本實用新型涉及工業(yè)熔窯煙氣處理
技術領域：
，特別是涉及一種霧化噴頭及使用該霧化噴頭的玻璃熔窯煙氣的脫硫系統(tǒng)。
背景技術：
：目前全國玻璃生產(chǎn)線數(shù)量很多，共有300多條平板玻璃生產(chǎn)線。玻璃行業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)之一，既是能耗大戶，又是污染嚴重行業(yè)，玻璃熔窯的大氣污染物排放問題已成為制約玻璃行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。目前國內(nèi)玻璃行業(yè)多采用中、高硫含量的石油焦作為燃料或石油焦+重油混合燃料，據(jù)統(tǒng)計，55％以石油焦粉為燃料，25％以重油為燃料，剩余20％左右以天然氣、煤制氣為燃料。燃料燃燒后產(chǎn)生的玻璃熔窯煙氣溫度高、粉塵含量大、煙氣和粉塵的成分復雜，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用不同燃料的玻璃熔窯煙氣中污染物含量不同，具體見表1。表1不同燃料煙氣中污染物含量情況燃料粉塵濃度(mg/m3)SO2濃度(mg/m3)NOX濃度(mg/m3)天然氣/煤制氣80～280100～5001800～2870重油150～9001500～40001850～3000石油焦粉200～1200200～65001800～3300可見，玻璃熔窯煙氣中SO2和NOx是主要污染物，其中SO2是酸雨形成的主要原因，因此其排放濃度是環(huán)保法規(guī)對玻璃生產(chǎn)企業(yè)煙氣排放的控制指標之一，要求最終排入大氣的煙氣中SO2含量不得高于400mg/Nm3，NOx含量不得高于700mg/Nm3。因此，玻璃熔窯產(chǎn)生的煙氣需要經(jīng)過脫硫和脫硝，使其中的SO2和NOx含量符合規(guī)定后才能排入大氣。目前，玻璃熔窯煙氣先進行電除塵然后脫硝，再次降溫調(diào)質(zhì)后的煙氣進行脫硫，脫硫主要采用干法脫硫、半干法脫硫和濕法脫硫等三種方法。干法脫硫是在無液相介入的完全干燥狀態(tài)下進行脫硫，脫硫產(chǎn)物為干粉狀，常用的脫硫劑有爐內(nèi)噴鈣(石灰/石灰石)或者金屬等，用來吸收玻璃熔窯煙氣中的SO2。該方法的優(yōu)點是煙氣濕度小，有利于后續(xù)除塵和煙氣排空，不足之處在于脫硫效率低，難以達到排放標準。半干法脫硫是利用玻璃熔窯煙氣顯熱蒸發(fā)漿液狀脫硫劑中的水分，在蒸發(fā)的過程中玻璃熔窯煙氣中SO2與脫硫劑中的堿金屬反應生成硫酸鹽或者亞硫酸鹽，并使最終產(chǎn)物為干粉狀，半干法使用較多的是噴霧干燥脫硫、循環(huán)流化床煙氣脫硫等。該方法的優(yōu)點是沒有水加入，煙氣相對干燥，不產(chǎn)生廢水，不足之處在于脫硫效率低，設備龐大。濕法脫硫為目前使用最廣的脫硫方法，占脫硫總量的80％以上。該方法采用向煙氣中噴淋堿溶液，堿溶液與玻璃熔窯煙氣接觸并與其中的SO2反應，將其中的SO2去除，脫硫后煙氣經(jīng)脫水后即可排放。此方法可以去除煙氣中90％的SO2，是目前脫硫效率最好、最經(jīng)濟的方法之一。然而，濕法脫硫仍然存在三大難以解決的問題，一是腐蝕性，吸收SO2的堿溶液是循環(huán)使用，堿性物質(zhì)是定期投入的，而不是連續(xù)投入，因此后期的脫硫后廢液呈酸性，酸液對設備的腐蝕很大，是目前脫硫設備損壞的主要原因之一；二是堵塞，脫硫后產(chǎn)物中的不溶物(硫酸鈣或亞硫酸鈣)容易堵塞管路或者在脫硫塔內(nèi)局部結(jié)垢，造成反應塔內(nèi)氣流不均勻，嚴重影響脫硫效率，造成設備運行困難；三是脫硫后煙氣還要脫水，但是脫水只能脫掉液態(tài)的水，隨著煙氣溫度下降，煙氣中的水析出，析出的水滴含中有大量微塵，會隨煙氣排放，成為pm2.5的主要來源，若是進行除塵，又會因煙氣中水分含量高，造成除塵裝置的堵塞。申請?zhí)枮?0140455024.6的專利申請中公開了一種濕法脫硫裝置與半干法脫硫裝置串聯(lián)組合的脫硫器，用此脫硫器脫硫仍有廢水產(chǎn)生，且除濕時所需的干粉石灰量很大，經(jīng)濟上不合理。申請?zhí)枮閷＠?01210474618.2的專利申請中公開了一種新型玻璃熔窯煙氣干法調(diào)質(zhì)脫硫一體化裝置，該裝置采用干法脫硫，脫硫效果較差，煙氣阻力大，需要大功率煙氣加壓機。申請?zhí)枮?01220161028.X的專利申請中公開了一種噴霧干燥半干法高效脫硫裝置，采用霧化脫硫半干法脫硫，脫硫后煙氣中煙塵含量高必須除塵處理才能排放，但除塵時容易造成布袋堵塞。綜上所述，目前玻璃熔窯煙氣治理SO2的難度大，成本高，是本領域亟待解決的問題。技術實現(xiàn)要素：本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術中存在的技術缺陷，第一方面，提供一種不消耗壓縮空氣，霧滴小的霧化噴頭，包括進液管和設在所述進液管一端的球腔，球腔上均布20-30個噴嘴，球腔、噴嘴與進液管內(nèi)部連通，所述噴嘴包括中空管狀的底座和錐帽，所述底座的內(nèi)部中空管狀空間形成噴嘴通道，底座一端開口并與球腔連通，另一端封閉并通過螺紋套裝在錐帽內(nèi)，套裝在錐帽中的底座端部設有若干個脫硫液孔與噴嘴通道相通，錐帽頂端設有喇叭口，底座和錐帽之間有間隙并與喇叭口相同。所述間隙為可通過底座和錐帽之間螺紋調(diào)整大小的狹縫，所述狹縫在靠近球腔的一端為環(huán)形，在靠近錐帽的一端呈錐形，狹縫大小為0.05-0.1mm。所述脫硫液孔有4-7個，直徑為2-3mm。第二方面，本實用新型提供一種高效的玻璃熔窯煙氣的脫硫系統(tǒng)，包括依次連接的儲存有脫硫液的儲罐、脫硫塔、布袋除塵器和粉包，脫硫塔上設有上述霧化噴頭和設在所述霧化噴頭上方的粉槍，儲罐與脫硫塔的霧化噴頭相連，粉槍與粉包相連，脫硫塔的煙氣出口與布袋除塵器相連，布袋除塵器通過粉末收集口連至粉包。所述脫硫塔的塔體為鋼板焊制而成的外殼，外殼內(nèi)設防腐層，脫硫塔底部設有排灰口，下部設有通入煙氣的煙道，煙道上方500-1000mm處設有位于脫硫塔軸心位置的用于霧化脫硫液的所述霧化噴頭，霧化噴頭上方500-1000mm的脫硫塔外殼上設有粉槍，頂部設有煙氣出口。所述霧化噴頭在脫硫塔內(nèi)設置兩到三層，每層間隔500-1000mm。所述粉槍沿脫硫塔的橫截面圓周設置一到兩層，每層間隔500-1000mm，共3-5支，均勻分布，伸入脫硫塔內(nèi)10-15mm。所述霧化噴頭通過脫硫液管道依次與加壓機和儲罐相連，加壓機的加壓壓力為4-6MPa。所述粉槍通過粉末管道依次與螺旋送料機和粉包相連。所述布袋除塵器前端為入口，后端為出口，底部前端設有粉末收集口，后端設有廢灰收集口，入口與脫硫塔頂部的煙氣出口相連，出口連有煙囪與大氣相通，粉末收集口與粉包相連。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：1)本實用新型的霧化噴頭靠脫硫液壓力霧化，不消耗壓縮空氣，霧滴小，均勻，能均勻與煙氣混合，更有效消除煙氣中硫化物。2)本實用新型將脫硫效率高的濕法脫硫法和脫硫后煙氣水分低的干法脫硫法結(jié)合起來，既能效去除煙氣中的SO2，又減少了煙氣中水蒸汽含量，有利于后續(xù)布袋除塵工藝的進行。3)本實用新型用來脫硫和除水蒸氣的干粉能夠回收重復使用，減少資源的浪費，也降低了脫硫的運行成本。4)本實用新型采用先濕法脫硫再干法去濕的脫硫方式，減少了煙氣中的霧滴，也就減少了霧滴帶出的塵埃，大大降低了pm2.5的排放。5)利用該實用新型脫硫系統(tǒng)可以使玻璃熔窯煙氣中SO2濃度降低95％以上，達到國標排放標準；并且不產(chǎn)生工業(yè)廢水，二次污染小，易于操作和推廣應用。6)脫硫后煙氣中水分下降80％以上，煙氣可以直接進行下一步布袋除塵處理，煙氣微塵下降90％以上，達到國標排放標準。附圖說明圖1所示為本實用新型的脫硫系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；圖2所示為本實用新型的脫硫塔粉槍層的橫截面示意圖；圖3所示為本實用新型粉槍的結(jié)構示意圖；圖4所示為本實用新型霧化噴頭的結(jié)構示意圖；圖5所示為本實用新型噴嘴的結(jié)構示意圖。具體實施方式本實用新型提供的玻璃熔窯煙氣的脫硫系統(tǒng)是基于以下工作原理：玻璃熔窯煙氣經(jīng)脫硝、換熱后進入本實用新型的脫硫系統(tǒng)，煙氣溫度約80-100℃，在脫硫塔下部與霧化的脫硫液進行濕法脫硫，霧化脫硫液與煙氣充分混合，煙氣中SO2與脫硫液反應，如式Ⅰ-式Ⅱ：2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O式ⅠCa(OH)2+SO2＝CaSO3+H2O式Ⅱ；煙氣中85％以上的SO2被脫硫液吸收，不產(chǎn)生廢水，上述式Ⅰ-式Ⅱ反應產(chǎn)生的水分和脫硫液蒸發(fā)產(chǎn)生的水分隨著煙氣上升，在脫硫塔中部與堿土金屬氧化物(可簡稱為干粉)混合進行干法脫硫，干粉與煙氣中的水分及煙氣中殘留的SO2反應，如式Ⅲ-式Ⅳ：CaO+H2O＝Ca(OH)2式ⅢCa(OH)2+SO2＝CaSO3+H2O式Ⅳ；干粉中CaO與煙氣中的水分反應，將煙氣中的水分吸收，生成的小部分Ca(OH)2與煙氣中SO2反應，煙氣中殘留的SO2被吸收，同時反應生成的水分也被干粉吸收，水分及SO2含量均減少，得到脫硫煙氣，同時達到了脫硫和脫水的目的。脫硫脫水后的煙氣再經(jīng)過布袋除塵器除塵，其中未反應的干粉被收集，重新利用。以下結(jié)合具體實施例，更具體地說明本實用新型的內(nèi)容，并對本實用新型作進一步闡述，但這些實施例絕非對本實用新型進行限制。結(jié)合圖1對本實用新型的脫硫系統(tǒng)作進一步說明，本實用新型提出的脫硫系統(tǒng)包括依次連接的儲罐10、脫硫塔1、布袋除塵器6和粉包7。脫硫塔1的外殼14由A3鋼板焊制而成，內(nèi)設防腐層15，防腐層為防腐水泥或者鑄石等，如圖2所示。脫硫塔1下部設有煙道4，用來通入煙氣，底部設有排灰口5，在脫硫塔1內(nèi)距煙道4上方500-1000mm的位置設置二到三層霧化噴頭3，相鄰兩層霧化噴頭3的間距為500-1000mm，霧化噴頭3的頭部伸至脫硫塔1的軸心位置。距最上層的霧化噴頭3上方500-1000mm處設置一到二層粉槍2，粉槍2設在脫硫塔外殼4上，其頭部伸進脫硫塔內(nèi)10-15mm，每層粉槍的間距為500-1000mm，如圖2所示，粉槍2沿脫硫塔1的橫截面圓周設置3-5支，并均勻分布。脫硫塔1頂部設有煙氣出口51，并通過排煙通道24與布袋除塵器6的入口相連。霧化噴頭3依次通過脫硫液管道13和加壓機8與儲罐10相連，加壓機8將儲罐10內(nèi)儲存的脫硫液加壓至4-6MPa，經(jīng)脫硫液管道13輸送到霧化噴頭3進行霧化，再噴入脫硫塔1中，對煙氣進行濕法脫硫。霧化噴頭3由304不銹鋼制成，如圖4所示，由進液管19和球腔20連接而成，球腔20上均布有20-30個噴嘴21，噴嘴21通過螺紋連接或者焊接在球腔20上。如圖5所示，噴嘴21由中空的底座22和錐帽23構成，底座22為一中空圓管，中空空間形成噴嘴通道24，底座22一端連接球腔20并通過內(nèi)部的噴嘴通道24與球腔相通，另一端沿中空圓管的圓周設有4-7個直徑為2-3mm的脫硫液孔25，底座22另一端的端部為錐形且封閉。錐帽23通過螺紋套裝在底座22的錐形封閉端，且與底座22之間有間隙26，間隙26為一狹縫，在靠近球腔20的一端為環(huán)形、靠近錐帽的另一端呈錐形。間隙26通過脫硫液孔25與底座22的噴嘴通道24相通。錐帽頂部設有喇叭口27，通過間隙26與噴嘴通道24相通，用于將脫硫液噴出。使用時，脫硫液由霧化噴頭3的進液管19進入球腔20，再通過噴嘴通道24和脫硫液孔25進入間隙26后由喇叭口27噴出，進入脫硫塔中。通過調(diào)整底座22與錐帽23的相對位置，即通過螺紋旋入和旋出調(diào)整底座22套裝在錐帽23內(nèi)的長度來控制間隙26的大小，使狹縫大小為0.05-0.1mm。通過調(diào)整間隙26的大小，可以控制霧化程度及噴霧距離，以適應不同大小的塔體及煙氣進氣量、不同成分的煙氣。此霧化噴頭3靠脫硫液壓力霧化，不消耗壓縮空氣，霧滴小，均勻，能均勻與煙氣混合，更有效消除煙氣中硫化物。粉槍2依次通過粉末軟管12和螺旋送料機9與粉包7相連，粉包7中的堿土金屬氧化物粉末在螺旋輸送器9和壓縮空氣的作用下經(jīng)粉末軟管12輸送到粉槍2，再噴入脫硫塔1中，對濕法脫硫后的煙氣進行干法脫硫。粉槍2由304不銹鋼焊制而成，如圖3所示，一端為干粉出口，另一端為干粉進口16，在粉槍2上靠近干粉進口16的位置設有壓縮空氣進口18，在靠近干粉出口的位置設有擋板17，用來擋住塔內(nèi)煙氣不外泄。布袋除塵器6前端為脫硫后煙氣的入口，與脫硫塔1相連，后端為脫硫除塵后煙氣的出口，與煙囪25相連(布袋除塵器煙氣的進入方向為前，煙氣的排出方向為后)，對脫硫煙氣進行除塵處理，除塵后煙氣排入大氣。除去的灰塵包括顆粒大、含水量高、較重的廢灰和顆粒小、含水量低、較輕的粉塵。廢灰和粉塵因重力不同在布袋除塵器中可進行分離，較輕的粉塵先沉降下來，可在布袋除塵器的前端底部進行收集，由于粉塵中主要成分是未參與反應的堿土金屬氧化物粉末和干法脫硫反應后的堿土金屬氫氧化物粉末，因此可返回粉包7中重復利用。較重的廢灰后沉降下來，可在布袋除塵器的后端底部進行收集，廢灰堿性大，可用于制備脫硫液，提高利用率。因此，布袋除塵器6底部前端設有粉末收集口52用來將脫硫煙氣中的粉塵收集起來，底部后端設有廢灰排出口53用來將脫硫煙氣中的廢灰收集起來。布袋除塵器6的粉末收集口52與粉倉7連接，布袋除塵器6中被收集起來的粉塵通過粉末收集口52進入粉倉7，與新加入的干粉一起經(jīng)螺旋送料器9在高壓風輸送下，經(jīng)粉末軟管12進入粉槍2，噴至脫硫塔中，實現(xiàn)重復利用。布袋除塵器6中被收集起來的廢灰通過廢灰排出口53排出，用于制備脫硫液，然后進入儲罐10，在加壓機8的壓力下經(jīng)脫硫液管道13進入霧化噴頭3，噴至脫硫塔中，提高利用效率。在此基礎上，利用上述脫硫系統(tǒng)對玻璃熔窯煙氣的脫硫方法，包括以下步驟：(1)經(jīng)脫硝、除塵、換熱后的玻璃熔窯煙氣(溫度約80-100℃)通過煙道4進入脫硫塔1中，與霧化噴頭3噴出的霧化的脫硫液接觸并充分混合，將煙氣中的SO2吸收，實現(xiàn)濕法脫硫，同時霧化的脫硫液中的水分被蒸發(fā)至煙氣中，得到一次脫硫煙氣(其中含有少量的SO2和水蒸汽)；脫硫液按重量份數(shù)包括15-20份氫氧化鈉，5-10份氫氧化鈣，70-80份水，壓力為4-6MPa，此過程中煙氣中的SO2與脫硫液中的氫氧化鈉和氫氧化鈣反應生成亞硫酸鈉、亞硫酸鈣和水，將煙氣中的SO2去除；脫硫液中若堿性物質(zhì)(NaOH和Ca(OH)2)濃度過高，容易結(jié)晶，造成霧化噴頭堵塞，濃度過低則影響脫硫效果；脫硫液的壓力是霧化的動力來源，過高造成能源浪費，過低霧化效果差。(2)步驟(1)的一次脫硫煙氣繼續(xù)上升與粉槍2噴出的堿土金屬氧化物粉末接觸并充分混合，吸收煙氣中的水生成堿土金屬氫氧化物，堿土金屬氫氧化物同時與煙氣中殘留的SO2接觸，進一步吸收SO2，進行干法脫硫，得到二次脫硫煙氣(其中含有未反應的干粉和生成的堿土金屬氫氧化物)；堿土金屬氧化物粉末為商購產(chǎn)品，一般采用氧化鈣干粉，干粉粒度為200目，螺旋送料機利用壓縮空氣將粉倉2中的堿土金屬氧化物粉末輸送至粉槍2中，壓縮空氣與堿土金屬氧化物粉末的混合比例為1m3壓縮空氣輸送5-10kg堿土金屬氧化物粉末，此過程中煙氣中的水與干粉中的堿土金屬氧化物反應生成堿土金屬氫氧化物，將煙氣中的水去除，生成的堿土金屬氫氧化物與煙氣中殘留的SO2反應生成堿土金屬亞硫酸化物，將煙氣中的SO2進一步去除。(3)步驟(2)的二次脫硫煙氣進入布袋除塵器進行除塵后，排入大氣，二次脫硫煙氣中的灰塵因重力作用被分離成粉塵和廢灰，粉塵為大量未反應的干粉和生成的堿土金屬氫氧化物粉末，并通過粉末收集口返回至粉倉中，循環(huán)利用；廢灰通過廢灰收集口排出，用來制備脫硫液。本實用新型提供的脫硫系統(tǒng)在使用時，霧化噴頭噴入脫硫液和粉槍噴入堿土金屬氧化物是同時進行的，煙氣先與脫硫液接觸，其中大部分的SO2被脫硫液中的堿性物質(zhì)吸收，噴入的脫硫液全部汽化，沒有廢液產(chǎn)生；然后脫硫液氣化的水分隨煙氣繼續(xù)向上運行，與堿土金屬氧化物粉末接觸，煙氣中的水分和剩余的SO2被吸收，反應生成的堿土金屬氫氧化物粉末和沒與煙氣反應的部分堿土金屬氧化物粉末隨煙氣繼續(xù)向上運行，煙氣中部分顆粒大的粉末，在重力作用下下降，通過脫硫塔底部的排灰口51定時排出，排出后可以回收利用，一般可用來制備脫硫液；煙氣中顆粒小的灰塵隨煙氣進入布袋除塵器進行除塵，除塵后煙氣達到排放標準，直接排入大氣，灰塵中的粉塵沉降下來通過粉末收集口排入粉包，重新利用，灰塵中的廢灰通過廢灰排出口排出。實施例1：以600噸浮法玻璃生產(chǎn)線為例，每小時煙氣量為90000Nm3，煙氣溫度為100度，煙氣中SO2含量為1850mg/Nm3，脫硫液采用氫氧化鈉為15份，氫氧化鈣10份，水75份。脫硫塔內(nèi)徑3m，脫硫液用量每小時600kg，霧化噴頭設置二層，首層霧化噴頭距進煙口上沿為800mm，霧化噴頭層間距為500mm，經(jīng)脫硫液脫硫煙氣繼續(xù)上升，干粉加入干粉氧化鈣量為1000kg/h，粉槍設置二層，首層粉槍距上層霧化噴頭距離為800mm，粉槍層間距500mm，沿脫硫塔圓周長，設置3支粉槍，均布。經(jīng)過本實用新型的脫硫脫系統(tǒng)，煙氣中SO2含量為80mg/Nm3，達到國標排放標準，脫硫效率為95.7％。實施例2：以900噸浮法玻璃生產(chǎn)線為例，每小時煙氣量為120000Nm3，煙氣溫度為80度，煙氣中SO2含量為2400mg/Nm3，脫硫液采用氫氧化鈉為20份，氫氧化鈣5份，水75份。脫硫塔內(nèi)徑4m，脫硫液用量每小時900kg，霧化噴頭設置三層，首層霧化噴頭距進煙口上沿為1000mm，霧化噴頭層間距為800mm，經(jīng)脫硫液脫硫煙氣繼續(xù)上升，干粉加入干粉氧化鈣量為1500kg/h，粉槍設置二層，首層粉槍距上層霧化噴頭距離為1000mm，粉槍層間距800mm，沿脫硫塔圓周長，設置5支粉槍，均布。經(jīng)過本實用新型的脫硫脫系統(tǒng)，煙氣中SO2含量為95mg/Nm3，達到國標排放標準，脫硫效率為96.0％。從以上實施例可以看出用本實用新型的脫硫系統(tǒng)處理玻璃熔窯煙氣，由于脫硫塔結(jié)構簡單，脫硫過程路徑短，沒有拐彎和死角，也沒有阻擋板之類阻擋煙氣行進阻力，因此空氣阻力小，脫硫效率高，關鍵是煙氣中水分含量低，利于后期煙氣布袋除塵，排空煙氣不會造成pm2.5的升高。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出的是，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的內(nèi)容。當前第1頁1 2 3