本发明涉及一种脱硫除尘设备，具体地说是一种冷凝式采暖炉湿法脱硫除尘装置及脱硫除尘方法。
背景技术：
目前,在燃料消耗领域，燃煤占有相当大的比重，尤其东北及西北地区燃煤消耗尤为严重，主要消耗方式则是冬季的锅炉采暖。在燃煤过程中所产生的污染十分严重，我国的大气污染物中燃料燃烧产生的污染物约占全部污染物数量的70％，因此燃料燃烧是能耗高、利用率低、低空排放的燃烧方式。虽然城市已经大范围地实施了集中供热，使用燃煤炉具的家庭大幅减少，但是在广大农村，一家一户的取暖方式仍然占据主导地位，是造成农村和附近城市空气污染的污染源。
中国专利cn105091338a、中国专利cn105091035a以及中国专利cn105091033a公开的冷凝式型煤采暖炉有立式、卧式两种结构。冷凝式型煤采暖炉属于型煤环保炉具，以洁净型煤、无烟块煤、兰碳为燃料，但洁净煤不属于清洁供热燃料，燃煤烟气中还有大量炭黑颗粒、硫化物、氮氧化物污染大气。2014年5月16日环境保护部、国家质量监督检验检疫总局发布的中华人民共和国国家标准gb13271---2014锅炉大气污染物排放标准规定燃煤锅炉颗粒物≤80mg每立方米、二氧化硫≤550mg每立方米、氮氧化物≤400mg每立方米。冷凝式型煤采暖炉炉具本身没有脱硫设备，其排放还达不到该标准。在我国除了电厂发电锅炉具有脱硫、除尘功能外，在民用炉具领域，脱硫、除尘技术还是个空白。
而电厂和工业锅炉湿法脱硫、除尘的工艺和设备，其问题首先是成本较高，除了成本高之外，排烟温度的原因也制约着脱硫、除尘的效果，从电厂脱硫、除尘的原理分析，电厂的尾气排烟温度是135°c，电厂的除尘器首先必须设计有喷淋降温旋流器，对烟气进行降温处理，处理后的烟气才能达到脱硫烟气温度条件。其高成本及适用于一定的温度范围，制约着该工艺和设备在普通炉具和冷凝式型煤采暖炉上的应用。
技术实现要素：
本发明的目的就是提供一种冷凝式采暖炉湿法脱硫除尘装置及脱硫除尘方法，以解决现有冷凝式采暖炉排放不达标的问题。
本发明是这样实现的：一种冷凝式采暖炉湿法脱硫除尘装置，包括储存碱性处理液的水箱、输送碱性处理液的泵送装置以及喷淋碱性处理液的喷淋装置；所述水箱通过连通管与冷凝式采暖炉的出烟箱相连接；所述喷淋装置包括设置于冷凝式采暖炉的排烟道内的一级喷淋装置以及设置于冷凝式采炉烟囱内的二级喷淋装置；所述一级喷淋装置的雾化喷头设置在排烟道内的烟气分流腔的上方，所述一级喷淋装置的供液管穿出冷凝式采暖炉的炉体，与连接泵送装置的出液总管相连通；所述二级喷淋装置包含有至少三个雾化喷头，所述雾化喷头沿烟囱的设置方向高低排布，各雾化喷头的供液管均与出液总管相连通。
所述一级喷淋装置用于将净化处理液喷淋到冷凝式采暖炉中经排烟道进入烟气分流腔的高热烟气，进行以除尘为主的烟气净化处理；净化处理后的处理液经烟气分流腔进入冷凝式采暖炉的上层冷凝管，再经冷凝式采暖炉的连通箱进入冷凝式采暖炉的下层冷凝管，夹带烟尘颗粒物的处理液最后经与下层冷凝管相连通的出烟箱回流到水箱中。
所述二级喷淋装置用于将碱性处理液喷淋到冷凝式采暖炉中经出烟箱进入烟囱的低热烟气，进行以脱硫为主的多级喷淋净化处理；净化处理后的处理液经出烟箱直接回流到水箱中，净化处理后的烟气通过烟囱排出。
在水箱内设置有滤网，以滤除回流到水箱内的处理液中的烟尘颗粒物。
在水箱的箱体上开设有碱液出口和排污口，在所述碱液出口和所述排污口上各接有阀门开关。
本发明可这样实现：一种冷凝式采暖炉湿法脱硫除尘方法，包括以下步骤：
a、在冷凝式采暖炉的出烟箱的下方设置盛放碱性处理液的水箱，并用连通管将出烟箱与水箱相连通，以使积聚到的出烟箱的净化处理液得以回流到水箱进行二次循环；
b、在水箱中设置滤网，以滤除回收的净化处理液中的烟尘颗粒物，防止处理液在循环喷淋的过程中堵塞喷淋装置的雾化喷头；
c、在水箱上设置补液口，在补液口与盛放碱性处理液的水桶之间连接管路，在连接管路上安装电磁阀，以通过电磁阀的启闭，定时或不定时地向水箱补充碱性处理液；
d、在水箱的洁净区设置碱液出口，在碱液出口与泵送装置的进液口之间连接管路，泵送装置连接电源，以为碱性处理液的循环流动提供动力；
e、在泵送装置的出液口与喷淋装置之间连接出液总管；
f、在冷凝式采暖炉的排烟道中设置一级喷淋装置，一级喷淋装置的雾化喷头设置在冷凝式采暖炉的烟气分流腔的上方，一级喷淋装置的供液管穿出冷凝式采暖炉的炉体，与出液总管相连通；由一级喷淋装置喷出的净化处理液对经排烟道进入烟气分流腔的高热烟气进行以除尘为主的净化处理，净化处理后的处理液先经烟气分流腔进入冷凝式采暖炉的上层冷凝管，再经冷凝式采暖炉的连通箱进入冷凝式采暖炉的下层冷凝管，夹带烟尘颗粒物的处理液最后经与下层冷凝管相连通的出烟箱回流到水箱中；
g、在冷凝式采暖炉的出烟箱上安装烟囱，在安装的烟囱中设置二级喷淋装置，二级喷淋装置包含有至少三个雾化喷头，雾化喷头沿烟囱的设置方向高低排布，各雾化喷头的供液管穿出烟囱，与出液总管相连通；由二级喷淋装置喷出的碱性处理液对经出烟箱进入烟囱的低热烟气进行以脱硫为主的多级喷淋净化处理，净化处理后的处理液经出烟箱直接回流到水箱中，净化处理后的烟气通过烟囱排出。
二级喷淋装置的雾化喷头设置在烟囱的轴心线上，且喷嘴向下。
已公开的的冷凝式采暖炉采用了先进的冷凝换热器技术，对锅炉烟囱尾汽进行冷凝换热，使外逸烟气温度降低到了70°以下，而湿法脱硫的烟气最佳温度在60°左右。也就是说冷凝式锅壳采暖炉的烟囱内烟气的温度非常适合湿法脱硫烟气温度环境，还有冷凝式采暖炉的烟道属于火管潜热烟道，在潜热烟道内存在着最佳潜热烟气温度环境和脱硫化学物转化工艺条件。最佳潜热烟气脱硫温度环境以及最佳的潜热脱硫化学物转化条件，为民用采暖炉在潜热烟道内的脱硫、除尘设计提供了条件。
本发明在公开的冷凝式采暖炉技术的基础上，设计了冷凝式采暖炉湿法脱硫除尘装置及方法。一级喷淋装置的设置可使净化后的处理液流经上层冷凝管和下层冷凝管，并且可以夹带灰尘直接流出，从而避免了冷凝式采暖炉需要经常对冷凝管进行人工除灰的繁琐操作，极大地方便了冷凝式采暖炉的日常使用。二级喷淋装置对低温烟气进行脱硫处理，较之对高温烟气的脱硫具有更为理想的处理效果。脱硫除尘后的烟气排放天然气化，或优于天然气排放标准。经河北省技术监督局国环院国家检测中心专家用仪器实际点火检测所得数据，安装本发明的冷凝式采暖炉，烟气中颗粒物15mg每立方米、二氧化硫50mg每立方米、氮氧化物55mg每立方米。该数值大大低于2014年5月16日环境保护部、国家质量监督检验检疫总局发布的中华人民共和国国家标准gb13271---2014锅炉大气污染物排放标准所规定的颗粒物80mg每立方米、二氧化硫550mg每立方米、氮氧化物400mg每立方米的标准。
本发明的技术填补了国家民用燃煤脱硫、除尘技术领域的空白，解决了由于民用燃煤造成的污染问题。
附图说明
图1是本发明使用在卧式冷凝式采暖炉上的结构示意图。
图2是本发明使用在立式冷凝式采暖炉上的结构示意图。
图中：1、水箱，2、泵送装置，3、三通阀，4、一级喷淋装置，5、二级喷淋装置，6、喷淋装置，7、水桶，8、电磁阀，9、出液总管，10、滤网，11、碱液出口，12、排污口，13、排烟道，14、烟囱，15、补液口，16、出烟箱，17、烟气分流腔，18、卧式冷凝式采暖炉，19、立式冷凝式采暖炉，20、上层冷凝管，21、下层冷凝管。
具体实施方式
如图1~2所示，本发明的冷凝式采暖炉湿法脱硫除尘装置包括水箱1、泵送装置2、三通阀3、喷淋装置6和连接各组件的连通管。在冷凝式采暖炉的出烟箱16的下方设置盛放碱性处理液的水箱1，并用连通管将出烟箱16与水箱1相连通，水箱1为pvc或其他耐酸碱塑料制成的，水箱1两端的底部各安装有一个阀门开关，阀门开关是用不锈钢材或铜等耐碱性的材料制成的，一侧的阀门开关为碱液出口11，另一侧的阀门开关为排污口12，碱液出口11通过管路与泵送装置2的入口端连接，排污口12用来清理水箱内沉积的杂质，防止杂质影响泵送装置2和喷淋装置6的正常工作。水箱1内放置有滤网10，滤网10用来以滤除回收的净化处理液中的烟尘颗粒物，防止处理液在循环喷淋的过程中堵塞喷淋装置6的雾化喷头，过滤网10可以取下更换或清洗。
泵送装置2可以是普通的轴流泵或是其他适用的水泵，为适合碱性处理液的抽取，泵体和叶片都是铜质或其他耐腐蚀材料制成的。泵泵送装置2连接有电源，以为碱性处理液的循环流动提供动力，在泵送装置2的进液口与水箱1的碱液出口11之间连接管路，泵送装置2的出液口安装有铜质的三通阀3，三通阀3的进液口a与泵送装置2的出液口连通，三通阀3有两个出液口b和c，其中的c出液口通过出液总管9连接有喷淋装置6，三通阀3的ab接通可将水箱1中液体排出，三通阀3的ac接通就会将水箱1中液体供给喷淋装置。
喷淋装置6包括一级喷淋装置4和二级喷淋装置5。
一级喷淋装置4设置于立式冷凝式采暖炉19或卧式冷凝式采暖炉18的排烟道13内的烟气分流腔16的上方，在立式冷凝式采暖炉19内具体可以为一个喷头下的雾化喷嘴，在卧式冷凝式采暖炉18内具体可以为两个并排且喷头朝下或呈八字形的雾化喷嘴。
二级喷淋装置5设置于立式冷凝式采暖炉19或卧式冷凝式采暖炉18的烟囱14内，二级喷淋装置5包含有至少三个雾化喷头，雾化喷头沿烟囱14的设置方向高低排布，二级喷淋装置的雾化喷头设置在烟囱内的中心线上，且喷嘴向下。
一级喷淋装置4的供液管穿出冷凝式采暖炉的炉体，与出液总管9相连通。二级喷淋装置5中的各雾化喷头的供液管穿出烟囱，与出液总管9相连通。雾化喷嘴可选用铜质或其他耐碱性材料制成的螺旋喷嘴。
在水箱1上设置有补液口14，高于水箱1设置有水桶7，水桶7与补液口14通过管路连接，在连接管路上安装电磁阀8，通过电磁阀8的启闭，控制水桶7定时或不定时地向水箱1补充碱性处理液。还设置有开关对泵送装置2和电磁阀8进行控制。连接各组件的管路可以是pvc软管或其他由耐碱性材料制成的管材。
本发明的冷凝式采暖炉湿法脱硫除尘方法包括以下步骤：
a、在冷凝式采暖炉的出烟箱16的下方设置盛放碱性处理液的水箱1，并用连通管将出烟箱16与水箱1相连通，以使积聚到的出烟箱16的净化处理液得以回流到水箱1进行二次循环。
b、在水箱1中设置滤网10，以滤除回收的净化处理液中的烟尘颗粒物，防止处理液在循环喷淋的过程中堵塞喷淋装置6的雾化喷头。
c、在水箱1上设置补液口15，在补液口15与盛放碱性处理液的水桶7之间连接管路，在连接管路上安装电磁阀8，以通过电磁阀8的启闭，定时或不定时地向水箱1补充碱性处理液。
d、在水箱1的洁净区设置碱液出口11，在碱液出口11与泵送装置2的进液口之间连接管路，泵送装置2连接电源，以为碱性处理液的循环流动提供动力。
e、在泵送装置2的出液口与喷淋装置6之间连接出液总管。
f、在冷凝式采暖炉的排烟道13中设置一级喷淋装置4，一级喷淋装置4的雾化喷头设置在冷凝式采暖炉的烟气分流腔17的上方，一级喷淋装置4的供液管穿出冷凝式采暖炉的炉体，与出液总管9相连通；由一级喷淋装置4喷出的净化处理液对经排烟道13进入烟气分流腔17的高热烟气进行以除尘为主的净化处理，净化处理后的处理液先经烟气分流腔17进入冷凝式采暖炉的上层冷凝管20，再经冷凝式采暖炉的连通箱进入冷凝式采暖炉的下层冷凝管21，夹带烟尘颗粒物的处理液最后经与下层冷凝管21相连通的出烟箱16回流到水箱。
g、在冷凝式采暖炉的出烟箱16上安装烟囱14，在安装的烟囱14中设置二级喷淋装置5，二级喷淋装置5包含有至少三个雾化喷头，雾化喷头沿烟囱14的设置方向高低排布，各雾化喷头的供液管穿出烟囱，与出液总管9相连通；由二级喷淋装置5喷出的碱性处理液对经出烟箱16进入烟囱14的低热烟气进行以脱硫为主的多级喷淋净化处理，净化处理后的处理液经出烟箱16直接回流到水箱1中，净化处理后的烟气通过烟囱14排出。
具体是在水箱1和水桶7中装有碱性处理液，该碱性处理液在本实施例中为氢氧化钠液体，碱性处理液的ph值为11左右，将三通阀3的ac端接通，启动泵送装置2将水箱1内的碱性处理液抽出。碱性处理液经过三通阀3的ac端供给喷淋装置6，由第一级喷淋装置4和第二级喷淋装置5的雾化喷嘴雾化喷出。第一级喷淋装置4位于冷凝式采暖炉的烟道13内，该出烟道13属于潜热烟道，由一级喷淋装置4喷出的碱性处理液对经出烟道13进入烟气分流腔17的高热烟气进行以除尘为主的净化处理，净化后的处理液先经烟气分流腔17进入冷凝式采暖炉的上层冷凝管20，再经冷凝式采暖炉的连通箱进入冷凝式采暖炉的下层冷凝管21，夹带烟尘颗粒物的处理液最后经与下层冷凝管21相连通的出烟箱16流到炉外的水箱1中；第二级喷淋装置5位于冷凝式采暖炉的烟囱14内，由于冷凝式采暖炉采用了先进的冷凝换热器技术，使烟囱14内烟气的温度降低到了70°以下，而湿法脱硫的烟气最佳温度在60°左右，烟囱14内烟气的温度非常适合湿法脱硫烟气温度环境，由二级喷淋装置5喷出的碱性处理液对经出烟箱16进入烟囱14的低热烟气进行以脱硫为主的多级喷淋净化处理，净化处理后的处理液经出烟箱16直接流到炉外的水箱1中，净化处理后的烟气通过烟囱14排出。对烟气进行喷淋、脱硫、除尘的同时，启动并调节电磁阀8使装有碱性处理液的水桶7向水箱1自动添加碱性处理液。停止喷淋时，电磁阀8关闭，水桶7停止添加碱性处理液。通过自动添加碱性处理液，将水箱1内碱性处理液的酸碱度维持在一定范围内。使用一段时间后碱性处理液会变的粘稠，将三通阀3的ab端接通，开启泵送装置2将碱性处理液抽出到专用的容器内，加入氢氧化钙粉剂使碱性处理液还原再生，生成石膏和氢氧化钠溶液，在过滤后得到的液体内添加氢氧化钠使液体酸碱度为11左右，实现碱性处理液的循环使用。当水箱1入口内的滤网10上杂质积累到一定程度妨碍装置的正常使用时，将滤网10取出清洗后放回或更换新的滤网10。当水箱1内出现杂质后，将水箱1内的碱性处理液抽出，然后从补液口15添加清水将杂质从排污口12冲洗出。
经河北省技术监督局国环院国家检测中心用仪器实际点火检测所得数据，安装使用本发明的冷凝式采暖炉，烟气中颗粒物15mg每立方米、二氧化硫50mg每立方米、氮氧化物55mg每立方米。该数值大大低于2014年5月16日环境保护部、国家质量监督检验检疫总局发布的中华人民共和国国家标准gb13271---2014锅炉大气污染物排放标准所规定的颗粒物80mg每立方米、二氧化硫550mg每立方米、氮氧化物400mg每立方米的标准。
本发明对采暖炉产生的烟气进行高温烟气脱硫除尘和低温烟气脱硫除尘两次脱硫除尘处理。一级喷淋装置4使净化后的处理液流经上层冷凝管20和下层冷凝管21，夹带灰尘直接流出，从而避免了冷凝式采暖炉需要经常对冷凝管进行人工除灰的繁琐操作，极大地方便了冷凝式采暖炉的日常使用。二级喷淋装置5对低温烟气进行脱硫处理，较之对高温烟气的脱硫具有更为理想的处理效果，使烟气中的污染物含量大大低于标准，解决了民用采暖炉的污染问题，并且实现了碱液的循环利用，产生的副产品也为可以使用的石膏，十分环保。