CN101530710B - 生物质电厂烟气干式净化工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物质电厂烟气干式净化工艺及设备，用于生物质后产生的烟气在高温、无水状态下分离烟气中气体和杂质。所述设备包括第一旋风分离器的出风口利用管道与第二旋风分离器的进风口连接，在第一旋风分离器和第二旋风分离器的下端分别设置下料口，在所述下料口上设置卸灰装置，在第二旋风分离器的出风口利用管道与干式换热器的进口连接，干式换热器的出口利用管道与电除尘器的进口连接，电除尘器的出口再利用管道与气体缓冲器的进口连接；本专利具有有效分离烟气中的气和固体颗粒物质，降温过程中不使用水等辅助物质的同时不对周遭环境产生污染，能适应多种恶劣的工作环境，提高整个工艺及设备的适用性等优点。

Description

生物质电厂烟气干式净化工艺及设备
技术领域
本发明涉及各种复杂情况下的尾气和可燃气体的净化工艺及设备，尤其涉及一种用生物质发电的电厂在生产过程中产生的可燃、高温、多粉灰及其它杂质烟气的干式净化工艺及设备。
背景技术
目前国内生物质(燃烧或气化)电厂的生产中，产生的烟气一般用水喷淋清洗，过程中产生较多的含有有害物质的污水，这样处理的烟气中还含有较多的粉尘、增加气体中的含水量，在气温冷的东北地区也不适用。主要是未能解决净化烟气、减少烟气的含水量，同时需要不产生污水、保持连续净化、控制烟气中杂质的含量，需要很好地解决两种工艺的协调性。
发明内容
本发明提供一种持续净化烟气，有利于降低烟气中水分、温度和杂质含量，同时不产生污水的干式净化工艺及设备。
本发明所述的生物质电厂烟气干式净化工艺如下：
步骤一，将生物质燃烧或气化后产生的高温烟气送入第一旋风分离器，由第一旋风分离器分离掉烟气中直径大于5mm的颗粒；第一旋风分离器的出口烟气温度为500-800℃；
步骤二，第一旋风分离器排出的烟气再经过第二旋风分离器，由第二旋风分离器分离掉烟气中直径在1-5mm的颗粒；第二旋风分离器的出口烟气温度为300-500℃；
步骤三，第二旋风分离器排出的烟气再通过干式换热器冷却，经冷却后的出口烟气温度为80-100℃；
步骤四，经过冷却后的烟气再送入电除尘器，除去烟气中直径小于1mm的微粒杂质，净化后的烟气中杂质的含量≤5mg/Nm3；
步骤五，最后再进入气体缓冲器，使冷却后的烟气充分均匀；从气体缓冲器排出的烟气出口温度为40-50℃。
用于生物质燃烧或气化后产生的烟气在除尘、冷却输送过程中，产生水蒸汽，可用于供热或采暖。
一种生物质电厂烟气干式净化设备，其特征在于，第一旋风分离器的出风口利用管道与第二旋风分离器的进风口连接，在第一旋风分离器和第二旋风分离器的下端分别设置下料口，在所述下料口上设置卸灰装置，在第二旋风分离器的出风口利用管道与干式换热器的进口连接，干式换热器的出口利用管道与电除尘器的进口连接，电除尘器的出口再利用管道与气体缓冲器的进口连接；
其中，第一旋风分离器与第二旋风分离器对烟气进行干式预处理，处理出来的烟尘经卸灰装置排出；干式换热器和电除尘器对经过第二旋风分离器处理后的烟气进行干式冷却除尘处理，气体缓冲器对经过电除尘器处理后的烟气进行缓冲处理。
在烟气进入干式换热器的进气处设置烟气分布器；在所述烟气分布器中，在隔板的一个侧面或/和另一个侧面上设置若干锥形体，在锥形体间的隔板设置通孔。所述旋风分离器的上部为筒形体，下部为锥形体，在筒形体的内部有内筒，在内筒内有出口管；所述锥形体的下端为卸料口；在筒形体的内壁设置螺旋状的烟气导向槽，所述烟气导向槽的上端与旋风分离器的进口连通，烟气导向槽的出口位于筒形体的底部；在内筒内设置与所述螺旋状烟气导向槽的螺旋方向相反的螺旋状排烟槽，在内筒的中部设置允许流体进入内筒的进气口；所述内筒的底部伸至筒形体的底部，所述出口管的下端伸至内筒的下部，所述内筒与出口管的顶端均以封闭状固定于所述筒形体的顶盖下面，所述内筒的底部封闭。
在电除尘器和气体缓冲器中设置布风器及防爆口；在所述布风器中，在布风板上设置通孔，所述通孔包括上下两段，其中上段孔的内径小于下段孔的内径。所述隔板有相互平行的两块，两块隔板上的通孔相互错开。在所述卸灰装置中，电动机的输出端与减速机连接，减速机的输出端利用联轴器与螺旋轴连接，所述螺旋轴利用轴承安装于轴承座上，在螺旋轴上设置螺旋状的连续的叶片，所述螺旋轴位于壳体内，在壳体上设置进料口与出料口，所述进料口与所述旋风分离器下端的卸料口连接。
本发明所所述用于生物质电厂烟气的干式净化工艺，是将生物质电厂(直接燃烧或气化后)产生的高温、多粉尘、其它杂质的烟气，通过两组不同旋风分离器使烟气中的较大颗粒、小颗料粉灰、其它杂质与气体分离，再通过干式换热器(多级冷却)及电除尘器(除去烟气的微小粉尘及杂质)使烟气从高温多粉尘、杂质处理成低温、洁净的烟气，在整个净化过程中不使用水辅助，高效分离烟气中灰尘及其它杂质、降低烟气温度，烟气出口温度(约40℃)，同时不产生污水，具有有效分离烟气中的气体和粉尘、杂质，降低烟气温度(可降约40℃)，降温过程中不使用水辅助，不对周遭环境产生污染，得到低温、洁净的烟气(净化后烟气的温度为约40℃，杂质含量≤5mg/Nm3)，可用于供暖、发电等多种用途。
生物质电厂产物的高温、多粉尘、其它杂质的烟气通过第一旋风分离器1、的第二旋风分离器2分离烟气的较大的颗粒和杂质及部分水分，其过程中分离出的较大的颗粒和杂质(干灰)由一组卸灰装置输出，经过初步净化的烟气再输入干式换热器中经过多级分散冷却及进一步除尘后，进入电除尘器中除去烟气的徽小粉灰和其它杂质，最后进入烟气缓冲处理，由气体缓冲器输出低温、洁净的烟气。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过干式净化工艺及设备，对生物质电厂烟气进气干式净化处理，净化烟气，降低烟气温度，过程中不产生污水，在净化过程还可采集到热水，以供电厂使用，因而节省燃料的消耗，同时在整个过程中不对周遭环境产生污染，能适应多种工作环境，使产品性能和适用性更加优良。
本发明的工艺具有操作方便，生物质电厂烟气通过预处理(1、2级旋风分离器)充分分离粉尘和气体，可精确控制的出灰，干式换热器和电除尘，增加了产品的整体可协调性等特点。利用生物质电厂烟气通过预处理过程的余热，还可产生热水供生产、生活中使用。
本发明所采用的旋风分离器安装了矩形导风槽、螺旋出气管，另外在换热器中设置了分布器，使烟气分布均匀，与空气充分接触，从而加速冷却。在生物质电厂产生的烟气采用干式净化工艺和设备，充分利用了过程中产生的余热，用来的给电厂供热，降低生产过程中的能源耗量，同时不对周遭环境产生污染，可适应多种工作环境。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
图2是图中A的放大图。
图3是图中B的放大图。
图4是卸灰装置结构示意图。
具体实施方式
一种生物质电厂烟气干式净化工艺，其特征是：
步骤一，将生物质燃烧或气化后产生的高温烟气送入第一旋风分离器1，由第一旋风分离器1分离掉烟气中直径大于5mm的颗粒；第一旋风分离器1的出口烟气温度为500-800℃；
步骤二，第一旋风分离器1排出的烟气再经过第二旋风分离器2，由第二旋风分离器2分离掉烟气中直径在1-5mm的颗粒；第二旋风分离器2的出口烟气温度为300-500℃；
步骤三，第二旋风分离器2排出的烟气再通过干式换热器3冷却，经冷却后的出口烟气温度为80-100℃；
步骤四，经过冷却后的烟气再送入电除尘器4，除去烟气中直径小于1mm的微粒杂质，净化后的烟气中杂质的含量≤5mg/Nm3；
步骤五，最后再进入气体缓冲器5，使冷却后的烟气充分均匀；从气体缓冲器5排出的烟气出口温度为40-50℃。
用于生物质燃烧或气化后产生的烟气在除尘、冷却输送过程中，产生水蒸汽，可用于供热或采暖。
一种生物质电厂烟气干式净化设备，其特征在于，第一旋风分离器1的出风口利用管道与第二旋风分离器2的进风口连接，在第一旋风分离器1和第二旋风分离器2的下端分别设置下料口，在所述下料口上设置卸灰装置6，在第二旋风分离器2的出风口利用管道与干式换热器3的进口连接，干式换热器3的出口利用管道与电除尘器4的进口连接，电除尘器4的出口再利用管道与气体缓冲器5的进口连接；
其中，第一旋风分离器1与第二旋风分离器2对烟气进行干式预处理，处理出来的烟尘经卸灰装置6排出；干式换热器3和电除尘器4对经过第二旋风分离器2处理后的烟气进行干式冷却除尘处理，气体缓冲器5对经过电除尘器4处理后的烟气进行缓冲处理。
在烟气进入干式换热器3的进气处设置烟气分布器7；在所述烟气分布器7中，在隔板14的一个侧面或/和另一个侧面上设置若干锥形体12，在锥形体12间的隔板14设置通孔13。
所述旋风分离器的上部为筒形体29，下部为锥形体31，在筒形体29的内部有内筒30，在内筒30内有出口管27；所述锥形体31的下端为卸料口；在筒形体29的内壁设置螺旋状的烟气导向槽9，所述烟气导向槽9的上端与旋风分离器的进口28连通，烟气导向槽9的出口位于筒形体29的底部；在内筒30内设置与所述螺旋状烟气导向槽9的螺旋方向相反的螺旋状排烟槽10，在内筒30的中部设置允许流体进入内筒30的进气口32；所述内筒30的底部伸至筒形体29的底部，所述出口管27的下端伸至内筒30的下部，所述内筒30与出口管27的顶端均以封闭状固定于所述筒形体29的顶盖下面，所述内筒30的底部封闭。
在电除尘器4和气体缓冲器5中设置布风器8及防爆口11；在所述布风器8中，在布风板16上设置通孔，所述通孔包括上下两段，其中上段孔15的内径小于下段孔17的内径。所述隔板14有相互平行的两块，两块隔板14上的通孔13相互错开。
在所述卸灰装置6中，电动机18的输出端与减速机19连接，减速机19的输出端利用联轴器20与螺旋轴23连接，所述螺旋轴23利用轴承安装于轴承座21上，在螺旋轴23上设置螺旋状的连续的叶片25，所述螺旋轴23位于壳体24内，在壳体24上设置进料口22与出料口26，所述进料口22与所述旋风分离器下端的卸料口连接。
实施例1
一种用于生物质电厂烟气的干式净化工艺及设备，是将生物质电厂反应(直接燃烧或气化等)后产生的高温、多粉尘及其它杂质的烟气(烟气温度500-800℃)输入到第一旋风分离器1和第二旋风分离器2，此时烟气中的灰尘等杂质的98％可以被分离出来，通过两个分离器下的出料口进入卸灰装置6中排出，第二旋风分离器2的出口烟气温度300-500℃；再进入干式换热器3中进行充分均匀冷却，经冷却后的出口烟气温度为约100℃；再进入到电除尘器4中通过电晕及静电吸附作用，去除烟气中的微小灰尘等杂质，使电除尘器4的出口烟气含杂质量≤5mg/Nm3；最后进入气体缓冲器5充分均匀，从气体缓冲器5排出的烟气出口温度约为40℃，可制得低温、洁净的烟气。
本发明的实现过程中关键工艺及设备如下：(1)高温、多粉尘及其它杂质的烟气输入旋风分离器通过分离器的烟气导向槽9和螺旋状排烟槽10，使它的除尘效率达到98％以上。(2)通过带有菱形分布器7的干式换热器3中，均匀烟气的同时增强了对烟气的冷却效果。(3)前两项过程中，还可采集其余热，为电厂反应提供蒸汽或热水节省燃料能源的消耗。(4)第一旋风分离器1和第二旋风分离器2的出料口下的卸灰装置6保证了工艺的稳定、连续运行。(5)电除尘器4和气体缓冲器5中的布风器8保证了烟气进入后的均匀性和稳定性，使净化处理效果达到最佳。
本发明是一种用于生物质电厂进行反应(直接燃烧或气化等)后产生的烟气在高温、无水状态下分离烟气中气体和杂质的工艺及设备，将生物质电厂反应后产生的高温烟气通过干式分离器使烟气的颗粒与气体分离，再通过换热器及电除尘器使烟气从高温多杂质处理成洁净、低温的烟气，在整个过程中没有使用水及其它的辅助物质，高效分离烟气降低温度的同时不产生污水；本发明具有有效分离烟气中的气和固体颗粒物质，降温过程中不使用水等辅助物质的同时不对周遭环境产生污染，能适应多种恶劣的工作环境，提高整个工艺及设备的适用性等优点。

Claims (8)

1.一种生物质电厂烟气干式净化工艺，其特征是：
步骤一，将生物质燃烧或气化后产生的高温烟气送入第一旋风分离器(1)，由第一旋风分离器(1)分离掉烟气中直径大于5mm的颗粒；第一旋风分离器(1)的出口烟气温度为500-800℃；
步骤二，第一旋风分离器(1)排出的烟气再经过第二旋风分离器(2)，由第二旋风分离器(2)分离掉烟气中直径在1-5mm的颗粒；第二旋风分离器(2)的出口烟气温度为300-500℃；
步骤三，第二旋风分离器(2)排出的烟气再通过干式换热器(3)冷却，经冷却后的出口烟气温度为80-100℃；
步骤四，经过冷却后的烟气再送入电除尘器(4)，除去烟气中直径小于1mm的微粒杂质，净化后的烟气中杂质的含量≤5mg/Nm3；
步骤五，最后再进入气体缓冲器(5)，使冷却后的烟气充分均匀；从气体缓冲器(5)排出的烟气出口温度为40-50℃。
2.根据权利要求1所述的生物质电厂烟气干式净化工艺，其特征是：用于生物质燃烧或气化后产生的烟气在除尘、冷却输送过程中，产生水蒸汽，可用于供热或采暖。
3.一种生物质电厂烟气干式净化设备，其特征在于，第一旋风分离器(1)的出风口利用管道与第二旋风分离器(2)的进风口连接，在第一旋风分离器(1)和第二旋风分离器(2)的下端分别设置下料口，在所述下料口上设置卸灰装置(6)，在第二旋风分离器(2)的出风口利用管道与干式换热器(3)的进口连接，干式换热器(3)的出口利用管道与电除尘器(4)的进口连接，电除尘器(4)的出口再利用管道与气体缓冲器(5)的进口连接；
其中，第一旋风分离器(1)与第二旋风分离器(2)对烟气进行干式预处理，处理出来的烟尘经卸灰装置(6)排出；干式换热器(3)和电除尘器(4)对经过第二旋风分离器(2)处理后的烟气进行干式冷却除尘处理，气体缓冲器(5)对经过电除尘器(4)处理后的烟气进行缓冲处理。
4.根据要求3所述的生物质电厂烟气干式净化设备，其特征在于，在烟气进入干式换热器(3)的进气处设置烟气分布器(7)；在所述烟气分布器(7)中，在隔板(14)的一个侧面或/和另一个侧面上设置若干锥形体(12)，在锥形体(12)间的隔板(14)设置通孔(13)。
5.根据要求3所述的生物质电厂烟气干式净化设备，其特征在于，所述旋风分离器的上部为筒形体(29)，下部为锥形体(31)，在筒形体(29)的内部有内筒(30)，在内筒(30)内有出口管(27)；所述锥形体(31)的下端为卸料口；在筒形体(29)的内壁设置螺旋状的烟气导向槽(9)，所述烟气导向槽(9)的上端与旋风分离器的进口(28)连通，烟气导向槽(9)的出口位于筒形体(29)的底部；在内筒(30)内设置与所述螺旋状烟气导向槽(9)的螺旋方向相反的螺旋状排烟槽(10)，在内筒(30)的中部设置允许流体进入内筒(30)的进气口(32)；所述内筒(30)的底部伸至筒形体(29)的底部，所述出口管(27)的下端伸至内筒(30)的下部，所述内筒(30)与出口管(27)的顶端均以封闭状固定于所述筒形体(29)的顶盖下面，所述内筒(30)的底部封闭。
6.根据要求3所述的生物质电厂烟气干式净化设备，其特征在于，在电除尘器(4)和气体缓冲器(5)中设置布风器(8)及防爆口(11)；在所述布风器(8)中，在布风板(16)上设置通孔，所述通孔包括上下两段，其中上段孔(15)的内径小于下段孔(17)的内径。
7.根据要求4所述的生物质电厂烟气干式净化设备，其特征在于，所述隔板(14)有相互平行的两块，两块隔板(14)上的通孔(13)相互错开。
8.根据要求3所述的生物质电厂烟气干式净化设备，其特征在于，在所述卸灰装置(6)中，电动机(18)的输出端与减速机(19)连接，减速机(19)的输出端利用联轴器(20)与螺旋轴(23)连接，所述螺旋轴(23)利用轴承安装于轴承座(21)上，在螺旋轴(23)上设置螺旋状的连续的叶片(25)，所述螺旋轴(23)位于壳体(24)内，在壳体(24)上设置进料口(22)与出料口(26)，所述进料口(22)与所述旋风分离器下端的卸料口连接。
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