節(jié)能型燃煤工業(yè)鍋爐尾氣處理裝置的分析與應(yīng)用

段金娜

（晉能控股煤業(yè)集團云崗礦水暖隊，山西 大同 037017）

1 項目概況

燃煤工業(yè)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(xiàn)在全球變暖，酸雨頻發(fā)，對燃煤工業(yè)鍋爐尾氣進行脫硫脫硝已經(jīng)刻不容緩，在對燃煤工業(yè)鍋爐尾氣進行脫硫脫硝時，需要使用燃煤工業(yè)鍋爐尾氣進行脫硫脫硝裝置。當前我國燃煤工業(yè)鍋爐尾氣脫硫脫硝裝置存在有以下缺點：第一，燃煤工業(yè)鍋爐尾氣脫硫脫硝裝置在對燃煤工業(yè)鍋爐尾氣進行處理時，沒有考慮到能源節(jié)約問題，極易造成電資源和水資源的浪費，不利于可持續(xù)發(fā)展，生產(chǎn)成本較大；第二，燃煤工業(yè)鍋爐尾氣脫硫脫硝裝置在對不同的尾氣處理時，無法調(diào)節(jié)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(jié)能型燃煤工業(yè)鍋爐尾氣處理裝置是非常具有實際意義的。

2 節(jié)能型燃煤工業(yè)鍋爐尾氣處理裝置的分析

2.1 裝置結(jié)構(gòu)分析

針對當前燃煤工業(yè)鍋爐尾氣脫硫脫硝裝置存在的問題，提供了一種具有節(jié)能功能的燃煤工業(yè)鍋爐尾氣脫硫脫硝環(huán)保裝置，該裝置結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，主要包括進氣管、過濾層、風(fēng)輪、推動桿、第一轉(zhuǎn)動軸、主動齒輪、從動齒輪、取料輪、取料塊、固定桿、伸縮桿、反應(yīng)室、環(huán)形管等部件[1-3]。

圖1 節(jié)能型燃煤工業(yè)鍋爐尾氣處理裝置正面結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 節(jié)能型燃煤工業(yè)鍋爐尾氣處理裝置左側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖

從圖1和圖2可知，進氣管的內(nèi)部上端設(shè)置有過濾層，進氣管內(nèi)部下端連接有第一轉(zhuǎn)動軸，第一轉(zhuǎn)動軸的前端固定有風(fēng)輪，風(fēng)輪側(cè)面設(shè)置有推動桿，推動桿后端外側(cè)設(shè)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(nèi)部固定有第二轉(zhuǎn)動軸，第二轉(zhuǎn)動軸的外側(cè)設(shè)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(zhuǎn)動軸后端外側(cè)連接有取料輪，取料輪側(cè)面固定有取料塊，取料塊末端外側(cè)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(yīng)室的外側(cè)，反應(yīng)室設(shè)置在進氣管的下方，反應(yīng)室的內(nèi)部設(shè)置有環(huán)形管。

進氣管和過濾層為卡合連接，二者構(gòu)成拆卸安裝結(jié)構(gòu)，當燃煤工業(yè)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(yè)鍋爐尾氣中的大顆粒雜質(zhì)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(fēng)輪的側(cè)面等角度設(shè)置有推動桿，風(fēng)輪和進氣管構(gòu)成轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，當尾氣通過過濾層后，會通過推動桿進入裝置下方，而在經(jīng)過推動桿時，會推動推動桿，就會引起風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動，從而使第一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)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?shù)谝恢鲃育X輪和第一從動齒輪嚙合時，風(fēng)輪轉(zhuǎn)動會帶動更多的反應(yīng)液體進入裝置內(nèi)部，而第二主動齒輪和第二從動齒輪進行嚙合時，風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，反應(yīng)液體進入裝置中的量較少。

第二轉(zhuǎn)動軸和取料輪為卡合連接，取料輪的側(cè)面等角度設(shè)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(zhuǎn)動軸向前移動，由于第二轉(zhuǎn)動軸和取料輪為卡合連接，第二轉(zhuǎn)動軸的前后固定桿進行限位，所以第二轉(zhuǎn)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(gòu)成伸縮結(jié)構(gòu)，伸縮桿和第二轉(zhuǎn)動軸構(gòu)成轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，當需要移動第二轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動軸的位置。

2.2 工作原理

在使用該節(jié)能型燃煤工業(yè)鍋爐尾氣脫硫脫硝環(huán)保裝置時，第一步：尾氣進氣管進入裝置中；第二步，尾氣會經(jīng)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(zhuǎn)動，從而帶動風(fēng)輪和第一轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動，當?shù)谝晦D(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時會帶動第一主動齒輪的轉(zhuǎn)動，第一主動齒輪轉(zhuǎn)動會帶動第一從動齒輪轉(zhuǎn)動，進而帶動第二轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動；

當?shù)诙D(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時會帶動取料輪的轉(zhuǎn)動，從而使取料塊在儲存室中帶出反應(yīng)液體進入反應(yīng)室中和尾氣進行反應(yīng)，在尾氣進入反應(yīng)室之前，會經(jīng)過環(huán)形管，尾氣在環(huán)形管中時，會對液體進行加熱，從而加快反應(yīng)速度，當尾氣從環(huán)形管中出來時，會在反應(yīng)室的底部，從而直接溶于反應(yīng)液體，和反應(yīng)液體進行反應(yīng)，進行脫硫脫硝；

反應(yīng)液體會從反應(yīng)室右側(cè)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(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動速度，使液體進入反應(yīng)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(yè)鍋爐尾氣進行脫硫脫硝裝置時，首先會經(jīng)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(fā)生，尾氣經(jīng)過過濾層過濾后，會進入下方的進氣管中，對推動桿產(chǎn)生壓力，從而使風(fēng)輪轉(zhuǎn)動。

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

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

3 實踐應(yīng)用及效果分析

晉能控股煤業(yè)集團云崗礦現(xiàn)有一臺20 t/h燃煤工業(yè)鍋爐，現(xiàn)場已建有脫硫、脫硝等尾氣處理裝置。該燃煤工業(yè)鍋爐的環(huán)保指標已達到山西省大同市執(zhí)行的環(huán)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(yīng)用問題，電資源和水資源浪費嚴重，企業(yè)生產(chǎn)成本較大。針對這一情況，采用新型節(jié)能型燃煤工業(yè)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(jié)能型燃煤工業(yè)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(wěn)定，尾氣排放符合標準，污染物減排效果愈加明顯，節(jié)能效果顯著。