專利名稱：一種褐煤干燥提質的水霧除塵裝置及除塵方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種褐煤提質過程中的除塵工藝，屬于煤炭清潔、高效利用領域。
背景技術：
褐煤儲量約占我國煤炭總儲量的15%左右，是主要煤炭資源的一種，在我國動力與化工用煤中起到重要的作用。褐煤屬于一種地下儲存期短、煤化程度低的煤種，其水分和灰分含量較高，在空氣中易風化，作為直接燃料直接使用時燃燒效率低，且固體粉塵、溫室氣體排放量高，污染嚴重。褐煤主要分布于內(nèi)蒙古、黑龍江、云南和新疆等地，由于經(jīng)濟發(fā)展的原因，這些地區(qū)的用煤量與經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)相比較少，因此需將褐煤運輸?shù)骄嚯x比較遠的利用場地。由于褐煤中高水分和高揮發(fā)份的存在，造成了公路、鐵路運輸系統(tǒng)運力的極大浪 費。褐煤提質是指通過熱物理過程或熱化學方法降低褐煤中的水分、提高產(chǎn)品發(fā)熱量，達到便于運輸、熱利用效率高、污染低的目的，對于褐煤的清潔、高效利用具有重要的意義。由于褐煤的揮發(fā)份較高，導致其在干燥提質過程產(chǎn)生大量含有固體顆粒(褐煤粉塵)和溫室氣體(主要成分為CO2)的熱煙氣。若不經(jīng)處理，將煙氣直接排放，將對大氣造成污染，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。就目前而言，國內(nèi)在褐煤提質除塵領域主要采用電除塵方法和布袋除塵方法。采用電除塵方法時，電除塵器的總集塵面積與處理煙氣量成正比。褐煤提質過程中產(chǎn)生的煙氣含塵量大、風速高，故通常要求電除塵器具有較大的斷面規(guī)格，從而增加了設備的使用成本和占地面積；另外，煙氣風速過高易造成荷電粉塵沉積到收塵極上的時間過短，使其來不及沉積就會被風力帶出，同時風速過高還易產(chǎn)生粉塵的二次飛揚，特別是在電極進行清灰振打作業(yè)時尤為嚴重。采用布袋除塵方法時，由于褐煤粉塵的顆粒直徑較大，易造成布袋堵塞，進而引起布袋磨損、穿孔、甚至脫落；另外，200°C 300°C的高溫煙氣易使布袋硬化收縮，加速布袋老化。此外，無論是電除塵亦或是布袋除塵方法，均只對煙氣中的固體顆粒有效，而不能減少煙氣中的溫室氣體排放。因此，現(xiàn)場操作簡單、便于維護、運行穩(wěn)定的除塵技術一直是褐煤干燥提質領域研究與開發(fā)的重點。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有褐煤提質過程中除塵技術的不足，本發(fā)明提供一種除塵效果好、便于使用維護、性能穩(wěn)定的高效水霧除塵裝置及工藝方法。本發(fā)明的技術方案實現(xiàn)如下褐煤干燥提質過程中的熱煙氣在主引風機的作用下進入除塵煙氣管道，該管道與水霧除塵塔連接，連接處設有擋煙板，擋煙板前方的管道內(nèi)設有水霧噴射器。煙氣遇擋煙板阻擋后，在慣性力的作用下于擋煙板前方(水霧噴射器處)的管道內(nèi)聚集，遇到噴出的水霧后，煙氣中的部分粉塵被脫除。剩余的煙氣繼續(xù)沿擋煙板的上方出口進入水霧除塵塔。除塵塔的內(nèi)壁按照螺旋方式安裝有煙氣導流板，為熱煙氣提供足夠的升力。除塵塔的中部自下而上依次安裝有三組環(huán)形水霧噴射器，噴出的水霧在除塵塔內(nèi)部形成三個攔截水霧層。熱煙氣依次經(jīng)過這些水霧層時，當中的絕大部分粉塵被清洗脫除。除塵塔的上部出口呈錐狀逐漸收窄，與煙囪相連接。當熱煙氣遇到收窄的塔壁時，其中的部分水蒸氣凝結為水滴，沿塔壁流下送入沉降池，實現(xiàn)部分水資源的回收利用。剩余的熱煙氣經(jīng)由煙囪排入大氣，其主要成分為水蒸氣，從而達到環(huán)保除塵的目的。具體而言，該方法的特征包含如下步驟(I)含有褐煤粉塵的熱煙氣在主引風機的作用下進入除塵煙氣管道；(2)在擋煙板的作用下，煙氣于擋煙板前方(水霧噴射器處)的管道內(nèi)發(fā)生聚集，遇到噴出的水霧后，當中的部分粉塵被清洗脫除；(3)剩余的煙氣從擋煙板的上方出口進入水霧除塵塔，在煙氣導流板的作用下沿螺旋方式上升。在水霧除塵塔的中部，煙氣依次穿過三組環(huán)形水霧噴射器噴水形成的攔截水霧層，當中的絕大部分粉塵被清洗脫除；(4)水霧除塵塔的上部出口呈錐狀逐漸收窄，當熱煙氣遇到收窄的塔壁時，其中的部分水蒸氣凝結為水滴，沿塔壁流下送入沉降池；
(5)剩余的熱煙氣經(jīng)由煙囪排入大氣，其主要成分為水蒸氣。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果(I)除塵管道與水霧除塵塔的連接處安裝擋煙板，使煙氣在水霧噴射器處的管道內(nèi)形成聚集，從而有效提高了第一次噴淋除塵的效果；(2)水霧除塵塔的內(nèi)壁按螺旋方式安裝煙氣導流板，為熱煙氣提供了足夠的上升力，提高了煙氣除塵的效率；(3)水霧除塵塔的中部自下而上依次安裝三組環(huán)形水霧噴射器，噴出的水霧在塔內(nèi)形成三個攔截水霧層，與上升的熱煙氣接觸后可有效清洗脫除煙氣中的絕大部分粉塵；(4)除塵塔的上部出口呈錐狀逐漸收窄，當熱煙氣遇到收窄的塔壁時，其中的部分水蒸氣凝結為水滴，沿塔壁流下送入沉降池，實現(xiàn)了部分水資源的回收利用。(5)由于CO2可溶于水，經(jīng)過對熱煙氣的四次噴淋，可部分脫除煙氣中的CO2，從而減少了溫室氣體排放。因此，本發(fā)明可用于大規(guī)模褐煤干燥提質過程中的煙氣除塵，能有效實現(xiàn)煤炭資源的高效、低污染綜合利用，并達到低碳、節(jié)能減排的環(huán)保要求。


圖I為本發(fā)明實施例提供的褐煤干燥提質的水霧除塵裝置結構示意圖；圖2本發(fā)明實施例提供的環(huán)形水霧噴射器的設計簡圖；圖3本發(fā)明實施例提供的褐煤干燥提質的水霧除塵工藝方法的實現(xiàn)流程圖。圖中1、褐煤除塵煙氣管道；2、擋煙板3、水霧噴射器4、水霧除塵塔；5、煙氣導流板；6、環(huán)形水霧噴射器；6-1、內(nèi)測噴嘴6-2、外側噴嘴；7、沉降池8、煙囪。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖1、2示出了本發(fā)明實施例提供的褐煤干燥提質的水霧除塵裝置的結構。為了便于說明，僅僅示出了與本發(fā)明相關的部分。
褐煤除塵煙氣管道I上下壁上布置水霧噴射器3 ;褐煤除塵煙氣管道I與水霧除塵塔4的連接處安裝擋煙板2 ;水霧除塵塔4的內(nèi)壁按螺旋方式安裝煙氣導流板5 ;水霧除塵塔4的中部自下而上依次安裝三組環(huán)形水霧噴射器6 ;環(huán)形水霧噴射器6由內(nèi)測噴嘴6-1和外側噴嘴6-2組成；裝置最右側布置沉淀池7，上面布置煙囪8。圖3示出了本發(fā)明實施案例提供的褐煤干燥提質的水霧除塵工藝方法，該方法包括在步驟S301中，首先含有褐煤粉塵的熱煙氣在主引風機的作用下進入除塵煙氣管道I，在擋煙板的作用下，煙氣于擋煙板2前方水霧噴射器3處的管道內(nèi)發(fā)生聚集，遇到噴出的水霧后，當中的部分粉塵被清洗脫除；在步驟S302中，剩余的煙氣從擋煙板2的上方出口進入水霧除塵塔4，在煙氣導流板5的作用下沿螺旋方式上升。在水霧除塵塔4的中部，煙氣依次穿過三組環(huán)形水霧噴射器6噴水形成的攔截水霧層，當中的絕大部分粉塵被清洗脫除；在步驟S303中，水霧除塵塔4的上部出口呈錐狀逐漸收窄，當熱煙氣遇到收窄的塔壁時，其中的部分水蒸氣凝結為水滴，沿塔壁流下送入沉降池7，實現(xiàn)部分水資源的回收利用；在步驟S304中，剩余的熱煙氣經(jīng)由煙囪8排入大氣，其主要成分為水蒸氣。褐煤干燥提質過程中的熱煙氣在主引風機的作用下進入除塵煙氣管道1，該管道與水霧除塵塔4連接，連接處設有擋煙板2，其前方的管道內(nèi)設有水霧噴射器3，煙氣遇擋煙板2阻擋后，在慣性力的作用下于水霧噴射器3處的管道內(nèi)聚集，遇到噴出的水霧后，煙氣中的部分粉塵被脫除；剩余的煙氣繼續(xù)沿擋煙板2的上方出口進入水霧除塵塔4，其內(nèi)壁按照螺旋方式安裝有煙氣導流板5，為熱煙氣提供足夠的升力，除塵塔4的中部自下而上依次安裝有三組環(huán)形水霧噴射器6，噴出的水霧在除塵塔4內(nèi)部形成三個水霧攔截面，熱煙氣依次經(jīng)過這些水霧層時，當中的絕大部分粉塵被清洗脫除；除塵塔4的上部出口呈錐狀逐漸收窄，與煙囪8相連接，當熱煙氣遇到收窄的塔壁時，其中的部分水蒸氣凝結為水滴，沿塔壁流下送入沉降池7，實現(xiàn)部分水資源的回收利用；剩余的熱煙氣經(jīng)由煙囪8排入大氣，其主要成分為水蒸氣。本發(fā)明實施例提供的褐煤干燥提質的水霧除塵裝置及工藝方法，褐煤干燥提質過程中的熱煙氣在主引風機的作用下進入除塵煙氣管道1，該管道與水霧除塵塔4連接，連接處設有擋煙板2，其前方的管道內(nèi)設有水霧噴射器3，煙氣遇擋煙板2阻擋后，在慣性力的作用下于水霧噴射器3處的管道內(nèi)聚集，遇到噴出的水霧后，煙氣中的部分粉塵被脫除；剩余的煙氣繼續(xù)沿擋煙板2的上方出口進入水霧除塵塔4，其內(nèi)壁按照螺旋方式安裝有煙氣導流板5，為熱煙氣提供足夠的升力，除塵塔4的中部自下而上依次安裝有三組環(huán)形水霧噴射器6，噴出的水霧在除塵塔4內(nèi)部形成三個水霧攔截面，熱煙氣依次經(jīng)過這些水霧層時，當中的絕大部分粉塵被清洗脫除；除塵塔4的上部出口呈錐狀逐漸收窄，與煙囪8相連接，當熱煙氣遇到收窄的塔壁時，其中的部分水蒸氣凝結為水滴，沿塔壁流下送入沉降池7，實現(xiàn)部分水資源的回收利用；剩余的熱煙氣經(jīng)由煙 8排入大氣，其主要成分為水蒸氣。除塵管道與水霧除塵塔的連接處安裝擋煙板，使煙氣在水霧噴射器處的管道內(nèi)形成聚集，從而有效提高了第一次噴淋除塵的效果；水霧除塵塔的內(nèi)壁按螺旋方式安裝煙氣導流板，為熱煙氣提供了足夠的上升力，提高了煙氣除塵的效率；水霧除塵塔的中部自下而上依次安裝三組環(huán)形水霧噴射器，噴出的水霧在塔內(nèi)形成三個攔截水霧層，與上升的熱煙氣接觸后可有效清洗脫除煙氣中的絕大部分粉塵；除塵塔的上部出口呈錐狀逐漸收窄，當熱煙氣遇到收窄的塔壁時，其中的部分水蒸氣凝結為水滴，沿塔壁流下送入沉降池，實現(xiàn)了部分水資源的回收利用；由于CO2可溶于水，經(jīng)過對熱煙氣的四次噴淋，可部分脫除煙氣中的CO2，從而減少了溫室氣體排放。因此，本發(fā)明可用于大規(guī)模褐煤干燥提質過程中的煙氣除塵，能有效實現(xiàn)煤炭資 源的高效、低污染綜合利用，并達到低碳、節(jié)能減排的環(huán)保要求。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種褐煤干燥提質的水霧除塵裝置，包括除塵煙氣管道、擋煙板、水霧除塵塔、煙氣導流板、環(huán)形水霧噴射器、沉降池以及煙 ，其特征在于，所述水霧除塵裝置還包括安裝在煙氣除塵管道和水霧除塵塔內(nèi)，確保除塵過程中水霧與熱煙氣的充分接觸，實現(xiàn)煙氣中褐煤粉塵的清洗脫除的四組水霧噴射器。
2.按照權利要求I所述的水霧除塵裝置，其特征在于，所述擋煙板安裝在除塵管道與水霧除塵塔的連接處。
3.按照權利要求I所述的水霧除塵裝置，其特征在于，三組環(huán)形水霧噴射器自下而上依次安裝在水霧除塵塔的中部，使噴出的水霧在塔內(nèi)形成三個攔截水霧層。
4.按照權利要求I所述的水霧除塵裝置，其特征在于，所述水霧除塵塔的內(nèi)壁按螺旋方式安裝煙氣導流板。
5.按照權利要求I所述的水霧除塵裝置，其特征在于，所述水霧除塵塔的上方出口呈錐狀逐漸收窄，當熱煙氣遇到收窄的塔壁時，其中的部分水蒸氣凝結為水滴，沿塔壁流下送入沉降池。
6.一種褐煤干燥提質的水霧除塵方法，其特征在于，該方法包含如下步驟1)含有褐煤粉塵的熱煙氣在主引風機的作用下進入除塵煙氣管道；2)在擋煙板的作用下，煙氣于水霧噴射器處的管道內(nèi)發(fā)生聚集，遇到噴出的水霧后，當中的部分粉塵被清洗脫除；3)剩余的煙氣從擋煙板的上方出口進入水霧除塵塔，在煙氣導流板的作用下沿螺旋方式上升，依次穿過三組環(huán)形水霧噴射器噴水形成的攔截水霧層，當中的絕大部分粉塵被清洗脫除；4)水霧除塵塔的上部出口呈錐狀逐漸收窄，當熱煙氣遇到收窄的塔壁時，其中的部分水蒸氣凝結為水滴，沿塔壁流下送入沉降池；5)剩余的熱煙氣經(jīng)由煙 排入大氣，其主要成分為水蒸氣。
7.按照權利要求6所述的水霧除塵方法，其特征在于進入除塵煙氣管道內(nèi)來自于褐煤干燥提質過程的熱煙氣溫度為100°c 200°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種褐煤提質過程中的除塵裝置及除塵方法，包括除塵煙氣管道、擋煙板、水霧噴射器、水霧除塵塔、煙氣導流板等。含有褐煤粉塵的熱煙氣在主引風機的作用下進入除塵煙氣管道，在擋煙板的作用下，在水霧噴射器處的管道內(nèi)發(fā)生聚集；遇到噴出的水霧后，煙氣中的部分粉塵被清洗脫除；剩余煙氣從擋煙板的上方出口進入水霧除塵塔，在煙氣導流板的作用下沿螺旋方式上升，依次穿過水霧噴射器噴水形成的水霧層，當中的絕大部分粉塵被清洗脫除。本發(fā)明設計合理、安全可靠，大型化應用時運行穩(wěn)定，有效克服了電除塵、布袋除塵方法中設備維護成本高、使用壽命短等問題，有效實現(xiàn)褐煤的高效、低污染綜合利用，并達到低碳、節(jié)能減排的環(huán)保要求。
文檔編號B01D50/00GK102921258SQ20121042889
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權日2012年10月25日
發(fā)明者李虎雄, 李聞白, 仁亮, 程成, 邱波 申請人:溫州大學