[发明专利]燃煤锅炉烟气湿法多级洗涤多污染物净化设备集成系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤锅炉烟气净化领域，具体来说是一种燃煤锅炉烟气湿法多级洗涤多污染物净化设备集成系统。

背景技术

燃煤锅炉产生大量含有粉尘、SO₂、氮氧化物的燃煤烟气，对于大气污染极大，对燃煤锅炉烟气净化是亟待解决的问题。目前，国家现行《锅炉大气污染物排放标准》中明确规定，重点地区锅炉按大气污染物特别排放限值执行，而北方地区现有燃煤供热锅炉由于烟气环保设施投入使用时间较长，工艺落后且效率不高，面临着烟气排放不达标的问题。烟气除尘技术常用有机械式旋风离心除尘、静电式除尘、过滤式布袋除尘等，脱硫技术有炉内喷钙法、石灰／石灰石-石膏法、双碱法、旋转喷雾干燥法等，脱硝技术有选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR），上述方法在独立使用时对于相应的污染物具有较好的脱除效率，但对于含有颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等多污染物的燃煤锅炉烟气来说，将上述方法组合起来使用，后端环保系统比较复杂和庞大，改造费用高，运行成本高，而且降低了对各污染物脱除效率，占地面积大，尤其对处于城市内部的供热公司来说，可供改造的空间有限。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种具有高净化率的燃煤锅炉烟气湿法多级洗涤多污染物净化设备集成系统。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

燃煤锅炉烟气湿法多级洗涤多污染物净化设备集成系统，包括烟气氧化段、洗涤塔、气液分离装置，烟气氧化段后部设置洗涤塔，洗涤塔后部设置气液分离装置，烟气氧化段内部设有氧化剂喷嘴，其特征在于，洗涤塔为多相气动旋流洗涤塔，洗涤塔主体为塔体，塔体上部为烟气入口，烟气入口处设有洗涤剂喷嘴，塔体下部为烟气出口，塔体内部、洗涤剂喷嘴下方设有水膜水幕形成装置，所述水膜水幕形成装置包括圆锥体形的均液帽、均液帽下方设置在内芯筒侧壁上的旋流片，内芯筒呈圆柱体形，旋流片纵向倾斜设置、环形分布在内芯筒侧壁上，旋流片另一侧与塔体内壁固定连接。

本发明的优化，水膜水幕形成装置下方设置上、下开口的圆锥体形集液斗，集液斗上开口直径与塔体直径一致，集液斗下开口相对上开口直径小。

进一步优化，塔体内部从上到下交错设置多层的水膜水幕形成装置和集液斗。

进一步优化，气液分离装置为双旋流旋风分离器，包括筒体、筒体中下部的进气口和螺旋离心涡壳式进气烟道、筒体上方的出气口、筒体下方的液体回收部、液体回收部底部的回收液外排口，筒体中心设有竖直设置的内旋板，内旋板上端连接筒体顶壁，内旋板下端连接液体回收部底部，内旋板沿筒体径向弯曲，若干数量的内旋板弯曲方向一致，并环状布置，内旋板弯曲方向与进气烟道螺旋方向一致。

进一步优化，液体回收部底部呈正圆锥体形，中心向外周由上往下倾斜，回收液外排口设于液体回收部底部边缘处。

本发明的工作原理为：

烟气氧化段：在烟气强氧化段水平段通过喷嘴喷入强氧化剂，强氧化剂可以为臭氧气体、双氧水、含有次氯酸根或其他具有强氧化性离子的盐类，控制烟气在强氧化段流速在5m/s内，停留时间大于1秒，使烟气有足够的时间被强氧化剂氧化，烟气中低价氮氧化物被氧化成可以被洗涤液吸收的高价氮氧化物。

多相气动旋流洗涤塔：烟气从洗涤塔塔顶进入塔内，洗涤塔入口喷嘴喷入洗涤液，烟气在喷淋区与洗涤液初步混合，烟气中的颗粒物被洗涤液捕捉，二氧化硫和高价氮发生中和反应被吸收；洗涤液喷向圆锥型均液帽，在均液帽表面形成一层水膜，向下的烟气到达均液帽时，与均液帽表面的水膜接触，烟气与水膜在均液帽表面发生化学反应，同时向下运动的烟气对均液帽有冲击作用，使烟气与水膜更好的接触。洗涤液由于有一定的压力和流速，离开均液帽时在惯性作用下冲向塔壁形成水幕，烟气穿过水幕时使洗涤液分散雾化，增大气液接触的比表面积，再次与洗涤液接触混合反应。洗涤液到达旋流片时，由于各个旋流片是倾斜布置，洗涤液在离开旋流片时在惯性作用下再次形成水幕，使洗涤液再次分散雾化，而且烟气经过旋流片时流动方式变为旋转，带动液体流动，加强气、液、固三相间的传质作用，提高了烟气与洗涤剂接触的表面积，提高了净化效率。

气液分离装置通过冷却、离心分离气液混合物，以使冷凝成分冷凝、分离，然后在旋风分离器中从该冷凝的液体成分中分离该气体成分。

本发明的有益效果为：

（1）本发明所用的洗涤塔通过形成多重水膜水幕，使洗涤液分散雾化，增大气液接触的比表面积，通过改变烟气流速，与洗涤液产生流速差，强化传质作用，进一步提高吸收净化效率；