脫硫固氮除塵餘熱利用床的製作方法

2023-09-16 01:21:55

專利名稱：脫硫固氮除塵餘熱利用床的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種脫硫固氮除塵餘熱利用床。
背景技術：
我國硫氧化物、氮氧化物、灰塵排放總量位居世界第一，超出大氣環境容量80%以 上。現在我國傳統的脫硫除塵技術裝備及工藝，絕大部分是靜電除塵和溼式脫硫(鹼液/ 石灰膏)設備工藝，存在下列局限性(1)現有傳統脫硫除塵設備造價成本高，設備投資成本大，所以企業難以承受。(2)現有傳統脫硫除塵設備系統運行費用高，企業產成品成本受到影響，甚至危及 市場競爭力。(3)現有傳統脫硫除塵設備製造及系統工程長，周期運行性能差，可用率低。(4)現有傳統脫硫除塵設備脫硫效率低，根本不能正常運行脫硫達標。由於是企業 被動式脫硫除塵行為，因而人為導致脫硫除塵裝置功率設計偏小，設備運行以後，不能保證 脫硫除塵的效果長年穩定達標，這是導致環境汙染的其中一個原因。(5)現有傳統脫硫除塵設備的材質主要是金屬製品，耐腐蝕性差，使用壽命短，可 維護性差。一般在5年左右就必須更換，有的使用壽命更短。(6)現有大型燃煤運行設備的企業如火電廠的脫硫除塵設備系統，脫硫過程產生 的廢水石膏漿等又形成新的二次汙染物。(7)現有的靜電除塵設備的使用前提是，煙氣溫度必須高於120°C以上，以避免出 現腐蝕設備的問題，根本沒有考慮煙氣餘熱回收的問題，有30%以上的燃料燃燒熱能沒有 被利用而排放到大氣環境裡，這是一種能源的浪費；因此，現有傳統脫硫除塵設備只考慮脫 硫、除塵，而沒有考慮煙氣餘熱回收的問題。又如企業鍋爐排渣的廢水熱能也白白浪費掉 了，而且這種浪費已經司空見慣，根本沒有考慮二次利用；有些用於物料加熱後的廢水有餘 熱，可回收也被直接排放掉了，這些廢水其實完全可以用於餘熱回收以及用於脫硫除塵的 二次利用。綜上所述，現有傳統脫硫除塵設備，脫硫除塵並不徹底；設備投入高、運行費高； 設備使用壽命短，根本沒有考慮餘熱利用的問題。所以，既能實現脫硫除塵、又能把煙氣餘 熱回收加以利用的脫硫除塵設備在國內尚屬於空白。

實用新型內容本實用新型需要解決的問題就在於克服現有傳統脫硫除塵設備的缺陷，提供一種 新型脫硫固氮除塵餘熱利用床，它是一種集脫硫、固氮、除塵和餘熱利用於一體的設備，既 能實現脫硫、固氮除塵，又能把煙氣餘熱加以回收利用；而且在不用耗電、耗水、耗鹼液\石 膏的低運行費用前提下，節能和減排效果顯著和徹底；本實用新型就在於突破現有傳統脫 硫除塵設備防腐的關鍵性問題，設備實現一次性投入、長期使用、便於維護、企業長期受益 的特點；本實用新型就在於轉變企事業原來的被動投入和使用觀念，使企事業轉變成積極主動投入和自覺自愿主動地使用的觀念。這樣，才能實現真正意義上的全國企事業單位的 節能環保的意識和行動。為解決上述關鍵問題，本實用新型採用如下構造技術方案本實用新型提供了一種脫硫固氮除塵餘熱利用床，所述脫硫固氮除塵餘熱利用床 為由鋼筋混凝土構成骨架的受熱床，所述受熱床設置有煙氣進口和煙氣出口，受熱床中上 部和頂部為受熱床面，受熱床底部為灰塵沉降區，受熱床內設置有相互交錯排布的受熱水 循環裝置，所述受熱水循環裝置與受熱床面相貫通，所述受熱床自煙氣進口向煙氣出口方 向依次為煙氣換熱區、煙氣過渡區和煙氣深度脫硫固氮除塵區。本實用新型的所述脫硫固氮除塵餘熱利用床的內部空間足夠大，便於人工、機械 或車輛作業，便於定期進行維護、灰塵清理、除垢、修復、清洗換熱面等操作，以確保脫硫、固 氮、除塵、餘熱回收利用的高效性，確保設備的使用壽命在30年以上。本實用新型所述受熱水循環裝置內充滿水循環介質或導熱油介質，受熱水循環裝 置由金屬鋼板構成接觸煙氣的受熱面，所述接觸煙氣的受熱面均塗有防腐層。突出強調的 是，本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床針對金屬材質換熱面耐腐蝕性差，採用噴塗防腐， 並可以做到價格低廉、性能穩定，解決因熱脹冷縮導致的防腐層剝離、皸裂現象，並且可以 定期更新防腐層，解決了換熱效率低的問題，達到長期良好的穩定的防腐性能，突破傳統脫 硫除塵工藝防腐瓶頸，一舉實現即可以脫硫、固氮、除塵，又可以實現餘熱回收的雙重功效。本實用新型所述煙氣過渡區內的受熱水循環裝置上均勻設置有高壓噴頭。高壓噴 頭可以自動定期清理內部環境與結垢；必要時製造水霧用於脫硫、固氮、除塵，用以強化燃 料燃燒點火時及初燃期的脫硫、除塵、固氮的效果，確保環保效果的實現。本實用新型所述灰塵沉降區內設置有多個儲灰室，每個儲灰室由上擋板、下擋板 及上、下擋板之間的儲灰腔構成，所述上擋板和下擋板分別連接有上擋板活動電機和下擋 板活動電機。儲灰室可以實現不間斷地清除灰塵，實現收取灰塵的同時不間斷生產，上、下 層擋板實現了雙重密封，做到清灰生產兩不誤。本實用新型所述脫硫固氮除塵餘熱利用床的建造形式可以因地制宜而多樣化，可 以是地面以上平鋪式結構，可以是地面以下平鋪式結構，可以是半地下半地上平鋪式結構 或立體糧倉式和樓房式結構；可以是立體糧倉式或樓房式(用於大型鍋爐、窯爐、電廠鍋 爐)。本實用新型的構造原理為本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床結構及工藝簡單，投入造價低廉，易於企業 實施。本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床主要是採用放大空間，隔板擾流，全身布滿金屬 水循環裝置，達到完全吸收燃料燃燒煙氣餘熱的工藝。內部採用擋板式結構，擾亂燃料燃燒 煙氣的行進方向，在煙氣換熱區內做到煙氣餘熱吸收完全；在煙氣過渡區內，由於煙氣溫度 降至露點以下，有利於煙氣裡的水蒸汽由無形到有形的形成，逐漸形成雲霧、雨霧，逐漸凝 結形成水珠；在煙氣深度脫硫、固氮、除塵區，水珠繼續凝結逐漸形成大顆粒水滴落下，形成 熱帶溼潤氣候，並形成熱帶溼潤雨淋區域，對煙氣進行深度淨化。這一過程的連續形成，有 利於硫氧化物、氮氧化物、灰塵等有氣體及物質充分與水接觸、吸收，實現徹底消除的目的； 具體的闡述是，一方面，灰塵會因放大的空間而減慢行進的速度，因熱量的急劇下降而失去 上升的動力，由於擋板的作用形成無序運動，因此，灰塵逐漸生成大顆粒而落下；另一方面，煙氣裡的硫氧化物、氮氧化物等有害氣體及物質因與水從無形到有形的緊密接觸過程，確 保了被完全吸附於水滴之內，同時被吸附的還有灰塵等有害物質，由於水媒作用，灰塵裡的 金屬與硫氧化物、氮氧化物生成礦物鹽脫離煙氣而落於床內，不僅如此，所有的吸附在水滴 內的有害物質也因此被截留下來，因而使煙氣得以淨化。所以，本實用新型的核心內容是， 利用降溫的原理，使煙氣裡的無形的水成為有形的水，突破了傳統工藝的脫硫除塵設備的 局限性，做到硫氧化物、氮氧化物、灰塵等有害物質及氣體消除效果徹底；利用降溫的同時， 採用特殊的防腐處理，使得餘熱得以回收再利用；真正做到節能和環保雙重效果，其效果能 滿足十二五的規劃要求。實用新型的優點為本實用新型在不用耗電、耗水、耗鹼液/石膏的前提下，節能和減排效果顯著和徹 底，並具備使用壽命長、便於維護的特點。A、本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床最大的優點就是在脫硫、固氮、除塵及消 除其他有害氣體、物質的同時，把煙氣餘熱加以回收和充分利用，是具備節能和環保雙重功 能的設施；同時把鍋爐的排渣廢水及參與物料加熱後不能回收的廢水餘熱在本實用新型脫 硫固氮除塵餘熱利用床裡加以餘熱回收，並能利用這些廢水產生的水霧除去灰塵及硫、氮 氧化物等有物質及氣體。B、運行本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床脫硫、固氮、除塵，可使脫硫系統的運 行費用(包括購鹼劑/石灰石/石灰的材料費)在原有基礎上降低100% ；不用水，節約水 資源，不外排汙水，噸燃煤可節水3-5m3。不用電、節約電力資源，噸燃煤節省電費為60元； 不用鹼/石膏等，完成脫硫後無新增的二次汙染物(石膏漿液)排放。在直線降低成本基 礎上，同樣可以實現淨化煙氣、脫硫、固氮、除塵的效果，根本解決了企業燃煤運行設備的大 氣環境汙染問題。C、本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床屬於一次性投入，並且投入低、運行費用 低的項目，是企業終身受益的首選項目，是真正意義的節能和環保的設施。D、由於本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床具備節能和減排的雙重效果，所以企 事業單位積極、主動、自覺使用，真正實現企事業單位自願、自主參與節能環保行動，徹底改 變企業被動環保的不利局面。本實用新型的貢獻根據我國十二五期間節能減排任務的要求，現有工業燃料燃燒的「做功+被動環 保」模式，既是燃煤運行設備+靜電除塵(耗電)+脫硫除塵(耗電、耗水、耗鹼/石膏)+煙 囪(有汙染)的模式；推廣應用本實用新型，就可以實現革命性的工業燃料燃燒的「做功+ 主動節能環保+創收」模式，既是燃煤運行設備+本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床(不 用水、不用電、不用鹼並餘熱做功)+煙囪(可有可無)+ ( 二氧化碳回收)的模式。具體的 貢獻是推廣應用本實用新型的本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床，可為國家節約上 千萬億元的脫硫裝置建設費用和設備運行費用，消除新增的二次汙染物廢水石膏漿形成的 新的汙染源。(1)推廣應用本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床，按現有傳統脫硫裝置為例，噸 煤節水3-5m3，全國可節約水資源90-150億m3。[0031](2)推廣應用本實用新型的本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床，按現有傳統脫 硫裝置為例，噸煤產生廢水石膏漿3-5m3。全國可減少二次汙染物廢水石膏漿90-150億m3 的排放。(3)十二五期間，如果推廣應用本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床，每年可為國 家節約脫硫裝置重複建設費用11000億元。(4)推廣應用本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床，可取消現有脫硫運行設備和 系統需添加的鹼液/石灰膏等。按現有傳統脫硫裝置為例，噸煤脫硫費用節約80元，全國 脫硫費用年節約240億元。(5)推廣應用本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床，按現有傳統脫硫裝置為例，節 煤20%，全國節約煤資源6億噸。本實用新型的餘熱利用方式為本實用新型餘熱可以供熱水，用於鍋爐用水，節省燃料20% ；用於生活用水，解決 企業生活用熱水耗能的問題；製造熱風，可以烘乾工業半成品、原料、產成品、廢棄物等，比 如可以用於造紙廠的紙漿淤泥乾燥後回收與燃煤拌燒，既可以節省燃煤和保護環境，又可 以解決廢物回收利用的問題；本實用新型餘熱還可以用於北方供暖，降低供暖成本及降低 城市居民供暖費用開支。本實用新型可以是平面床式，餘熱均衡散發於床面，創造嚴冬裡的溫室環境。比 如，環境溫度低於零下溫度的地區，如東北、新疆、陝西等地區，在這個溫室環境下，可以種 植綠色植物如蔬菜、糧食、菌類等；可以用來養殖動物、禽類、水產魚類等；也可以成為生 物鏈式種、養殖生態園，其成本與夏季種、養殖成本相當，解決當地蔬菜、肉類的供需矛盾， 成為調節、平抑蔬菜、肉類、禽蛋、魚類等水產產品物價的必要手段，實現低碳經濟。還可以 建立嚴冬裡的綠色休閒、田園式餐飲、娛樂莊園，創造嚴冬裡的生態綠色。享受冬天裡的綠 色將成為寒冷地區消費的一個主題。

圖1為本實用新型實施例1所述平鋪式受熱床結構示意圖。圖2為圖1的A部分放大圖。圖3為本實用新型實施例2所述糧倉式受熱床結構示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1、圖2所示，本實用新型提供了一種脫硫固氮除塵餘熱利床，所述脫硫固氮 除塵餘熱利用床為由鋼筋混凝土構成骨架的平鋪式受熱床，所述受熱床設置有煙氣進口 1 和煙氣出口 2，受熱床頂部為受熱床面3，受熱床底部為灰塵沉降區4，受熱床內設置有相互 交錯排布的受熱水循環裝置5，所述受熱水循環裝置與受熱床面相貫通，所述受熱床自煙氣 進口向煙氣出口方向依次為煙氣換熱區6、煙氣過渡區7和煙氣深度脫硫固氮除塵區8。所述受熱水循環裝置內充滿水循環介質9，受熱水循環裝置由金屬鋼板構成接觸 煙氣的受熱面10，所述接觸煙氣的受熱面外表面均塗有防腐層11，煙氣過渡區的受熱面上 均勻設置有高壓噴頭12。[0044]所述灰塵沉降區內設置有多個儲灰室，所述儲灰室由上擋板13、下擋板14及上、 下擋板之間的儲灰腔15構成，所述上擋板和下擋板分別連接有上擋板活動電機16和下擋 板活動電機17。實施例2如圖3所示，本實用新型提供了一種脫硫固氮除塵餘熱利用床，所述脫硫固氮除 塵餘熱利用床為由鋼筋混凝土構成骨架的糧倉式受熱床，受熱床有支柱18支撐，所述受熱 床設置有煙氣進口和煙氣出口，受熱床頂部為受熱面3，受熱床底部為灰塵沉降區4，受熱 床內設置有相互交錯排布的受熱水循環裝置5。所述灰塵沉降區內設置有多個儲灰室，所述儲灰室由上擋板13、下擋板14及上、 下擋板之間的儲灰腔15構成，所述上擋板和下擋板分別連接有上擋板活動電機16和下擋 板活動電機17。圖1、圖2和圖3中的箭頭方向為煙氣流動方向。實施例3下面為幾款本實用新型 的實用設計方案1、5噸蒸汽鍋爐適用的脫硫固氮除塵餘熱利用床的設計規格為脫硫固氮除塵餘 熱利用床面積為60平方米；床體體積為360立方米。用於熱水回用；收集灰分用於建築材 料。2,30噸的蒸汽鍋爐適用的脫硫固氮除塵餘熱利用床的設計規格為脫硫固氮除 塵餘熱利用床面積為1000平方米；床體體積為2000立方米。用於乾燥紙漿淤泥；收集灰分 用於建築材料。3,150噸的電廠蒸汽鍋爐適用的脫硫固氮除塵餘熱利用床的另一種設計規格為 脫硫固氮除塵餘熱利用床面積為18000平方米；床體體積為20000立方米。適用於綠色種 植或生態休閒園；收集灰分用於建築材料。4,150噸電廠蒸汽鍋爐適用的脫硫固氮除塵餘熱利用床的再一種設計規格為脫 硫固氮除塵餘熱利用床設計為樓房立體式，邊長為20米；高度為20米；體積為8000立方 米。用於熱水回用鍋爐；收集灰分用於建築材料。5,150噸電廠蒸汽鍋爐適用的脫硫固氮除塵餘熱利用床的另一種設計規格為脫 硫固氮除塵餘熱利用床設計為糧倉立體式，直徑為20米；高度為25米；體積為7850立方 米。用於北方供暖；收集灰分用於建築材料。本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床有效解決燃料燃燒運行設備節能的問題，有 效解決燃料燃燒運行設備煙氣汙染的問題，有效解決燃料燃燒運行設備煙氣餘熱利用問題。本實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床可以適用於所有的燃料運行設備，所以，本 實用新型脫硫固氮除塵餘熱利用床可以作為企業現有燃料燃燒運行設備的節能和環保的 技改項目，又可以作為製造燃料燃燒運行設備的配套項目。最後應說明的是顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例， 而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可 以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此 所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型的保護範圍之中。
權利要求1.一種脫硫固氮除塵餘熱利用床，其特徵在於所述脫硫固氮除塵餘熱利用床為由鋼 筋混凝土構成骨架的受熱床，所述受熱床設置有煙氣進口和煙氣出口，受熱床中上部和頂 部為受熱床面，受熱床底部為灰塵沉降區，受熱床內設置有相互交錯排布的受熱水循環裝 置，所述受熱水循環裝置與受熱床面相貫通，所述受熱床自煙氣進口向煙氣出口方向依次 為煙氣換熱區、煙氣過渡區和煙氣深度脫硫固氮除塵區。
2.如權利要求1所述的脫硫固氮除塵餘熱利用床，其特徵在於所述受熱水循環裝置 內充滿水循環介質或導熱油介質，受熱水循環裝置由金屬鋼板構成接觸煙氣的受熱面，所 述接觸煙氣的受熱面均塗有防腐層。
3.如權利要求2所述的脫硫固氮除塵餘熱利用床，其特徵在於所述煙氣過渡區內的 受熱水循環裝置上均勻設置有高壓噴頭。
4.如權利要求3所述的脫硫固氮除塵餘熱利用床，其特徵在於所述灰塵沉降區內設 置有多個儲灰室，每個儲灰室由上擋板、下擋板及上、下擋板之間的儲灰腔構成，所述上擋 板和下擋板分別連接有上擋板活動電機和下擋板活動電機。
5.如權利要求1-4之任一所述的脫硫固氮除塵餘熱利用床，其特徵在於所述脫硫固 氮除塵餘熱利用床為地面以上平鋪式結構、地面以下平鋪式結構、半地上半地下平鋪式結 構或立體糧倉式結構或樓房式結構。
專利摘要本實用新型公開了一種脫硫固氮除塵餘熱利用床，所述脫硫固氮除塵餘熱利用床為由鋼筋混凝土構成骨架的受熱床，所述受熱床設置有煙氣進口和煙氣出口，受熱床中上部和頂部為受熱床面，受熱床底部為灰塵沉降區，受熱床內設置有相互交錯排布的受熱水循環裝置與床面相貫通，所述受熱床自煙氣進口向煙氣出口方向依次為煙氣換熱區、煙氣過渡區和煙氣深度脫硫固氮除塵淨化區。本實用新型不用耗電、耗水、耗鹼液/石膏等，是一種既能實現脫硫除塵、又能把煙氣餘熱回收加以利用的脫硫除塵設備，而且節能和減排效果顯著和徹底；本實用新型突破設備防腐難關，設備使用壽命長、便於維護。
文檔編號F23J15/00GK201912886SQ201120004898
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月10日 優先權日2011年1月10日
發明者魏曉東 申請人:魏曉東