专利名称：一种烟气密度法脱硫提碳废热生产蒸汽的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及分离提取烟气中二氧化硫(SO2、分子量64)等气体，利用烟气处理加热水，生产蒸汽的方法及装置。
电力工业是造成SO2污染和酸雨的主要行业，SO2的大量排放导致中国城市的空气污染十分严重。SO2排放造成了严重的酸雨污染和生态损害，因而其环境影响受到了极大关注。世界银行的一份报告《碧水蓝天——展望21世纪的中国环境》估算了中国大气污染和水污染对环境的影响。根据支付意愿价值法估算，中国目前(1995)大气和水污染的损失约占GDP的8％；若采用人力资本估值法，其损失相当于GDP的3.5％。随着SO2排放量的增加，所导致的损失成本迅速增加。根据有关研究，1995年我国由于酸雨和SO2污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济损失为1100多亿元，已接近当年国民生产总值的2.0％，成为制约我国经济和社会发展的重要因素。因此，对SO2排放的控制已势在必行。
由于对排放到大气中的二氧化硫(SO2、分子量64)，环境监控不断加强，所以为从烟气中除去这些气体，开发更有效和更经济的装置的工作一直继续着。特别是在燃煤发电厂中，施加了不少限制，这些限制总是要求提高烟气中除去二氧化硫(SO2、分子量64)的效能。
烟气二氧化硫(SO2、分子量64)除去系统一般分为(a)干式洗涤系统和(b)湿式洗涤系统，干式洗涤系统中，试剂的溶液或浆液被喷撒在热烟气中，使其水分被蒸发，然后收集相当干的有利于处理的副产品；在湿式洗涤系统中，使试剂例如碱试剂或碱土试剂的溶液或浆液与气体接触，然后收集和处理湿淤泥。
干式洗涤系统一般又分为两类。一类是干式喷射装置或垂直反应器，在这种装置中吸附剂被喷撒在含二氧化硫(SO2、分子量64)的烟气流中，在接触之前可选择地除去飞灰。另一类是干吸附剂喷射法，其中，在可能含有催化剂的吸附剂被喷射在穿过气体的水平输送管道中，然后在排放大气之前除去气体中的干的固体反应物和过量的吸附剂。垂直反应器型的干式系统主要适合用在二氧化硫(SO2、分子量64)含量低的气体，可以得到较高的二氧化硫(SO2、分子量64)除去百分数，而用干吸附剂喷射型的干式系统，一般从气体中除去二氧化硫(SO2、分子量64)的百分数比较低。因此，目前公知的烟气脱硫技术均是化学法，费用均较高，处理难度都较大，对于烟气的资源化，减少二次污染都有一定的难度。
本发明的目的是提供一种将锅炉烟气中的二氧化硫(SO2、分子量64)、二氧化碳(CO2、44)、水蒸汽(H2O、分子量18)及废热资源化的装置和方法，此装置和方法是利用化学法实现烟气的净化，利用烟气中各种气体密度不同的特点，用物理法实现各种气体的分离提取，使其资源化的方法。
本系统是通过如下方法实现的一种烟气密度法脱硫提碳废热生产蒸汽的方法及装置，由烟道、扩容腔体、引风机、烟囱、加热器、水泵、气体提取装置、水池等装置连接组成。一种烟气密度法脱硫提碳废热生产蒸汽的方法是利用化学法实现烟气的净化，利用烟气中水蒸汽(H2O、分子量18)放热冷凝，及各种气体密度不同的特点，用物理法实现烟气脱水和各种气体分离提取，使其资源化；此装置是在除尘器后的锅炉烟道上连接内置热管换热器的腔体，热管换热器带有清灰装置；热管换热器的腔体出口，连接另一扩容腔体，扩容腔体有足够的截面积和容积；扩容腔体底部有清灰冲洗布水管装置，扩容腔体底部有汇水槽，汇水槽与沉淀池连接；烟气从热管换热器腔体进入与之连接的扩容腔体前部，从扩容腔体的顶部开口排出；扩容腔体内安装有烟气加热器，烟气加热器上安装有不凝性气体排放装置和纵向布置的热虹吸管和下水管道，与上置蒸发器连接，蒸发器顶部连接有排汽管道，烟气加热器连接有排水管，原水给水管与烟气加热器连接；在烟气加热器之后安装有收水器；沉淀池顶部与扩容腔体之间连接有气压平衡管道，沉淀池上连接有泥浆泵和脱水装置，沉淀池连接有水泵，水泵与扩容腔体底部清灰装置和水过滤装置连接，水过滤装置与烟气加热器顶部清灰装置和烟气加热器配水给水装置连接；在汇水槽与沉淀池连接的管道上，安装有节流装置与倒U形管一端连接，倒U形管的另一端置于集气槽底部最低处；扩容腔体集气槽内，安装有提取气体装置，提取气体装置的外泄废气通过排气装置排到扩容腔体内；扩容腔体顶部的烟气排出管与引风机、热管换热器连接，热管换热器的吸热装置与热管换热器的放热装置通过管道连接，热管换热器腔体与烟道、烟囱连接；整套装置具有耐腐蚀、保温、密封特性。
装置系统是利用烟气中的水蒸汽(H2O、分子量18)、氧气(O2、分子量32)、氮气(N2、分子量28)、二氧化硫(SO2、分子量64)、三氧化硫(SO3、分子量80)气体、一氧化氮(NO、分子量30)、二氧化氮(NO2、分子量44)气体、氯化氢(HCl、分子量36.5)气体和二氧化碳(CO2、44)等气体的化学特性通过对烟气的换热降温使烟气中的水蒸汽(H2O、分子量18)放热冷凝，结露雾化，吸收烟气中的酸性气体形成酸溶液，酸溶液与烟气中的碱性粉尘产生化学反应，生成酸盐混合溶液，回收酸性冷凝水并缩小烟气体积；利用烟气中各种气体密度不同的特点，通过扩容降低烟气的流速，使烟气中的粉尘沉降，各种气体自然分层，通过安装于各气层中的漂浮取气装置，用物理法实现烟气中各种气体的分离提取，将烟气除尘、净化，使其资源化。
热管换热器为重力式自然循环热管装置，热管装置吸热端在下，放热端在上，热管换热器的吸热装置与热管换热器的放热装置通过垂直或可使液体自流的管道连接。
扩容腔体可为六面体结构，热管换热器腔体的底与扩容腔体的底为同一连续倾斜底面，扩容腔体底面为从高到底以一定的斜度延伸的平面，扩容腔体的底部有沿坡度方向的，平行于坡面的波纹沟槽，腔体的壁面均为防腐耐酸材料制作，扩容腔体底面从高到低以次布置有清灰冲洗布水管装置，汇水槽，集气槽。清灰装置冲洗水布水管，自排烟气腔体的底部的高端沿扩容腔体底部流下，汇入扩容腔体底部后端处的汇水槽，汇水槽有一定斜度，通过置于汇水槽终端底部的管道引出，与沉淀池连接；集气槽在扩容腔体末端，汇水槽在其上游，两槽之间有倒U形管连接集气槽底部和汇水槽节流装置；烟气从扩容腔体底的前部热管换热器腔体的下端进入，从扩容腔体顶的尾端管口排出，即烟气进、出口走向为对角布置。
烟气加热器为平行六面体结构，烟气加热器的顶部出水口连接倾斜管道，倾斜管道上面管口连接安装不凝性气体排放装置，倾斜管道连接纵向布置的热虹吸管，热虹吸管上端出口连接上置蒸发器，蒸发器底部连接有下水管道与烟气加热器的底部进水管连接，蒸发器顶部连接有排汽管道，烟气加热器进水管与出水管为对角线等流径布置，烟气加热器的顶部安装有清灰装置；烟气加热器的横向截面为矩形结构，纵向截面为平行四边形结构，烟气加热器的底部与腔体的底部平行一致，上顶部和腔体的顶部盖板平面逐步顺延，宽度逐渐增加，形成烟气汇集腔，烟气加热器有足够的表面积，耐腐蚀，表层为电绝缘材料，中间为导体，内表层为电绝缘材料，即为三层结构，中间为导体，两侧为绝缘体，烟气加热器的导体部分通过绝缘导线与直流电源的负极连接，直流电源的正极通过耐腐蚀电极和水溶液与烟气加热器构成回路，此装置可为金属通过镀膜喷涂、电泳、金属表面电高频加热氧化、等离子体镀膜等工艺加工处理的金属镀绝缘材料，或是经过特殊工艺处理的表层为电绝缘材料，中间为导体，内表层为电绝缘材料的玻璃或陶瓷材料。
收水器安装在烟气加热器之后，收水器可以是常规的，也可以是特别给水预热收水器，给水管连接给水预热收水器，给水预热收水器出水管与烟气加热器连接，给水预热收水器之后可安装常规收水器；经过酸度调整的原水通过管道连接水冷预热收水器。
沉淀池连接有灰浆泵，灰浆泵连接灰浆脱水装置，沉淀池与灰浆脱水装置之间连接有回水管道，沉淀池连接有水泵，水泵出口分别连接扩容腔体底部清灰装置和水过滤装置。
灰水过滤装置分别与烟气加热器顶部清灰装置和烟气加热器配水装置连接；灰水过滤后分两路供出，沉淀池一路进入加热器喷淋清洗布水管道；另一路通过管道进入水处理原水池，经沉淀过滤后泵入烟气加热器。
提取气体装置安装在扩容腔体壁上和集气槽内，提取气体装置为气浮式取气装置，取气装置的管道上安装有取气风机，通过管道与气体深加工系统连接，深加工装置的排气通过负压抽气风机将气体排到腔体装置中，取气口内置气浮子式取气器，根据需要从低到高依次可布置至少一个取气口内置气浮子式取气器。
清灰装置安装在热管换热器和烟气加热器的顶部，用水或水蒸汽(H2O、分子量18)冲洗热管换热器和烟气加热器的表面，清灰装置具有耐腐蚀特性。
将锅炉烟气经过除尘器后，引入内置热管换热器吸热装置的一腔体内，热管吸热装置换热器上有水喷淋清灰或水蒸汽(H2O、分子量18)吹射清灰装置。热管换热器的放热端通过管道与烟气排出管道换热腔体烟气加热腔连接，此热管换热器为重力式自流循环装置。锅炉烟气经热管换热器腔体后，进入另一为地下结构或是半地下结构或是地上结构的扩容腔体内，扩容腔体均为防腐耐酸材料制作。腔体池的底部为从高到底以一定的斜度延伸的有平行于坡面的波纹沟槽的斜底面，烟气从扩容腔体底部高端进入，从扩容腔体顶部尾端排出，即烟气进出口走向为对角布置。冲洗水布水管自排烟气腔体的底部的高端池壁沿底部的凹形槽流下，以实现冲灰。
腔体内置有烟气加热器，烟气加热器底部给水，顶部出水，为平行六面立方体结构。烟气加热器有足够的表面积，耐腐蚀，表层为电绝缘材料，中间为导体，内表层为电绝缘材料，即为三层结构，中间为导体，两侧为绝缘体。烟气加热器的顶部出水口有一倾斜管道，不凝性气体排放装置安装于此处，有热虹吸管将水送达到有一定高度的上置式蒸发器上，蒸发器底部连接有下降管与加热器的进水管连接，调整酸度后的给水，通过管道输入安置于烟气加热器之后的水冷预热收水器内，加热的水给入烟气加热器补水管。水冷预热收水器之后安装有常规收水器。在烟气加热器的最低处连接有通过阀门控制的排污管道，靠系统内部的压力实现对下游的蒸馏脱盐水处理装置的供水。烟气加热器进水管与出水管为对角线等流径结构。换热器的顶部有用于冲洗换热器的雾化喷淋布水器，池的底部有沿坡度方向的布水波浪槽，距池壁的一定距离有汇水槽，汇水槽有一定斜度，汇集的灰水通过置于槽底部的管道引出，与沉淀池连接，在汇水槽节流管道壁上有一倒U形管接出，置于汇水槽下游的集气槽最低处，通过其流速产生的负压，抽取集气槽底部的气体。集气槽下部安置有在薄壁体轻坚韧的密闭容器内充入氢气或氦气的气浮式取气装置，在集气槽的上部安装有另一气浮式取气装置，取气装置的管道上安装有取气风机，通过管道与气体深加工系统连接。深加工装置的排气通过负压抽气风机将气体排到扩容腔体装置中。沉淀池底部管道连接有泥浆泵，泥浆通过泥浆浓缩干燥装置实现水、浆的分离。泥浆通过输送装置输入灰处理系统，分离析出的清水回流沉淀。沉淀池溢出的水进入清水池，通过水泵分两路供出，一路通过阀门控制进入腔体装置底部的灰水冲洗装置，另一路进入过滤器，过滤后分两路供出，一路进入加热器喷淋清洗布水管道；另一路通过管道进入蒸馏水处理原水池调整原水酸度。气压平衡装置通过管道与沉淀池的顶部排气口和扩容腔体连接，实现对封闭沉淀池溢出气体的吸收循环。烟气加热器的导体部分通过绝缘导线与直流电源的负极连接，直流电源的正极通过耐腐蚀电极与池的底部及烟气加热器连接，形成静电防垢除尘电路。在烟气加热器的末端安装有收水器，以收取烟气中的水滴。在扩容腔体的上顶尾部，有烟气排出口，烟气通过引风机将风引出送达热管换热器，将烟气加热升温，通过烟道排出。烟气加热器的纵向截面为平行四边形结构，烟气加热器的底部与扩容腔体的底部平行一致，烟气加热器的上顶部和扩容腔体的顶部盖板平面逐步分离，宽度逐步增加，形成烟气汇集腔。
扩容腔体从低到高依次布置有二氧化硫(SO2、分子量64)、二氧化碳(CO2、44)和烟气排气口，排出的烟气通过引风机鼓入热管烟气加热器加热，进入烟囱排放。烟气排放口置于池的上顶部一角，烟气进气口对角置池的底部进气口，池有足够的深度、足够的截面积和足够的容积，使烟气有较低的流速，便于烟气根据比重自动分层。喷淋器将水喷淋到换热器的上部，从池底的汇水槽汇入汇水管排放。
经过除尘器除尘的烟气，温度较高，属于粉尘、二氧化碳(CO2、44)、二氧化硫(SO2、分子量64)、氧气(O2、分子量32)、氮气(N2、分子量28)、一氧化碳(CO、分子量28)、二氧化氮(NO2、分子量44)、水蒸汽(H2O、分子量18)等气体的混合气体，气体在烟道中流速较快，属于紊流状态，将高温的烟气引入有足够深度、截面积和容积的烟气扩容器，在扩容器内烟气的流速迅速下降，并根据密度的不同自动分层，比重大的二氧化硫(SO2、分子量64)、三氧化硫(SO3、分子量80)、二氧化氮(NO2、分子量44)等气体沉于池的底部，而比重较轻的一氧化氮(NO、分子量30)、氯化氢(HCl、分子量36.5)、氮气(N2、分子量28)、一氧化碳(CO、分子量28)、水蒸汽(H2O、分子量18)等气体漂于烟气的顶部，二氧化碳(CO2、44)置于容器烟气的中层，由于烟气进气口置于容器的底部排放，而比重较大的粉尘在降低了流速的容器中，自然沉降，也沉于池的底部，上部的喷淋装置将水喷淋于换热器及腔体内以水雾形式喷入，吸收了烟气中的热量，温度升高。水雾将烟气中的可溶性气体溶解吸收，并和烟气中的显碱性的粉尘和烟气中的酸性气体发生反应，烟气中的水蒸汽(H2O、分子量18)和烟气的大部分热量通过置于腔体内的换热器吸收并通过热虹吸自循环方式在蒸发器内产生水蒸汽，水蒸汽又作为下一级换热器的水蒸汽，实现多效蒸发。放热的烟气中的水蒸汽(H2O、分子量18)冷凝，顺着换热器壁下流，与喷淋的水汇合，由于装置安装有静电防结垢装置使得换热器表层感应出正电荷，烟气在电场的作用下，粉尘吸附于换热器表面，随水流下，并沿着池底斜坡，汇集于汇水槽内，进入沉淀池将烟气中回收的粉尘收集，由于烟气在扩容器内流速慢，被冷却体积收缩，而水蒸汽(H2O、分子量18)冷凝，使的烟气体积大大缩小，加之喷淋的水显酸性，而烟气中的粉尘显碱性，在具有大的接触面积条件下，使的烟气中的二氧化硫(SO2、分子量64)、三氧化硫(SO3、分子量80)、氯化氢(HCl、分子量36.5)等气体均溶于水中，并和烟气中的碱性的粉尘发生反应，转变为盐或酸，成为饱和的酸性气体的饱和溶液。此水经沉淀过滤后泵入原水处理设备作为烟气加热器的补水使用。未溶解的二氧化硫(SO2、分子量64)、二氧化碳(CO2、44)、氮气(N2、分子量28)、氧气(O2、分子量32)、一氧化碳(CO、分子量28)及水蒸汽(H2O、分子量18)通过各自比重的不同自然分层，底部的二氧化硫(SO2、分子量64)汇于低于池底的集气槽内，集气槽内安置有取气管，取气管口通过气球式浮子与取气管连接，使取气管口置于二氧化硫(SO2、分子量64)气体内，在二氧化硫(SO2、分子量64)气体之上有和二氧化碳(CO2、44)气体密度对应的二氧化碳(CO2、44)取气管，置于二氧化碳(CO2、44)气层内，在池的顶部，安装有烟气排气口，排出的烟气经引风机鼓入烟气加热热管式加热器或蒸汽加热器，将烟气提温，排出。二氧化硫(SO2、分子量64)作为原料，根据工艺的不同与常规的二氧化硫(SO2、分子量64)处理装置连接。二氧化碳(CO2、44)气体与常规的二氧化碳(CO2、44)气体处理装置连接利用。溢出的二氧化硫(SO2、分子量64)和二氧化碳(CO2、44)气体通过收集管道重新置于烟气的进气口处，进行重新分层。
此方法可以非常简单的没有任何公害的实现烟气的资源化，解决烟气脱硫这一困扰世界的难题，同时充分回收了烟气中的能量，通过对废水如城市污水的蒸发，制取电厂所需循环水及锅炉补水，而所收集的灰可根据不同电厂的情况或者直接排放或者煅烧处理，使之实现无毒化。此系统利用烟气的物理特性，不添加任何化学成份，利用自身的热量将水蒸发，将烟气的有害成份资源化，用最简单的方法实现了烟气的脱硫，二氧化碳(CO2、44)的提纯，废热的再利用，废水的蒸馏脱盐，危险灰尘的再处理等一系列工作，代表了清洁生产的发展方向，意义重大。
下面结合附图
和实施例对本发明进一步说明。
图中1锅炉烟道、2除尘器、3热管换热腔体、4换热器喷淋清洗装置、5热管吸热换热器、6静电防结垢直流电源、7接地装置、8扩容腔体底部冲灰器、9酸性清水管、10除尘器排灰管、11扩容腔体、12过滤器、13飞灰混合器、14灰输送装置、15滤灰仓、16滤水器、17、汇水池、18泥浆输送管、19滤水回水管、20酸性水进水管、21冲灰水管、22水泵、23澄清水池、24接地电极、25澄清水池排灰管、26沉淀水池溢水管、27沉淀水池、28气压平衡管、29换热器排水管、30灰水排水管、31抽气节流器、32汇水槽、33倒U形抽气排水管、34二氧化硫(SO2、分子量64)集气槽、35弹缩取气管、36二氧化硫气浮式取气装置、37二氧化硫(SO2、分子量64)气体处理装置、38溢出气体排风机、39引风机、40二氧化碳(CO2、44)气浮式取气装置、41预热收水器、42常规收水器、43烟气排管、44二氧化碳(CO2、44)处理装置、45烟气引风机、46热管放热换热器、47加热器给水管、48加热器喷淋清灰器、49烟气换热冷凝器、50烟囱、51热管连接管、52给水配水池、53原水进水管、54酸性水进水管、55酸性水输出管、56蒸发器落水管、57蒸发器、58不凝性气体排气器、59蒸汽控制阀、60蒸汽输出管、61热虹吸管锅炉燃烧排出的烟气通过锅炉烟道1、除尘器2除尘后进入到设有换热器喷淋清洗装置4的热管吸热换热器5吸热，降低烟气的温度，缩小烟气的体积，使烟气降低流速，换热器喷淋清洗装置4喷淋出的水清理热管吸热换热器5上的粉尘，使热管保持清洁和高换热效率，换热器喷淋清洗装置4喷出的可以是水，可以是高压蒸汽。烟气放热后，密度增加，下沉，沉积的飞灰经冲水装置冲洗，进入到扩容腔体11内，烟气通过布气装置，根据气体自身密度的不同在扩容腔体11内分层，比重轻的水蒸汽(H2O、分子量18)、氮气(N2、分子量28)、氧气(O2、分子量32)、一氧化氮(NO、分子量30)等气体在腔体内的上部，二氧化碳(CO2、44)、氯化氢(HCl、分子量36.5)气体置于腔体气体的中部，二氧化硫(SO2、分子量64)、三氧化硫(SO3、分子量80)、二氧化氮(NO2、分子量44)等置于腔体的下底部。安置于烟气加热器49上部的加热器喷淋清灰器48喷出的水，将换热器清洗，同时形成水雾和烟气充分换热，吸收烟气中其它气体的热焓变成水蒸汽(H2O、分子量18)上升，水滴溶解烟气中的易溶氯化氢(HCl、分子量36.5)气体、一氧化氮(NO、分子量30)气体、二氧化氮(NO2、分子量44)气体、三氧化硫(SO3、分子量80)等气体，提高水蒸汽(H2O、分子量18)的结露点，与烟气加热器49内的水形成足够的温差，冷凝水沿管壁下流，将烟气中的酸性气体进行洗涤，而灰尘在被水珠及有带有静电的换热器吸附随水被扩容腔体底部灰槽冲灰器8冲下进入到灰水槽32内汇集。而二氧化硫(SO2、分子量64)、二氧化碳(CO2、44)及其它的烟气，自动分层，根据比重密度的不同，象鸡尾酒那样分层，通过预热收水器41后，滤除了其中的水滴，进入到扩容腔体11烟气分层区，比重较轻的烟气在表层，经烟气引风机45排出，进入到热管放热换热器46的放热端加热通过烟囱50排出。底部的二氧化硫(SO2、分子量64)通过漂浮二氧化硫(SO2、分子量64)取气器36上的弹缩取气管35经引风机抽出，进入到二氧化硫(SO2、分子量64)气体处理装置37中，二氧化硫(SO2、分子量64)气浮式取气装置36是根据不同烟气的密度不同，浮于烟气之中，它的取气口置于气浮式排气装置的下部，可确保二氧化硫(SO2、分子量64)的排气纯度。二氧化碳(CO2、44)气浮式取气装置40也是根据比重置于二氧化碳(CO2、44)之中，二氧化碳(CO2、44)气浮式取气装置40的取气口在起浮式取气器的下部。三氧化硫(SO3、分子量80)气体由于比重最重，将汇集于集气槽的最下部，通过汇水管的抽气节流器31上的倒U形抽气排水管33，将其内部的水或三氧化硫(SO3、分子量80)气体抽取，排出，在抽气过程中，也有二氧化硫(SO2、分子量64)气体被抽出，此水气混合物进入到沉淀水池27中，灰水中灰的碱性成份和水中的酸反应形成盐，溶于水中，而饱和的二氧化硫(SO2、分子量64)等酸性气体将在沉淀池内溢出，充满密闭容器的上部，通过气压平衡管28排到扩容腔体11内。
灰浆通过沉淀水池27上的灰浆泵抽出，到达灰水分离装置15、16、17脱水，水经过回水管19溢流到澄清水池23，脱水的灰通过灰输送装置14与锅炉排灰混合进入到锅炉排灰处理装置中。由于二恶英不溶于水，也沉到灰中，随着灰共同被输入到灰处理装置中。而从沉淀池溢出的水进入到澄清水池23，分两路供出，一路进入过滤器12，形成酸性特点的水，进入到酸性清水管9中，作为喷淋清灰水和配水池补水；另一路通过阀门和冲灰水管21进入到扩容腔体底部灰槽冲灰器8中。二氧化硫(SO2、分子量64)气体和二氧化碳(CO2、44)气体，经处理装置溢出，通过泵38抽出进入到分层腔体内，实现气体的再次分离，而经过配水的酸性水补入到烟气加热器49中，可以防止在冷凝器内壁上的水垢的生成。蒸发器产生的水蒸汽(H2O、分子量18)引入下游的蒸馏脱盐装置。换热器的排水进入到下游的补水装置，最终浓缩后排放。
权利要求
1.一种烟气密度法脱硫提碳废热生产蒸汽的方法及装置，由烟道、扩容腔体、引风机、烟囱、加热器、水泵、气体提取装置、水池等装置连接组成，其特征是一种烟气密度法脱硫提碳废热生产蒸汽的方法是利用化学法实现烟气的净化，利用烟气中水蒸汽(H2O、分子量18)放热冷凝，及各种气体密度不同的特点，用物理法实现烟气脱水和各种气体分离提取，使其资源化；此装置是在除尘器后的锅炉烟道上连接内置热管换热器的腔体，热管换热器带有清灰装置；热管换热器的腔体出口，连接另一扩容腔体，扩容腔体有足够的深度、足够的截面积和容积；扩容腔体底部有清灰冲洗布水管装置，扩容腔体底部有汇水槽，汇水槽与沉淀池连接；烟气从热管换热器腔体进入与之连接的扩容腔体前部，从扩容腔体的顶部开口排出；扩容腔体内安装有烟气加热器，烟气加热器上安装有不凝性气体排放装置和纵向布置的热虹吸管和下水管道，与上置蒸发器连接，蒸发器顶部连接有排汽管道，烟气加热器连接有排水管，原水给水管与烟气加热器连接；在烟气加热器之后安装有收水器；在汇水槽与沉淀池连接的管道上，安装有节流装置与倒U形管一端连接，倒U形管的另一端置于集气槽底部最低处；沉淀池顶部与扩容腔体之间连接有气压平衡管道，沉淀池上连接有泥浆泵和脱水装置，沉淀池连接有水泵，水泵与扩容腔体底部清灰装置和水过滤装置连接，水过滤装置与清灰装置和烟气加热器配水给水装置连接；扩容腔体集气槽内，安装有提取气体装置，提取气体装置的外泄废气通过排气装置排到扩容腔体内；扩容腔体顶部的烟气排出管与引风机、热管换热器连接，热管换热器的吸热装置与热管换热器的放热装置通过管道连接，热管换热器腔体与烟道、烟囱连接；整套装置具有耐腐蚀、保温、密封特性。
2.根据权利要求1所述的一种烟气密度法脱硫提碳废热生产蒸汽的方法及装置，其特征是装置系统是利用烟气中的水蒸汽(H2O、分子量18)、氧气(O2、分子量32)、氮气(N2、分子量28)、二氧化硫(SO2、分子量64)、三氧化硫(SO3、分子量80)气体、一氧化氮(NO、分子量30)、二氧化氮(NO2、分子量44)气体、氯化氢(HCl、分子量36.5)气体、一氧化碳(CO、分子量28)和二氧化碳(CO2、44)气体的化学特性通过对烟气的换热降温使烟气中的水蒸汽(H2O、分子量18)放热冷凝，结露雾化，吸收烟气中的酸性气体形成酸溶液，酸溶液与烟气中的碱性粉尘产生化学反应，生成酸盐混合溶液，回收酸性冷凝水；利用烟气中各种气体密度不同的特点，通过扩容降低烟气的流速，使烟气中的粉尘沉降，各种气体自然分层，通过安装于各气层中的漂浮取气装置，用物理法实现烟气中各种气体的分离提取，将烟气除尘、净化，使其资源化。
3.根据权利要求1所述的热管换热器，其特征是热管换热器为重力式自然循环热管装置，热管装置吸热端在下，放热端在上，热管换热器的吸热装置与热管换热器的放热装置通过垂直或可使液体自流的管道连接。
4.根据权利要求1所述的扩容腔体，其特征是扩容腔体可为六面体结构，热管换热器腔体的底与扩容腔体的底可为同一连续倾斜底面，扩容腔体底面为从高到底以一定的斜度延伸的平面，扩容腔体的底部有沿坡度方向的，平行于坡面的波纹沟槽，腔体的壁面均为防腐耐酸材料制作，扩容腔体底面从高到低以次布置有清灰冲洗布水管装置，汇水槽，集气槽；清灰装置冲洗水布水管，从排烟气腔体的底部的高端沿扩容腔体底部流下，汇入扩容腔体底部后端处的汇水槽，汇水槽有一定斜度，通过置于汇水槽终端底部的管道引出，与沉淀池连接；集气槽在扩容腔体末端，汇水槽在其上游，两槽之间有倒U形管连接集气槽底部和汇水槽节流装置；烟气从扩容腔体底的前部热管换热器腔体的下端进入，从扩容腔体顶的尾端管口排出，即烟气进、出口走向为对角布置。
5.根据权利要求1所述的烟气加热器，其特征是烟气加热器为平行六面体结构，烟气加热器的顶部出水口连接倾斜管道，倾斜管道上面有管口连接安装不凝性气体排放装置，倾斜管道连接纵向布置的热虹吸管，热虹吸管上端出口连接上置蒸发器，蒸发器底部连接有下水管道与烟气加热器的底部进水管连接，蒸发器顶部连接有排汽管道，烟气加热器进水管与出水管为对角线等流径布置，烟气加热器的顶部安装有清灰装置；烟气加热器的横向截面为矩形结构，纵向截面为平行四边形结构，烟气加热器的底部与腔体的底部平行一致，上顶部和腔体的顶部盖板平面逐步顺延，宽度逐渐增加，形成烟气汇集腔，烟气加热器有足够的表面积，耐腐蚀，表层为电绝缘材料，中间为导体，内表层为电绝缘材料，即为三层结构，中间为导体，两侧为绝缘体，烟气加热器的导体部分通过绝缘导线与直流电源的负极连接，直流电源的正极通过耐腐蚀电极和水溶液与烟气加热器构成回路，此装置可为金属通过镀膜喷涂、电泳、金属表面电高频加热氧化、等离子体镀膜等工艺加工处理的金属镀膜绝缘材料，或是经过特殊工艺处理的表层为电绝缘材料，中间为导体，内表层为电绝缘材料的玻璃或陶瓷材料。
6.根据权利要求1所述的收水器，其特征是收水器安装在烟气加热器之后，收水器可以是常规的，也可以是特别给水预热收水器，给水管连接给水预热收水器，给水预热收水器出水管与烟气加热器连接，给水预热收水器之后可安装常规收水器；经过酸度调整的原水通过管道连接给水预热收水器。
7.根据权利要求1所述的沉淀池，其特征是沉淀池连接有灰浆泵，灰浆泵连接灰浆脱水装置，沉淀池与灰浆脱水装置之间连接有回水管道，沉淀池连接有水泵，水泵出口分别连接扩容腔体底部清灰装置和水过滤装置。
8.根据权利要求1所述的灰水过滤装置，其特征是灰水过滤装置分别与清灰装置和烟气加热器配水装置连接；灰水过滤后分两路供出，沉淀池一路进入喷淋清洗布水管道；另一路通过管道进入水处理原水池，经沉淀过滤后泵入烟气加热器。
9.根据权利要求1所述的提取气体装置，其特征是提取气体装置安装在扩容腔体壁上和集气槽内，提取气体装置为气浮子式取气装置，气浮子为一薄壁体轻坚韧的密闭容器内充入氢气或氦气的气球，取气装置的管道上安装有取气风机，通过管道与气体深加工系统连接，深加工装置的排气通过抽气风机将气体排到扩容腔体装置中，取气口内置气浮子式取气器，根据需要从低到高依次可布置至少一个取气口内置气浮子式取气器。
10.根据权利要求1所述的清灰装置，其特征是清灰装置安装在热管换热器和烟气加热器的顶部，用水或水蒸汽(H2O、分子量18)喷淋冲洗热管换热器和烟气加热器的表面，清灰装置具有耐腐蚀特性。
全文摘要
一种烟气密度法脱硫提碳废热生产蒸汽的方法及装置，由烟道、扩容腔体、引风机、烟囱、加热器、水泵、气体提取装置、水池等装置连接组成，本方法及装置是利用化学法实现烟气的净化，利用烟气中水蒸汽(H
文档编号B01D53/78GK1523269SQ0310369
公开日2004年8月25日 申请日期2003年2月18日 优先权日2003年2月18日
发明者徐宝安 申请人:徐宝安