CN102145316A - 水雾荷电增效静电除尘方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水雾荷电增效静电除尘方法，将水雾荷电装置与静电除尘器相结合，通过水雾对烟气调质、含团聚剂的荷电液滴促进粉尘颗粒团聚并改善粉尘颗粒的荷电特性，提高静电除尘器脱除效率，实现微细粉尘脱除效率90％以上，保证烟尘出口浓度小于50mg/m3。本发明还公开了一种水雾荷电增效静电除尘装置，包括静电除尘器和水雾荷电装置，静电除尘器设置于烟道上，水雾荷电装置安装于静电除尘器入口前部烟道或入口渐扩段或静电除尘器中倒数第二或第三级电场位置。水雾荷电装置包括双流体雾化喷嘴和电晕环，双流体雾化喷嘴设置于电晕环前部，电晕环上端外部设有绝缘子，电晕环通过导线与高压电源连接。本发明构造简单，费用低，除尘效率高。
Description
技术领域
本发明属于烟气污染治理领域，特别是涉及一种水雾荷电增效静电除尘方法及装置。
背景技术
我国是世界上使用燃煤锅炉数量最多的国家，据统计，在2000-2007年间，我国每年的工业烟尘排放量均超过800万吨，其中微细粒子(PM10，PM2.5)约400万吨。燃煤电厂是大气中颗粒物质的重要排放源，我国燃煤电厂每年烟尘排放量约400万吨，其中微细粒子排放量超过300万吨。大量燃煤烟尘的排放造成了严重的环境污染。
为控制燃煤烟尘的排放，燃煤电厂都安装有除尘装置。目前，我国燃煤电厂中烟尘净化设备90％左右采用静电除尘器(ESP)。ESP除尘效率高，对粒径10μm以上粉尘颗粒脱除效率高达99％以上，但对于10μm(特别是2.5μm)以下微细颗粒，由于微细粒子难以荷电，而且电极振打产生二次扬尘容易使已捕集的微细粒子逸出，导致脱除效率急剧下降，在其1％左右的逃逸粉尘颗粒中，粒径小于2.5μm的微细颗粒可达逃逸粉尘颗粒总数的90％以上。大量微细粉尘颗粒的逃逸造成烟尘浓度排放过大，不但难以满足新的《火电厂污染物排放标准》(GB13223-2003)中粉尘排放浓度(50mg/Nm3)的要求，而且由于对人体有毒有害的主要污染物大多富集在10μm以下的微细粉尘颗粒中，大量微细粉尘颗粒的逃逸也严重影响了人们的身体健康，造成巨大的经济损失。
提高静电除尘器效率的常用方法是增加静电除尘器的电场数量，但是受静电除尘器自身除尘原理的限制，通常在前几个电场中收集不到的粉尘，在新增加的电场中仍然难以收集，特别对于微细粉尘颗粒，单纯依靠增加电场数提高除尘效率、满足新排放标准非常难，而且增大了占地面积、建设投资及运行成本。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，通过促进粉尘颗粒团聚并改善粉尘颗粒的荷电特性，来有效提高静电除尘器脱除粉尘效率特别是微细粉尘的效率，提供一种构造简单、投资费用低、微细粉尘脱除率高、烟尘出口浓度小的水雾荷电增效静电除尘方法及装置。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种水雾荷电增效静电除尘方法，包括以下步骤：
(1)将若干套水雾荷电装置安装于静电除尘器入口前部的烟道上或静电除尘器入口渐扩段或静电除尘器中倒数第二或第三级电场位置；
(2)当水雾荷电装置安装于静电除尘器入口前部的烟道上或静电除尘器入口渐扩段时，从锅炉排出的烟气在进入静电除尘器之前，先通过水雾荷电装置；水雾荷电装置向烟气中喷入含有团聚剂的荷电液滴；荷电液滴与烟气充分接触：一方面，荷电液滴能够对烟气进行增湿、降温调质，控制相对湿度在50％-80％之间、温度在70-80℃之间；另一方面，含有团聚剂的荷电液滴与粉尘颗粒碰撞形成含湿颗粒后，增强颗粒之间的粘滞力、库伦力，促进烟气中粉尘颗粒团聚长大；同时，含湿颗粒在于燥过程中，电荷逐渐由液滴向颗粒转移，使部分粉尘颗粒荷电；
之后烟气进入静电除尘器，由于降低烟温、增加烟气相对湿度有利于静电除尘器工作，而含团聚剂的荷电液滴能够促进粉尘颗粒之间的团聚，增大颗粒粒径，改善颗粒荷电特性，这些因素的共同作用能够提高静电除尘器脱除粉尘特别是微细粉尘的效率；
(3)当水雾荷电装置安装于静电除尘器中倒数第二或第三级电场位置时，应先拆除静电除尘器倒数第二或第三级电场，再把水雾荷电装置安装在该级电场的位置；
除尘时，从锅炉排出的烟气先通过静电除尘器的中水雾荷电装置之前的各级电场，除去烟气中的大粉尘颗粒；再通过水雾荷电装置，水雾荷电装置向烟气中喷入含有团聚剂的荷电液滴，荷电液滴与烟气充分接触：一方面，荷电液滴能够对烟气进行增湿、降温调质，控制相对湿度在50％-80％之间、温度在70-80℃之间；另一方面，含有团聚剂的荷电液滴与粉尘颗粒碰撞形成含湿颗粒后，增强颗粒之间的粘滞力、库伦力，促进烟气中粉尘颗粒团聚长大；同时，含湿颗粒在干燥过程中，电荷逐渐由液滴向颗粒转移，使部分粉尘颗粒荷电；
之后烟气进入静电除尘器最后一级电场脱除微细粉尘颗粒，由于降低烟温、增加烟气相对湿度有利于静电除尘器工作，而含团聚剂的荷电液滴能够促进粉尘颗粒之间的团聚，增大颗粒粒径，改善颗粒荷电特性，这些因素的共同作用能够提高静电除尘器脱除粉尘特别是微细粉尘的效率；
(4)净化后的烟气经烟囱直接排入大气。
一种水雾荷电增效静电除尘装置，包括静电除尘器和水雾荷电装置，静电除尘器设置于烟道上，水雾荷电装置安装于静电除尘器入口前部的烟道上或静电除尘器入口渐扩段或静电除尘器中倒数第二或第三级电场位置。
所述水雾荷电装置包括双流体雾化喷嘴和电晕环，双流体雾化喷嘴设置于电晕环的前部，电晕环的上端外部设有绝缘子，电晕环通过导线与高压电源连接。
本发明中，采用的水雾荷电装置，雾化液滴通过电晕环后迅速感应荷电。根据实际需要，可在合适位置并排布置多套水雾荷电装置，每套装置包含一个雾化喷嘴和一个高压感应环。
本发明中，通过水雾对烟气进行增湿、降温调质，能够创造更为合适静电除尘器工作的条件；水雾荷电装置喷出的不是普通水滴，而是含有团聚剂的液滴；含有团聚剂的荷电液滴与粉尘颗粒碰撞形成含湿颗粒后，能够更有效增强颗粒之间的粘滞力、库伦力，促进烟气中粉尘颗粒团聚长大，这对提高静电除尘效率非常有利；含湿颗粒干燥过程中，电荷逐渐由液滴向粉尘颗粒转移，强制粉尘颗粒预荷电，这对于改善微细粉尘颗粒难以荷电的状况非常有利。
水雾荷电装置可安装于静电除尘器入口前部烟道或静电除尘器入口渐扩段，也可安装于静电除尘器中后部电场的倒数第二级或倒数第三级电场位置，这样能够更有效、更有针对性的脱除微细粉尘颗粒。
本发明构造简单，投资费用低，通过水雾对烟气调质、荷电水雾促进粉尘颗粒团聚并改善粉尘颗粒的荷电特性，能以极少投资有效提高静电除尘器脱除效率，实现微细粉尘脱除效率90％以上，保证烟尘出口浓度小于50mg/m3。
附图说明
图1是本发明实施例1工艺流程图；
图2是本发明实施例3工艺流程图；
其中1.水雾荷电装置，2双流体雾化喷嘴，3.电晕环，4.绝缘子，5.高压电源，6.静电除尘器，7.烟囱，8.静电除尘器入口渐扩段。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：如图1所示，水雾荷电装置1安装于静电除尘器6入口前部的烟道上，从锅炉排出的烟气首先经过水雾荷电装置1，经双流体雾化喷嘴2雾化的液滴通过高压电源5供电的电晕环3后，迅速感应荷电，向烟气中喷入含有团聚剂的荷电液滴；荷电液滴与烟气充分接触：一方面，荷电液滴能够对烟气进行增湿、降温调质，其中，相对湿度在50％-80％之间、温度在70-80℃之间；另一方面，含有团聚剂的荷电液滴与粉尘颗粒碰撞形成含湿颗粒后，增强颗粒之间的粘滞力、库伦力，促进烟气中粉尘颗粒团聚长大；同时，含湿颗粒在干燥过程中，电荷逐渐由液滴向颗粒转移，使部分粉尘颗粒荷电，以提高粉尘颗粒粒径、改善粉尘颗粒荷电特性，创造更为适合静电除尘的环境；
之后烟气进入静电除尘器6，由于降低烟温、增加烟气相对湿度有利于静电除尘器6工作，而荷电液滴能够促进粉尘颗粒之间的团聚，增大颗粒粒径，改善颗粒荷电特性，这些因素的共同作用能够提高静电除尘器6脱除粉尘特别是微细粉尘的效率；
净化后的烟气经过烟囱7排出。
水雾荷电增效静电除尘装置包括静电除尘器6和水雾荷电装置1，静电除尘器6设置于烟道上，水雾荷电装置1安装于静电除尘器6入口前部的烟道上。
水雾荷电装置1包括双流体雾化喷嘴2和电晕环3，双流体雾化喷嘴2设置于电晕环3的前部，电晕环3的上端外部设有绝缘子4，电晕环3通过导线与高压电源5连接。
实施例2：与实施例1不同的是水雾荷电装置1安装于静电除尘器入口渐扩段8，其余相同，不再赘述。
实施例3：如图3所示，静电除尘器有四级电场，拆除静电除尘器中倒数第二级电场，把水雾荷电装置安装在该级电场的位置；从锅炉排出的烟气首先经过静电除尘器6的第一、二级电场，脱除烟气中的大粉尘颗粒；
剩余微细粉尘颗粒通过安装在第三级电场中的水雾荷电装置1，水雾荷电装置1向烟气中喷入含有团聚剂的荷电液滴，荷电液滴与烟气充分接触：一方面，荷电液滴能够对烟气进行增湿、降温调质，其中，相对湿度在50％-80％之间、温度在70-80℃之间；另一方面，含有团聚剂的荷电液滴与粉尘颗粒碰撞形成含湿颗粒后，增强颗粒之间的粘滞力、库伦力，促进烟气中粉尘颗粒团聚长大；同时，含湿颗粒在干燥过程中，电荷逐渐由液滴向颗粒转移，使部分粉尘颗粒荷电；
之后烟气进入静电除尘器6最后一级电场高效脱除微细粉尘颗粒，由于降低烟温、增加烟气相对湿度有利于静电除尘器6工作，而荷电液滴能够促进粉尘颗粒之间的团聚，增大颗粒粒径，改善颗粒荷电特性，这些因素的共同作用能够提高静电除尘器6脱除粉尘特别是微细粉尘的效率；
净化后的烟气经过烟囱7排出。
水雾荷电增效静电除尘装置包括静电除尘器6和水雾荷电装置1，静电除尘器6设置于烟道上，水雾荷电装置1安装于静电除尘器6倒数第二级电场位置。
水雾荷电装置1包括双流体雾化喷嘴2和电晕环3，双流体雾化喷嘴2设置于电晕环3的前部，电晕环3的上端外部设有绝缘子4，电晕环3通过导线与高压电源5连接。
实施例4：当静电除尘器有五级电场时，拆除静电除尘器中倒数第二级或倒数第三级电场，把水雾荷电装置安装在该级电场的位置；其余与实施例3相同，不再赘述。
Claims (3)
1.一种水雾荷电增效静电除尘方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将若干套水雾荷电装置安装于静电除尘器入口前部的烟道上或静电除尘器入口渐扩段或静电除尘器中倒数第二或第三级电场位置；
(2)当水雾荷电装置安装于静电除尘器入口前部的烟道上或静电除尘器入口渐扩段时，从锅炉排出的烟气在进入静电除尘器之前，先通过水雾荷电装置；水雾荷电装置向烟气中喷入含有团聚剂的荷电液滴；荷电液滴与烟气充分接触：一方面，荷电液滴能够对烟气进行增湿、降温调质，控制相对湿度在50％-80％之间、温度在70-80℃之间；另一方面，含有团聚剂的荷电液滴与粉尘颗粒碰撞形成含湿颗粒后，增强颗粒之间的粘滞力、库伦力，促进烟气中粉尘颗粒团聚长大；同时，含湿颗粒在干燥过程中，电荷逐渐由液滴向颗粒转移，使部分粉尘颗粒荷电；
之后烟气进入静电除尘器，由于降低烟温、增加烟气相对湿度有利于静电除尘器工作，而荷电液滴能够促进粉尘颗粒之间的团聚，增大颗粒粒径，改善颗粒荷电特性，这些因素的共同作用能够提高静电除尘器脱除粉尘特别是微细粉尘的效率；
(3)当水雾荷电装置安装于静电除尘器中倒数第二或第三级电场位置时，应先拆除静电除尘器倒数第二或第三级电场，再把水雾荷电装置安装在该级电场的位置；
除尘时，从锅炉排出的烟气先通过静电除尘器的中水雾荷电装置之前的各级电场，除去烟气中的大粉尘颗粒；再通过水雾荷电装置，水雾荷电装置向烟气中喷入含有团聚剂的荷电液滴，荷电液滴与烟气充分接触：一方面，荷电液滴能够对烟气进行增湿、降温调质，控制相对湿度在50％-80％之间、温度在70-80℃之间；另一方面，含有团聚剂的荷电液滴与粉尘颗粒碰撞形成含湿颗粒后，增强颗粒之间的粘滞力、库伦力，促进烟气中粉尘颗粒团聚长大；同时，含湿颗粒在干燥过程中，电荷逐渐由液滴向颗粒转移，使部分粉尘颗粒荷电；
之后烟气进入静电除尘器最后一级电场脱除微细粉尘颗粒，由于降低烟温、增加烟气相对湿度有利于静电除尘器工作，而荷电液滴能够促进粉尘颗粒之间的团聚，增大颗粒粒径，改善颗粒荷电特性，这些因素的共同作用能够提高静电除尘器脱除粉尘特别是微细粉尘的效率；
(4)净化后的烟气经烟囱直接排入大气。
2.一种水雾荷电增效静电除尘装置，包括静电除尘器和水雾荷电装置，静电除尘器设置于烟道上，水雾荷电装置安装于静电除尘器入口前部的烟道上或静电除尘器入口渐扩段或静电除尘器中倒数第二或第三级电场位置。
3.根据权利要求2所述的水雾荷电增效静电除尘装置，其特征在于：所述水雾荷电装置包括双流体雾化喷嘴和电晕环，双流体雾化喷嘴设置于电晕环的前部，电晕环的上端外部设有绝缘子，电晕环通过导线与高压电源连接。
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