高效锅炉除尘脱硫脱硝装置的制作方法

本实用新型涉及烟气净化装置，具体涉及一种用于净化锅炉烟气的除尘脱硫脱硝装置。

背景技术：

现有锅炉烟气净化装置一般采用石灰-石膏法进行脱硫脱硝，其运行成本较高，脱硫脱硝效率不够高，脱净率也不够理想。这种烟气净化装置一般采用布袋对初始烟尘进行除尘，布袋除尘对烟气温度范围要求比较严格，温度超过180度布袋容易烧焦，低于70度容易结露堵袋，不利于锅炉为降低烟气温度提高热效率达到节能减排的目的。布袋除尘的运行成本也比较高，需要2-3年更换新的布袋才能达到有效的除尘效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种脱硫脱硝效率高，脱净率高，除尘效果好，对烟气温度范围要求比较广，特别是低温也不影响除尘、脱硫、脱硝指标，有利于降低锅炉烟气温度提高热效率，并且使用年限长，运行成本低的高效锅炉除尘脱硫脱硝装置。

本实用新型的技术解决方案是：它包括除尘装置、脱硫脱硝装置和引风机，除尘装置为侧壁沿切线方向设有进风口、上部设有出风口、底部设有集灰斗、集灰斗的出口上设有卸灰阀的旋风多管除尘器，脱硫脱硝装置由装有众多的拉西环组组成的脱硫脱硝塔、循环沉淀池、尿素喷淋机构和加药机构构成，旋风多管除尘器的出风口与脱硫脱硝塔上方的烟气入口相连通，循环沉淀池位于脱硫脱硝塔的下方，脱硫脱硝塔内设有若干组拉西环过滤组，脱硫脱硝塔的入口烟气通过各拉西环过滤组经拉西环之间的间隙与位于各拉西环过滤组下方的脱硫脱硝塔烟气出口相通，脱硫脱硝塔烟气出口与引风机的进风口相连通，脱硫脱硝塔底部设有分别位于各拉西环过滤组下方的泥浆收集斗，各泥浆收集斗下部的出口上分别设有出口位于循环沉淀池上方的快速排污阀，各泥浆收集斗的上液面位置与循环沉淀池之间分别设有溢流管，尿素喷淋机构由循环泵和多个喷头构成，循环泵的进水口通过管道与循环沉淀池的清水出口相连、出水口通过管道与位于脱硫脱硝塔内分别安装在各组拉西环过滤组上方的多个喷头相连，加药机构由尿素罐和加药泵构成，加药泵的入口与尿素罐的出口相连、出口与循环沉淀池相连通。

本实用新型的技术效果是：它采用多层拉西环组的结构脱硫脱硝效率高，烟气经过旋风又经过拉西环组两次除尘效果好，脱净率高，对烟气温度范围要求低，有利于降低锅炉排烟温度提高热效率，运行成本更低。与现有湿法脱硫脱硝技术不同，它利用扰动加喷淋超强传质场的先进机理，提高了液体比表面积，从而提高除尘、脱硫脱硝效率。它采用旋风除尘、尿素喷淋配合拉西环扰动脱硫脱硝功能为一体，对烟尘的适应能力更强，处理烟气含尘、含硫、含硝可不考虑原始含量，初始除尘采用机械旋风除尘对锅炉的排烟温度要求更为宽松，为锅炉降低排烟温度提高热效率留有充足的空间。

超强的尿素喷淋配上扰动拉西环脱硫脱硝使锅炉负荷高低不会影响脱硫脱硝效率，液气比、比传统喷淋塔更低，减少循环水量，即可减小循环水泵的电机功率，使除尘脱硫脱硝成本明显降低，运行成本更低。

附图说明

图1为本实用新型实施例主视透视图；

图2为本实用新型实施例左视透视图；

图3为本实用新型实施例俯视透视图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，它包括除尘装置1、脱硫脱硝装置2和引风机3，除尘装置1为侧壁沿切线方向设有总进风口11、上部设有总出风口12、底部设有集灰斗13、集灰斗13的出口上设有卸灰阀14的旋风多管除尘器，脱硫脱硝装置2由脱硫脱硝塔21、循环沉淀池22、尿素喷淋机构23和加药机构24构成，旋风多管除尘器的出风口12与脱硫脱硝塔21上方的烟气入口25相连通，循环沉淀池22位于脱硫脱硝塔21的下方，脱硫脱硝塔21内设有若干组拉西环过滤组26，脱硫脱硝塔21的烟气入口25通过各拉西环过滤组26的拉西环27之间的间隙与位于各拉西环过滤组26下方的脱硫脱硝塔21烟气出口28相连通，脱硫脱硝塔21烟气出口28与引风机3的进风口相连通，脱硫脱硝塔21底部设有分别位于各拉西环过滤组26下方的泥浆收集斗29，各泥浆收集斗29下部的出口上分别设有出口位于循环沉淀池22上方的快速排污阀30，各泥浆收集斗29的上液面位置与循环沉淀池22之间分别设有溢流管31，尿素喷淋机构23由循环泵32和多个喷头33构成，循环泵32的进水口通过管道与循环沉淀池22的清水出口相连、出水口通过管道与位于脱硫脱硝塔21内分别安装在各组拉西环过滤组26上方的多个喷头33相连，加药机构24由尿素罐34和加药泵35构成，加药泵35的入口与尿素罐34的出口相连、出口与循环沉淀池22相连通。

旋风多管除尘器的卸灰阀14出口上连接有刮板出渣机15。

脱硫脱硝塔21的烟气出口28与引风机3进风口之间的烟气通道内安装有多组百叶遮板汽水分离装置4。

脱硫脱硝塔21内的各拉西环过滤组26上分别设有电动或手动拉西环扰动装置5，拉西环扰动装置5由转动安装在脱硫脱硝塔21内、拔杆深入到各拉西环过滤组26内的各拉西环之间的扰动器构成，各扰动器的输入轴分别通过传动装置与安装在脱硫脱硝塔21外壁上的减速机组或手动摇把相连。

循环沉淀池22内由多段顺序相连通的沉淀小水池36和一个循环泵水池37构成，各沉淀小水池36沉淀后的清水流入循环泵水池37。

脱硫脱硝塔21内的各组拉西环过滤组26由上下两层拉西环过滤组26构成，上层拉西环过滤组26下方设有倾斜底面38，倾斜底面38的低端通过泥浆管道39与脱硫脱硝塔21下方的泥浆收集斗29相连通，上层拉西环过滤组26的下方通过设于脱硫脱硝塔21侧壁外的弯管道40与下层拉西环过滤组26的上方相连通，下层各拉西环过滤组26的下方分别与脱硫脱硝塔21的烟气出口28相连通。

各拉西环过滤组26分别由直径600mm、高度800mm底部不锈钢网制成的立式圆筒41和填装在圆筒41内的多个拉西环27构成。各组拉西环过滤组26内的拉西环27分别为球形、环形、筒形或其他不规则形状的拉西环。本实施例中各组拉西环过滤组26内的拉西环27分别为直径25-38mm的球形聚丙烯拉西环。

工作原理：本装置采用尿素作为吸收液，吸收液的PH值为5-9，对设备没有腐蚀性，SO₂、NO_X的脱除率也与烟气的浓度无关。脱硫、脱硝塔的规格根据需要处理的烟气量多少来确定横断面面积和高度，根据用户的条件来确定采用单层双塔还是双层单塔但最终目的是减少气液传质阻力，扩大气液传质的效果。目前代表设计为2T/H锅炉的吸收塔，结构是双层单塔与陶瓷多管的组合，其结构紧凑占地面积小，达到了最好的净化烟气效果，外理能力为6000m³/h，单层过滤面积1.3m²，过滤烟速2m/s，根据结构要求我们设计了8组直径600mm高度800mm的烟气过滤组。

其工艺过程是尿素溶液从循环水池经循环泵送入净化塔上层和下层的喷头，每层经4组螺旋喷头雾化后喷入各对应的拉西环过滤组，球形拉西环在吸收塔运行过程中始终被喷淋的吸收液包覆着，当烟气和喷淋吸收液通过密集堆积的球形拉西环时不断地改变烟气的流道大小和方向，气流速度忽强忽弱形成一种气液搅混效果，液体进入拉西环过滤组碰上拉西环被撞击分散，气体本身在撞击液体时产生化学反应的同时也伴随着分散和聚合。这一系列超强物理化学过程，吸收液包覆拉西环的比表面积要比喷淋塔与烟气的交换面积高出几十几百倍，增强了吸收液与含硫、氮、固体烟尘的传质强度，脱硫、氮、固体颗粒效率显著提高，所以这种搅动拉西环外加喷淋对脱硫、脱氮、脱固具有良好的传质效果。

该工艺喷淋吸收液外加扰动的拉西环造成的传质场是一种区别于现有的FGD及SCR湿法或喷氨分离机理的崭新概念，不同点是该工艺根据处理锅炉大小设置多个超强扰动的喷淋传质场，在传质场中，参与传质的烟气、吸收液、通过机械除尘后的固体微尘都处于分散状态，即多项物质在这种超强的喷淋扰动传质场中都处于分散状态，多项分散基本元素体相互碰撞又互相凝聚、分散细化，提高了相间的接触面积和次数，即气、液、固的比表面积，由于气、液强制在拉西环中流动造成了球环表面积连续高速的更新，形成了稳定高速的传质，特别是在这种超强扰动的传质场中存在化学反应时可以造成相间的不平衡，传质始终保持高速状态，相对这种状态也就充分提高了设备的分离、反应效率。

从上述反映机理和反应速度可以说明该项吸收液喷淋扰动拉西环产生的高传质脱硫、脱硝、除尘技术是技术核心，为了减少过滤组阻力和堵塞，采取了两套措施，一是把滤层分为两层每层500-700mm，二是防止过细的烟尘颗粒沉积在拉西环上在每个过滤组可以安装电动或手动扰动装置，扰动后的拉西环经过尿素溶液的冲洗增加了气液传质效率同时冲掉了附着在拉西环上的粉尘。在净化塔内尿素与NO_x和SO²反应生成N₂、水，（NH4)₂SO₄和CO₂，尾气可直接排放，未反应完全的尿素溶液经过溢流管回到循环水池重复利用，当尿素溶液的浓度低于5%时，加药系统不断的给予补充，从而保证了尿素溶液的PH值和提高了尿素溶液的利用率。

尿素法联合脱硫脱硝机理

SO₂+CO（NH₂）₂+1/2O₂+2H₂O=(NH4)₂SO₄+CO₂

NO+NO₂+CO(NH2)₂=2H₂O+CO₂+2N₂

NO+NO₂+SO₂+1/2O₂+2CO(NH2)₂=2CO₂+2N₂+(NH₄)2SO₄

经过化学反应分析和热力学分析及实验结论，同时考虑到烟气的净化效果和运行成本等经济因素，确定较佳的反应条件为：尿素浓度 5%，PH碱性，反应温度40度到60度，液气比在（1-2）L/m³，脱硫效率可达97%以上，脱硝可达72%以上。