專利名稱：一種用煙氣進(jìn)行除垢防垢的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬節(jié)能環(huán)保中的脫硫和循環(huán)水處理，脫硫和循環(huán)水處理同在一個(gè)系統(tǒng)中屬突破。
背景技術(shù)：
循環(huán)水處理的方法一、機(jī)械除垢法機(jī)械除垢方法是利用機(jī)械方法來(lái)除去或防止產(chǎn)生垢層。根據(jù)除垢防垢時(shí)傳熱設(shè)備 的工況(停工或開(kāi)工)，機(jī)械除垢阻垢法可分為離線機(jī)械除垢阻垢法和在線機(jī)械除垢阻垢法。二、磁場(chǎng)阻垢法磁場(chǎng)阻垢的核心設(shè)備是磁化器，它由產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置和待處理溶液通道兩部分組 成，溶液以一定的流速在通道內(nèi)依次通過(guò)一個(gè)或多個(gè)磁路間隙進(jìn)行磁化。三、電場(chǎng)阻垢法電場(chǎng)阻垢主要是通過(guò)在循環(huán)冷卻水中建立靜電場(chǎng)，通過(guò)靜電場(chǎng)作用于循環(huán)冷卻水 而達(dá)到防垢阻垢效果。水是一種偶極分子，在強(qiáng)的靜電場(chǎng)作用下，水分子的偶極矩增大，并 按正、負(fù)次序整齊排列。此時(shí)，溶解在水中鹽類的正、負(fù)離子周圍被數(shù)個(gè)偶極水分子包圍，于 是這些正、負(fù)離子也以正、負(fù)次序進(jìn)入偶極水分子群中，它們運(yùn)動(dòng)速度和彼此間的有效碰撞 大為減少，從而使器壁上的水垢不易生成。四、化學(xué)阻垢方法化學(xué)阻垢方法是指采用化學(xué)方法來(lái)預(yù)防或去除污垢的方法，主要包括阻垢劑法、 加酸法、二氧化碳法、離子交換軟化法和石灰軟化法。這里重點(diǎn)對(duì)阻垢劑法和阻垢劑進(jìn)行綜 述。加酸法是向冷卻水中加入硫酸，使補(bǔ)充水中的Ca(HC03)2和Mg(HC03)2轉(zhuǎn)化為CaS04 和MgS04，由于CaS04和MgS04的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CaC03和MgC03，故加酸由于生成了 CaS04 和MgS04，從而控制了冷卻水中水垢的生成。加酸法成本低，但控制不當(dāng)容易造成系統(tǒng)腐蝕。 二氧化碳法是利用向循環(huán)水中通入二氧化碳?xì)怏w，使循環(huán)水中碳酸鹽平衡向重碳酸鹽方向 移動(dòng)，穩(wěn)定水中的重碳酸鹽，有效阻止鈣垢的形成。Ca(HC03)2 = CaC03+H20+C02 二氧化碳 法安全，但水中的二氧化碳容易逸出而失效。離子交換軟化法在循環(huán)冷卻水處理中，常常采 用鈉離子交換軟化處理過(guò)的原水作補(bǔ)充水，以控制冷卻水系統(tǒng)中的結(jié)垢。它的原理是將原 水通過(guò)鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂RNa，使水中的成垢離子Ca2+和Mg2+(硬度)與離子交換樹(shù)脂 RNa上的Na+進(jìn)行交換。交換時(shí)，水中的Ca2+、Mg2+被吸附到樹(shù)脂上，生成R2Ca和R2Mg，而 樹(shù)脂RNa上的Na+則進(jìn)入水中，從而使水中的成垢陽(yáng)離子Ca2+和Mg2+濃度降低，水被軟化 而不容易結(jié)垢。離子交換軟化法的阻垢效果好而可靠，但投資較大，生產(chǎn)成本高，僅適用于 小型的冷卻水系統(tǒng)。石灰軟化法除去水中硬度是利用消石灰與水中的二氧化碳、碳酸氫鈣、 碳酸氫鎂等反應(yīng)，生成難溶的CaC03和Mg (OH) 2沉淀，并從水中析出，從而在原水進(jìn)入冷卻 水系統(tǒng)之前，預(yù)先從其中除去鈣，鎂離子，達(dá)到阻垢的效果。石灰軟化法的除垢效果好，適用 于硬度高的原水，但建設(shè)沉淀池的投資大，占地面積多，工人的勞動(dòng)條件差。阻垢劑法是通過(guò)在循環(huán)冷卻水中添加化學(xué)阻垢劑有機(jī)膦酸PBTCA (2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸)，聚羧 酸類丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙基磺酸共聚物(AA/AMPS)，聚天冬氨酸可以分散水中 的碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、氧化鐵、粘土、二氧化鈦、氫氧化鋅、氫氧化鎂、氧化錳等沉積物。 達(dá)到阻垢防垢效果?；瘜W(xué)阻垢劑處理循環(huán)冷卻水結(jié)垢方法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作管理方便，效果 好，成本較低，因而在循環(huán)冷卻水的處理中得到了廣泛應(yīng)用。中國(guó)水處理行業(yè)起步較晚，但 發(fā)展較快。脫硫的方法一、燃燒前煤脫硫技術(shù)主要為煤炭洗選脫硫，即在燃燒前對(duì)煤進(jìn)行凈化，去除原 煤中部分硫分和灰分。分為物理法、化學(xué)法和微生物法等。1、物理法主要指重力選煤，利 用煤中有機(jī)質(zhì)和硫鐵礦的密度差異而使它們分離。該法的影響因素主要有煤的破碎粒度和 硫的狀態(tài)等。主要方法有淘汰選煤，重介質(zhì)選煤，風(fēng)力選煤等。2、化學(xué)法可分為物理化學(xué) 法和純化學(xué)法。物理化學(xué)法即浮選；化學(xué)法又包括堿法脫硫，氣體脫硫，熱解與氫化脫硫，氧 化法脫硫等。3、微生物法在細(xì)菌浸出金屬的基礎(chǔ)上應(yīng)用于煤炭工業(yè)的一項(xiàng)生物工程新技 術(shù)，可脫除煤中的有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫。我國(guó)當(dāng)前的煤炭入洗率較低，大約在20%左右，而美國(guó) 為42%，英國(guó)為94.9%，法國(guó)為88.7%，日本為98. 2%。提高煤炭的入洗率有望顯著改善燃 煤二氧化硫污染。然而，物理選洗僅能去除煤中無(wú)機(jī)硫的80%，占煤中硫總含量的15% 30%，無(wú)法滿足燃煤二氧化硫污染控制要求，故只能作為燃煤脫硫的一種輔助手段。二、燃燒中煤脫硫技術(shù)煤燃燒過(guò)程中加入石灰石或白云石作脫硫劑，碳酸鈣、碳 酸鎂受熱分解生成氧化鈣、氧化鎂，與煙氣中二氧化硫反應(yīng)生成硫酸鹽，隨灰分排出。、燃燒 過(guò)程中脫硫。在我國(guó)采用的燃燒過(guò)程中脫硫的技術(shù)主要有兩種型煤固硫和流化床燃燒脫 硫技術(shù)。1、型煤固硫技術(shù)將不同的原料經(jīng)篩分后按一定比例配煤，粉碎后同經(jīng)過(guò)預(yù)處理的 粘結(jié)劑和固硫劑混合，經(jīng)機(jī)械設(shè)備擠壓成型及干燥，即可得到具有一定強(qiáng)度和形狀的成品 工業(yè)固硫型煤。固硫劑主要有石灰石、大理石、電石渣等，其加入量視含硫量而定。燃用型 煤可大大降低煙氣中二氧化硫、一氧化碳和煙塵濃度，節(jié)約煤炭，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益相當(dāng) 可觀，但工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)解決型煤著火滯后、操作不當(dāng)會(huì)造成的斷火熄爐等問(wèn)題。2、流化 床燃燒脫硫技術(shù)把煤和吸附劑加入燃燒室的床層中，從爐底鼓風(fēng)使床層懸浮進(jìn)行流化燃 燒，形成了湍流混合條件，延長(zhǎng)了停留時(shí)間，從而提高了燃燒效率。其反應(yīng)過(guò)程是煤中硫燃 燒生成二氧化硫，同時(shí)石灰石煅燒分解為多孔狀氧化鈣，二氧化硫到達(dá)吸附劑表面并反應(yīng)， 從而達(dá)到脫硫效果。流化床燃燒脫硫的主要影響因素有鈣硫比，煅燒溫度，脫硫劑的顆粒尺 寸孔隙結(jié)構(gòu)和脫硫劑種類等。[1]為提高脫硫效率，可采用以下方法(1)改進(jìn)燃燒系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)及運(yùn)行條件( 脫硫劑預(yù)煅燒( 運(yùn)用添加劑，如碳酸鈉，碳酸鉀等(4)開(kāi)發(fā)新型脫 硫劑。三、燃燒后煙氣脫硫技術(shù)煙氣脫硫的基本原理是酸堿中和反應(yīng)。煙氣中的二氧 化硫是酸性物質(zhì)，通過(guò)與堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成亞硫酸鹽或硫酸鹽，從而將煙氣中的二氧 化硫脫除。最常用的堿性物質(zhì)是石灰石、生石灰和熟石灰，也可用氨和海水等其它堿性物 質(zhì)。共分為濕法煙氣脫硫技術(shù)、干法煙氣脫硫技術(shù)、半干法煙氣脫硫技術(shù)三類，分別介紹如 下1、濕法煙氣脫硫技術(shù)濕法煙氣脫硫技術(shù)是指吸收劑為液體或漿液。由于是氣液反應(yīng)， 所以反應(yīng)速度快，效率高，脫硫劑利用率高。該法的主要缺點(diǎn)是脫硫廢水二次污染；系統(tǒng)易 結(jié)垢，腐蝕；脫硫設(shè)備初期投資費(fèi)用大；運(yùn)行費(fèi)用較高等。(1)石灰石一石膏法煙氣脫硫技術(shù)該技術(shù)以石灰石漿液作為脫硫劑，在吸收塔內(nèi)對(duì)煙氣進(jìn)行噴淋洗滌，使煙氣中的二氧 化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，同時(shí)向吸收塔的漿液中鼓入空氣，強(qiáng)制使亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化為硫酸鈣， 脫硫劑的副產(chǎn)品為石膏。該系統(tǒng)包括煙氣換熱系統(tǒng)、吸收塔脫硫系統(tǒng)、脫硫劑漿液制備系 統(tǒng)、石膏脫水和廢水處理系統(tǒng)。由于石灰石價(jià)格便宜，易于運(yùn)輸和保存，因而已成為濕法煙 氣脫硫工藝中的主要脫硫劑，石灰石一石膏法煙氣脫硫技術(shù)成為優(yōu)先選擇的濕法煙氣脫硫 工藝。該法脫硫效率高(大于95%)，工作可靠性高，但該法易堵塞腐蝕，脫硫廢水較難處 理。(2)氨法煙氣脫硫技術(shù)該法的原理是采用氨水作為脫硫吸收劑，氨水與煙氣在吸收 塔中接觸混合，煙氣中的二氧化硫與氨水反應(yīng)生成亞硫酸氨，氧化后生成硫酸氨溶液，經(jīng)結(jié) 晶、脫水、干燥后即可制得硫酸氨(肥料)。該法的反應(yīng)速度比石灰石一石膏法快得多，而且 不存在結(jié)構(gòu)和堵塞現(xiàn)象。另外，濕法煙氣脫硫技術(shù)中還有鈉法、雙堿脫硫法和海水煙氣脫硫 法等，應(yīng)根據(jù)吸收劑的來(lái)源、當(dāng)?shù)氐木唧w情況和副產(chǎn)品的銷路實(shí)際選用。2、半干法煙氣脫硫 技術(shù)主要介紹旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法。該法是美國(guó)和丹麥聯(lián)合研制出的工藝。該法與濕法煙氣 脫硫工藝相比，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，投資和運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小等特點(diǎn)，而且煙氣脫硫率達(dá) 75%-90%。該法利用噴霧干燥的原理，將吸收劑漿液霧化噴入吸收塔。在吸收塔內(nèi)，吸收 劑在與煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，吸收煙氣中的熱量使吸收劑中的水分蒸發(fā) 干燥，完成脫硫反應(yīng)后的廢渣以干態(tài)形式排出。該法包括四個(gè)在步驟1)吸收劑的制備；2) 吸收劑漿液霧化；幻霧粒與煙氣混合，吸收二氧化硫并被干燥；4)脫硫廢渣排出。該法一 般用生石灰做吸收劑。生石灰經(jīng)熟化變成具有良好反應(yīng)能力的熟石灰，熟石灰漿液經(jīng)高達(dá) 15000 20000r/min的高速旋轉(zhuǎn)霧化器噴射成均勻的霧滴，其霧粒直徑可小于100微米，具 有很大的表面積，霧滴一經(jīng)與煙氣接觸，便發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換和化學(xué)反應(yīng)，迅速的將大部分 水分蒸發(fā)，產(chǎn)生含水量很少的固體廢渣。參考文獻(xiàn)[1]夏道宏，蘇貽勛等.國(guó)內(nèi)外輕質(zhì)油品脫臭催化劑研究進(jìn)展[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)， 1995,9(3) 102 109[2]楊洪云，趙德智等.油品脫硫工藝技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J].石油化工高等學(xué)校 學(xué)報(bào)，2001，14(3) 26 31[3]夏道宏，蘇貽勛等.汽油中硫醇的分離及結(jié)構(gòu)、組成分析[J].煉油設(shè)計(jì)，1995， 25(1) 46 49[4]郭榮華.甲醇-堿液復(fù)合溶劑萃取法提高催化裂化柴油安定性的研究[J].煉 油設(shè)計(jì)，1999，四(6) :23 25[5]李成岳，張金昌等.汽油和柴油脫技術(shù)進(jìn)展[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2002， 20(5) 293 四5[6]徐志達(dá)，陳冰等.活性炭纖維用于汽油脫硫醇的研究(II )動(dòng)態(tài)吸附[J].石 油煉制與化工，2000，31 (5) :42 45[7]張曉靜，秦如意等.催化裂化汽油吸附脫硫工藝研究[J].煉油設(shè)計(jì)，2001， 31(6) 44 47[8]張金昌，王艷輝等.負(fù)載活性炭催化脫除油品中硫化物的研究[J].石化技術(shù) 與應(yīng)用，2002，20 (3) :149 151[9]祝良富，王月霞.清潔燃料油及生產(chǎn)新工藝[J].天然氣與石油，2001,19 )25 29

發(fā)明內(nèi)容
一、工藝流程(附圖1)鍋爐一除塵一循環(huán)水噴淋吸收一沉淀池一調(diào)整一除垢優(yōu)點(diǎn)1、減少S02，C02，NOx等向大氣的排放。2、減少向循環(huán)水加藥。3、減少電費(fèi)支出。4、減少石灰的購(gòu)、儲(chǔ)、運(yùn)的費(fèi)用和污染。5、污染源即產(chǎn)生即利用，環(huán)境污染幾乎為零。6、大量污染變成大量資源?；瘜W(xué)原理碳酸鈣+ 二氧化碳+水生成碳酸氫鈣CaC03+C02+H20 — Ca (HCO3) 2二氧化硫+氧氣生成2S02+02 — 2S03碳酸鈣+硫酸生成硫酸鈣+ 二氧化碳+水CaC03+H2S04 — CaS04+C02+H20二、接口。(附圖 2)三、循環(huán)水脫硫塔單獨(dú)設(shè)計(jì)。(附圖3)四、原脫硫塔改造。(附圖4)五、用風(fēng)機(jī)直接將煙氣引入涼水塔。(附圖5)


附圖一、煙氣從原煙道進(jìn)入經(jīng)噴淋脫硫從凈煙道排出。循環(huán)水從凝汽器出口由水泵引入吸 收塔，吸收原煙中的二氧化硫、二氧化碳，氧化氮等，經(jīng)水池調(diào)整后再返回涼水塔。用于除垢 防垢。附圖二、在原煙道上開(kāi)一個(gè)大小可調(diào)的孔，循環(huán)水用多少煙氣就拿出多少煙氣。附圖三、如果年某地?zé)煔馍傺h(huán)水量大，或著專門為循環(huán)水配的脫硫塔用此結(jié)構(gòu)。附圖四、脫硫塔設(shè)計(jì)成兩部分；一部分用石灰石漿液脫硫，石膏漿液從下面流出；另一部 分用循環(huán)水脫硫，脫硫后的循環(huán)水經(jīng)調(diào)整后返回循環(huán)水系統(tǒng)。循環(huán)水用多少煙氣就拿出多 少煙氣。附圖五、當(dāng)涼水塔堿度、硬度大于煙氣酸度時(shí)就直接將煙氣引入涼水塔。
具體實(shí)施例方式一、工藝流程將煙氣用于循環(huán)水的除垢、防垢，殺菌、滅藻，直接將二氧化硫用于 循環(huán)水處理。二、接口直接在原風(fēng)機(jī)風(fēng)道上開(kāi)口，用閥門調(diào)節(jié)風(fēng)向、風(fēng)量。三、循環(huán)水脫硫塔單獨(dú)設(shè)計(jì)也行，改造原脫硫塔也行，直接將煙氣引入涼水塔也 行，總之循環(huán)水用多少二氧化硫，三氧化硫氧化氮等就拿出多少二氧化硫，三氧化硫氧化氮寸。
權(quán)利要求
1.藝流程，附圖1煙氣從原煙道進(jìn)入經(jīng)噴淋脫硫從凈煙道排出；循環(huán)水從凝汽器出口由水泵引入吸收 塔，吸收原煙中的二氧化硫、二氧化碳，氧化氮等，經(jīng)水池調(diào)整后再返回涼水塔，用于除垢防 垢；優(yōu)點(diǎn)a、減少S02，C02,NOx等向大氣的排放；b、減少向循環(huán)水加藥； C、減少電費(fèi)支出；d、減少石灰的購(gòu)、儲(chǔ)、運(yùn)的費(fèi)用和污染；e、污染源即產(chǎn)生即利用，環(huán)境污染幾乎為零；f、大量污染變成大量資源。 化學(xué)原理碳酸鈣+ 二氧化碳+水生成碳酸氫鈣 CaC03+C02+H20 — Ca (HCO3) 2 二氧化硫+氧氣生成 2S02+02 — 2S03碳酸鈣+硫酸生成硫酸鈣+ 二氧化碳+水。
2.接口(原煙氣引入接口)，附圖2在原煙道上開(kāi)一個(gè)大小可調(diào)的孔，循環(huán)水用多少煙氣就拿出多少煙氣。
3.循環(huán)水脫硫塔單獨(dú)設(shè)計(jì)，附圖3如果當(dāng)煙氣少循環(huán)水量大，或著專門為循環(huán)水配的脫硫塔用此結(jié)構(gòu)。
4.循環(huán)水用一部分煙氣的設(shè)計(jì)，附圖4脫硫塔設(shè)計(jì)成兩部分；一部分用石灰石漿液脫硫，石膏漿液從下面流出；另一部分用 循環(huán)水脫硫，脫硫后的循環(huán)水經(jīng)調(diào)整后返回循環(huán)水系統(tǒng)，循環(huán)水用多少煙氣就拿出多少煙氣。
5.用風(fēng)機(jī)直接將煙氣引入涼水塔，附圖5當(dāng)涼水塔堿度、硬度大于煙氣酸度時(shí)就直接將煙氣引入涼水塔。
全文摘要
屬節(jié)能環(huán)保中的脫硫和循環(huán)水處理，脫硫和循環(huán)水處理同在一個(gè)系統(tǒng)中屬突破。本裝置同時(shí)解決了將煙氣排入大氣污染環(huán)境和循環(huán)水的水垢水藻對(duì)設(shè)備的影響。工藝設(shè)計(jì)煙氣從原煙道進(jìn)入經(jīng)噴淋脫硫從凈煙道排出。循環(huán)水從凝汽器出口由水泵引入吸收塔，吸收原煙中的二氧化硫、二氧化碳，氧化氮等，經(jīng)水池調(diào)整后再返回涼水塔。用于除垢防垢。優(yōu)點(diǎn)1、減少SO2，CO2，NOx等向大氣的排放。2、減少向循環(huán)水加藥。3、減少電費(fèi)支出。4、減少石灰的購(gòu)、儲(chǔ)、運(yùn)的費(fèi)用和污染。5、污染源即產(chǎn)生即利用，環(huán)境污染幾乎為零。6、大量污染變成大量資源。
文檔編號(hào)B01D53/18GK102091516SQ201010574229
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者李在水 申請(qǐng)人:李在水