節能型燃煤工業鍋爐尾氣處理裝置的分析與應用

段金娜

（晉能控股煤業集團云崗礦水暖隊，山西 大同 037017）

1 項目概況

燃煤工業鍋爐尾氣中含有的硫和硝元素非常多，硫和硝元素會造成酸雨和臭氧層的破壞等問題，現在全球變暖，酸雨頻發，對燃煤工業鍋爐尾氣進行脫硫脫硝已經刻不容緩，在對燃煤工業鍋爐尾氣進行脫硫脫硝時，需要使用燃煤工業鍋爐尾氣進行脫硫脫硝裝置。當前我國燃煤工業鍋爐尾氣脫硫脫硝裝置存在有以下缺點：第一，燃煤工業鍋爐尾氣脫硫脫硝裝置在對燃煤工業鍋爐尾氣進行處理時，沒有考慮到能源節約問題，極易造成電資源和水資源的浪費，不利于可持續發展，生產成本較大；第二，燃煤工業鍋爐尾氣脫硫脫硝裝置在對不同的尾氣處理時，無法調節藥品的使用量，造成藥品的浪費或者尾氣脫硫脫硝不徹底。針對這一情況，分析一種新型節能型燃煤工業鍋爐尾氣處理裝置是非常具有實際意義的。

2 節能型燃煤工業鍋爐尾氣處理裝置的分析

2.1 裝置結構分析

針對當前燃煤工業鍋爐尾氣脫硫脫硝裝置存在的問題，提供了一種具有節能功能的燃煤工業鍋爐尾氣脫硫脫硝環保裝置，該裝置結構如圖1和圖2所示，主要包括進氣管、過濾層、風輪、推動桿、第一轉動軸、主動齒輪、從動齒輪、取料輪、取料塊、固定桿、伸縮桿、反應室、環形管等部件[1-3]。

圖1 節能型燃煤工業鍋爐尾氣處理裝置正面結構示意圖

圖2 節能型燃煤工業鍋爐尾氣處理裝置左側結構示意圖

從圖1和圖2可知，進氣管的內部上端設置有過濾層，進氣管內部下端連接有第一轉動軸，第一轉動軸的前端固定有風輪，風輪側面設置有推動桿，推動桿后端外側設置有第一主動齒輪和第二主動齒輪，第一主動齒輪在第二主動齒輪的前面，第一主動齒輪的下方連接有第一從動齒輪，第一從動齒輪的內部固定有第二轉動軸，第二轉動軸的外側設置有第二從動齒輪，第二從動齒輪的上方連接有第二主動齒輪，第二轉動軸后端外側連接有取料輪，取料輪側面固定有取料塊，取料塊末端外側連接有伸縮桿，伸縮桿的前端固定有固定桿，固定桿固定在反應室的外側，反應室設置在進氣管的下方，反應室的內部設置有環形管。

進氣管和過濾層為卡合連接，二者構成拆卸安裝結構，當燃煤工業鍋爐尾氣通過進氣管時，首先會通過過濾層，過濾層可以對燃煤工業鍋爐尾氣中的大顆粒雜質進行過濾，從而防止管道堵塞，由于過濾層嵌入式安裝在進氣管中，所以可以在使用一定時間后，將過濾層拆卸清洗再次使用。

風輪的側面等角度設置有推動桿，風輪和進氣管構成轉動結構，當尾氣通過過濾層后，會通過推動桿進入裝置下方，而在經過推動桿時，會推動推動桿，就會引起風輪的轉動，從而使第一轉動軸轉動。

第二主動齒輪的直徑小于第一主動齒輪的直徑，第一主動齒輪和第一從動齒輪為嚙合連接，第二主動齒輪和第二從動齒輪為嚙合連接，當第一主動齒輪和第一從動齒輪嚙合時，風輪轉動會帶動更多的反應液體進入裝置內部，而第二主動齒輪和第二從動齒輪進行嚙合時，風輪轉動，反應液體進入裝置中的量較少。

第二轉動軸和取料輪為卡合連接，取料輪的側面等角度設置有取料塊，當需要改變第一主動齒輪和第一從動齒輪的嚙合時，使第二轉動軸向前移動，由于第二轉動軸和取料輪為卡合連接，第二轉動軸的前后固定桿進行限位，所以第二轉動軸的位置不會改變，當推動到后方時，第二主動齒輪和第二從動齒輪嚙合就會進行嚙合，從而降低出液速度。

固定桿和伸縮桿構成伸縮結構，伸縮桿和第二轉動軸構成轉動結構，當需要移動第二轉動軸時，將伸縮桿上方的螺栓卸除，推動伸縮桿，使伸縮桿在固定桿中移動到固定位置，然后使用螺栓對伸縮桿進行固定，就改變了第二轉動軸的位置。

2.2 工作原理

在使用該節能型燃煤工業鍋爐尾氣脫硫脫硝環保裝置時，第一步：尾氣進氣管進入裝置中；第二步，尾氣會經過過濾層的過濾，從而對尾氣中的大顆粒進行過濾，然后尾氣會穿過推動桿，帶動推動桿的轉動，從而帶動風輪和第一轉動軸的轉動，當第一轉動軸轉動時會帶動第一主動齒輪的轉動，第一主動齒輪轉動會帶動第一從動齒輪轉動，進而帶動第二轉動軸的轉動；

當第二轉動軸轉動時會帶動取料輪的轉動，從而使取料塊在儲存室中帶出反應液體進入反應室中和尾氣進行反應，在尾氣進入反應室之前，會經過環形管，尾氣在環形管中時，會對液體進行加熱，從而加快反應速度，當尾氣從環形管中出來時，會在反應室的底部，從而直接溶于反應液體，和反應液體進行反應，進行脫硫脫硝；

反應液體會從反應室右側的出水口流出，在對不同的尾氣進行處理，相同的尾氣需要較少的反應液體時，可以將伸縮桿上方的螺栓卸下，然后推動伸縮桿進入固定桿的底部，推動第二轉動軸，使第二從動齒輪和第二主動齒輪進行嚙合，從而減小取料輪的轉動速度，使液體進入反應室的速度減慢，增加了整體的實用性。

2.3 裝置特點

當鍋爐尾氣進入燃煤工業鍋爐尾氣進行脫硫脫硝裝置時，首先會經過過濾層，過濾層可以對進入的氣體中的大分子顆粒進行過濾，防止堵塞管道等問題的發生，尾氣經過過濾層過濾后，會進入下方的進氣管中，對推動桿產生壓力，從而使風輪轉動。

當裝置中的風輪轉動時，會帶動第一轉動軸進行轉動，從而帶動第一主動齒輪轉動，第一主動齒輪帶動第一從動齒輪轉動，第二轉動軸隨之轉動，第二轉動軸轉動時取料輪轉動，取料塊就會將儲料室中的液體帶入反應室中，且根據空氣的進入量來添加反應液體的量。

當空氣進入反應室之前，會經過環形管，從而對反應室中的液體進行加熱，加快脫硫脫硝的速度，當氣體從環形管內出來后，會進入反應液體的底部，進而融入水中，使尾氣和反應液體充分反應[4-6]。

3 實踐應用及效果分析

晉能控股煤業集團云崗礦現有一臺20 t/h燃煤工業鍋爐，現場已建有脫硫、脫硝等尾氣處理裝置。該燃煤工業鍋爐的環保指標已達到山西省大同市執行的環保標準，但在運行過程中脫硫、脫硝裝置中，沒有考慮到能源應用問題，電資源和水資源浪費嚴重，企業生產成本較大。針對這一情況，采用新型節能型燃煤工業鍋爐尾氣處理裝置來對以往的脫硫、脫硝裝置進行取代。2019年5月，完成了該新型節能型燃煤工業鍋爐尾氣處理裝置安裝工作，該裝置運行一年多來，裝置運行穩定，尾氣排放符合標準，污染物減排效果愈加明顯，節能效果顯著。