本发明涉及锅炉脱硫脱硝领域，具体地说是一种锅炉用双回程脱硫脱硝装置。
背景技术：
我国燃煤锅炉脱硫技术于2000年左右开始推广使用，脱硝技术则于2010年前后开始推广使用，随着社会发展和国家环保部门对大气环境治理的标准要求越来越高，现有燃煤锅炉的脱硫、脱硝技术很难达到理想的效果，如常见的湿法脱硫除尘器的脱硫效率仅为50％左右，而且现有技术中的脱硫脱硝设备占地面积较大且高度很高，对厂房面积高度等有较多要求，并且运行成本高，这些都不利于在锅炉行业中推广。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种锅炉用双回程脱硫脱硝装置，脱硫脱硝在同一设备内进行，并且利用烟气和药液反向旋转喷淋混合，大大提高了脱硫脱硝效率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种锅炉用双回程脱硫脱硝装置，包括主反应室、进烟组件、喷嘴转轴、烟气通道、过滤池、分水器、沉淀池、加药池和输药泵，所述进烟组件设置于主反应室上端，烟气通道设置于主反应室内且上端与所述进烟组件密封连接，所述进烟组件下端设有进烟转盘，且烟气经过所述进烟转盘后呈螺旋状喷入所述烟气通道中，在所述烟气通道内设有带喷药嘴的喷嘴转轴，所述喷嘴转轴的旋转方向与烟气螺旋方向相反，且喷药嘴向上喷淋，所述主反应室下端与过滤池密封连接，在主反应室一侧设有出烟口，烟气经过滤池过滤后由所述烟气通道两侧回程升起并由所述出烟口排出，在所述过滤池一侧依次设有沉淀池和加药池，且所述加药池通过连接管路与所述喷嘴转轴相连，在所述连接管路上设有输药泵。
所述进烟组件包括壳体、进烟转盘和双向旋转驱动机构，所述进烟转盘设置于所述壳体与烟气通道连接一端，所述壳体内设有一个防护罩，所述双向旋转驱动机构设置于所述防护罩中，所述进烟转盘和喷嘴转轴通过所述双向旋转驱动机构驱动反向转动。
所述进烟转盘上设有轴套，且所述轴套与所述喷嘴转轴转动连接，所述双向旋转驱动机构包括旋转电机、第一齿轮组和第二齿轮组，其中所述旋转电机通过第一齿轮组与所述喷嘴转轴相连，所述旋转电机通过第二齿轮组与所述进烟转盘的轴套相连，且所述第一齿轮组的输出齿轮旋向与所述第二齿轮组的输出齿轮旋向相反。
所述第一齿轮组包括第一主动齿轮和第一输出齿轮，所述第一主动齿轮安装在所述旋转电机的输出轴上，所述第一输出齿轮安装在所述喷嘴转轴上；所述第二齿轮组包括依次啮合的第二主动齿轮、过渡齿轮和第二输出齿轮，其中第二主动齿轮安装在旋转电机的输出轴上，第二输出齿轮安装在所述进烟转盘的轴套上。
所述进烟转盘上侧设有进烟槽，且所述进烟槽设置于所述防护罩与进烟组件的壳体之间，在所述进烟转盘下侧偏心位置设有一个向所述烟气通道内喷烟的喷烟口。
所述进烟组件上端设有一个进烟蜗壳，所述进烟蜗壳外端为入烟口，所述进烟蜗壳中部为与所述进烟组件的壳体内部相通的通孔，所述进烟蜗壳内部通道呈半径逐渐缩小的螺纹状，且所述内部通道起始端为所述入烟口，终端为所述进烟蜗壳中部的通孔。
所述烟气通道包括两侧可移动的半圆段和位于两个半圆段连接处的调节段，所述两个半圆段通过一个调整机构驱动反向同步移动，所述两个半圆段的端部设有一段带凹槽的直边，且所述凹槽槽口设有挡块，所述调节段两边分别插入两侧半圆段直边的凹槽中，且所述调节段端部横截面呈t型，在所述调节段的t型端部止口内侧与所述挡块的止口内侧均设有密封块。
所述调整机构包括调节电机、双向丝杠和丝母，所述双向丝杠通过所述调节电机驱动旋转，在所述双向丝杠上设有螺纹旋向相反的两段螺纹段，每段螺纹段上均设有一个丝母，且所述双向丝杠上的两个丝母分别与烟气通道的两个半圆段相连。
所述进烟组件下侧设有一个密封空腔，所述密封空腔下端两侧分别设有连接板，所述两个半圆段上端分别与所述密封空腔下端两侧的连接板密封滑动连接，在所述主反应室下端同样也设有两个连接板，所述两个半圆段下端分别与主反应室下端的两个连接板密封滑动连接
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明采用的是双回程气液混合法，烟气高速旋转进入烟气通道中，同时药液通过喷药嘴作用向上高速旋转喷淋，且烟气旋转方向与药液旋转方向相反，使烟气与药液接触面积增大，脱硫效率≥95％，脱硝效率≥90％。
2、本发明脱硫脱硝在同一设备内同时进行，减少了设备投入，同时也节省了占地面积，它的高度只是其它设备的二分之一，缩小了设备的使用空间。
3、本发明运行成本低，和其它设备的运行成本相比可减少30-40％，且设备运行平稳，操作简单，故障率低，维护方便。
4、本发明烟气通道截面面积可调，适用性好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为图1中的双向旋转驱动机构示意图，
图3为图2中的进烟转盘俯视图，
图4为图2中的第一齿轮组示意图，
图5为图2中的第二齿轮组示意图，
图6为图1中的烟气通道截面调节机构工作状态示意图一，
图7为图6中的烟气通道截面调节机构工作状态示意图二，
图8为图6中的烟气通道调节段工作状态示意图一，
图9为图6中的烟气通道调节段工作状态示意图二，
图10为图2中的a处放大图。
其中，1为入烟口，2为进烟蜗壳，3为过渡室，4为进烟转盘，41为喷烟口，42为轴套，43为进烟槽，5为喷嘴转轴，6为喷药嘴，7为中间室，8为烟气通道，81为调节电机，82为双向丝杠，83为丝母，84为调节段，85为密封块，86为挡块，9为分水器，10为过滤池，11为沉淀池，12为加药池，13为输药泵，14为连接管路，15为出烟口，16为主反应室，17为防护罩，18为旋转电机，19为第二齿轮组，191为第二主动齿轮，192为过渡齿轮，193为第二输出齿轮，20为第一齿轮组，201为第一主动齿轮，202为第一输出齿轮，21为连接板，22为第一反应区，23为第二反应区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～9所示，本发明包括主反应室16、进烟组件、喷嘴转轴5、烟气通道8、过滤池10、分水器9、沉淀池11、加药池12和输药泵13，所述进烟组件设置于主反应室16上端，烟气通道8设置于主反应室16内部，且烟气通道8上端与所述进烟组件密封连接，烟气经过所述进烟组件后呈螺旋状喷入所述烟气通道8中，在所述烟气通道8内设有喷嘴转轴5，在所述喷嘴转轴5下端设有向上喷药的喷药嘴6，并且所述喷药嘴6的旋转方向与烟气螺旋方向相反，使烟气与加药的混合液体接触面积增大，保证烟气和药液在所述烟气通道8内充分融合反应实现烟气的脱硫脱硝净化，所述主反应室16下端与过滤池10密封连接，净化后的烟气沿着所述烟气通道8进入所述过滤池10中，并通过所述过滤池10过滤后由所述烟气通道8两侧向上回程升起，在所述过滤池10上方，在所述烟气通道8两侧均设有分水器9实现气水分离，在主反应室16上端一侧设有出烟口15，过滤后的烟气由所述烟气通道8两侧回程升起后最终由所述出烟口15排出。所述分水器9为本领域公知技术且为市购产品。
如图1所示，在所述过滤池10旁依次设有沉淀池11和加药池12，过滤池10内的水通过泵作用进入沉淀池11中，使杂质在沉淀池11中沉淀，然后沉淀池11中的水通过泵作用流入加药池12中，本发明是向加药池12中投药，所述加药池12通过一个连接管路14与所述烟气通道8内的喷嘴转轴5相连，在所述连接管路14上设有输药泵13，待加药池12中的药体充分溶解后，药液在所述输药泵13作用下沿着所述连接管路14进入所述喷嘴转轴5中，最后由喷药嘴6喷出，实现水循环利用。
本发明向所述加药池12中加入的药为碳酸氢铵，碳酸氢铵溶于水发生双水解，其方程式为：nh4++hco3-＝co2+nh3·h2o(可逆反应)，双水解就是阴阳离子都发生水解，一个水解显酸性、另一个水解碱性，从而水解相互促进(可以用平衡移动原理来理解)吸热水成弱碱性，碳酸氢铵溶于水要发生双水解反应，氨水的电离度比碳酸氢根的要强，根据水解原理，那么水解后应该显碱性，就像碳酸钠显酸性一样，当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时，生成水而使两种离子的水解平衡向水解方向移动，而互相促进水解，而水解完全。nh4hco3＝nh3+h2o+co2吸热nh4hco3＝nh3+h2o+co2(是双水解反应)，是一个吸热的。nh5hco3＝(水解)nh3h2o＝co2(气体符号)发生双水解nh4++hco3-＝co2+nh3·h2o(可逆反应)双水解就是阴阳离子都发生水解，一个水解显酸性另一个水解显碱性从而水解相互促进(可以用平衡移动原理来理解)吸热水应成弱碱性，碳酸氢铵溶于水要发生双水解放映，氨水的电离度比碳酸氢根的要强，根据水解原理，那么水解后应该显碱性，就像碳酸钠显酸性一样，当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时，弱酸的酸根水解生成的氢氧根离子与弱碱的阳离子水解生成的氢离子反应生成水而使两种离子的水解平衡向水解方向移动而互相促进水解，而水解完全。nh4hco3＝nh3+h2o+co2吸热nh4hco3＝nh3+h2o+co2(是双水解反应)，是一个吸热的。nh5hco3＝(水解)nh3h2o＝co2(气体符号)碱性脱硫(so2ho2-ho2ho3)、氨气脱硝(6no+4nh3＝5n2+6h2o),这是脱硫、脱硝的全过程。
如图1～5所示，所述进烟组件包括壳体、进烟转盘4和双向旋转驱动机构，如图2所示，在所述进烟组件的壳体中设有一个防护罩17，所述防护罩17内设有所述双向旋转驱动机构，所述进烟转盘4设置于所述进烟组件的壳体与烟气通道8连接一端，所述进烟转盘4和喷嘴转轴5通过所述双向旋转驱动机构驱动反向转动。
如图2所示，所述双向旋转驱动机构包括旋转电机18、第一齿轮组20和第二齿轮组19，所述旋转电机18通过第一齿轮组20与所述喷嘴转轴5相连，且所述喷嘴转轴5与所述旋转电机18的输出转向相反，所述旋转电机18通过第二齿轮组19与所述进烟转盘4相连，且所述进烟转盘4与所述旋转电机18的输出转向相同。
如图2和图4所示，所述第一齿轮组20包括第一主动齿轮201和第一输出齿轮202，所述第一主动齿轮201安装在所述旋转电机18的输出轴上，所述第一输出齿轮202安装在所述喷嘴转轴5上，所述第一齿轮组20保证所述喷嘴转轴5与所述旋转电机18的输出转向相反。
如图2所示，所述进烟转盘4上设有轴套42，所述轴套42与所述喷嘴转轴5转动连接，所述旋转电机18通过第二齿轮组19与所述轴套42相连，如图5所示，所述第二齿轮组19包括依次啮合的第二主动齿轮191、过渡齿轮192和第二输出齿轮193，其中第二主动齿轮191安装在旋转电机18的输出轴上，第二输出齿轮193安装在所述轴套42上，所述第二齿轮组19增加一个过渡齿轮192保证所述进烟转盘4与所述喷嘴转轴5旋转方向相反。
如图2～3所示，所述进烟转盘4上侧沿着圆周方向均布有多个呈弧状的进烟槽43，且所述进烟槽43设置于所述防护罩17与进烟组件的壳体之间，烟气输入后即经由所述进烟槽43进入所述进烟转盘4中，在所述进烟转盘4下侧的任一偏心位置设有一个喷烟口41,所述喷烟口41随着所述进烟转盘4旋转向所述烟气通道8内喷出螺旋状烟气。
如图1～2所示，所述进烟组件上端设有一个进烟蜗壳2，所述进烟蜗壳2外端为入烟口1，所述进烟蜗壳2中部为与所述进烟组件的壳体内部相通的通孔，所述进烟蜗壳2内部通道呈半径逐渐缩小的螺纹状，且所述内部通道起始端为所述入烟口1，终端为所述进烟蜗壳2中部的通孔。
如图1所示，本发明中的烟气通道8结构为文丘里管结构，但由于实际中不同型号锅炉压力等参数不同，烟气通道8截面要求也不同，但现有技术中通常是通过更换所述烟气通道8调整。
如图1和图6～9所示，本发明的烟气通道8包括三部分，即两侧的半圆段和所述两个半圆段连接处的调节段84，其中所述调节段84固设于所述主反应室16中，如图2和图10所示，在所述进烟组件下侧设有一个密封空腔，所述密封空腔下端两侧分别设有连接板21，所述两个半圆段上端分别与所述密封空腔下端两侧的连接板21密封滑动连接，本实施例中，在所述连接板21下侧设有滑槽，在所述半圆段上端设有沿着所述滑槽移动的滑块，且为了保证密封，可在所述滑块上设有密封条或密封层，如图10所示，所述两个半圆段向内移动时不会超过所述连接板21的范围，这样便保证所述空腔与烟气通道8之间始终处于密封空间状态，而且进烟转盘4下侧的喷烟口41也始终在所述烟气通道8范围内，同样在所述主反应室16下端也设有两个连接板21，所述两个半圆段下端分别与主反应室16下端的两个连接板21密封滑动连接，所述调节段84固定设置且上下端分别与上下连接板21相抵，保证密封。如图8～9所示，所述两个半圆段的端部分别设有一段直边，在所述直边内设有凹槽，所述调节段84两边分别插入两侧半圆段直边的凹槽中，且所述凹槽槽口向内折弯形成挡块86，所述调节段84端部横截面呈t型，如图9所示，当所述两个半圆段向外移动时，由于所述调节段84固定，所述调节段84的t型头部会相对移动至凹槽槽口并与所述凹槽槽口的挡块86相抵，为了保证烟气通道8内的密封，所述调节段84的t型端部止口内侧以及所述凹槽槽口挡块86止口内侧均设有密封块85。
如图1和图6～7所示，所述烟气通道8的两个半圆段通过一个调整机构驱动反向同步移动，在所述烟气通道8的中部外侧设有一个密封的中间室7，所述调整机构设置于所述中间室7内。所述调整机构包括调节电机81、双向丝杠82和丝母83，其中所述双向丝杠82通过所述调节电机81驱动旋转，在所述双向丝杠82上设有螺纹旋向相反的两段螺纹段，每段螺纹段上均设有一个丝母83，且所述双向丝杠82上的两个丝母83分别与烟气通道8的两个半圆段相连。系统工作时，所述调节电机81启动驱动所述双向丝杠82旋转，进而驱动两个丝母83分别带动不同的半圆段反向移动。
本发明的工作原理为：
本发明脱硫、脱硝采用的是气水混合工艺，如图1所示，在所述烟气通道8内，所述喷药嘴6上侧为第一反应区22，所述烟气通道8下部为第二反应区23，首先烟气通过进烟蜗壳2和进烟转盘4作用高速旋转进入烟气通道8中，同时药液通过喷药嘴6作用向上高速旋转喷淋，使烟气与药液在所述第一反应区22充分反应，并且由于所述烟气旋转方向与药液旋转方向相反，使烟气与药液接触面积增大，从而提高了脱硫、脱硝的效率，另外在所述第一反应区22内，烟气混合液在紊乱状态下产生强烈的碰撞，同时产生热力凝聚，使含尘颗粒凝聚成大颗粒的水滴，经过净化的烟气夹着一部分水和被水滴吸附的烟气，高速冲击主反应室16底部的过滤池10水面，激起大量的水花和水进入所述第二反应区23，从而使烟气再一次在所述烟气通道8内的凝聚分离，再一次净化烟气，然后烟气经过滤池10过滤后由烟气通道8两侧回程上升，经分水器9实现气水分离后，由出烟口15排走，经过处理后的烟气完全达到国家环保要求，另外为了提高装置的适用性，本发明中的烟气通道8截面面积可调。