专利名称：二级喷射式烟气净化装置的制作方法
技术领域：
本发明是对锅炉烟气中的灰尘、SO2及NOx清除的装置，属于环保领域/烟气净化技术领域。
背景技术：
目前，现有除尘器按结构原理分为机械阻挡降速重力沉降式除尘器，离心旋风式除尘器，喷雾水膜湿式除尘器，过滤式除尘器，超声波式除尘器，电气式除尘器等。只有湿式除尘器、过滤式除尘器和电气式除尘器的除尘效率能达到95％以上外，其它都在90％以下。而且对烟气中的NOx很难清除。
本发明不仅100％的清除烟气中的灰尘，而且脱硫(SO2)效率＞95％，脱硝(NOx)效率达80～90％。
发明内容
本发明的名称叫做“二级喷射式烟气净化装置”，系环保领域/烟气净化技术领域。二级喷射式烟气净化装置是由二级喷射器和均匀溶解器组成的。而二级喷射器是由射流喷射管和拉法尔喷管组成的。射流喷射管是第一级喷射器，它喷出的是高速水流，相当于把水速放大，使拉法尔喷管喉部压力达到临界值；拉法尔喷管是第二级喷射器，它喷出的烟气速度是水速的十几倍，相当于把烟速放大。高速的烟气流和高速的水流同时从切线方向进入均匀溶解器中。在均匀溶解器中烟和水进行充分地完全地混合和溶解。在均匀溶解器中灰尘和微粒被水吸湿，烟气中的SO2和NOx等和水中的碱性物质起反应生成不溶于水的盐。上述这些固体物质在沉淀池中被沉淀到水底，可用机械方法清除；。而烟气中的CO和N2是几乎不溶于水且比空气轻的气体，它们会溢出水面排入大气层。N2是空气的主要成份，不会对空气造成污染。CO虽有剧毒，但它在煤充分燃烧时不会产生。上述这种通过二级喷射器和均匀溶解器把烟气溶于水中，使烟气中的尘粒被水吸湿而沉淀，溶于水中的有害气体用化学方法清除的装置叫做二级喷射式烟气净化装置。
图1是二级喷射式烟气净化装置工作原理示意图 图中1.锅炉，2.射流喷射管，3.二级喷射器，4.拉法尔喷管，5.均匀溶解器，6.烟囱，7.放气池，8.集污斗，9.沉淀池，10.水泵，11.上水池。
具体实现方法 1、二级喷射式烟气净化装置的工作原理 图1是二级喷射式烟气净化装置的工作原理示意图。其工作原理是来自给水泵(10)的溶液水以很高的速度从二级喷射器(3)的射流喷射管(2)中喷出，高速的水流使拉法尔喷管(4)喉部的压力达到临界值。由于拉法尔喷管的特性使来自锅炉(1)的烟气的速度上升到音速。高速气流和高速水流同时从切线方向进入均匀溶解器(5)中，并在均匀溶解器(5)中进行充分地完全地混合和溶解。烟气中的尘粒被水吸湿，烟气中的SO2和NOx被溶于水中。由于水是碱溶液(用于脱硫时将水配制成Ca(OH)2溶液；用于脱硫、脱硝时，将水配制成NH4OH溶液)，使SO2变成CaSO3或(NH4)2SO4等；使NOx被还原出N2气。在放气池(7)中被净化的烟气从其上方的烟囱(6)中排入大气层。被水吸湿的微粒和飞灰及CaSO3盐等废物在沉淀池(9)中沉淀到集污斗(8)的底部被清除。而(NH4)2SO4和NH4NO3等将被制成化肥。在整个烟气净化过程中，水是循环使用的，但它始终是碱性溶液，一般的情况下，Ca(OH)2或NH4OH被加在上水池(11)中。为了使烟气中的尘粒和有害气体充分地完全地溶解于水中，烟气在均匀溶解器中洗涤的时间大约3到5秒钟。正是由于均匀溶解器的这种作用，使本装置具有与众不同的脱硝功能。
2、本发明的效果 (1)除尘效率100％飞灰和微粒完全被清除； (2)脱硫效率＞95％ SO2是无色有毒气体，比空气重2.2倍，易溶于水，1体积水能溶解40--50体积的SO2。因此，烟气中的SO2能在均匀溶解器中全部溶于水中，生成H2SO3。
SO2+H2O＝H2SO3 SO2和H2SO3与CaO或Ca(OH)2反应生成不溶于水的亚硫酸钙盐CaSO3。
SO2+CaO＝CaSO3 SO2+Ca(OH)2＝CaSO3+H2O H2SO3+CaO＝CaSO3+H2O H2SO3+Ca(OH)2＝CaSO3+2H2O； (3)脱硝效率85-90％ 所谓脱硝，指的是除去烟气中的NOx，NOx主要是NO和NO2组成，而NO含量占90％。
脱硝方法分为干法和湿法两种。干法脱硝效率在80％左右，且成本昂贵。
二级喷射式烟气净化装置采用湿法脱硝，首先使NO2溶于水。
3NO2+H2O＝2HNO3+NO当氧气足够时4NO2+O2+2H2O＝4HNO3 NO虽然溶于水，但不能生成氮的含氧酸。在度0℃时，一体积水可溶解0.07体积的NO。NO难溶于水成为脱硝的难点。但在“本方案均匀溶解器”中有足够的水将烟气洗涤使NO溶于水中，有关研究表明当水溶液中硝酸含量＞12％时，NO的溶解度比在纯水中大100倍，即一体积水能溶解7体积的NO。设烟气开始溶于水中时水是纯净的，首先是NO2溶于水中生成HNO3，如果NO2在水中不被还原，按照本装置均匀溶解器中烟水的比例计算，2小时44分钟后，水溶液中硝酸的含量将为12％左右。因此现在可以说NO溶于水中是不成问题的。
NO和NO2既然都已溶于水中。采用还原法将它们还原成N2气。还原法使用的还原剂为(NH4)2SO3和NH4HSO3，它们正是氨法脱硫工艺中的产物。还原剂就已在溶液中，脱硝就已经在均匀溶解器中悄悄地进行着。因为NOx在烟气中的数量较小，还原剂(NH4)2SO3和NH4HSO3的数量是足够的。如果NOx的数量不能全部被还原，剩余的部分将变成NH4NO3被留在溶液中和(NH4)2SO4一起被从溶液中分离出来做为化肥。它们化学反应方程式为 2NO+O2＝2NO2+27千卡 NO+NO2+H2O＝4HNO2 NH4OH+HNO3＝NH4NO3+H2O NH4OH+HNO2＝N2+3H2O NO+NO2+3(NH4)2SO3＝N2+3(NH4)2SO4 NO+NO2+3NH4HSO3＝N2+3NH4HSO4 4NO2+H2O+3(NH4)2SO3＝N2+3(NH4)2SO4+2HNO3 3、洗烟除尘去污系统的特点 (1)本装置是一台除尘器，又是一台清除SO2和NOx的除污器，同时又是一台引风机。它不仅除尘效果好，同时能有效减少SO2和氮的氧化物NOx对大气的污染；还能限制CO2向大气层的排放量。
(2)结构简单，成本低；性能价格比高； (3)它的缺点是占地面积大，水溶液对系统设备有弱腐蚀性。
4、使用范围 适用电厂锅炉、采暖锅炉及工业窑炉等除尘脱硫脱硝装置及高温除尘器。
权利要求
1.二级喷射式烟气净化装置，系环保领域/烟气净化技术领域。二级喷射式烟气净化装置是由二级喷射器和均匀溶解器组成的。而二级喷射器是由射流喷射管和拉法尔喷管组成的。射流喷射管是第一级喷射器，它喷出的是高速水流，相当于把水速放大，使拉法尔喷管喉部压力达到临界值；拉法尔喷管是第二级喷射器，它喷出的烟气速度是水速的十几倍，相当于把烟速放大。高速的烟气流和高速的水流同时从切线方向进入均匀溶解器中。在均匀溶解器中烟和水进行充分地完全地混合和溶解。
全文摘要
本发明的名称叫做“二级喷射式烟气净化装置”，系烟气净化技术领域。它是通过如附图所示的由射流喷射管和拉法尔喷管组成的二级喷射器，产生高速水流和高速的烟气流经过拉法尔喷管从切线方向进入均匀溶解器中进行充分地完全地混合和溶解，使灰尘和微粒被水吸湿而沉淀，烟气中的SO2和NOx等和水中的碱性物质起反应生成盐。实现100％的除尘、＞95的脱硫、90％的脱硝的效果。它适用于电厂锅炉、采暖锅炉及工业窑炉等的除尘脱硫脱硝装置。系统结构简单、成本低、节能、耐高温、性能价格比高；它的缺点是占地面积较大，水溶液对系统设备有弱腐蚀性。
文档编号B01D47/10GK101229481SQ20071016806
公开日2008年7月30日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年10月30日
发明者李海通 申请人:李海通