本發(fā)明涉及燃煤鍋爐煙氣凈化領(lǐng)域，具體來說是一種燃煤鍋爐煙氣濕法多級洗滌多污染物凈化設(shè)備集成系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

燃煤鍋爐產(chǎn)生大量含有粉塵、so2、氮氧化物的燃煤煙氣，對于大氣污染極大，對燃煤鍋爐煙氣凈化是亟待解決的問題。目前，國家現(xiàn)行《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定，重點(diǎn)地區(qū)鍋爐按大氣污染物特別排放限值執(zhí)行，而北方地區(qū)現(xiàn)有燃煤供熱鍋爐由于煙氣環(huán)保設(shè)施投入使用時間較長，工藝落后且效率不高，面臨著煙氣排放不達(dá)標(biāo)的問題。煙氣除塵技術(shù)常用有機(jī)械式旋風(fēng)離心除塵、靜電式除塵、過濾式布袋除塵等，脫硫技術(shù)有爐內(nèi)噴鈣法、石灰／石灰石-石膏法、雙堿法、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法等，脫硝技術(shù)有選擇性催化還原法（scr）和選擇性非催化還原法（sncr），上述方法在獨(dú)立使用時對于相應(yīng)的污染物具有較好的脫除效率，但對于含有顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等多污染物的燃煤鍋爐煙氣來說，將上述方法組合起來使用，后端環(huán)保系統(tǒng)比較復(fù)雜和龐大，改造費(fèi)用高，運(yùn)行成本高，而且降低了對各污染物脫除效率，占地面積大，尤其對處于城市內(nèi)部的供熱公司來說，可供改造的空間有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種具有高凈化率的燃煤鍋爐煙氣濕法多級洗滌多污染物凈化設(shè)備集成系統(tǒng)。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

燃煤鍋爐煙氣濕法多級洗滌多污染物凈化設(shè)備集成系統(tǒng)，包括煙氣氧化段、洗滌塔、氣液分離裝置，煙氣氧化段后部設(shè)置洗滌塔，洗滌塔后部設(shè)置氣液分離裝置，煙氣氧化段內(nèi)部設(shè)有氧化劑噴嘴，其特征在于，洗滌塔為多相氣動旋流洗滌塔，洗滌塔主體為塔體，塔體上部為煙氣入口，煙氣入口處設(shè)有洗滌劑噴嘴，塔體下部為煙氣出口，塔體內(nèi)部、洗滌劑噴嘴下方設(shè)有水膜水幕形成裝置，所述水膜水幕形成裝置包括圓錐體形的均液帽、均液帽下方設(shè)置在內(nèi)芯筒側(cè)壁上的旋流片，內(nèi)芯筒呈圓柱體形，旋流片縱向傾斜設(shè)置、環(huán)形分布在內(nèi)芯筒側(cè)壁上，旋流片另一側(cè)與塔體內(nèi)壁固定連接。

本發(fā)明的優(yōu)化，水膜水幕形成裝置下方設(shè)置上、下開口的圓錐體形集液斗，集液斗上開口直徑與塔體直徑一致，集液斗下開口相對上開口直徑小。

進(jìn)一步優(yōu)化，塔體內(nèi)部從上到下交錯設(shè)置多層的水膜水幕形成裝置和集液斗。

進(jìn)一步優(yōu)化，氣液分離裝置為雙旋流旋風(fēng)分離器，包括筒體、筒體中下部的進(jìn)氣口和螺旋離心渦殼式進(jìn)氣煙道、筒體上方的出氣口、筒體下方的液體回收部、液體回收部底部的回收液外排口，筒體中心設(shè)有豎直設(shè)置的內(nèi)旋板，內(nèi)旋板上端連接筒體頂壁，內(nèi)旋板下端連接液體回收部底部，內(nèi)旋板沿筒體徑向彎曲，若干數(shù)量的內(nèi)旋板彎曲方向一致，并環(huán)狀布置，內(nèi)旋板彎曲方向與進(jìn)氣煙道螺旋方向一致。

進(jìn)一步優(yōu)化，液體回收部底部呈正圓錐體形，中心向外周由上往下傾斜，回收液外排口設(shè)于液體回收部底部邊緣處。

本發(fā)明的工作原理為：

煙氣氧化段：在煙氣強(qiáng)氧化段水平段通過噴嘴噴入強(qiáng)氧化劑，強(qiáng)氧化劑可以為臭氧氣體、雙氧水、含有次氯酸根或其他具有強(qiáng)氧化性離子的鹽類，控制煙氣在強(qiáng)氧化段流速在5m/s內(nèi)，停留時間大于1秒，使煙氣有足夠的時間被強(qiáng)氧化劑氧化，煙氣中低價氮氧化物被氧化成可以被洗滌液吸收的高價氮氧化物。

多相氣動旋流洗滌塔：煙氣從洗滌塔塔頂進(jìn)入塔內(nèi)，洗滌塔入口噴嘴噴入洗滌液，煙氣在噴淋區(qū)與洗滌液初步混合，煙氣中的顆粒物被洗滌液捕捉，二氧化硫和高價氮發(fā)生中和反應(yīng)被吸收；洗滌液噴向圓錐型均液帽，在均液帽表面形成一層水膜，向下的煙氣到達(dá)均液帽時，與均液帽表面的水膜接觸，煙氣與水膜在均液帽表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時向下運(yùn)動的煙氣對均液帽有沖擊作用，使煙氣與水膜更好的接觸。洗滌液由于有一定的壓力和流速，離開均液帽時在慣性作用下沖向塔壁形成水幕，煙氣穿過水幕時使洗滌液分散霧化，增大氣液接觸的比表面積，再次與洗滌液接觸混合反應(yīng)。洗滌液到達(dá)旋流片時，由于各個旋流片是傾斜布置，洗滌液在離開旋流片時在慣性作用下再次形成水幕，使洗滌液再次分散霧化，而且煙氣經(jīng)過旋流片時流動方式變?yōu)樾D(zhuǎn)，帶動液體流動，加強(qiáng)氣、液、固三相間的傳質(zhì)作用，提高了煙氣與洗滌劑接觸的表面積，提高了凈化效率。

氣液分離裝置通過冷卻、離心分離氣液混合物，以使冷凝成分冷凝、分離，然后在旋風(fēng)分離器中從該冷凝的液體成分中分離該氣體成分。

本發(fā)明的有益效果為：

（1）本發(fā)明所用的洗滌塔通過形成多重水膜水幕，使洗滌液分散霧化，增大氣液接觸的比表面積，通過改變煙氣流速，與洗滌液產(chǎn)生流速差，強(qiáng)化傳質(zhì)作用，進(jìn)一步提高吸收凈化效率；

（2）本發(fā)明采用了煙氣氧化段、多相氣動旋流洗滌塔、脫水除霧塔多級連續(xù)組合協(xié)同凈化裝置，排放煙氣顆粒物≤20mg/m³，二氧化硫≤30mg/m³，氮氧化物≤150mg/m³，林格曼黑度小于1級。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明燃煤鍋爐煙氣濕法多級洗滌多污染物凈化設(shè)備集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明燃煤鍋爐煙氣濕法多級洗滌多污染物凈化設(shè)備集成系統(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明洗滌塔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明氣液分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記說明：煙氣氧化段-1、橫向氧化段-11、豎向氧化段-12、氧化劑噴嘴-13、洗滌塔-2、塔體-21、煙氣入口-22、洗滌劑噴嘴-23、水膜水幕形成裝置-24、均液帽241、內(nèi)芯筒-242、旋流片-243、煙氣出口-25、集液斗-26、氣液分離裝置-3、筒體-31、進(jìn)氣口-32、進(jìn)氣煙道-33、出氣口-34、液體回收部-35、回收液外排口-36、內(nèi)旋板-37。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參閱說明書附圖1至圖3所示，本發(fā)明提供燃煤鍋爐煙氣濕法多級洗滌多污染物凈化設(shè)備集成系統(tǒng)，包括煙氣氧化段1、洗滌塔2、氣液分離裝置3，煙氣氧化段1后部設(shè)置洗滌塔2，洗滌塔2后部設(shè)置氣液分離裝置3，煙氣氧化段1內(nèi)部設(shè)有氧化劑噴嘴13，煙氣氧化段1分為橫向氧化段11和豎向氧化段12，豎向氧化段12呈螺旋型分布，此結(jié)構(gòu)的煙氣氧化段1有助于氧化劑與煙氣充分接觸，并且占地面積小；其特征在于，洗滌塔2為多相氣動旋流洗滌塔，洗滌塔2主體為塔體21，塔體21上部為煙氣入口22，煙氣入口22處設(shè)有洗滌劑噴嘴23，塔體21下部為煙氣出口25，塔體21內(nèi)部、洗滌劑噴嘴23下方設(shè)有水膜水幕形成裝置24，所述水膜水幕形成裝置24包括圓錐體形的均液帽241、均液帽241下方設(shè)置在內(nèi)芯筒242側(cè)壁上的旋流片243，內(nèi)芯筒242呈圓柱體形，旋流片243縱向傾斜設(shè)置、環(huán)形分布在內(nèi)芯筒242側(cè)壁上，旋流片243另一側(cè)與塔體21內(nèi)壁固定連接。

本具體實(shí)施方式中的氧化劑噴嘴13與氧化劑儲罐4通過打料泵連接。洗滌劑噴嘴23與洗滌劑儲罐5通過打料泵連接，洗滌劑儲罐5進(jìn)口與氣液分離裝置3的外排口連接，洗滌劑儲罐5底部設(shè)有洗滌劑外排口51。

本具體實(shí)施方式的有益效果為：

（1）本發(fā)明所用的洗滌塔通過形成多重水膜水幕，使洗滌液分散霧化，增大氣液接觸的比表面積，通過改變煙氣流速，與洗滌液產(chǎn)生流速差，強(qiáng)化傳質(zhì)作用，進(jìn)一步提高吸收凈化效率。

（2）本發(fā)明采用了煙氣氧化段、多相氣動旋流洗滌塔、脫水除霧塔多級連續(xù)組合協(xié)同凈化裝置，排放煙氣顆粒物≤20mg/m³，二氧化硫≤30mg/m³，氮氧化物≤150mg/m³，林格曼黑度小于1級。

（3）設(shè)備可以緊湊排列，占地面積小，非常適合處于城市內(nèi)部可供改造的空間有限的供熱公司。

（4）改造費(fèi)用低，運(yùn)行成本低，維護(hù)工作量少，大部分燃煤鍋爐在燃料煤中摻入石灰一起進(jìn)入爐膛燃燒，鍋爐沖渣水的ph值為堿性，完全可作為本發(fā)明系統(tǒng)中的洗滌液實(shí)用，減少脫硫劑的消耗。

（5）系統(tǒng)能耗低、水消耗量少。用鍋爐沖渣水作為洗滌液用水，減少實(shí)現(xiàn)以廢治廢，減少自來水的消耗。

上述具體實(shí)施方式的優(yōu)化，水膜水幕形成裝置24下方設(shè)置上、下開口的圓錐體形集液斗26，集液斗26上開口直徑與塔體直徑一致，集液斗26下開口相對上開口直徑小。集液斗是收口椎體結(jié)構(gòu)，煙氣和洗滌液在集液斗匯聚，洗滌液在慣性作用下在集液斗內(nèi)部再次形成水膜。旋流片間的通道面積小于主塔體截面積，煙氣在通過旋流片間隙時流速變快，而到達(dá)內(nèi)芯筒與集液斗中間區(qū)域時截面積變大，煙氣流速變慢，再通過集液斗出口時，由于截面積變小，煙氣流速再次加快，流速不斷變化的煙氣和由于重力作用流速加快的洗滌液不斷接觸混合，強(qiáng)化傳質(zhì)作用，進(jìn)一步提高吸收凈化效率。

進(jìn)一步優(yōu)化，塔體21內(nèi)部從上到下交錯設(shè)置多層的水膜水幕形成裝置24和集液斗26。多重水膜有利于煙氣與洗滌劑的充分接觸、凈化。

參閱說明書附圖4所示，進(jìn)一步優(yōu)化，氣液分離裝置3為雙旋流旋風(fēng)分離器，包括筒體31、筒體中下部的進(jìn)氣口32和螺旋離心渦殼式進(jìn)氣煙道33、筒體上方的出氣口34、筒體下方的液體回收部35、液體回收部35底部的回收液外排口36，筒體中心設(shè)有豎直設(shè)置的內(nèi)旋板37，內(nèi)旋板37上端連接筒體頂壁，內(nèi)旋板37下端連接液體回收部底部，內(nèi)旋板37沿筒體徑向彎曲，若干數(shù)量的內(nèi)旋板彎曲方向一致，并環(huán)狀布置，內(nèi)旋板37彎曲方向與進(jìn)氣煙道螺旋方向一致。筒體和內(nèi)旋板外部之間形成外旋煙道，內(nèi)旋板之間形成內(nèi)旋煙道，煙氣在螺旋離心渦殼式進(jìn)氣煙道中形成渦旋離心運(yùn)動，在外旋煙道中煙氣離心運(yùn)行過程中冷凝，冷凝出的液體在離心力下分離出。當(dāng)煙氣運(yùn)行至筒體內(nèi)部時，煙氣碰到內(nèi)旋板，進(jìn)一步降溫冷凝，并在在內(nèi)旋板形成的內(nèi)旋煙道的導(dǎo)向下再次離心分離，因此本發(fā)明進(jìn)一步提高了旋風(fēng)分離器脫水除霧效果，脫除煙氣中的液滴降低煙氣濕度，進(jìn)一步提高煙氣凈化效率。

為了便于收集外排回收液，進(jìn)一步優(yōu)化，液體回收部底部35呈正圓錐體形，中心向外周由上往下傾斜，回收液外排口設(shè)于液體回收部底部邊緣處。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中的描述僅為本發(fā)明的優(yōu)選例，本發(fā)明并不受上述優(yōu)選例的限制，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還可有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。