專利名稱：雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備的制作方法
技術領域：
本發明屬于燃煤工業鍋爐爐窯煙氣污染防治技術設備范疇。在對照國家環保部推薦的《鼓勵發展環保技術》及《示范工程》的技術機理的基礎上，結合我國最新要求PM2. 5空氣顆粒物控制以及我國北方地域氣候特點、經濟承受能力、鍋爐煤種特征、管理操作水平而進一步發展創新的功能方面更加全面的穩妥實用的實用創新技術，第一級采用大水體水床溶解亞鐵鹽脫硝除塵，第二級采用大水體沉池群塔脫硫的一體化設備。
背景技術：
國家環保部每年都組織專家評審一批來自全國各地的環保示范工程和鼓勵發展的環保技術，列為推廣名錄向全國發布，用以指導全國范圍內的環保產業和污染治理項目的工藝技術方向。但是在煤煙型污染治理方面，首先是由我國南方地區生產麻石脫硫塔的環保企業技術人員和相關專家參與編制了《HJ462-2009工業鍋爐及爐窯濕度脫硫工程技術規范》，然后這些南方專家在評審所謂先進的環保技術時，并沒深入考證普通層燃工業鍋爐的污染負荷和特征，主張按他們所編制的HJ462-2009《規范》在層燃工業鍋爐上也套用發電煤粉鍋爐第一級采用電除塵，或布袋除塵或陶瓷多管除塵，第二級則采用獨立的濕式脫硫高塔的工藝模式。結果我國北方特別是東北冬寒地區的集中供熱用爐單位和重點企業用蒸汽鍋爐單位，按這種推薦模式上了電除塵或布袋除塵或陶瓷多管除塵與濕脫硫塔設備后，昂貴的投資造價，高額的運行費用，動力環節過多而導致頻繁故障，使用爐單位在經濟上很難承受得了。為此第二級濕式脫硫塔常常伺機偷停，只靠第一組干式除塵來維持運行， 也就是沒有從真正意義起到脫硫減排作用。關于脫硝，目前常用的是氨法脫硝。因煙氣遇明火很容易爆炸，氨池漏泄也會造成重大安全事故和環境污染。
發明內容
本發明的目的是針對上述不足而提供一種脫硝效果好，節約電能的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備。本發明的技術解決方案是雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備，包括并排排布的脫硫沉池水床，水床池底部為錐斗狀，每個錐斗配套一臺壓把膠塞閥。在脫硫沉池水床頂板平臺之上設有脫硝除塵水床，既減小了占地面積，又能保證前酸后堿兩大水體互不干擾，使煙氣能先經脫硝除塵后順利的進入第二級脫硫沉池水床之中進行接續脫硫處理凈化；脫硝除塵水床前段的煙風道(與鍋爐出煙口連接)內安設噴淋脫硝藥液的水幕噴淋管； 脫硝除塵水床的出煙排風筒與脫硫沉池水床一端入口接通。脫硝藥液是硫酸亞鐵、亞氯酸鈉或其它鈣基為主(如氫氧化鈣或電石渣等)的藥液。硫酸亞鐵、亞氯酸鈉為高效氧化劑， 吸附煙氣中氮氧化物中的氧原子，游離出N2，達到脫硝目的。配液時硫酸亞鐵、亞氯酸鈉通常為10-20%,余量為水。根據鍋爐噸位大小設置2-5道水幕噴淋管；水幕噴淋管是由浸在脫硝除塵水床的水封池中的耐酸泵提供的循環脫硝藥液，通過向脫硝除塵水床方向傾斜的煙風道與脫硝除塵水床間形成內循環水液輸送系統，傾斜煙風道內壁將貼襯耐酸不銹鋼板，水幕噴淋管為橫斷帶狀水幕噴淋管，其噴淋管用不銹鋼管制成。脫硝除塵水床為40t/h以上鍋爐配套時為左右通長短矩形錐斗箱體，煙風道為左、右兩個，由左、右兩端煙風道進煙口匯集到中間為排煙筒。排煙筒用鋼板制成外殼，內壁貼焊不銹鋼板內襯。排煙筒通過折彎煙風道，通向脫硫沉池水床的梯形體煙風均布室，煙氣由脫硫沉池水床的進煙口分別進入多排并列的脫硫沉池水床。脫硫沉池水床內水床中間設隔浪板，頂棚左右兩端均設三道橫斷凸起導流擋板， 其中在一個側壁上開設水封池。多臺并列的脫硫沉池水床尾部根據配套鍋爐噸位大小設置了由2-4臺直徑 Φ600 Φ955，高度I. 51m 2. 20m單塔組合成的脫硫群塔，各單塔內設碟狀水幕噴頭一組或兩組，并在脫硫沉池水床尾部水封池內浸入液下泥漿泵為碟狀噴淋頭提供循環水液。脫硫群塔之上座落擴容降速煙氣脫水倉，煙氣流經該脫水倉20流速限制在I. 9m/s
I.56m/s之間,其內由5仝制成的角頁折板層層交錯疊放收斂水汽。為穩定持久的將脫硝水床和脫硫沉池中分離出的灰渣及時清除，根據為之配套鍋爐的總噸位脫硫沉池水床底部設置沉灰水池，根據沉灰水池的水深，其上設置有工字鋼軌道和抓斗機。抓斗機分為框架中心單定向拉桿的強力深水抓斗機，和框架外雙定向桿強力淺水抓斗機。本發明的設計宗旨確認對煙氣粉塵采用濕式凈化，要比電除塵、布袋除塵、陶瓷多管除塵投資少，費用低，效果好，而且穩定持久。另外也弄清了致使脫硫塔運行成本過高的主要因素，即用電成本太高。于是，從空氣動力學原理考慮，如何降低運行阻力和用電消耗，便采用大水體脫硝除塵，大水體沉池群塔脫硫前后兩級凈化方式，完全可以取代國家推薦的干式除塵，濕式脫硫塔工藝模式。具體工藝流程敘述如下鍋爐煙氣從爐后排放，在流經省煤器(或空氣預熱器，有的則取消了有煤器或空氣預熱器)之后的高位煙風道上橫向隔斷式布置了 3-6列向煙氣中噴淋亞鐵鹽脫硝藥液的帶狀水幕噴淋器。這3-6列帶狀水幕噴管是由浸放在脫硝水床中的循環水泵提供以硫酸亞鐵或其他鈣基為主的脫硝水液，煙氣加濕粉塵在有NO吸收液存在下流經煙風道。用脫硝水液加濕洗滌，粉塵液滴在煙氣風速攜帶下直至進入專用脫硝水床再次沖激、吸收、反應。亞鐵鹽和氫氧化鈣等鈣基物為什么能脫去煙氣中的NO，有獨特的工藝機理，已有生產性試驗實例，已經過濕式亞鐵鹽或氫氧化鈣等脫硝處理后的煙氣，再拐向脫硫沉池，開始進行下一級的堿性水液脫硫與深度除塵工序。本項目的發明人曾利用在大水體沖擊除塵脫硫申請并獲得過多項專利權。但此項大水體脫硫沉池技術如今仍有發展創新。其創新點在于前后通長的脫硫沉池長度和深度均加大，容水量顯著增加，當水體深度超過一臨界值時，則可明顯地分成水體上層為洶涌激滿地吸收反應區，而水位下層則由多組錐斗形成了類似斜板沉淀結構的相對穩定的沉淀區，特別是在脫硫沉池的頂棚面，采用了 3-8道固定式的橫斷凸起導流擋板，該導流擋板與池的水面間形成了多個突縮段。煙氣在引風機抽力作用下流經過程中，可以反復數次迫使煙氣形成頻繁沖擊水面的機制，從而起到煙氣反復搓洗水面接受吸收脫硫和深度除塵的作用。而且在該沉池前除塵的關鍵部位設置了隔浪板，防止中下部水體前后涌動，有助于水體中粉塵和脫硫物的沉淀。煙氣經過脫硫沉池無泵噴淋脫硫及深度除塵后，又分成多股進入了多個單塔組成的群塔，這樣就可以采用功率小、但流量大、揚程適當的微型水泵，向群塔的各個單塔內提供堿性脫硫水液，由每塔一到兩個碟狀噴頭，噴出的碟狀水幕強化脫硫減排，完全可以獲得那類高塔大功率水泵相同的脫硫效果，然后向上的煙氣通過大容降速，以及交錯疊落的角頁折板的層層收斂，使排放的煙氣濕度低于8%，最后進入引風機再通向煙囪排放。前一步脫硝除塵水床和后一步脫硫沉池群塔所沉淀分離的灰渣或脫硫物，通過壓把膠塞閥定時排出機體，匯集到同一個沉灰水池內存放，氧化后，再用特制的深水抓斗機或淺水抓斗機，將氧化后的沉灰抓出集中回收使用。本發明的優點是1、本項目探索用亞鐵鹽來脫硝，目的是從保證穩定、持久、安全、 可靠的角度，而不去套用煤粉鍋爐的氨法脫硝工藝。具體先嘗試使用硫酸亞鐵鹽濕式脫硝除塵為第一步，后一步則采用堿法脫硫，即前后兩級均采用大水體方式，使脫硝與脫硫水液各自在獨立的大水體內循環應用，循環凈化及時排出沉淀物的工藝，脫硝脫硫效果明顯。2、 本項目遵照工程力學機理，盡可能降低能耗，盡可能削減用電環節，從而降低制約運行成本的關鍵——用電費用，節約電能，使之用爐單位經濟上能承受得了，特別是國家又發布燃煤煙氣中氮氣化物NO的減排(脫硝)的要求，和對空氣中顆粒物PM2. 5的監控要求，對燃煤煙氣中粉塵排放濃度標準將更加提高，本項目基本可以符合這兩項新的環保要求標準。下面將結合附圖對本發明的實施方式作進一步詳細描述。
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I是本發明結構簡圖。
2是圖I俯視不意圖。
3是圖I左視不意圖。
4是深水位抓斗機結構簡圖。
5是淺水位抓斗機結構簡圖。
6是碟狀水幕噴頭結構簡圖。
7是手動快速壓把膠塞閥封閉狀態結構簡圖。 8是手動快速壓把膠塞閥開啟狀態結構簡圖。
具體實施例方式參見圖1、2、3，雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備包括并排排布的脫硫沉池水床14，水床池底部為錐斗狀。在脫硫沉池水床14頂板平臺之上設有脫硝除塵水床7 ； 脫硝除塵水床7前段的煙風道4內安設噴淋脫硝藥液的水幕噴淋管5 ;脫硝除塵水床7的出煙排風筒11與脫硫沉池水床14 一端入口接通。根據鍋爐噸位大小設置2-5道水幕噴淋管5 ;水幕噴淋管5是由浸在脫硝除塵水床 的水封池中的耐酸泵提供的循環脫硝藥液，通過向脫硝除塵水床7方向傾斜的煙風道 4與脫硝除塵水床7間形成內循環水液輸送系統。脫硝除塵水床7為左右通長短矩形錐斗箱體，煙風道4為左、右兩個，由左、右兩端煙風道4進煙口匯集到中間為排煙筒11。
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脫硫沉池水床14內水床中間設隔浪板16，頂棚左右兩端均設三道橫斷凸起導流擋板15，其中在一個側壁上開設水封池A。排煙筒11通過折彎煙風道，通向脫硫沉池水床14的梯形體煙風均布室12，煙氣由脫硫沉池水床14的進煙口 13分別進入多排并列的脫硫沉池水床14。多臺并列的脫硫沉池水床14尾部根據配套鍋爐噸位大小設置了由2-4臺直徑 Φ600 Φ 955，高度I. 51m 2. 20m單塔17組合成的脫硫群塔，各單塔17內設碟狀水幕噴頭19 一組或兩組，并在脫硫沉池水床14尾部水封池內浸入液下泥漿泵18。脫硫群塔之上座落擴容降速煙氣脫水倉20，其內由砼制成的角頁折板20層層交錯疊放。參見圖1、3，脫硫沉池水床14底部設置沉灰水池26，其上設置有工字鋼軌道和抓斗機27。參見圖3、4、5，抓斗機27分為框架中心單定向拉桿的強力深水抓斗機，和框架外雙定向桿強力淺水抓斗機。參見圖I，煙氣由鍋爐I排出，通過出口煙風道2進入省煤器(或空氣預熱器)3，初步降溫的煙氣通過上行煙風道4在沿著由高位傾斜向下的煙風道途中，接受多道橫斷帶狀水幕噴管5噴出的脫硝水液(藥液)的洗滌吸收，被水液洗滌下來的粉塵與脫硝物，夾雜急速流動的煙氣流中，順煙風道4由脫硝除塵水床7的進煙口 6沖向脫硝水體中，脫硝物及煙灰粉塵將及時沉淀于該水體錐斗8中，再由匯流灰渣溜筒9向下排入地面附近的渣筒中，定時用長桿壓把膠塞閥10排出，并且被定時沖入沉灰水池26中與脫硫物及煙灰一同儲存氧化回收利用。脫硝后的煙氣匯集到脫硝除塵水床7的中間，通過脫硝除塵水床7中間的匯合出煙排風筒11，拐向脫硫沉池前部的梯形煙風均布室12，分別由堿性脫硫沉池的各個進煙口 13，進入脫硫沉池水床14，流動的煙氣在各道橫斷凸起導流擋板15的幾次撲擊下，又將反復地沖激搓沖水面，達到無泵脫硫的目的。該脫硫沉池水床14在距該沉池前端的I. 5 個錐斗的部位，設置了隔浪板16，煙氣行至尾部，拆彎向上又均分進入脫硫群塔，接受塔內碟狀水幕噴頭19的環狀平射的封閉噴淋洗滌，以及強化脫硫，煙氣再向上，進入了煙氣脫水倉，經過多層交錯疊落的角頁折板的收斂水汽，平穩有效地去除煙氣中的水汽，再向上經過匯合煙道21的匯集，進入下行煙風道22通向了風機23排向煙囪。參見圖2，為脫硝除塵水床7、脫硫沉池水床14配套的還有配制脫硝液的機械配制池24，配制脫硫液的機械配制池25，以及兩者共用的沉灰水池26 (見圖2、3)和抓斗機27 排渣系統。參見圖1、2，多臺并列的脫硫沉池水床14尾部根據配套鍋爐噸位大小設置了由 2-4臺直徑Φ600 Φ955，高度I. 51m 2. 20m單塔組合成的脫硫群塔。各脫硫單塔17 內設碟狀水幕噴頭19 一組或兩組，并在脫硫沉池尾部水封池內浸入液下泥漿泵18，為碟狀噴淋頭提供循環水液。整個設備機體全部用鋼板、角鋼、以及鋼管制成，其內壁間距100mm-120mm焊波形鐵線作拉筋，噴涂素水泥灰漿，半干后再噴水泥沙漿1-2次，人工壓平抹面。在為高硫煤鍋爐配套時采用耐酸水泥砂漿作內襯，第一級脫硝除塵設備系統水床內壁，襯耐酸不銹鋼板預防SO4腐蝕。采用雙級大水體凈化工藝，無論所配套的鍋爐大小，均能將整個系統內的總阻力控制在1400Pa以內。用電負荷是電除塵等加濕式脫硫塔工藝設備的六分之一到八分之一，投資也不足它的一半。
權利要求
1.一種雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備，包括并排排布的脫硫沉池水床 (14)，水床池底部為錐斗狀，其特征在于在脫硫沉池水床(14)頂板平臺之上設有脫硝除塵水床(7);脫硝除塵水床(7)前段的煙風道(4)內安設噴淋脫硝藥液的水幕噴淋管(5);脫硝除塵水床⑵的出煙排風筒(11)與脫硫沉池水床(14) 一端入口接通。
2.按照權利要求I所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備，其特征在于根據鍋爐噸位大小設置2-5道水幕噴淋管(5);水幕噴淋管(5)是由浸在脫硝除塵水床(7)的水封池中的耐酸泵提供的循環脫硝藥液，通過向脫硝除塵水床(7)方向傾斜的煙風道(4)與脫硝除塵水床(7)間形成內循環水液輸送系統。
3.按照權利要求I所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備，其特征在于脫硝除塵水床(7)為左右通長短矩形錐斗箱體，煙風道(4)為左、右兩個，由左、右兩端煙風道 ⑷進煙口匯集到中間為排煙筒(11)。
4.按照權利要求I所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備，其特征在于脫硫沉池水床(14)內水床中間設隔浪板(16)，頂棚左右兩端均設三道橫斷凸起導流擋板(15)， 其中在一個側壁上開設水封池(A)。
5.按照權利要求I或3所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備，其特征在于排煙筒(11)通過折彎煙風道，通向脫硫沉池水床(14)的梯形體煙風均布室(12)，煙氣由脫硫沉池水床(14)的進煙口(13)分別進入多排并列的脫硫沉池水床(14)。
6.按照權利要求I所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備，其特征在于多臺并列的脫硫沉池水床(14)尾部根據配套鍋爐噸位大小設置了由2-4臺直徑Φ600 Φ 955，高度I. 51m 2. 20m單塔17組合成的脫硫群塔，各單塔(17)內設碟狀水幕噴頭(19) 一組或兩組，并在脫硫沉池水床(14)尾部水封池內浸入液下泥漿泵(18)。
7.按照權利要求6所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備，其特征在于脫硫群塔之上座落擴容降速煙氣脫水倉(20)，其內由砼制成的角頁折板(20)層層交錯疊放。
8.按照權利要求I所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備，其特征在于脫硫沉池水床(14)底部設置沉灰水池(26)，其上設置有工字鋼軌道和抓斗機(27)。
9.按照權利要求8所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備，其特征在于抓斗機(27)分為框架中心單定向拉桿的強力深水抓斗機，和框架外雙定向桿強力淺水抓斗機。
10.按照權利要求I所述的雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備，其特征在于脫硝藥液是硫酸亞鐵、亞氯酸鈉、氫氧化鈣或電石渣藥液。
全文摘要
本發明屬于燃煤工業鍋爐爐窯煙氣污染防治技術設備范疇，即雙級大水體群塔除塵脫硝脫硫一體化設備。它包括并排排布的脫硫沉池水床，在脫硫沉池水床頂板平臺之上設有脫硝除塵水床，使煙氣能先經脫硝除塵后順利的進入第二級脫硫沉池水床之中進行接續脫硫處理凈化；脫硝除塵水床前段的煙風道內安設噴淋脫硝藥液的水幕噴淋管；脫硝除塵水床的出煙排風筒與脫硫沉池水床一端入口接通。使用硫酸亞鐵鹽濕式脫硝除塵為第一步，后一步則采用堿法脫硫，即前后兩級均采用大水體方式，使脫硝與脫硫水液各自在獨立的大水體內循環應用，循環凈化及時排出沉淀物的工藝，脫硝脫硫效果明顯。具有投資少，運行費用低，效果好，節約電能的特點。
文檔編號B01D47/06GK102580510SQ20121008058
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月25日 優先權日2012年3月25日
發明者關云彪, 關春立, 關春艷 申請人:通化市通關達環保技術設備有限公司