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高效低耗涡轮导波旋涡微分潜水除尘脱硫脱水一体化技术

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一种用于各种烟气、废气治理的高效低耗的涡轮导波旋涡微分潜水除尘脱硫脱水一体化装备属于宁海泽高级工程师历时16年研究发明的“微分潜水式”脱硫除尘技术的第五代,2006年获国家专利。经环保部门实测,仅用石灰作脱硫剂,脱硫效率可达99%、除尘效率可达99.8%,同时也有较好的脱氮效果,其技术指标已经达到世界先进水平,原理新颖独到,技术成熟完善。
 
  技术特点 : 1、脱硫脱氮除尘脱水一体,效率更高,由于气液两相接触特别充分,即使不加任何脱硫剂,其脱硫效率也可达到65%,完全可使二氧化硫排放浓度达到国家标准;2、投资省见效快易制造,制造成本更低;3、用水量微小,锅炉房三废可充分利用,可以废治污,省水省电省脱硫剂,运行费用更低(微乎其微);4、无喷嘴无堵塞无须维护,运行安全可靠;5、运行阻力小约800pa,可调节;6、脱水效果特好,冬季运行与夏季运行一样,烟囱出口不见白气(水蒸气)不见烟,好象停烧的烟囱一样什么都看不见,所以,安装在引风机前后均可,引风机寿命长;7、适用玻璃钢、高分子塑料、不锈钢或钢板涂防腐材料制造,耐腐蚀寿命长;8、结构紧凑占地省,操作简便,外型美观;9、适用于大、中、小各型锅炉、各种化工废气脱硫脱氮除尘,更适用于火电厂锅炉脱硫脱氮除尘、如用于电石炉和炼钢炉比布袋除尘器更省钱更安全。
 
  工作原理是: 从锅炉排出的含硫含尘烟气进入本综合塔内保持一定水位的碱性水中,先经涡轮导波旋涡机构和微分潜水机构在水中旋涡碰撞然后微分细分潜游,迫使烟气与水充分接触充分反应充分洗涤,气液两相接触特别特别充分,接触面积特别大,烟气中的二氧化硫和灰尘及氮氧化物同时被水充分吸收,净化后的烟气上升至涡轮式脱水机构高速离心旋转甩干,彻底脱水后经引风机进入烟囱排入大气;脱水机构脱出的水流入本综合塔内水中;灰尘沉入水下经自控或手控蝶阀定时排出,对灰尘量较大的锅炉,本综合塔装有随时排灰水管阀可让灰尘随时排出,随水流入浅小的灰水沉淀池,灰尘可方便的清出;沉淀后的清水流入清水池,如碱水池缺水而锅炉房碱性废水又补水不足时可从清水池自动补水,再由微型潜水泵从碱水池抽回本装备循环使用,无二次污染.
 
  关于脱氮: 根据氮氧化物的特性,要脱除烟气中的氮氧化物也必须用碱性物质作为脱氮剂,与脱硫所用的脱硫剂是同一物质。因此,脱氮与脱硫就完全可以用同一台设备,在脱硫的同时也实现脱氮。用同一台设备既脱硫又脱氮,如果设备的结构能使烟气与碱性水充分接触,脱硫效果较好,那么,脱氮效果自然也好,因为脱氮也需要烟气与碱性水充分接触。高效低耗涡轮导波旋涡微分潜水除尘脱硫脱水装备能让烟气与碱性水接触的特别特别充分,脱硫效率可达99%,脱氮效率也完全可以达到95%以上。
 
  创新性 : 高效低耗涡轮导波旋涡微分潜水除尘脱硫脱水装备属“微分潜水”式脱硫除尘技术的第五代产品,属本人发明,其原理新颖独树一帜,属于创新型专利产品,目前国内公开发表的书刊上尚无先例,其构造原理与市场上常见的喷淋、喷雾、水膜、旋流板等普通湿式脱硫除尘技术截然不同。
 
  普通湿式脱硫除尘技术产品普遍设置有喷嘴和较大功率的循环供水泵,除尘器内为空筒,存不住水也存不住灰,喷嘴易堵塞,筒内温度高防腐难度大,气液两相接触不充分,脱硫除尘效果差,好比人在大雨中跑100米衣服不一定湿透的道理一样,何况高速烟气还会冲散雨雾或水膜,烟气可能根本粘不上水就排出去了,这是常见老式湿式脱硫除尘器效果差的主要原因。
 
  高效低耗涡轮导波旋涡微分潜水除尘脱硫脱水装备的内部没有喷嘴,它完全靠导波旋涡机构和微分潜水机构迫使烟气在装备内实现导波旋涡微分潜水与水充分接触充分反应充分洗涤,气液两相接触特别特别充分,接触面积特别特别大,因此脱硫除尘效率特别高,即使不加任何脱硫剂,其脱硫效率也可达到70%,完全可使二氧化硫排放浓度达到国家标准,(有国家级环保监测机构出具的监测报告为证),这是它内部设置的导波旋涡和微分潜水机构的构造原理所决定的,好比人穿着衣服潜入水下半米再快速潜出衣服肯定会湿透的道理一样。它无喷嘴,导波旋涡机构和微分潜水机构又总在与水充分接触,气流水流又在不断高速流动,不存在堵塞问题,不需维护保养,实践证明也是如此,玻璃钢制微分潜水除尘脱硫装置经过近10多年的运行考验,从未堵塞,从未维护保养,现仍在正常运行。因本装备设置有水位自控报警装置,又因锅炉运行时必须保证供水,只要司炉工有点责任心,按操作规程操作,运行时保证工作水位,不超定时排灰,正常使用20年没问题。
 
  经科学实验证明,锅炉房三废(废水、烟尘、煤渣)都属碱性,都是脱硫的好材料。由于本装备用水量微小,通常只需补充一点蒸发掉的水,运行时保持工作水位即可,一般锅炉房排放的碱性废水PH值为11左右,量足够其用,用于本装备脱硫可少投或不投脱硫剂,因此,它可使锅炉房三废变废为宝充分得到利用;还因本装备可让灰尘在本装备内水中存留一定时间,故水中存留的灰尘能起到较好的脱硫效果;当运行一定时间脱硫水变为酸性需向外排放时可让煤渣中和后再排出。若利用锅炉房所排碱性废水脱硫,只需配备一台微型潜水泵,抽锅炉房废水给本装备内补水保持工作水位即可,不需配备大的动力设备。由于本装备的脱硫效率很高,并能充分利用锅炉房三废,即使不加任何脱硫剂,也完全可使二氧化硫排放浓度达到国家标准。因此本装备可以实现以废治污的目的,省水省电,省脱硫剂,运行费用微乎其微。
 
  先进性: 从技术特点和技术原理很容易看出本装备所具有的先进性。脱硫除尘脱水一体,效率更高,即使不加脱硫剂,清水运行,脱硫效率可达70%,完全可使二氧化硫排放浓度达到国家排放标准,这在普通湿式脱硫除尘技术产品是根本不可能的。本装备及前代产品仅用石灰为脱硫剂,经环保部门测试:二氧化硫排放浓度由2414mg/m3脱降到了23mg/m3 ,脱硫效率为99%,除尘效率99.8%,而且脱水效果特别好,烟气含湿量为5%,冬季运行烟囱出口不见白气不见烟,这么好的脱硫脱水除尘效果在国内还不多见,其技术指标已经达到世界先进水平。
 
  另外,它制造成本更低,省水、省电、省脱硫剂,运行费用更低,无喷嘴无堵塞,阻力小可调节,也是它所具有的先进性。
 
  关于安装方法: 湿式脱硫除尘器一般有两种安装方法,有安装在引风机之前的,也有安装在引风机之后的。如果湿式脱硫除尘器安装在引风机之前,则要求除尘器的除尘脱硫脱水效果都好才行,如果湿式脱硫除尘器的除尘脱硫脱水效果不好,烟气中的灰尘将对引风机产生摩擦,烟气带水(酸碱性水)或冒浓浓的白气(酸碱性水蒸气)将对引风机产生腐蚀;若湿式脱硫除尘器安装在引风机之后,虽可避开腐蚀,但未经处理的灰尘对引风机磨损严重。本装备除尘脱硫脱水效果都特别好,脱硫效率达99%,除尘效率达99.8%,烟气含湿量微少,冬季运行不见白气(水蒸气)不见烟,对引风机既无摩擦也无腐蚀,因此,本装备可安装在引风机之前也可安装在引风机之后,都可延长引风机的使用寿命。
经济效益分析:
 
  1、前提
 
  这里选择35T/H链条炉排锅炉一台为例,烟气量按平100000m3/h计算,耗煤量为5900kg/h,运行时间一天24h,年运行天数为365天,燃煤种类为烟煤,燃煤的含流量为2%。
 
  2、二氧化硫生成量及浓度理论计算
 
  (1)、二氧化硫生成量计算:
 
  二氧化硫生成量=0.016×煤的含硫量×耗煤量
 
  =0.016×2×5900kg/h=188.8kg/h
 
  那么,二氧化硫一年的生成量为:
 
  188.8×24×365=1653888kg/ 年
 
  (2)、烟气中二氧化硫的生成浓度计算:
 
  (热态下烟气量100000 m3/h换算成表态下烟气量约为69930Nm3 /h)
 
  二氧化硫生成浓度=二氧化硫生成量÷烟气量
 
  = 188.8 kg/h÷69930Nm3/h
 
  =0.0027kg/Nm3=2700mg/Nm3
 
  3、运行费用估算
 
  35T/H锅炉选用“高效低耗涡轮导波旋涡微分潜水除尘脱硫脱水装备”后,可将锅炉房废水排入碱水池,选一台约6KW的水泵抽碱水池的碱性废水给本装备供水即可,锅炉房碱性废水的PH约为11,若循环使用并保证PH为11,大约每小时需要向碱水池补充生石灰(脱硫剂)20kg,还需要选一台4KW脱硫剂搅拌机,开开停停,开时占1/4。那么,这里的运行费用只有水泵、脱硫剂搅拌机的耗电费和需要补充生石灰的费用。
 
  (1)、计算水泵耗电费用:工业用电按每度电0.73元计算,一年的耗电费为
 
  0.73元×6KW×24小时×365=39420=3.9万元
 
  (2)、计算搅拌机一年的耗电费:
 
  0.73元×4KW×24小时×365×1/4=6394.8=0.64万元
 
  (3)、计算补充生石灰(脱硫剂)的费用:
 
  20kg/h×24×365=175200kg/年=175.2吨/年
 
  通过调查,生石灰的价格每吨约80元,那么,一年需要补充生石灰的费用为:
 
  80×175.2=14000元/年=1.4万元/年
 
  (4)、一年的运行费用:
 
  3.9+0.64+1.4=5.94万元/年
 
  4、二氧化硫减少排放量计算:
 
  本装备及前代产品已有接产厂家经环保部门测试,仅用生石灰作脱硫剂,脱硫效率可达99%,二氧化硫排放浓度由2414mg/m3降到23mg/m3。这台35T/H锅炉安装本装备后脱硫效率可以按平均97%估算
 
  1653888kg/年×97%=1604271 kg/年
 
  5、计算每kg二氧化硫的处理费用:
 
  59400元/年÷1604271 kg/年=0.037元/kg =3.7分钱/kg
 
  6、少交二氧化硫排污费估算
 
  (1)、安装脱硫装备前应缴纳二氧化硫排污费:
 
  经前面计算,35T/H锅炉一年的二氧化硫排放量为1653888kg,根据国家2004年7月1日开始执行的《排污费征收标准管理办法》,二氧化硫的污染当量征收标准为0.6元/kg(北京地区燃高硫煤的为1.2元/kg),二氧化硫的污染当量值为0.95(kg),污染当量数=该污染物的排放量÷该污染物的污染当量值,排污费征收额=污染当量征收标准×污染当量数,那么,35T/H锅炉没安装脱硫装备前一年应缴纳二氧化硫排污费为:
 
  0.6×1653888/0.95=1044561元/年=104.5万元/年
 
  1.2×1653888/0.95=2089122元/年=208.9万元/年(北京地区)
 
  (2)、安装高效低耗涡轮导波旋涡微分潜水除尘脱硫脱水装备后应缴纳二氧化硫排污费:
 
  尽管本装备经环保部门测试脱硫效率可达99%,还不是100%,根据二氧化硫排污费征收标准管理办法规定,还应缴纳排放出的二氧化硫排污费。这台35T/H锅炉安装本装备后如果平均脱硫效率按97%计算,还应缴纳排放出的平均3%的二氧化硫排污费。因此,一年还应缴纳
 
  0.6×1653888/0.95×3%=31336.8元=3.1万元/年
 
  1.2×1653888/0.95×3%=62673.6元=6.3万元/年(北京地区)
 
  (3)、少交二氧化硫排污费:
 
  104.5-3.1=101.4万元/年
 
  208.9-6.3=202.6万元/年(北京地区)
 
  这台35T/H锅炉安装高效低耗涡轮导波旋涡微分潜水除尘脱硫脱水装备后每年则可少交二氧化硫排污费101.4万元(北京地区每年少交202.6万元)。按照国家即将出台的环保政策,二氧化硫排污费将上升为2元/kg,那么这台35T/H锅炉一年可少交二氧化硫排污费:
 
  2元×1604271 kg/年=3208542元/年=320.8万元
 
  (按照2004年7月1日开始执行的《排污费征收标准管理办法》,氮氧化物排污费已经征收。因高效低耗涡轮导波旋涡微分潜水除尘脱硫脱水装备也有较好的脱氮效果,使用本装备后每年还可少交氮氧化物排污费上百万元。)
 
  5、经济效益
 
  一台35T/H锅炉配备一台高效低耗涡轮导波旋涡微分潜水除尘脱硫脱水装备一次性投资约45万元,一年的运行费用5.94万元,每kg二氧化硫的处理费用才3.7分钱。按照现行国家环保政策,每年则少交二氧化硫排污费101.4万元(北京地区202.6万元),每年还可少交上百万元的氮氧化物排污费。按照国家即将出台的环保政策,二氧化硫排污费将上升为2元/kg,那么这台35T/H锅炉一年可少交二氧化硫排污费320.8万元。很划算,并能改善大气环境,经济效益、环境效益、社会效益巨大。
 
  如果将本装备开发用于燃煤电厂锅炉脱硫除尘,三效益更加巨大。
 
  近年国内一些大的环保公司不惜重金盲目引进国外脱硫专利技术,工艺复杂,设备庞大,制造成本高昂,销售价格贵得惊人,而且运行费用也高得惊人,比如,一个装机容量60万千瓦的中型火电厂,脱硫设备投资大约需要1.5亿元,脱硫设备的年运行费用也在1000万元以上,因此,许多火电厂以前宁肯交处罚费也不愿意安装和开启脱硫设备。迫于国家环保政策的压力,污染企业限期治理的临近,所有燃煤锅炉必须安装脱硫装备。新建火电厂不算,目前,仅已建成的火电厂脱硫市场存量约有350到400亿元左右,再加上其它行业各种锅炉也都需要安装脱硫设备,脱硫市场总存量约1000亿元以上。鉴于上述我国的环保现状和环保政策,专家预言:抓紧投资开发高效脱硫除尘一体化装备,前景广阔、市场庞大。如果我们同样也搞一个装机容量60万千瓦的中型火电厂脱硫除尘,其装备本身投资约3000万元,比引进国外技术设备1.5亿元还便宜1.2亿元,而我们的利润也是相当可观的;如用石灰作脱硫剂,运行费用一年大约需要115万元,比引进国外技术设备一年可节省885万元;火电厂每年可少交排污费2560万元。


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