旋流文氏管板脱硫除尘净化塔.pdf

本发明专利是一种处理燃煤锅炉、窑炉排放烟气的湿式脱硫除尘一体化装置，属气体净化设备。该专利提出了文氏管板及旋流文氏管板脱硫、除尘新工艺流程，其核心技术是把目前国内大量应用的高性能、大阻力的普通文氏管发展为高性能、低阻力的微型文氏管，并通过大量微型文氏管在板上的集成—发展为文氏管板，使微型文氏管有了工程实用性。根据文氏管板的用途及所在位置不同，又发展成有不同进水方式与不同安装方向的文氏管板及旋流文氏管板。该专利还提出一种全新的烟气脱水方法—旋流小管集成脱水箱，高效且阻力小，既适用于方塔，又适用于圆塔。在双筒并列串连式净化塔中，脱硫、除尘可同时进行，也可在一体化装置内脱硫、除尘独立进行，以实现SO2的回收利用。

权利要求书

旋流文氏管板脱硫除尘净化塔
技术领域：
本发明专利涉及一种处理燃煤锅炉、窑炉排放烟气的湿式脱硫除尘一体化装置，属气体净化设备。
背景技术：
目前，我国脱硫除尘器市场大量应用的有湿式陶瓷多管除尘器、文丘里(文氏)管脱硫除尘器、筛孔板脱硫除尘器、冲激水浴脱硫除尘器、麻石水膜脱硫除尘器、旋流板脱硫除尘器及目前兴起的一些气动脱硫除尘器等，但这些净化设备都各有优缺点，均不能很好的适应我国目前的国情并满足日益提高的环保要求。
发明内容：
本发明专利提供一种全新的脱硫除尘一体化净化设备—旋流文氏管板脱硫除尘净化塔。其核心技术是把目前国内大量应用的高性能、大阻力的普通文氏管发展为高性能、低阻力的微型文氏管，并通过大量微型文氏管在板上的集成—发展为文氏管板，使微型文氏管有了工程实用性。根据文氏管板的用途及所在位置不同，又发展成有不同进水方式与不同安装方向的文氏管板及旋流文氏管板。该发明在文氏管原理的应用形式上有创新。
该专利还提出一种全新的烟气脱水方法-旋流小管集成脱水箱，高效且阻力小，既适用于方塔，又适用于圆塔。
在双筒并列串连式净化塔中，脱硫，除尘可同时进行(一个循环洗涤液系统)，也可在一体化装置内脱硫，除尘独立进行(两个循环洗涤液系统)，以实现SO2的回收利用。
本发明的技术方案以如下方式实现：
旋流文氏管板脱硫除尘净化塔有双筒并列串连式、双筒上下串连式及单筒式三种实施例，双筒并列串连式、双筒上下串连式由主筒(1)、副筒(2)及把主、副筒在其底部连成一体的灰水箱(3)三大部分组成。(见图1、图2)
主筒(1)内设有烟气入口(4)、静压箱(5)、前置洗涤布液管系(6)、正用周边薄膜供液的旋流文氏管板(7)、正用周边薄膜供液的文氏管板(8)、大文氏管(9)。
灰水箱(3)内有液面(10)，灰水排出口(11)。
副筒(2)内有旋流小管集成脱水箱(12)、冲洗布液管系(13)出烟汇流段(14)、出烟口(15)。
单筒式由塔体(17)、烟气入口(4)、入口布液管系(18)、冲激弯头(19)、灰水箱液面(10)、灰水箱(3)、灰水排出口(11)、倒用喉管前供液的文氏管板或倒用喉管前供液的旋流文氏管板(20)、洗涤液布液管系(21)、旋流小管集成脱水箱(12)、冲洗布液管系(13)、出烟汇流段(14)、出烟口(15、)支架(16)组成(见图3)。
本发明专利的核心技术—文氏管板是由板(22)与板上安有的大量微型文氏管(23)(按烟气流向可为直管、直扩管、缩直管或缩直扩管)的集合构成；旋流文氏管是在微型文氏管(23)喉管入口前加设使烟气形成旋流的旋切进口(24)、盲板(25)或始端喉管内加设旋流叶片。以除尘为主时用旋流文氏管板，以脱硫为主用文氏管板，脱硫、除尘同时进行时视烟气含尘量、粉尘粒径构成及SO2含量的大小选择用旋流文氏管板或文氏管板。
本专利与现有技术相比有如下有益效果：
该专利提出了全新高效的文氏管板及旋流文氏管板脱硫、除尘及旋流小管集成脱水箱脱水工艺流程。烟气在净化塔内经历了四级(或三级)高效净化，保证了对烟尘的脱除及对SO2的吸收、反应过程的充分完成；脱硫、除尘效果极佳，且稳定可靠、阻力正常；总除尘效率＞99％(更适合含尘浓度高的烟气)，脱硫效率＞90％；阻力＜1200Pa，且不会堵塞；脱水箱所占空间较其它脱水器小，既适用于方塔，又适用于圆塔。是国内急需的简单而性能高、适用广的新型脱水器。本专利主要原理为气动雾化，对布液装置雾化洗涤液的粒径大小无要求，洗涤液循环泵所需压力小，液气比＜1.0L/立方米，故循环泵功率小，节省设备费、运行费；喷嘴不会堵塞，不需检修，且雾化效果非常好；循环液可不过滤，减少维修量。循环水为内部闭式循环，无废水排放，不产生二次污染。
在双筒并列串连式净化塔中，脱硫，除尘可同时进行(一个循环洗涤液系统)，也可在一体化装置内独立进行(两个循环洗涤液系统)，以实现SO2的回收利用。
该净化塔结构、制造简单，部件可标准化生产。双筒并列串连式外部尺寸比同规格的湿式陶瓷多管除尘器的占地面积略大，高度略低，其余两种实施例的占地面积、高度与同规格的湿式陶瓷多管除尘器相当。
附图说明：
本专利列举三种实施例，可根据不同地区的不同环保排放标准、用户的不同要求及现场环境条件选用。
图1是本发明专利实施例之一(双筒并列串连式)结构示意图；
图2是本发明专利实施例之二(双筒上下串连式)结构示意图；
图3是本发明专利实施例之三(单筒式)结构示意图；
图4是本发明专利的正用周边薄膜供液的文氏管板结构示意图；
图5是本发明专利的正用周边薄膜供液的旋流文氏管板结构示意图；
图6是本发明专利的倒用喉管前供液的(旋流)文氏管板结构示意图；
图7是本发明专利的旋流小管集成脱水箱结构示意图。
实施例之一、之二的具体实施方式：
两实施例包括主筒(1)、副筒(2)及把主、副筒在其底部连成一体的灰水箱(3)三大部分组成(见图1、图2)。
主筒(1)内设有烟气入口(4)、静压箱(5)、前置洗涤布液管系(6)、正用周边薄膜供液的旋流文氏管板(7)、正用周边薄膜供液的文氏管板(8)、大文氏管(9)。
灰水箱(3)内有液面(10)，灰水排出口(11)。
副筒(2)内从下向上依次有旋流小管集成脱水箱(12)、冲洗布液管系(13)出烟汇流段(14)、出烟口(15)。
下面结合实施例之一、之二的附图1、2说明本专利的一次动作过程。
烟气由入口(4)进入静压箱(5)，因静压箱的作用，烟气在塔内沿横截面已基本为均布状态，与洗涤液布液管系(6)内喷出的洗涤液首先产生热力雾化混合，之后高速穿过正用四周薄膜供液的旋流文氏管板(7)，尘粒与洗涤液在小管内向下流动的同时产生旋转，在小管产生较大离心力的作用下，尘粒与洗涤液被甩向管壁，尘粒被液膜吸附，包裹，同时洗涤液在管内被烟气轴向加速及出管喷射过程中，洗涤液全部被文氏管气流雾化成极小的液滴，烟气与洗涤液以极大的比表面积混合，完成洗涤液对粉尘的碰撞、吸附、包裹、润湿、凝聚及对SO2的吸收。经旋流文氏管板(7)出来的大量烟束汇聚在一起后，又经过一极正用周边薄膜供液的文氏管板(8)的作用，再次完成洗涤液对粉尘的吸附、包裹、凝聚及对SO2的吸收。之后烟气经大文氏管(9)的出口加速，冲向灰水箱(3)的液面(9)，气流对液面产生冲激水浴雾化作用的同时，对已充分吸附、凝聚粉尘和吸收SO2的洗涤液来说，水箱液面还将发挥极佳的拦截、吸纳效果，使吸收的SO2和粉尘与烟气彻底分离，至此烟气中的绝大部分粉尘和SO2已转移到灰水箱(3)地洗涤液中，烟气得到了三级净化。
这里脱硫和除尘同时进行对脱硫十分有利。这是因为被液雾、液膜包裹的粉尘就象吸收塔中增设湍球一样，成了脱硫吸附物，增大了洗涤液的比表面积，亦即对SO2的吸收机会。
已得到完全净化的烟气随后进入副筒(2)，到达脱水箱进行脱水。在脱水箱中气流以较低速度由下板(29)上的旋切进口(32)进入小直管(31)，穿过小管的同时产生旋转，因小管产生了较大离心力，气流中的微小水滴被甩至管壁，并随气流升至管顶后，在离心力的作用下脱离小管(31)。因离心力与旋转直径成反比，既直径越小，离心力越大，而阻力与气流的平方成正比，因此若要脱除某微小粒径的水滴，旋流小管集成脱水箱的阻力比大管径离心脱水装置的阻力小很多，且稳定、可靠。此后气流经过一段无管壁的空间，使脱离气体的水滴完全不会进入后面的同径挡水管(31)，而脱水的气流向上通过挡水管(34)并流出脱水箱，完成了脱水任务。之后洁净烟气经出烟汇流段(14)，到达出烟口(15)后排出塔外。从烟气中脱出的水沿下板(29)从高端流向低端，并从低端的排水管(36)排出脱水箱。
灰水箱(3)吸纳的粉尘和SO2的反应生成物经灰水排出口(11)排入沉淀池。
在双筒并列串连式净化塔中，脱硫、除尘可同时进行(一个循环洗涤液系统)，也可在一体化装置内脱硫、除尘独立进行(两个循环洗涤液系统)，以实现SO2的回收利用。
实施例之三的具体实施方式：
本实施例包括塔体(17)、烟气入口(4)、入口布液管系(18)、冲激弯头(19)、灰水箱液面(10)、灰水箱(3)、灰水排出口(11)、倒用喉管前供液的文氏管板或倒用喉管前供液的旋流文氏管板(20)、洗涤液布液管系(21)、旋流式小管集成脱水箱(12)、出烟汇流段(14)、出烟口(15)、支架(16)组成(见图3)。
下面结合实施例之三的附图3说明本专利的一次动作过程。
烟气由入口(4)进入，与入口布液管系(18)内喷出的洗涤液首先产生热力雾化混合，之后高速气流通过冲激弯头(19)对液面(10)产生冲激水浴雾化作用的同时，对已部分吸附，凝聚粉尘和吸收SO2的洗涤液来说，水箱液面将发挥拦截，吸纳效果，使其与烟气分离，烟气得到初步净化。这时烟气在塔内沿横截面已基本为均布状态，接着烟气往上高速穿过倒用喉管前供液的文氏管板或倒用喉管前供液的旋流文氏管板(20)及洗涤液布液空间，完成实施例之一所述文氏管板所产生的高效脱硫、除尘效果，烟气得到二级净化。倒用喉管前供液的文氏管由输液管(27)从板(22)上收集的新洗涤液供液，并形成洗涤液的部分循环。该输液管同时使不循环的洗涤液流至灰水箱。此后烟气经过可靠、有效的旋流小管集成脱水箱(12)，完成实施例之一、之二中所述的脱水同时得到三级净化，使脱硫、除尘效率得到最大的提高。之后洁净烟气经出烟汇流段(14)，到达出烟口(15)后排出塔外。
灰水箱(3)吸纳的粉尘和SO2的反应生成物经灰水排出口(11)排入沉淀池。