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申请/专利权人：国能(山东)能源环境有限公司;神华天津煤炭码头有限责任公司

摘要：本发明公开了一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔、装置及其方法。其中，一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔，从底部到顶部划分为三个区域，分别为浆液区、洗涤区和湿电区；所述洗涤区内设置有沸腾筛，沸腾筛由上下两层筛板构成；所述沸腾筛与浆液区液面之间安装有含煤尘烟气进口；所述沸腾筛上部设置有布水管网；从所述含煤尘烟气进口进入洗涤区的烟气自下而上扩散，并与布水管网排出的自上而下的循环清液在沸腾筛相遇，且在沸腾筛内部形成气液对流，从而使得含煤尘烟气被快速洗涤净化。本发明提高了含煤尘烟气净化效率。

主权项：1.一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔，其特征在于，从底部到顶部划分为三个区域，分别为浆液区、洗涤区和湿电区；所述洗涤区内设置有沸腾筛，沸腾筛为双层结构，由上下两层筛板构成；所述沸腾筛与浆液区液面之间安装有含煤尘烟气进口；所述沸腾筛上部设置有布水管网；从所述含煤尘烟气进口进入洗涤区的烟气自下而上扩散，并与布水管网排出的自上而下的循环清液在沸腾筛相遇，在两层筛板之间形成沸腾状液膜且在沸腾筛内部形成气液对流，从而使得含煤尘烟气被快速洗涤净化；所述沸腾筛的下层筛板的孔径比上层筛板的孔径小；所述布水管网上设置有若干个作为循环清液出口的喷嘴；所述浆液区内设置底部完全隔离而顶部相连通的第一区域和第二区域；所述第一区域用于接纳沸腾筛落下的含煤尘废水，经沉淀后形成的清液溢流至第二区域；所述第二区域底部设置液体输出管并与一体化塔外布置的循环泵相连，所述循环泵用于将所述清液传送至布水管网从而实现循环利用；所述布水管网上方还设置有除雾器。

全文数据：一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔、装置及其方法技术领域本发明属于烟气净化环保设备技术领域，尤其涉及一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔、装置及其方法。背景技术煤炭码头或其他类似作业场所，在煤炭装卸、皮带转接过程中常有扬尘产生，多为阵发式或间歇式，瞬时尘浓度高可达几十克每立方米。传统的处理方法一般为：在引风机的负压作用下，利用集气装置将煤尘气体收集，然后进入到后续布袋除尘器或静电除尘器处理，经烟囱排放。但是，采用上述工艺方法未考虑含煤尘烟气的物理性质，采用布袋除尘器或静电除尘器处理净化烟气的效率低，而且布袋表面积料自燃、秋冬季节糊布袋、静电除尘器火花放电可能会引起煤粉爆燃、静电除尘器极板积灰造成的瞬时超标启机时冒黑烟等问题。综上所述，亟需提供一种安全、稳定及高效地实现气体深度净化，还可回收资源的装置及方法。发明内容为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔，其能够安全稳定地实现含煤尘烟气的净化且能够提高含煤尘烟气的净化效率。本发明的一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔，从底部到顶部划分为三个区域，分别为浆液区、洗涤区和湿电区；所述洗涤区内设置有沸腾筛，沸腾筛由上下两层筛板构成；所述沸腾筛与浆液区液面之间安装有含煤尘烟气进口；所述沸腾筛上部设置有布水管网；从所述含煤尘烟气进口进入洗涤区的烟气自下而上扩散，并与布水管网排出的自上而下的循环清液在沸腾筛相遇，且在沸腾筛内部形成气液对流，从而使得含煤尘烟气被快速洗涤净化。进一步的，所述浆液区内设置底部完全隔离而顶部相连通的第一区域和第二区域；所述第一区域用于接纳沸腾筛落下的含煤尘废水，经沉淀后形成的清液溢流至第二区域；所述第二区域底部设置液体输出管并与一体化塔外布置的循环泵相连，所述循环泵用于将所述清液传送至布水管网从而实现循环利用。其产生的效果为：本发明的一体化塔底部浆液部分分区设置，使得清液循环利用，大大降低了一体化塔的整体资源消耗。进一步的，所述沸腾筛的下层筛板的孔径比上层筛板的孔径小。其产生的效果为：沸腾筛的下层筛板的孔径比上层筛板的孔径小，能够更有利于在两层之间形成沸腾状液膜，提高含煤尘烟气洗涤净化的效果。进一步的，布水管网上设置有若干个作为循环清液出口的喷嘴。本发明设置布水管网及喷嘴的目的是为沸腾筛布水，而非喷淋洗涤，因喷淋洗涤时，为达到一定雾化效果，喷嘴需要安装在较高处，而仅为布水时可较大程度上降低喷嘴高度；通过设置布水管网及喷嘴来为沸腾筛来布水，提高含煤尘烟气洗涤净化的效果。进一步的，所述布水管网上方还设置有除雾器。由于含煤尘烟气经沸腾筛后，携带大量液滴，进入湿电区必须进行除雾处理，避免湿电负荷过大。进一步的，所述湿电区内设置有湿式静电除尘器，所述湿式静电除尘器的极板形式采用纤维织物，以满足间歇冲洗的要求。本发明的第二目的是提供一种实现含煤尘烟气净化的装置，其能够安全稳定地实现含煤尘烟气的净化且能够提高含煤尘烟气的净化效率。本发明的一种实现含煤尘烟气净化的装置，包括上述所述的一体化塔。进一步的，所述实现含煤尘烟气净化的装置还包括渣浆泵，其用于将浆液区第一区域底部泥煤传送至煤泥压滤系统，由煤泥压滤系统压滤后产生的泥饼和过滤液体。进一步的，为维持水平衡，设置补充液体管道，补充液体内的液体与所述过滤液体汇合后，进入一体化塔的湿电区上方，并依次作为湿电极板冲洗水、除雾器冲洗水，并落至沸腾筛与循环清液混合。本发明的第三目的是提供一种基于上述的实现含煤尘烟气净化的装置的净化方法。本发明的实现含煤尘烟气净化的装置的净化方法，包括：从含煤尘烟气进口进入洗涤区的烟气自下而上扩散，并与布水管网排出的自上而下的循环清液在沸腾筛相遇，且在沸腾筛内部形成气液对流，使得含煤尘烟气被快速洗涤净化；经洗涤区洗涤后的含煤尘烟气进入湿电区再深度净化，深度净化后的气体经直排烟囱排出；洗涤区中沸腾筛的含煤尘废水落至浆液区，经沉淀后的清液通过循环泵传送至布水管网，实现清液的循环利用。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1本发明针对煤尘颗粒物的物理性质，采用水洗去除绝大部分亲水颗粒+湿电进一步去除剩余疏水颗粒的工艺路线，可高效净化含煤尘气体，一体化塔整体除尘效率可达99.6％以上。2在一体化塔的洗涤区，从含煤尘烟气进口进入洗涤区的烟气自下而上扩散，并与布水管网排出的自上而下的液体在沸腾筛相遇，且在沸腾筛内部形成气液对流，沸腾筛实现了气、液充分、快速、剧烈的接触，不依赖较长的接触时间与行程即可实现气固高效分离。同时，弱化布水过程中喷嘴雾化、喷淋效果，可最大程度降低一体化塔高度，节省投资。3含煤尘气体经洗涤区后，气体近湿饱和，最大程度上降低进入后续湿电的安全隐患。4一体化塔底部浆液部分分区设置，清液循环利用，压滤液体全部回用，大大降低了系统整体资源消耗量。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是本发明的一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔结构示意图；图2是本发明的一种实现含煤尘烟气净化的装置结构示意图；图3a是沸腾筛下筛板示意图；图3b是沸腾筛上筛板示意图。其中：1-1增压风机；1-2循环水泵；1-3搅拌装置；1-4渣浆泵；1-5一体化压滤系统；1-6含煤尘烟气进口；1-7沸腾筛；1-8布水管网；1-9除雾器；1-10湿式静电除尘器；1-11烟囱；2-1喷嘴；2-2湿电极板；3-1上层筛板筛孔；3-2上层筛板；4-2下层筛板；4-1下层筛板筛孔。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和或它们的组合。针对含煤尘的气体净化，研究发现，煤尘中绝大多数颗粒物质量分数，下同为亲水颗粒，易水洗去除；极小部分颗粒物为疏水颗粒，不溶于水，难于洗涤去除。对于亲水颗粒，营造一种使其与水充分、快速、强烈的接触环境，而不苛求较长的接触时间，即可起到非常高的除尘效率。对于疏水颗粒而言，强化其与水的接触，徒增能耗，效果有限，应采用湿式静电电除尘或其他工艺。烟气洗涤液体可以为预先调制的液体或自来水或企业工艺水。在本实施例中，烟气洗涤液体以纯净水为例：如图1所示，本发明的一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔，从底部到顶部划分为三个区域，分别为浆液区、洗涤区和湿电区。所述洗涤区内设置有沸腾筛1-7，沸腾筛1-7由上下两层筛板构成；所述沸腾筛1-7与浆液区液面之间安装有含煤尘烟气进口1-6；所述沸腾筛1-7上部设置有布水管网1-8；从所述含煤尘烟气进口进入洗涤区的烟气自下而上扩散，并与布水管网1-8排出的自上而下流动的液体在沸腾筛相遇，且在沸腾筛内部形成气液对流，从而使得含煤尘烟气被快速洗涤净化。在具体实施中，含煤尘烟气进口1-6下沿与浆液区液面垂直距离为d1例如为500mm，含煤尘烟气进口1-6上沿与沸腾筛底面的垂直距离为d2例如为1000mm。在具体实施中，沸腾筛1-7为双层结构，由上下两层筛板构成，如图3a和图3b所示。沸腾筛1-7包括下层筛板3-2和下层筛板4-2。例如：两层筛板之间的垂直距离d3为15mm。上层筛板筛孔3-1的孔径D2为20mm，孔距D1为30mm；下层筛板筛孔4-1的孔径D4为18mm，孔距D3为25mm。为了营造最佳的沸腾效果，同一沸腾筛中，下层筛板的孔径比上层筛板的孔径小，但其孔径直径差为预设值，比如：5mm或2mm或其他值。在具体实施中，沸腾筛1-7上部设置布水管网1-8，布水管网1-8与一体化塔外循环水泵连接，设置多个喷嘴作为出水口。布水管网1-8及喷嘴2-1的目的是为沸腾筛1-7布水，而非喷淋洗涤。为降低一体化塔的整体高度，设置喷嘴2-1与沸腾筛1-7上层筛板的垂直距离d4可为300mm。烟气自下而上与自上而下的喷嘴2-1出水在沸腾筛1-7相遇，由于沸腾筛为双层结构，在上下两层的筛板包夹之下，在静压力、重力、上托力、筛板阻挡等多种因素作用下，烟风带水在沸腾筛内部两层筛板之间高度湍流，表观上形成剧烈的沸腾区，在此区域气液强烈对流，传质，含尘气体被高效、快速洗涤净化。沸腾效果与筛孔气速，一体化塔的液气比密切相关，提高气速、液气比均有利于强化沸腾，但会增加系统能耗，试验表明较合理的筛孔气速为3ms，液气比5为宜。含尘气体经沸腾筛后，携带大量液滴，须经设置于沸腾筛上方的除雾器1-9去除。除雾器不单独设冲洗水系统，可为常规折流板等机械除雾器。沸腾筛1-7上层筛板与除雾器1-9底面的垂直距离为d5例如为800mm。在具体实施中，所述浆液区内设置底部完全隔离而顶部相连通的第一区域A区域和第二区域B区域。A区域和B区域可通过斜板对浆液区进行划分。A\B两个区域，两个区域在底部完全隔离，而在上部联通，即斜板高度低于浆液区液面。A区用于接纳沸腾筛落下含煤尘废水，废水在此沉淀，上清液溢流至B区域，B区底部设置出水管并与一体化塔外布置的循环泵1-2相连。在具体实施中，A区下部还设置搅拌装置1-3，以防止煤泥在浆液区底部沉积、板结，并设置出水管通过渣浆泵1-4与煤泥压滤系统1-5相连，同时A区下部设置能够实时在线测量浆液浓度的仪表，当浆液浓度满外排要求时，渣浆泵1-4开启，浆液区液面随之降低，当B区液位降低至下限时，渣浆泵1-4关闭。其中，搅拌装置1-3是现有的结构，此处不再累述。一体化塔的湿电区为湿式静电除尘器1-10，因湿电极板冲洗水大部分来源于压滤系统产生的清水，而后者为间歇运行，故湿电的极板2-2形式宜采用纤维织物以满足间歇冲洗的要求。例如：极板高度d6为4m，截面气速为2.5ms。湿式静电除尘器1-10主要用于处理气体中经沸腾区后尚未脱除的煤尘，此类煤尘多属于疏水颗粒物，经湿式静电除尘器进一步深度处理后，气体经湿电顶部直排烟囱1-11排放。本发明的一体化塔产生以下有益效果：a针对煤尘颗粒物的物理性质，采用水洗去除绝大部分亲水颗粒+湿电进一步去除剩余疏水颗粒的工艺路线，可高效净化含煤尘气体，一体化塔整体除尘效率可达99.6％以上。b在本发明的一体化塔的洗涤区，从含煤尘烟气进口进入洗涤区的烟气自下而上扩散，并与从布水管网排出的自上而下流动的液体在沸腾筛相遇，且在沸腾筛内部形成气液对流，沸腾筛实现了气、液充分、快速、剧烈的接触，不依赖较长的接触时间与行程即可实现气固高效分离。同时，弱化布水喷嘴雾化、喷淋效果，可最大程度降低一体化塔高度，节省投资。c含煤尘气体经洗涤区后，气体近湿饱和，最大程度上降低进入后续湿电的安全隐患。d一体化塔底部浆液部分分区设置，清液循环利用，压滤液体全部回用，大大降低了系统整体资源消耗量。本发明的一种实现含煤尘烟气净化的装置，包括如图1所示的一体化塔。如图2所示，实现含煤尘烟气净化的装置还包括渣浆泵1-4，其用于将浆液区底部有泥煤传送至煤泥压滤系统1-5，由煤泥压滤系统1-5压滤后产生的泥饼和过滤液体。具体地，煤泥压滤系统1-5产生的泥饼含水率为30％，方便外运。为节约占地，压滤系统宜采用一体化板框压滤机。为维持系统水平衡，还设置一路工艺水与煤泥压滤系统产生的清水汇合后作为一体化塔补充水，补充水进口位于一体化塔湿电极板上方，依次完成极板冲洗、除雾器冲洗后落至沸腾筛并与循环清液混合。本发明的一种实现含煤尘烟气净化的装置产生以下有益效果：1针对煤尘颗粒物的物理性质，采用水洗去除绝大部分亲水颗粒+湿电进一步去除剩余疏水颗粒的工艺路线，可高效净化含煤尘气体，一体化塔整体除尘效率可达99.6％以上。2在一体化塔的洗涤区，从含煤尘烟气进口进入洗涤区的烟气自下而上扩散，并与布水管网排出的自上而下的液体在沸腾筛相遇，且在沸腾筛内部形成气液对流，沸腾筛实现了气、液充分、快速、剧烈的接触，不依赖较长的接触时间与行程即可实现气固高效分离。同时，弱化布水过程中喷嘴雾化、喷淋效果，可最大程度降低一体化塔高度，节省投资。3含煤尘气体经洗涤区后，气体近湿饱和，最大程度上降低进入后续湿电的安全隐患。4一体化塔底部浆液部分分区设置，清液循环利用，压滤液体全部回用，大大降低了系统整体资源消耗量。本发明还提供了一种基于上述的实现含煤尘烟气净化的装置的净化方法。本发明的实现含煤尘烟气净化的装置的净化方法，包括：从含煤尘烟气进口进入洗涤区的烟气自下而上扩散，并与布水管网排出的自上而下的循环清液在沸腾筛相遇，且在沸腾筛内部形成气液对流，使得含煤尘烟气被快速洗涤净化；经洗涤区洗涤后的含煤尘烟气进入湿电区再深度净化，深度净化后的气体经直排烟囱排出；洗涤区中沸腾筛的含煤尘废水落至浆液区，经沉淀后的清液通过循环泵传送至布水管网，实现清液的循环利用。本发明针对煤尘颗粒物的物理性质，采用水洗去除绝大部分亲水颗粒+湿电进一步去除剩余疏水颗粒的工艺路线，可高效净化含煤尘气体，一体化塔整体除尘效率可达99.6％以上。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

权利要求：1.一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔，其特征在于，从底部到顶部划分为三个区域，分别为浆液区、洗涤区和湿电区；所述洗涤区内设置有沸腾筛，沸腾筛由上下两层筛板构成；所述沸腾筛与浆液区液面之间安装有含煤尘烟气进口；所述沸腾筛上部设置有布水管网；从所述含煤尘烟气进口进入洗涤区的烟气自下而上扩散，并与布水管网排出的自上而下的循环清液在沸腾筛相遇，且在沸腾筛内部形成气液对流，从而使得含煤尘烟气被快速洗涤净化。2.如权利要求1所述的一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔，其特征在于，所述浆液区内设置底部完全隔离而顶部相连通的第一区域和第二区域；所述第一区域用于接纳沸腾筛落下的含煤尘废水，经沉淀后形成的清液溢流至第二区域；所述第二区域底部设置液体输出管并与一体化塔外布置的循环泵相连，所述循环泵用于将所述清液传送至布水管网从而实现循环利用。3.如权利要求1所述的一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔，其特征在于，所述沸腾筛的下层筛板的孔径比上层筛板的孔径小。4.如权利要求1所述的一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔，其特征在于，所述布水管网上设置有若干个作为循环清液出口的喷嘴。5.如权利要求4所述的一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔，其特征在于，所述布水管网上方还设置有除雾器。6.如权利要求1所述的一种实现含煤尘烟气净化的一体化塔，其特征在于，所述湿电区内设置有湿式静电除尘器，所述湿式静电除尘器的极板形式采用纤维织物，以满足间歇冲洗的要求。7.一种实现含煤尘烟气净化的装置，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的一体化塔。8.如权利要求7所述的一种实现含煤尘烟气净化的装置，其特征在于，所述实现含煤尘烟气净化的装置还包括渣浆泵，其用于将浆液区的第一区域底部泥煤传送至煤泥压滤系统，由煤泥压滤系统压滤后产生的泥饼和过滤液体。9.如权利要求8所述的一种实现含煤尘烟气净化的装置，其特征在于，为维持水平衡，设置补充液体管道，补充液体内的液体与所述过滤液体汇合后，进入一体化塔的湿电区上方，并依次作为湿电极板冲洗水、除雾器冲洗水，并落至沸腾筛与循环清液混合。10.一种基于如权利要求7-9中任一项所述的实现含煤尘烟气净化的装置的净化方法，其特征在于，包括：从含煤尘烟气进口进入洗涤区的烟气自下而上扩散，并与布水管网排出的自上而下的循环清液在沸腾筛相遇，且在沸腾筛内部形成气液对流，使得含煤尘烟气被快速洗涤净化；经洗涤区洗涤后的含煤尘烟气进入湿电区再深度净化，深度净化后的气体经直排烟囱排出；洗涤区中沸腾筛的含煤尘废水落至浆液区，经沉淀后的清液通过循环泵传送至布水管网，实现清液的循环利用。

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