专利名称：喷流冲击液雾清洗脱硫除尘脱水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及烟气净化技术，尤其是一种使烟气经过浸没喷流冲击、液雾多程清洗和液膜捕集而获得高效脱硫除尘及脱水的新型烟气净化装置。
近年来，为了满足治理酸雨和二氧化硫污染的需要，我国已有多项简易湿法脱硫除尘技术被列入“国家环保最佳实用技术”，例如YSC型脱硫除尘器、SSX湿式双旋脱硫除尘器和XSL湿式脱硫除尘器等，它们是简易石灰(石)——石膏法的衍生技术，共同特点是脱硫除尘过程融为一体，使用廉价的CaO作脱硫剂，设备结构简单，水循环使用不外排，投资省，运行费用低。但是它们也共同的存在着一些使其难于推广应用的缺点，主要有①整体设备多是除尘器+脱硫器+脱水器或者脱硫除尘器+脱水器的模块组合式结构，一体化程度不不高，占地面积大，不易为原有锅炉房条件所容纳；②均需增设独立的CaO溶浆槽，使占地面积更加扩大；③为达到使用原有引风机不增加电耗目的，多是采取一、二种常用的气液接触方式进行脱硫，反应过程缺少强化措施，脱硫率不高，都低于80％，目前尚可，从长远看却不能满足降低SO2排放量的高标准要求；④缺少氧化环节，脱硫产物以CaSO3为主，易造成二次污染；⑤结垢现象堵塞严重，设备运行可靠性差；⑥酸腐蚀严重，零部件易损坏，设备使用寿命短，维护费用高；⑦烟气温度高时，碱液受热激烈蒸发，补充损耗水量大。所列缺点不仅降低了这类最佳实用技术在工业锅炉上的实用价值，而且还限制了其在发电锅炉上的扩大应用，使我国电力行业直至目前对发电锅炉尚未见到确有发展前途的湿式脱硫除尘一体化设备可供选用。
我国工业锅炉和发电锅炉年燃煤量，到2000年末将达到11亿吨，是煤炭总消费量的80％，排放SO2量占全国总排放量的90％。在短期内大面积完成工业锅炉和发电锅炉烟气的脱硫治理，是实现“二控区”控制目标的重要保证。为此，必须尽快创造出一种实用性好可靠性高的新型湿法脱硫除尘一体化设备，克服现有技术的多种缺点，使其在适合工业锅炉采用的基础上，简单方便的扩大到在发电锅炉上使用。为达到这一目的，本实用新型特设计了喷流冲击液雾清洗脱硫除尘脱水器这项新的发明。
图1是本发明的结构示意图。在
图1中，1是浸没喷流床，2是液雾洗涤床，3是旋风脱水器，4是碱液生成槽，5是碱度调控槽，6是石灰筐，7是给水管，8是PH计，9是液位调控闸板，10是除渣机，11是安全溢出口，12是烟气入口，13是烟气分配箱，14是空气入口，15是空气分配箱，16是浸没喷管，17是外环通道腔，18是降液管，19是雾化喷咀，20是烟气出口。烟气分配箱13与空气分配箱15重叠配置。烟气在引风机或通风机作用下，通过烟气入口进入烟气分配箱13并经浸没喷管16喷入浸没喷流床1，与此同时，供氧化用的空气在鼓风机作用下，通过空气入口14进入空气分配箱15，也经浸没喷管16喷入浸没喷流床1。浸没喷流床1盛有一定量的Ca(OH)2溶液，用液位调控闸板9控制液面高度，而液雾洗涤床2筒体下沿在其中插入一定深度，利用水封形成封闭结构，阻止喷入气体外流。浸没喷管16是套管式结构，外层管与烟气分配箱13连通，中心管与空气分配箱15连通，烟气从环缝中喷出，空气从中心管底端喷出，二喷口相距约500mm，环缝喷口在液面下浸没深度为0--100mm。浸没喷管16是多根密布，从而在浸没喷流床1中产生二层喷射鼓泡区，在鼓泡区内以细流高速喷出的气体使液体激烈搅拌产生液花，在其作用下喷出的气流被破裂成细碎的气泡，从而形成大量的气液界面，强化了化学反应传递过程。在上喷射鼓泡区内，烟气中的SO2溶于水中与Ca2+反应产生CaSO3，并立即氧化生成CaSO4·2H2O晶体。下喷射鼓泡区则为上喷射鼓泡区提供充足的氧气，使CaSO3全部转化成CaSO4·2H2O晶体并长大，而后向浸没喷流床1底部沉积，用除渣机10排出。烟气分配箱13和空气分配箱15的外周与液雾洗涤床2的筒壁间形成外环通道腔17，喷入浸没喷流床1的空气和烟气相混合后，通过外环通道腔17进入液雾洗涤床2向上流动。在外环通道腔17出口处装有雾化喷咀17，向上喷身Ca(OH)2溶液，雾化的液滴首先在烟气流中向上流动，失去动能后又在烟气流中向下回落，经外环通道腔17流入浸没喷流床1，细液滴则被气流重新带入液雾洗涤床2。Ca(OH)2溶液雾滴在升起和回落的多次往返运动中与烟气中剩余的SO2和细粉尘接触碰撞而起到吸收清洗作用。液雾洗涤床2顶端封闭，迫使烟气携带细液滴切向流入旋风脱水器3向下旋转流动，在离心力作用下液滴在内筒壁上贴壁形成溶液膜，起到脱水作用，溶液膜向下流动通过降液管18下端口进入浸没喷流床1。在旋风脱水器3中，被高度脱硫、除尘和脱水的净化烟气，从中心管的烟气出口20中排出。在上述烟气脱硫除尘和脱水过程中，始终利用Ca(OH)2溶液与烟气接触反应，Ca(OH)2在器体内封闭循环使用，保证脱硫剂CaO充分利用。在碱度调控槽5内，根据PH计8的信号，通过给水管7改变给水量对溶液的碱度进行智能控制，在PH＝8～10之间保持定值。有一定PH值的纯净CA(oh)2溶液用水泵送至各雾化喷咀19，喷出的雾化液滴最终落入浸没喷流床1内，迫使其中的溶液经液位调控闸板9的上沿流入碱液生成槽4，并通过石灰筐6再度溶解CaO，使溶液因生成CaSO4·2H2O而降低了的PH值重新达到适当高于所要求的初始值。在石灰筐6内定时加入石灰碎块，利用石灰筐6在溶液中埋入的深度控制CaO的溶解量。Ca(OH)2溶液中的水有一部分因受高温烟气加热而转成蒸汽，随同净化烟气流出器外，需另向碱液生成槽4中加水给予补充。在本发明装置内，烟气经干除尘后送入，除渣机10排出的是高纯度石膏泥，可作为副产品加工利用，烟气不经除尘直接送入，除渣机10排出的是混有石膏的烟尘泥，利用价值低。
从结构和原理看，本发明与已有技术相比，显然具有以下特点1.总体结构分为二部分，上部是钢制圆形筒体，插坐在下部的溶液槽中，脱硫除尘，洗涤和脱水过程按纵向布置在空中顺序进行，最大程度的减小占地面积。下部槽体是钢筋混凝土或钢板制成的连体槽，用隔板分成浸没喷流床1，碱液生成槽4和碱度调控槽5，三者成为一体，不用管路连接，起到减小占地面积和不堵塞作用。这种结构还有造价低和易维护的优点，特别适合发电锅炉采用。
2.装置内始终是碱性溶液在有氧气的条件下与烟气接触，不产生H2SO3烟雾，解决了酸腐蚀问题，器体用普通钢材制造，价格低。
3.使用纯净的Ca(OH)2溶液脱硫，不产生沉淀物，整个系统没有结垢堵塞现象。
4.采用多根小直径的浸没喷管16进行浸没喷流，流股细、搅拌碰撞激烈、水花密、气泡小、床层面积利用率高，气液接触面积远超过一般的水浴式和冲击式除尘器，对脱硫和除尘过程起到极大的强化作用。浸没喷流床1，是本发明的主要脱硫除尘区。
5.与主要依靠液雾或液膜进行脱硫除尘的已有技术不同，本发明的液雾洗涤床2是在烟气从浸没喷流床1，向旋风脱水器3流动过程中，使向浸没喷流床1循环送入的碱液先变成液雾，对逸出的少量SO2和粉尘进行再次捕集，对净化效果起辅助提高作用。
6.旋风脱水器3按旋风除尘器原理工作，烟气带入的液滴直径多大于10μm，在离心力作用下都变成贴壁旋转的液膜，故而有极强的脱水作用，形成的液膜还对烟气继续起到脱硫除尘作用。
7.为同时达到高效脱硫除尘和脱水目的，本发明采取的强化措施使烟气阻力损失较大，约1500～2000Pa，超过现有技术声称的1200Pa，然而由于一器多能高效，应用系统总阻力损失和运行费用不一定有高的增加。
总之，本发明集脱硫、除尘、氧化和脱水过程于一体，以高强度的双层浸没喷流为主，以液雾和液膜的多重洗涤为辅，采用旋风离心力强制脱水，对常规原理以新的形式组合应用，即有脱硫除尘和脱水的高效率，又有设备结构的简单小巧、造价低、占地面积小、实用性强和可靠性高等优点，在大容量工业锅炉和发电锅炉上应用表现尤为突出。
权利要求1.一种喷流冲击液雾清洗脱硫除尘脱水器，其特征在于用圆筒形的钢制液雾洗涤床2插坐在浸没喷流床1内构成设备总体结构，液雾洗涤床2筒体下沿在浸没喷流床1溶液中埋入的深度能阻止气体外流，液雾洗涤床2下端装有叠落在一起的空气分配箱15和烟气分配箱13，使流入的空气和烟气经多根浸没喷管16喷入浸没喷流床1，空气分配箱15和烟气分配箱13的外周与液雾洗涤床2筒体之间形成气体流入液雾洗涤床2的外环通道腔17，液雾洗涤床2顶端封闭而中心装有旋风脱水器3，到达液雾洗涤床2顶端的气体切向流入旋风脱水器3，经脱水后由烟气出20口排出，旋风脱水器下端连接的降液管18穿过空气分配箱15和烟气分配箱13插入浸没喷流床1，在外环通道腔17出口处装有雾化喷咀19，浸没喷流床1与碱液生成槽4和碱度调控槽5连成一体，用钢筋混凝土或钢板制造，中间用隔板相互分开，浸没喷流床1底端装有除渣机10，碱液生成槽4内装有石灰筐6，碱度调控槽5装有给水管7和PH计8。
2.根据权利要求1所述喷流冲击液雾清洗脱硫除尘脱水器，其特征在于浸没喷管16是一套管结构，中心管与空气分配箱15连通，外围管与烟气分配箱13连通，外围管喷口与中心管喷口相距约500mm。
专利摘要本实用新型喷流冲击液雾清洗脱硫除尘脱水器涉及烟气净化技术,是供燃煤工业炉窑、工业锅炉和发电锅炉使用的完成烟气脱硫除尘和脱水的一体化净化设备。本实用新型为圆柱体立式结构,下部是浸没喷流床,圆形筒体内为液雾洗涤床,该床中心部位为旋风脱水器,在浸没喷流床内同时喷入烟气和空气,经氧化使脱硫产物为石膏晶体。本实用新型有净化效率高、结构简单、造价低、占用空间小、投资省、易操作、无二次污染及生产可靠性高等优点。
文档编号B01D50/00GK2397990SQ99242400
公开日2000年9月27日 申请日期1999年9月4日 优先权日1999年9月4日
发明者王政民 申请人:王政民