消烟除尘脱硫装置的制作方法

本发明涉及脱硫设备领域，尤其是涉及一种消烟除尘脱硫装置。

背景技术：

近几年来，我们生活环境中的雾霾与酸雨随着社会的进步发展日趋严重。锅炉的烟尘排放是造成我们雾霾和酸雨的主要原因之一。为此，我们也采取一些措施进行防治。

针对除尘，目前比较成熟的工艺与方法为：

中小锅炉常用的除尘设备有重力沉降式除尘器、冲击式除尘器、旋风除尘器、离心式水膜除尘器等。这四种除尘器都是靠重力和离心力的原理来实现其功能。

重力沉降式除尘器是靠烟尘中颗粒的重量来实现除尘，具体是由于大颗粒的烟尘重量大，在流动过程中会沉降在除尘器的底部，小颗粒的烟尘则会流出除尘器排入大气。其特点是结构简单，除尘效率相对较低。

冲击式除尘器也是靠烟尘中颗粒的重量来实现除尘。具体是由于大颗粒的烟尘重量大，在流动过程中撞击障碍物(特意设计)，烟尘会改变流向，这时，由于颗粒大的烟尘重量大，不易改变流向，在重力的作用下会沉降在除尘器的底部，小颗粒的烟尘则会流出除尘器排入大气。其特点是结构简单，造价低，除尘效率相对较低。

旋风除尘器同样是靠烟尘中颗粒的质量大小不同来实现除尘。具体是烟尘沿着烟道旋转上升的轨迹流动，由于大颗粒的烟尘质量大，在流动过程中不易改变流向，这时，在重力的作用下会沉降在除尘器的底部，小颗粒的烟尘则会流出除尘器排入大气。其特点是结构简单，除尘效率相对以上两种除尘效率较高，但总体除尘效率较低。如图4所示，虚线向上箭头为烟尘沿着烟道旋转上升的轨迹，实线向下箭头为除尘水沿烟道内壁下流的方向。

以上三种一般为干式除尘，虽然除尘效率都不高，但它们有一定的除尘效率。由于是干式除尘，它们很难实现在除尘的过程中进行脱硫。

离心式水膜除尘器其基本原理和旋风除尘器基本一致，只是在烟气旋转流动的时候，会自上而下沿烟气流动反方向喷除尘水，以增加烟气颗粒的质量，即便是小颗粒也会增加其质量，提高除尘效果。因此，其特点是结构相对复杂，造价相对较高，除尘效率相对较高，目前是中小工业锅炉最常用的除尘设备之一。同时，通过除尘水中加入脱硫剂，可以实现一定程度的脱硫。其缺点是由于烟尘旋转流动，其流动阻力大，造成引风阻力大，增加引风机阻力，进而增加风机功率，增加电能消耗。此外，由于烟气与除尘水接触面有限，仅仅在除尘器内壁部分接触，因此，脱硫效果有限。

另有一种干式除尘为袋式除尘，其工作原理为过滤，如同家用除尘器一样，为过滤袋，一般用于小型锅炉及除尘效果要求高的地方，但同样不能脱硫。

广泛应用于大型锅炉及除尘效果要求高的除尘器为静电除尘，但其造价高，不便于推广，同样也很难实现在除尘过程中脱硫。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种能对烟尘有效地进行脱硫的消烟除尘脱硫装置。

该发明的核心是：通过锅炉排烟量与烟道横截面积之间关系，通过烟道横截面积控制烟气流速(横截面积小烟气流速快、横截面积大烟气流速慢)，以确保烟气与除尘水充分接触，以实现脱硫除尘(烟气流速快，脱硫除尘效果差；烟气流速慢，脱硫除尘效果好)，同时还确保锅炉安全、稳定运行(烟气流速慢，烟气易带水，影响锅炉风机安全运行；烟气流速快，烟气阻力大，增加锅炉风机运行成本)。

因此，该发明通过控制锅炉排烟量与烟道横截面积之间关系，提出合理的烟气流速，配以合适的除尘喷淋系统，以实现有别与其他除尘方式的一种经济、高效的脱硫除尘装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：构造一种消烟除尘脱硫装置，包括呈中空管道结构的烟道，包括横向均匀分布在烟道中空管道结构中的喷淋水管以及向喷淋水管输送带有碱性物质的除尘水的供液装置，喷淋水管的管壁上开设有向下的出液孔。

优选地，通过供液装置的供水压力(除尘水泵提供)，使除尘水通过出液孔呈水滴或水流状下落。

优选地，水滴或水流的直径为1-4mm。

优选地，通过供液装置的供水压力，使除尘水在出液孔处的压强为0.1-0.2Mpa。

优选地，喷淋水管包括放射状分布若干喷淋水管，供液装置在放射状中部连通若干喷淋水管。

优选地，供液装置包括用于存储除尘水的储液器以及水泵，以通过水泵将储液器中的除尘水输送到喷淋水管中。

优选地，喷淋水管包括在竖向上的至少两层喷淋水管。

优选地，层与层之间的喷淋水管错开。

本发明的主要特点为：造价低，除尘效果相对较高(达到离心式水膜除尘器的效果)，除尘的过程易实现脱硫，通过增加烟气与除尘水接触面积，达到脱硫效果较好，烟气排放阻力小的特点。

本发明的主要工作原理：

除尘：本发明除尘的主要工作原理类似于重力沉降式除尘器，具体为在烟气流动的烟道全截面上喷淋除尘水，使烟尘中的颗粒甚至是小颗粒在喷淋过程中增重，以达到更好的重力沉降效果，提高除尘效率。这里特别说明，本发明与离心式水膜除尘器相比，在除尘水的工作原理上(除尘水的流动上)本质不同：离心式水膜除尘器的除尘水是沿着除尘器内壁流动，本发明的除尘水是全截面上喷淋除尘水，因此，烟气与除尘水的接触就更为全面，小颗粒在喷淋过程中增重效果更好。同时，由于烟气流动速度相对离心式水膜除尘器的流速更小，阻力更小，风机的能源消耗会更小。因此，相对以前的中小锅炉用除尘器，能达到甚至超过离心式水膜除尘器效果，同时阻力小，风机的能源消耗低。

脱硫：本发明脱硫的主要工作原理是在烟气流动的方向上，一般烟气自下而上，除尘水自上往下喷，除尘水为带碱性(如加入氢氧化钠等碱性物质)。这样，在流动过程中，除尘水中碱性物质会与烟气中酸性物质反应，实现脱硫作用。离心式水膜除尘器也能实现此功能，但同样如上面所述：离心式水膜除尘器的除尘水是沿着除尘器内壁流动，本发明的除尘水是全截面上喷淋除尘水，因此，烟气与除尘水的接触就更为全面，除尘水中碱性物质会与烟气中酸性物质反应更为完全。

本发明的核心技术如下：

本发明的核心技术旨在烟气流动的过程中，一般烟气自下而上，带碱性的除尘水自上往下喷，这样，在流动过程中，一方面，除尘水会使烟尘中颗粒增重，使颗粒下沉，实现除尘；另一方面，除尘水中碱性物质会与烟气中酸性物质反应，实现脱硫作用。

技术的关键在于烟气的流速控制与除尘水喷淋形成水滴或水流的大小。

烟气的流速过大，气流会通过惯性作用把烟气中颗粒带出锅炉烟囱，排向大气。流速太小会影响锅炉烟气排放。本发明核心技术控制烟气流速为0.5-2m/s。

除尘水喷淋形成水滴、水流直径过大，影响除尘水与气流的接触面积；除尘水喷淋形成水滴、水流直径过小，容易造成烟气带水，造成引风阻力增大。本发明核心技术控制水滴、水流的直径1-4mm，除尘水水压(喷淋喷嘴处0.1-0.2Mpa之间)。

在具体进行设计时，可以通过消烟除尘脱硫装置结构形状形式来体现核心技术，具体为：

烟气流速的控制是这样，首先，每台锅炉的每小时燃煤量是规定的，这样，就可以推算出每小时的烟气量，进而换算为每秒钟烟气量。一般烟道为圆形截面形式，这样烟道的直径就可以计算：

d＝Q/л*v

其中：d为烟道直径；Q为每秒钟烟气量(通过其他已知公式求得)；л为圆周率3.14；v为设定的烟气流速。

这样，烟道的直径就确定了。高度原则上在结构尺寸与制造成本允许的范围内越高越好。

对于烟道内部布置的喷淋水管，具体布置形式不作具体要求，在结构尺寸与制造成本允许的范围内布置得越均匀越好。布置的层数及每层的布置密度由烟气流速决定，层数越多及每层的布置密度越大，烟气流速越小；反之，越大。

为测量烟气流速，我们在烟道的进出口设气压表，因为烟道几何形状不变，烟气量不变，通过实测进出口差压及烟气流速，来控制烟气流速。进一步实现对喷淋水管布置的控制。

实施本发明的技术方案，至少具有以下的有益效果：消烟除尘脱硫装置造价低，除尘效果相对较高(达到离心式水膜除尘器的效果)，除尘的过程易实现脱硫，通过增加烟气与除尘水接触面积，达到脱硫效果较好，烟气排放阻力小的特点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一优选实施例中的消烟除尘脱硫装置的结构示意图。

图2是本发明另一优选实施例中的消烟除尘脱硫装置的结构示意图。

图3是本发明一优选实施例中的消烟除尘脱硫装置的喷淋水管呈放射状设置的仰视示意图。

图4是现有的一种除尘器的结构示意图。

其中，1.烟道，2.喷淋水管，21.出液孔，3.供液装置，4.气压表。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。在本发明的消烟除尘脱硫装置的描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“正面”、“背面”等术语仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

【实施例一】

如图1所示，本发明一个优选实施方式中的消烟除尘脱硫装置，包括呈中空管道结构的烟道1，还包括横向均匀分布在烟道1中空管道结构中的喷淋水管2以及向喷淋水管2输送带有碱性物质的除尘水的供液装置3，喷淋水管2的管壁上开设有向下的出液孔21。

优选地，除尘水是全截面上喷淋除尘水，这样，烟气与除尘水的接触就更为全面，小颗粒在喷淋过程中增重效果更好。同时，由于烟气流动速度相对离心式水膜除尘器的流速更小，阻力更小，风机的能源消耗会更小。因此，相对以前的中小锅炉用除尘器，能达到甚至超过离心式水膜除尘器效果，同时阻力小，风机的能源消耗低。

其中，除尘水中的碱性物质可以是氢氧化钠等碱性物质。

一般烟气自下而上，除尘水自上往下喷，除尘水为带碱性(如加入氢氧化钠等碱性物质)。这样，在流动过程中，除尘水中碱性物质会与烟气中酸性物质反应，实现脱硫作用。相对于离心式水膜除尘器，本发明的消烟除尘脱硫装置所产生除尘水与烟气的接触更为全面，除尘水中碱性物质会与烟气中酸性物质反应更为完全。

该消烟除尘脱硫装置在使用时可以与锅炉连通来对锅炉产生的烟气进行消烟除尘脱硫。并且，由于每台锅炉的每小时燃煤量是规定的，这样，就可以推算出每小时的烟气量，进而换算为每秒钟烟气量。一般烟道1为圆形截面形式，这样烟道1的直径就可以计算：

d＝Q/л*v

其中：d为烟道1直径；Q为每秒钟烟气量(通过其他已知公式求得)；л为圆周率3.14；v为设定的烟气流速。这样，烟道1的直径就确定了。

综上所述，本实施例的消烟除尘脱硫装置造价低，除尘效果相对较高(达到离心式水膜除尘器的效果)，除尘的过程易实现脱硫，通过增加烟气与除尘水接触面积，达到脱硫效果较好，烟气排放阻力小的特点。

【实施例二】

本实施例的消烟除尘脱硫装置对实施例一的技术方案做了进一步改进，其包括实施例一的所有内容。

如图1所示，本实施例的消烟除尘脱硫装置包括呈中空管道结构的烟道1，还包括横向均匀分布在烟道1中空管道结构中的喷淋水管2以及向喷淋水管2输送带有碱性物质的除尘水的供液装置3，喷淋水管2的管壁上开设有向下的出液孔21。

除尘水是全截面上喷淋除尘水，这样，烟气与除尘水的接触就更为全面，小颗粒在喷淋过程中增重效果更好。同时，由于烟气流动速度相对离心式水膜除尘器的流速更小，阻力更小，风机的能源消耗会更小。因此，相对以前的中小锅炉用除尘器，能达到甚至超过离心式水膜除尘器效果，同时阻力小，风机的能源消耗低。

其中，除尘水中的碱性物质可以是氢氧化钠等碱性物质。

该消烟除尘脱硫装置通过供液装置3的供水压力，使除尘水通过出液孔21呈水滴或水流状下落，以免除尘水形成水雾，与烟气混合形成烟气带水，造成引风阻力增大。经试验测试，水滴或水流的直径优选为1-4mm，并且通过供液装置3的供水压力，使除尘水在出液孔21处的压强为0.1-0.2Mpa，这样可以达到较好的消烟除尘脱硫效果，水滴或水流的直径既不过大又不过小。

如图1-3所示，优选地，喷淋水管2包括放射状分布若干喷淋水管2，供液装置3在放射状中部连通若干喷淋水管2。除此之外，喷淋水管2还可以呈井字形、螺旋形分布等等，只要能够尽量使除尘水在烟道1中均匀下落即可。

供液装置3包括用于存储除尘水的储液器以及水泵，以通过水泵将储液器中的除尘水输送到喷淋水管2中。

如图2所示，喷淋水管2可以包括在竖向上的至少两层喷淋水管2，这样可以使除尘水的出水量更大，与烟气的接触面积就更大，消烟除尘脱硫效果更好；并且层与层之间的喷淋水管2错开，以避免上一层的水滴或水流在下落时被下一层的喷淋水管2挡住，使得除尘水能够有效地与烟气接触。优选地，各层喷淋水管2由供水装置独立供水，也即各层喷淋水管2通过独立的总管与供水装置连接。

一般烟气自下而上，除尘水自上往下喷，除尘水为带碱性(如加入氢氧化钠等碱性物质)。这样，在流动过程中，除尘水中碱性物质会与烟气中酸性物质反应，实现脱硫作用。相对于离心式水膜除尘器，本发明的消烟除尘脱硫装置所产生除尘水与烟气的接触更为全面，除尘水中碱性物质会与烟气中酸性物质反应更为完全。

该消烟除尘脱硫装置在使用时可以与锅炉连通来对锅炉产生的烟气进行消烟除尘脱硫。并且，由于每台锅炉的每小时燃煤量是规定的，这样，就可以推算出每小时的烟气量，进而换算为每秒钟烟气量。一般烟道1为圆形截面形式，这样烟道1的直径就可以计算：

d＝Q/л*v

其中：d为烟道1直径；Q为每秒钟烟气量(通过其他已知公式求得)；л为圆周率3.14；v为设定的烟气流速。这样，烟道1的直径就确定了。

优选地，为测量烟气流速，该消烟除尘脱硫装置包括设在所述烟道进出口处的气压表4。因为烟道几何形状不变，烟气量不变，通过气压表4实测进出口差压及烟气流速，来控制烟气流速。进一步实现对喷淋水管布置的控制。

综上所述，本实施例的消烟除尘脱硫装置造价低，除尘效果相对较高(达到离心式水膜除尘器的效果)，除尘的过程易实现脱硫，通过增加烟气与除尘水接触面积，达到脱硫效果较好，烟气排放阻力小的特点；进一步地，喷淋水管2呈放射状、井字形或螺旋形，使得喷淋水管2在烟道1中的分布更加均匀，并且，喷淋水管2设置至少两层，使得除尘水能更有效更均匀地与烟气接触，消烟除尘脱硫效果更好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。