有效鈣的消耗量10-15％。
上面產(chǎn)生的沉淀狀態(tài)的亞硫酸鎂又可以吸收二氧化硫，生成溶于水的亞硫酸氫鎂。
煙塵中含量較大的二氧化硅和氧化鈣反應(yīng)生成對(duì)二氧化硫具有高活性的硅酸鈣，
它的反應(yīng)活性是單用石灰的3-4倍，通常含水30-60％，當(dāng)含水量大于60％以上時(shí)，能維持松散流動(dòng)狀態(tài)，既能吸收大量二氧化硫，又容易渣水分離。
通過(guò)實(shí)測(cè)可知，在一定條件下，僅用煙塵中的有效成分脫硫，一般可除去SO2總量的45-55％。
在上述反應(yīng)的同時(shí)，煙塵中的有效成分(如Si、Fe等)與多組分高效強(qiáng)化劑的作用，在氣—固和氣—液界面上還發(fā)生下列反應(yīng)
進(jìn)入液相的NO2，被多組分高效強(qiáng)化劑中的還原劑選擇催化還原為N2。
如果以上這些反應(yīng)能在一個(gè)反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行，則可將多臺(tái)脫除設(shè)備合并為一臺(tái)，既節(jié)省了設(shè)備又節(jié)省了占地面積，減少了投資。
另外，從反應(yīng)的條件看，以上反應(yīng)最佳的條件為在常壓下60-63℃，PH為5-5.5。而煙氣的初始溫度為150℃，將煙氣與常溫的脫除介質(zhì)液體混合后即可達(dá)到反應(yīng)所需的溫度要求，不需人為調(diào)節(jié)，即使在北方的冬季，利用反應(yīng)器的保溫能力，溫度維持在20-35℃時(shí)仍能很好地進(jìn)行反應(yīng)。
如在反應(yīng)區(qū)內(nèi)可利用鍋爐排污水作為脫除介質(zhì)的補(bǔ)充物，因?yàn)榕盼鬯臏囟葹?0-100℃，能將煙氣加熱到58-68℃，即為露點(diǎn)以上10-15℃，防止霧滴生成，以防腐蝕設(shè)備。而且鍋爐的排污水具有一定的酸度，可以用來(lái)調(diào)節(jié)脫除介質(zhì)的PH。同時(shí)排污水中的塵、硫等殘?jiān)部稍诜磻?yīng)區(qū)內(nèi)沉淀后統(tǒng)一排出。
從以上分析看出燃煤鍋爐煙氣的脫硫、脫硝、除塵有可能在一套凈化器中完成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，能實(shí)現(xiàn)資源綜合利用的燃煤鍋爐煙氣脫硫、脫硝、除塵一體化凈化器。
實(shí)現(xiàn)這一目的的技術(shù)方案如下本發(fā)明具有數(shù)量大于1個(gè)的煙氣空間裝有分隔板的反應(yīng)器，所有反應(yīng)器分為兩組，前部的反應(yīng)器組為主反應(yīng)器組，后部的反應(yīng)器組為副反應(yīng)器組，主反應(yīng)器組的各個(gè)反應(yīng)器底部相連，成為一個(gè)脫除介質(zhì)儲(chǔ)液區(qū)，副反應(yīng)器組的各個(gè)反應(yīng)器底部也相連，也成為一個(gè)脫除介質(zhì)儲(chǔ)液區(qū)，在兩個(gè)脫除介質(zhì)儲(chǔ)液區(qū)分別裝有主排污閥和副排污閥，在主排污閥下面裝有主循環(huán)池，在副排污閥下面裝有副循環(huán)池，在主循環(huán)池底部裝有水輸灰系統(tǒng)，水輸灰系統(tǒng)與沉淀池連接，在主、副循環(huán)池外各設(shè)有污液輸液泵，污液輸液泵出口管道分別裝于主、副反應(yīng)器組液面上，副循環(huán)池通過(guò)補(bǔ)液管與主循環(huán)池連接，在副循環(huán)池上和沉淀池上還裝有鍋爐排污水管道，在主循環(huán)池上還裝有自動(dòng)加料系統(tǒng)，在主循環(huán)池和沉淀池上分別裝有PH控制系統(tǒng)。
所述具有數(shù)量大于1個(gè)反應(yīng)器的形狀尺寸相同，每個(gè)反應(yīng)器自頂部向下到脫除介質(zhì)液面以上煙氣空間裝有一個(gè)分隔板，分為左、右兩個(gè)空間，在左空間上部裝有煙氣進(jìn)口，右空間上部裝有煙氣出口，前一個(gè)反應(yīng)器的煙氣出口與后一反應(yīng)器的煙氣進(jìn)口連接，第一個(gè)煙氣進(jìn)口與鍋爐煙道連接，最后一個(gè)煙氣出口依次與除霧器、引風(fēng)機(jī)、煙囪連接，每個(gè)反應(yīng)器裝有脫除介質(zhì)循環(huán)泵，在反應(yīng)器內(nèi)，煙氣進(jìn)口下方裝有脫除介質(zhì)噴嘴，循環(huán)泵的進(jìn)口裝于反應(yīng)器的液面部分，循環(huán)泵的出口通過(guò)管子與脫除介質(zhì)噴嘴連接。
所述自動(dòng)加料系統(tǒng)由石灰漿液槽、輸漿泵、輸漿泵管道組成。
所述PH控制系統(tǒng)由PH傳感儀、控制閥、輸液泵、輸液管道組成。
所述主循環(huán)池PH控制閥裝于主、副循環(huán)池之間的補(bǔ)液管上。沉淀池PH控制閥裝于與沉淀池連接的鍋爐排污水管上。
本發(fā)明工作時(shí)，自鍋爐排出的煙氣首先進(jìn)入主反應(yīng)器組中的第一個(gè)反應(yīng)器的左空間，反應(yīng)器中脫除介質(zhì)污水噴嘴將污水從上噴下，進(jìn)入反應(yīng)器的煙氣受污水下噴的強(qiáng)力水流產(chǎn)生的負(fù)壓驅(qū)動(dòng)，煙氣與污水進(jìn)行充分混合，與加入到脫除介質(zhì)污水中作為脫硫劑的CaO、強(qiáng)化劑、催化劑產(chǎn)生脫除反應(yīng)，反應(yīng)后的煙氣在液面轉(zhuǎn)折后進(jìn)入右空間，煙氣與污水分離，污水落入反應(yīng)器脫除介質(zhì)儲(chǔ)液區(qū)，煙氣從出口進(jìn)入下一個(gè)反應(yīng)器，連續(xù)經(jīng)過(guò)各個(gè)反應(yīng)器的煙氣與煙塵、石灰和強(qiáng)化劑共同作用，脫除了煙氣中的塵粒、硫、硝有害物質(zhì)，脫下的產(chǎn)物與煙塵組成廢渣，自反應(yīng)器底部的排污閥隨脫除介質(zhì)污水排入主循環(huán)池。煙氣從主反應(yīng)器組出來(lái)后繼續(xù)進(jìn)入副反應(yīng)器組進(jìn)行脫除反應(yīng)。進(jìn)入液相的NO2被多組分高效強(qiáng)化劑催化還原為N2。煙氣從最后一個(gè)反應(yīng)器出來(lái)，經(jīng)除霧器、引風(fēng)機(jī)、煙囪排入大氣。經(jīng)脫除反應(yīng)產(chǎn)生的Mg(HCO3)2、MgSO3、CaO·SiO2及煙塵等固體廢渣大量進(jìn)入主循環(huán)池，少量進(jìn)入副循環(huán)池，最后進(jìn)入沉淀池，與脫除介質(zhì)污水分離后從沉淀池中挖出。
在主循環(huán)池設(shè)有PH控制系統(tǒng)，將PH值控制在5.0-5.5，當(dāng)PH值低于規(guī)定值時(shí)，啟動(dòng)輸液泵和控制閥自副循環(huán)池向主循環(huán)池輸送已降溫的鍋爐排污水，以提高PH值；當(dāng)副循環(huán)池水位低于規(guī)定高度時(shí)，自動(dòng)從加料系統(tǒng)的石灰漿液槽中將消化好的石灰漿液泵入主循環(huán)池，以代替用鍋爐排污水調(diào)節(jié)PH值，池上的水輸灰系統(tǒng)隨時(shí)將沉在池底的廢渣連續(xù)清除至沉淀池。
鍋爐污水直接進(jìn)入副循環(huán)池，副循環(huán)池也裝有除渣機(jī)，但此處廢渣量很少，只在必要時(shí)予以清除。
副反應(yīng)器組以鍋爐排污水當(dāng)介質(zhì)，一方面可以除去殘存的硫、塵等，同時(shí)也可以利用鍋爐排污水(90-100℃)將煙氣加熱到露點(diǎn)以上，即58-68℃，此時(shí)排污水的溫度已適合將排污水供給主循環(huán)池使用。
沉淀池接受主循環(huán)池送來(lái)的廢渣，水輸灰系統(tǒng)不斷循環(huán)，將廢渣送入沉淀池，沉淀池通過(guò)PH控制系統(tǒng)控制PH值，必要時(shí)用鍋爐排污水調(diào)節(jié)PH＝6-8。
主、副循環(huán)池均為封閉式，以減少水分蒸發(fā)和雜物污染。
本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1.脫除效率高，經(jīng)調(diào)試后，除塵可達(dá)99.9％，脫硫可達(dá)98％，脫硝可達(dá)85％，林格曼黑度＜1級(jí)。
2.總投資和運(yùn)行費(fèi)用低，總投資為195-290元/kw，運(yùn)行費(fèi)用不足1分/kw.h，三種污染物均分費(fèi)用為0.33分/kw·h。
3.防腐蝕，設(shè)備內(nèi)部采取了防腐措施，全系統(tǒng)在PH＝5.0-5.5條件運(yùn)行，設(shè)備腐蝕速率最小，使用壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)壽命為15-20年。
4.設(shè)備維修簡(jiǎn)便，維修費(fèi)用低，主設(shè)備在全時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下不需要單獨(dú)維修，僅在機(jī)組停機(jī)大修時(shí)順便檢修即可，日常維護(hù)工作主要集中于水泵和噴嘴，維修和更換不需停機(jī)。
5.操作要求低，勞動(dòng)強(qiáng)度低，采用全自動(dòng)運(yùn)行，對(duì)操作人員沒(méi)有特殊要求，經(jīng)簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可上崗。
6.無(wú)二次污染，全部用水不排放，而且利用了鍋爐排污水，包括原有鍋爐在內(nèi)，除了爐渣和反應(yīng)廢渣，不再有任何排放，不存在二次污染，保護(hù)了環(huán)境。
7.節(jié)水，運(yùn)行介質(zhì)全部實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，損失的水主要以鍋爐排污水補(bǔ)充，自來(lái)水的消耗量可忽略不計(jì)。
8.節(jié)能，以具有一定溫度的鍋爐水補(bǔ)充，不需要再加熱，節(jié)約了能源。
9.設(shè)備占地面積小，場(chǎng)地狹小的單位也能使用。
10.適應(yīng)性強(qiáng)，各種以煤為燃料的大、中型鍋爐，電廠鍋爐都能適用，工業(yè)窯爐、電石爐、陶瓷窯爐、球團(tuán)豎爐等均適用。


圖1為本發(fā)明燃煤鍋爐煙氣脫硫脫硝除塵一體化凈化器的結(jié)構(gòu)組成示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1中顯示了凈化脫除反應(yīng)部分由主反應(yīng)器組1和副反應(yīng)器組2構(gòu)成，主反應(yīng)器組由三個(gè)反應(yīng)器組成，每個(gè)反應(yīng)器自頂部向下到脫除介質(zhì)液面以上裝有一個(gè)分隔板3，主反應(yīng)器組的各個(gè)反應(yīng)器底部相連，形成主反應(yīng)器脫除介質(zhì)儲(chǔ)液區(qū)7，副反應(yīng)器組的各個(gè)反應(yīng)器底部也相連，形成副反應(yīng)器組脫除介質(zhì)儲(chǔ)液區(qū)8，在脫除介質(zhì)儲(chǔ)液區(qū)7和脫除介質(zhì)儲(chǔ)液區(qū)8中容納有脫除介質(zhì)9，主反應(yīng)器組和副反應(yīng)器組上各裝有脫除介質(zhì)循環(huán)泵4，在每個(gè)反應(yīng)器的左空間上部裝有煙氣進(jìn)口，在右空間上部裝有煙氣出口，前一個(gè)反應(yīng)器的煙氣出口即為后一反應(yīng)器的煙氣進(jìn)口，第一個(gè)反應(yīng)器的煙氣進(jìn)口6A與鍋爐煙道連接，最后一個(gè)反應(yīng)器的煙氣出口6B依次與除霧器、引風(fēng)機(jī)、煙囪連接，在煙氣進(jìn)口的下方分別裝有脫除介質(zhì)噴嘴5，煙氣6從煙氣進(jìn)口依次經(jīng)過(guò)各個(gè)反應(yīng)器，到達(dá)煙氣出口，在每個(gè)反應(yīng)器的左空間，煙氣與順流噴淋下的脫除介質(zhì)混合，產(chǎn)生脫除反應(yīng)，當(dāng)煙氣繞過(guò)分隔板3轉(zhuǎn)向上升時(shí)，煙氣與脫除介質(zhì)分離，煙氣進(jìn)入下一個(gè)反應(yīng)器的煙氣進(jìn)口，脫除介質(zhì)流入反應(yīng)器底部的脫除介質(zhì)貯液區(qū)9。在主、副反應(yīng)器組的底部分別裝有主排污閥10和副排污閥11，在主排污閥下面裝有主循環(huán)池12，在副排污閥下面裝有副循環(huán)池13，在主、副循環(huán)池中接納了由排污閥排出的脫除反應(yīng)物，反應(yīng)物的固體殘?jiān)练e在循環(huán)池底部，分離出的污液在循環(huán)池上部，在主、副循環(huán)池上分別裝有污液輸液泵14，污液輸液泵出口管道分別裝于反應(yīng)器組液面上，污液返回到主、副反應(yīng)器組內(nèi)，副循環(huán)池通過(guò)補(bǔ)液管22與主循環(huán)池連接，在主循環(huán)池上裝有PH控制系統(tǒng)19，其中PH控制閥裝于補(bǔ)液管上，主循環(huán)池還與自動(dòng)加料系統(tǒng)連接，其中石灰漿液槽16通過(guò)管道與主循環(huán)池連接，在主循環(huán)池底部裝有水輸灰系統(tǒng)15和水循環(huán)系統(tǒng)18，水輸灰系統(tǒng)與沉淀池17連接，沉積在沉淀池中的廢渣由挖渣機(jī)挖出，在副循環(huán)池和沉淀池上裝有鍋爐排污水管道21，通過(guò)鍋爐排污水管道與鍋爐連接，在沉淀池上裝有PH控制系統(tǒng)20，其中PH控制閥裝于鍋爐排污水管道上。
權(quán)利要求
1.燃煤鍋爐煙氣脫硫脫硝除塵一體化凈化器，其特征為具有數(shù)量大于1個(gè)的煙氣空間裝有分隔板的反應(yīng)器，所有反應(yīng)器分為兩組，前部的反應(yīng)器組為主反應(yīng)器組(1)，后部的反應(yīng)器組為副反應(yīng)器組(2)，主反應(yīng)器組的各個(gè)反應(yīng)器底部相連，成為一個(gè)脫除介質(zhì)儲(chǔ)液區(qū)(7)，副反應(yīng)器組的各個(gè)反應(yīng)器底部也相連，也成為一個(gè)脫除介質(zhì)儲(chǔ)液區(qū)(8)，在兩個(gè)脫除介質(zhì)儲(chǔ)液區(qū)分別裝有主排污閥(10)和副排污閥(11)，在主排污閥下面裝有主循環(huán)池(12)，在副排污閥下面裝有副循環(huán)池(13)，在主循環(huán)池底部裝有水輸灰系統(tǒng)(15)，水輸灰系統(tǒng)與沉淀池(17)連接，在主、副循環(huán)池外各設(shè)有污液輸液泵(14)，污液輸液泵出口管道分別裝于主、副反應(yīng)器組液面上，副循環(huán)池通過(guò)補(bǔ)液管(22)與主循環(huán)池連接，在副循環(huán)池上和沉淀池上還裝有鍋爐排污水管道(21)，在主循環(huán)池上還裝有自動(dòng)加料系統(tǒng)(16)，在主循環(huán)池和沉淀池上分別裝有PH控制系統(tǒng)(19，20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤鍋爐煙氣脫硫脫硝除塵一體化凈化器，其特征為所述具有數(shù)量大于1個(gè)反應(yīng)器的形狀尺寸相同，每個(gè)反應(yīng)器自頂部向下到脫除介質(zhì)液面以上煙氣空間裝有一個(gè)分隔板(3)，分為左、右兩個(gè)空間，在左空間上部裝有煙氣進(jìn)口，右空間上部裝有煙氣出口，前一個(gè)反應(yīng)器的煙氣出口與后一反應(yīng)器的煙氣進(jìn)口連接(6)，第一個(gè)煙氣進(jìn)口(6A)與鍋爐煙道連接，最后一個(gè)煙氣出口(6B)依次與除霧器、引風(fēng)機(jī)、煙囪連接，每個(gè)反應(yīng)器裝有脫除介質(zhì)循環(huán)泵(4)，在反應(yīng)器內(nèi)，煙氣進(jìn)口下方裝有脫除介質(zhì)噴嘴(5)，循環(huán)泵的進(jìn)口裝于反應(yīng)器的液面部分，循環(huán)泵的出口通過(guò)管子與脫除介質(zhì)噴嘴連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤鍋爐煙氣脫硫脫硝除塵一體化凈化器，其特征為所述加料系統(tǒng)由石灰漿液槽、輸漿泵、輸漿泵管道組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤鍋爐煙氣脫硫脫硝除塵一體化凈化器，其特征為所述PH控制系統(tǒng)由PH傳感儀、控制閥、輸液泵、輸液管道組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃煤鍋爐煙氣脫硫脫硝除塵一體化凈化器，其特征為所述主循環(huán)池PH控制閥裝于主、副循環(huán)池之間的補(bǔ)液管上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃煤鍋爐煙氣脫硫脫硝除塵一體化凈化器，其特征為所述沉淀池PH控制閥裝于與沉淀池連接的鍋爐排污水管上。
全文摘要
本發(fā)明涉及環(huán)保設(shè)備領(lǐng)域中的燃煤鍋爐煙氣脫硫、脫硝、除塵一體化凈化器，現(xiàn)有的煙氣污染治理都是各個(gè)治理項(xiàng)目單獨(dú)進(jìn)行，造成工藝流程長(zhǎng)，設(shè)備復(fù)雜，建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用高，能耗物耗大，占地面積大等問(wèn)題，為了克服這些問(wèn)題本發(fā)明根據(jù)煙氣成分和脫除反應(yīng)產(chǎn)生的生成物采用了脫除一體化的方案，其設(shè)備包括主副反應(yīng)器組、主副循環(huán)池、沉淀池，以石灰漿液、鍋爐排污水、及強(qiáng)化劑、催化劑等組成的脫除介質(zhì)，本發(fā)明具有脫除效率高，成本低，防腐蝕性高，設(shè)備維修簡(jiǎn)便、操作容易、無(wú)二次污染、節(jié)水節(jié)能、對(duì)不同環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/75GK1698933SQ200510067839
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者張友花, 張錫源, 李大明 申請(qǐng)人:張友花, 張錫源, 李大明