一种非燃气锅炉的烟气净化系统及处理方法与流程

本发明属于环境保护技术领域，尤其是指锅炉环保技术领域，特别是指一种去除非燃气锅炉的浓烟及味道的净化系统及处理方法。

背景技术：

锅炉是现代化工业生产必不可少的热量或蒸汽的来源，大多数的工业生产均离不开锅炉的使用，早期的锅炉是以燃煤锅炉为主，是因为煤碳的成本较低，煤碳的储存量较大，至今的一些大型锅炉依然为燃煤锅炉。

但是燃煤锅炉依然有不可避免的缺陷，第一个是煤碳的燃烧值低，第二个是燃煤锅炉的热利用效率低，并且在使用过程中，有大量的煤渣、煤灰的产生，涉及对后期的处理问题，但是燃煤锅炉面临的最大问题是，其在燃烧过程中，有大量的烟气产生，导致对大气的污染。

进入2000年以来，随着工业的快速发展，锅炉的使用量也越来越大，而且以中小型燃煤锅炉为主，烟气处理效率低或没有处理，直接排向大气，是对大气污染的主要来源。国家为了保护大气环境，让人民在发展工业的同时，也能够享受清新的空气，生活在蓝天绿水之中，对燃煤锅炉的使用下达了最严格的措施，并且对某些区域严禁使用燃煤锅炉，并以燃气锅炉替换燃煤锅炉。

燃气锅炉的燃料来源为天然气，其燃烧后的产物为二氧化碳和水，对环境的影响非常小，并且热值高，但是，燃气锅炉的缺点是天燃气的价格是煤碳价格的两倍以上，导致成本增加，并且我国的天燃气储量并不足以支撑国内的需要，需要大量的进口，会导致受到国际环境的影响。

对于大型燃煤锅炉，其烟气在排放前也需要进行处理后，才准许向大气排放，而烟气处理的成本非常高，对中小型燃煤锅炉而言，烟气处理的成本更高。如何降低中小型燃煤锅炉的尾气处理成本，并实现尾气的安全排放是现领域的研究课题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种非燃气锅炉的烟气净化系统及处理方法，以解决现中小型燃煤锅炉的烟气处理成本高，且烟气处理效果不好，导致污染大气环境而无法使用的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种非燃气锅炉的烟气净化系统，包括：

热水储存装置，所述热水储存装置套于锅炉的热烟道上，在所述热水储存装置上设置有进水口、排水口及蒸汽排出口，其中蒸汽排出口通过加湿管路与所述热烟道连通；

一级烟气处理装置，包括浓烟存储室、隔板及煤灰沉淀槽；所述浓烟存储室为半地下的存储空间；在所述浓烟存储室地上部分的左侧壁设置有浓烟进口，在右侧壁的地下部分的侧下方设置有烟气出口；所述热烟道的出口与所述浓烟进口连接；

所述隔板倾斜设置于所述浓烟存储室内，所述隔板的上端与所述浓烟存储室的右侧壁连接，隔板的下端与所述浓烟存储室的左侧壁及底部之间均不连接；

所述煤灰沉淀槽设置于所述浓烟存储室靠近左侧壁的底部；

二级烟气处理装置，所述二级烟气沉淀装置为清烟存储室，所述清烟存储室设置于地平面以下；所述清烟存储室的左侧壁的侧下方设置有清烟进口，与所述烟气出口连接，右侧壁的侧下方设置有清烟出口；所述清烟存储室的下底为斜面，自所述清烟出口向所述清烟进口方向延伸，所述清烟存储室的下底逐渐降低；

排风机，设置于所述清烟出口处；

烟囱，所述烟囱的上部位于地平面以上，所述烟囱的侧下方设置有进烟口与所述清烟出口连接，在所述烟囱的出口设置有烟气罩，所述烟气罩倒扣于所述烟囱的出口处。

进一步的，在所述热水储存装置的排水口与锅炉加水管之间通过管路连接，用于向锅炉内加入热水。

进一步的，在所述热水储存装置的下方设置有进风观察室，在所述进风观察室内的热水储存装置的下方的设置有排空阀，在热烟道上设置有检修阀。

进一步的，所述煤灰沉淀槽与设置于浓烟存储室外侧的污水井连通。

进一步的，所述隔板与所述浓烟存储室的左侧壁之间形成下烟气通道，所述隔板与所述浓烟存储室的底部之间形成侧烟气通道；所述下烟气通道与所述侧烟气通道之间在所述煤灰沉淀槽的上方连通。

进一步的，在所述煤灰沉淀槽内设置有液位指示装置。

进一步的，所述清烟存储室的下底的倾斜角度大于15度。

进一步的，在所述清烟存储室的上方设置有检修口。

一种利用上述任一项的烟气净化系统的处理方法，包括以下步骤：

s1、在浓烟存储室的底部设置有水层，所述水层的液面略高于烟气出口的最下边；

s2、锅炉在工作过程中产生的浓烟进入热烟道，热烟道的热量对热水储存装置内的水加热，产生的蒸汽通过加湿管路进入热烟道并与浓烟混合后形成含水浓烟；

s3、含水浓烟进入到烟气存储室后与隔板撞击，并利用浓烟存储室内的地下部分与地上部分的温差，含水浓烟中的煤灰及可溶解物质沿所述隔板向下流入水层；经过初步处理后的烟气依次通过下烟气通道及侧烟气通道进入隔板下方的浓烟存储空间后成为清烟通过烟气出口排出；

s4、通过烟气出口排出的清烟进入清烟存储室，利用位于地平面以下的清烟存储室与室外的温差，清烟中溶解有污染物的水蒸汽进一步冷却并通过清烟存储室的下底的斜面回流到浓烟处理室的底部的水层；

s5、经过清烟存储室处理后的清烟通过排风机进入烟囱；

s6、进入烟囱内的烟气从烟囱顶部出口经过烟气罩进一步去除水蒸汽后排放。

本发明的有益效果是：

本技术方案首先是利用热烟道的余热加热热水储存装置内的水，进一步降低烟气的温度，并将热水储存装置产生的水蒸汽与浓烟混合，提高烟气中的湿度，提高了锅炉的热利用效率，并且浓烟中的煤灰及可溶解物质如含硫化合物、含氮化合物等均可溶解于水蒸汽中；当含水浓烟进入到浓烟存储室后，体积增加流速降低，地平面下与地平面以上存在温度差，再通过与隔板撞击，浓烟中的煤灰、可溶解污染物均在隔板上凝结并沿隔板流到水层内，经过处理后清烟进入清烟存储室，利用清烟存储室内的全地平面以下与浓烟存储室内的温差及流速的降低，进一步将清烟中的水蒸汽冷凝，再通过烟囱排出，而且通过在烟囱顶部烟气罩的设置，也起到将烟气中水蒸汽进一步冷凝的作用。

本技术方案的燃煤锅炉不需要高大的烟囱，看不到煤烟及水蒸汽。

附图说明

图1为本发明烟气净化系统结构示意图。

附图标记说明

1锅炉，2锅炉进水管，3排水管路，4热水储存装置，5加湿管路，6浓烟进口，7热烟道，8进风观察室，9进风口，10进水口，11排空阀，12浓烟存储室，13隔板，14煤灰沉淀槽，15污水井，16抽水泵，17液位指示浮标，18烟气出口，19排风机，20烟囱，21烟气罩，22检修口，23梯子，24水层，25清烟存储室。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的技术方案仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

在本申请的技术方案中，所有提及“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”均是指相对的位置，仅是用于说明本申请的技术方案。

本技术方案不仅用于对中小型锅炉的烟气进行净化，还能实现在外观上只见锅炉不见烟囱，打破了传统的只要有锅炉就必须竖立高大的烟囱，另一方面，本申请的技术充分利用了地下与地面的温度差来实现对烟气的净化，具体而言，在夏季，利用浓烟存储室的下部温度低于上部温度；在冬季，浓烟存储室的上部温度低于下部温的温差来实现对烟气的净化，降低了烟气净化的成本，而且实现净化效果。

如图1所示，本申请提供一种非燃气锅炉的烟气净化系统，包括：

热水储存装置4，本申请的热水储存装置为金属材质制作，为双层储水罐，焊接于锅炉1的热烟道上，在所述热水储存装置上设置有进水口10、排水口及蒸汽排出口，其中蒸汽排出口通过加湿管路5与所述热烟道7连通；进水口通过管路与供水管路连接，在供水管路上设置有控制阀；排水口通过排水管路3与锅炉进水管2连接，在管路上设置有控制阀，在本申请的其它实施例中，排水口也可以与其它管路连接，用于为其它的生产或加热提供热水。

在所述热水储存装置的下方设置有进风观察室8，在所述进风观察室内的热水储存装置的下方的设置有排空阀11，在热烟道上设置有检修阀，检修风机等用途。

进风观察室内设置有进风口9，进风口可用于调节排风机排风功率的大小，排风功率大进风口进风量增大，当排风机停机时，此处就成为出烟口，不影响锅炉的使用。

一级烟气处理装置，包括浓烟存储室12、隔板13及煤灰沉淀槽14；所述浓烟存储室为半地下的存储空间；本申请的技术方案中，浓烟存储室通常采用混凝土结构。

在所述浓烟存储室地上部分的左侧壁设置有浓烟进口6，在右侧壁的地下部分的侧下方设置有烟气出口18；所述热烟道的出口与所述浓烟进口连接。

所述隔板13倾斜设置于所述浓烟存储室内，所述隔板的上端与所述浓烟存储室的右侧壁连接，隔板的下端与所述浓烟存储室的左侧壁及底部之间均不连接；隔板将浓烟存储室分隔为上部和下部，所述隔板与所述浓烟存储室的左侧壁之间形成下烟气通道，所述隔板与所述浓烟存储室的底部之间形成侧烟气通道；所述下烟气通道与所述侧烟气通道之间在所述煤灰沉淀槽14的上方连通。

从浓烟进口进入的含水浓烟进入到浓烟存储室的上部，因为浓烟进口的面积远小于浓烟存储室的上部的面积，此时，含水浓烟的流动速度急骤减小，此时，浓烟中的颗粒在重力作用下开始下降，同时，处于隔板上方的浓烟存储室基本位于地平面的上方，隔板下方的浓烟存储室位于地平面的下方，而下方的温度比上方的温度低，其下方的温度大约在10～12℃左右，浓烟在运动过程中与隔板产生撞击，再结合隔板上下的温差，使得大部分的水蒸汽凝结，并沿隔板向下流淌，此时，凝结的水滴将浓烟中的煤灰、可溶解于水中的含硫化合物、含氮化合物等同时从烟气中带出，此时，浓烟中的污染物含量降低。

另一方面，浓烟存储室的底部有水层24，遇到进入的热烟气，大约在40～50℃就会有大量的水蒸汽产生，并且浓烟存储室为密封结构，只有在下部一个烟气出口，黑烟只能在浓烟存储室内变成清烟无害的烟气才能从最底层的烟气出口被排风机引出。

去除部分污染物的浓烟此时颜色变浅，成为清烟，清烟通过隔板与侧壁之间的下烟气通道及侧烟气通道进入隔板下方的浓烟存储室，在此处，因为温度进一步降低，更多的水蒸汽凝结后从清烟中分离并落入底部的水层。

所述煤灰沉淀槽14设置于所述浓烟存储室靠近左侧壁的底部，相对于浓烟存储室的底部大约25℃斜坡，煤灰沉淀槽与浓烟存储室外侧的污水井15连通，在煤灰沉淀槽内设置有抽水泵16及液位指示浮标17，根据液位的指示开启抽水泵将煤灰沉淀槽内的煤灰及污水抽出用于拌入待燃煤中，减少或避免污水排放，在进行检修时，维修人员可以通过污水井进入到浓烟存储室内。

在浓烟存储室内的底部注入一层水，水层的液面略高于烟气出口的最底边，水层的作用是存储从烟气中分离出来的污染物并保证隔板上方和下方的温度差。

在本申请的实施例中，浓烟存储室内的底部为平面，也可以为斜面。

二级烟气处理装置，所述二级烟气沉淀装置为清烟存储室，所述清烟存储室设置于地平面以下，因此，在自然下条件下，清烟存储室内的温度低于浓烟存储室的温度。所述清烟存储室的左侧壁的侧下方设置有清烟进口，与所述烟气出口连接，右侧壁的侧下方设置有清烟出口；所述清烟存储室的下底为大于15度的斜面，自所述清烟出口向所述清烟进口方向延伸，所述清烟存储室的下底逐渐降低；清烟在进入到清烟存储室后，烟气中的水蒸汽再次冷却凝结出来，并从清烟中带出相应的污染物。

在所述清烟存储室25的上方设置有检修口22及梯子23，便于对清烟存储室进行维修。

排风机19，设置于所述清烟出口处，用于将烟气引入烟囱20。

烟囱，所述烟囱的上部位于地平面以上，所述烟囱的侧下方设置有进烟口与所述清烟出口连接，在所述烟囱的出口设置有烟气罩21，所述烟气罩倒扣于所述烟囱的出口处，在烟气罩与烟囱的顶部之间有空隙，烟气从空隙向外排出。

本申请还提供一种利用上述任一项的烟气净化系统的处理方法，包括以下步骤：

s1、在浓烟存储室的底部设置有水层，所述水层的液面略高于烟气出口的最下边；

s2、锅炉在工作过程中产生的浓烟进入热烟道，热烟道的热量对热水储存装置内的水加热，产生的蒸汽通过加湿管路进入热烟道并与浓烟混合后形成含水浓烟；

s3、含水浓烟进入到烟气存储室后与隔板撞击，并利用浓烟存储室内的地下部分与地上部分的温差，含水浓烟中的煤灰及可溶解物质沿所述隔板向下流入水层；经过初步处理后的烟气依次通过下烟气通道及侧烟气通道进入隔板下方的浓烟存储空间后成为清烟通过烟气出口排出；

s4、通过烟气出口排出的清烟进入清烟存储室，利用位于地平面以下的清烟存储室与室外的温差，清烟中溶解有污染物的水蒸汽进一步冷却并通过清烟存储室的下底的斜面回流到浓烟处理室的底部的水层；

s5、经过清烟存储室处理后的清烟通过排风机进入烟囱；

s6、进入烟囱内的烟气从烟囱顶部出口经过烟气罩进一步去除水蒸汽后排放。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

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