CN102423599A - 一种一体化脱除工业排放超细和微量污染物的电袋复合净化装置和净化方法 - Google Patents

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刘惠勇
李湘滨
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Abstract

本发明涉及一种一体化脱除工业排放超细和微量污染物的电袋复合净化装置和净化方法。针对现有逐一串联脱除方法所存在的设备投资和运行费用高，脱除效果不明显和运行稳定性差等问题，本发明采用沿气流方向依次设置有吸附剂预喷涂装置、静电除尘装置、超细颗粒团聚装置、吸附剂喷入装置和布袋除尘装置的结构形式，提供了一种结构紧凑、运行成本低、检修和运行维护方便、在脱除常量粉尘污染物的同时高效脱除超细和微量污染物的一体化电袋复合净化装置和净化方法。

Description

一种一体化脱除工业排放超细和微量污染物的电袋复合净化装置和净化方法
技术领域
本发明涉及在脱除工业排放常量粉尘污染物的同时，一种一体化脱除超细和微量污染物的净化装置和净化方法，尤其涉及一种由吸附剂预喷涂装置、静电除尘装置、超细颗粒团聚装置、吸附剂喷入装置、和布袋除尘装置等组成的电袋复合净化装置和净化方法。
背景技术
目前，社会和公众对环境品质的追求已成为生活的真正需要，包括我国在内的世界大多数国家均在不断地修正和提高污染物排放标准，以实现可持续的环境发展目标。
我国的工业污染物脱除和控制技术虽已得到广泛的工业应用，但对于超细和微量的重危害污染物的排放未能起到显著的控制和脱除效果。此类可致癌、致畸、致突变的重危害污染物包括：PM10以下颗粒物（尤其是PM2.5）、汞等重金属、二噁英等有机污染物。研究和检测表明：燃煤电厂烟气中PM2.5以下颗粒物占粒子总量的比例超过80%；高于50%的气态汞和颗粒态汞被排入大气；二噁英等有机污染物一旦形成，被捕集的比例低于20%。对超细和微量的重危害污染物的脱除逐渐成为目前技术开发和应用的国际前沿热点。
近年来，对工业排放的包括SO2、NOx、粉尘在内的常规污染物的脱除多采用串联逐一脱除的技术方法，不仅增加了投资和运行费用，而且不同脱除机理之间的相容性和彼此抑制在很大程度上影响了脱除效果和运行稳定性。
本发明采用颗粒团聚、物理和化学吸附等机理，在脱除工业排放常量粉尘污染物的同时，一体化脱除包括PM10以下颗粒物（尤其是PM2.5）、汞等重金属、二噁英等超细和微量污染物。
发明内容
本发明的目的是提供一种微量和超细污染物的一体化净化装置和净化方法，采用沿气流方向依次设置吸附剂预喷涂装置、静电除尘装置、超细颗粒团聚装置、吸附剂喷入装置和布袋除尘装置等紧凑组合的电袋复合净化装置和净化方法。本发明对超细和微量污染物的脱除效率高、运行成本低、检修和运行维护方便，适用于燃煤、燃油和垃圾焚烧等工业的污染物净化。
为达到上述目的，本发明的静电除尘装置作为预除尘装置，所需电场数量为1-2个，每个电场由负高压放电电极、收尘电极和灰斗组成。静电除尘装置运行电压在30kV左右。工业排放烟气通过静电除尘装置进行预除尘，烟气中的大部分大颗粒粉尘被静电除尘装置捕获，剩余荷负电、未荷电以及不同荷电量的部分大颗粒、超细和微量污染物包括PM10以下颗粒物（尤其是PM2.5）、汞等重金属、二噁英等有机污染物进入到超细颗粒团聚装置中。
本发明的超细颗粒团聚装置由正高压放电电极等组成，并连接吸附剂喷入装置。超细颗粒团聚装置运行电压在60kV左右。所喷入吸附剂为具有一定含碳量的粉煤灰经改性活化后形成的多孔状、比表面积丰富的颗粒物，同时具有物理和化学吸附功能。由静电除尘装置进入超细颗粒团聚装置的烟气中未荷电的大颗粒和超细颗粒在正高压电场作用下被荷正电，与进入装置中的荷负电颗粒团聚形成大颗粒。同时，被荷正电的吸附剂颗粒在与超细颗粒的碰撞过程中也会发生物理和化学吸附作用，从而超细颗粒被吸附剂颗粒捕获。此外，吸附剂也吸附和脱除汞等重金属，且吸附剂表面的碳吸附位对二噁英起到捕集效果。吸附剂和超细颗粒经团聚和吸附后形成大颗粒随烟气进入后续的布袋除尘装置。
本发明的吸附剂喷入装置运行时，根据工业烟气中超细和微量污染物种类和含量的不同，吸附剂的喷入量在50-150mg/Nm3范围内选取。
本发明的布袋除尘装置由气流分布装置、袋滤室、滤袋、净气室、喷吹装置、出气口和灰斗组成，并连接吸附剂预喷涂装置。经团聚和吸附作用形成的大颗粒随烟气经气流分布装置均布后，经袋滤室滤袋过滤，由喷吹装置清除至灰斗排出。在除尘装置投运之前和大修期间，预喷涂装置在静电除尘装置之前喷入吸附剂，经气流分布装置气流均布后，吸附剂均匀覆盖在袋滤室滤袋表面。预喷涂装置所喷入的吸附剂与超细颗粒团聚装置中喷入的吸附剂相同。在布袋除尘装置运行过程中，经超细颗粒团聚装置随烟气进入的吸附剂颗粒经气流均布后，继续对烟气中未团聚或吸附的超细颗粒、汞等重金属以及二噁英等起到吸附作用，从而进一步脱除。均匀覆盖在滤袋表面的吸附剂对烟气中的超细和微量污染物进行最终吸附和过滤，从而获得高效净化效果。
本发明的吸附剂预喷涂装置运行时，在足够和稳定的风量条件下，布袋除尘装置进出口压差（以初始压差为基础）升高250-300Pa时为喷涂完成标准。喷涂后滤袋外吸附剂颗粒层厚应至少达到1.5mm。
本发明的吸附剂为具有一定含碳量的粉煤灰经改性活化后形成的多孔状、比表面积丰富的颗粒物，同时具有物理和化学吸附功能。其平均粒径在20μm左右，比表面积＞55m2/g，飞灰含碳量在6%-7%左右。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
（1）由于采用了颗粒团聚、物理和化学吸附等机理，含有超细和微量污染物的工业烟气经多重净化作用，对超细和微量污染物的脱除效率高，脱除后洁净烟气中的超细和微量污染物的质量和数量大为降低。采用本发明的电袋复合净化装置，烟气出口含尘浓度≤10mg/m3（标态）、装置本体阻力≤1200Pa，装置除尘效率≥99.99%，超细和微量污染物的脱除效率＞90%。
（2）由于采用的吸附剂由具有一定含碳量的粉煤灰作为载体，运行成本低。
（3）本发明结构紧凑，同时具有检修和运行维护方便等特点。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明专利的主剖视示意图。
图中：1. 吸附剂预喷涂装置、2. 静电除尘装置、3. 负高压放电电极、4. 收尘电极、5. 灰斗、6. 超细颗粒团聚装置、7. 正高压放电电极、8. 吸附剂喷入装置、9. 布袋除尘装置、10. 气流分布装置、11、袋滤室、12.滤袋、13. 净气室、14.喷吹装置、15.出气口。
具体实施方式
在图1中沿气流方向依次设置有吸附剂预喷涂装置（1）、静电除尘装置（2）、超细颗粒团聚装置（6）、吸附剂喷入装置（8）和布袋除尘装置（9）。静电除尘装置（2）由负高压放电电极（3）、收尘电极（4）和灰斗（5）等组成。超细颗粒团聚装置（6）由正高压放电电极（7）等组成。布袋除尘装置（9）由气流分布装置（10）、袋滤室（11）、滤袋（12）、净气室（13）、喷吹装置（14）、出气口（15）和灰斗（5）等组成。
当本发明的净化装置处在工作状态时，含有大颗粒粉尘、超细颗粒和微量污染物包括PM10以下颗粒物（尤其是PM2.5）、汞等重金属、二噁英等有机污染物的工业烟气通过静电除尘装置（2）进行预除尘，烟气中的大部分大颗粒粉尘在负高压放电电极（3）作用下荷负电被收尘电极（4）收集进入灰斗（5），剩余荷负电、未荷电以及不同荷电量的部分大颗粒、超细和微量污染物进入到超细颗粒团聚装置（6）中。未荷电的部分大颗粒、超细颗粒和由吸附剂喷入装置（8）喷入的吸附剂在正高压放电电极（7）作用下被荷正电，吸附剂和超细颗粒经团聚和吸附后形成大颗粒随烟气进入后续的布袋除尘装置（9）。在除尘装置投运之前和大修期间，吸附剂预喷涂装置（1）在静电除尘装置（2）之前喷入吸附剂，经气流分布装置（10）气流均布后，吸附剂均匀覆盖在袋滤室（11）滤袋（12）表面。在布袋除尘装置运行过程中，经超细颗粒团聚装置（6）随烟气进入的吸附剂颗粒经气流均布后，继续对烟气中未团聚或吸附的超细颗粒、汞等重金属以及二噁英等起到吸附作用，从而进一步脱除。均匀覆盖在滤袋表面的吸附剂对烟气中的超细和微量污染物进行最终吸附和过滤，从而获得高效净化效果。在喷吹装置（14）作用下，滤袋表面的粉尘脱落进入灰斗（5）排出，净烟气通过净气室（13）和出气口（15）排入大气。 

Claims (7)

1.一种一体化脱除工业排放超细和微量污染物的电袋复合净化装置和净化方法，由吸附剂预喷涂装置、静电除尘装置、超细颗粒团聚装置、吸附剂喷入装置和布袋除尘装置等组成，其特征在于：沿气流方向依次设置有吸附剂预喷涂装置、静电除尘装置、超细颗粒团聚装置、吸附剂喷入装置和布袋除尘装置。
2.根据权利要求1所述的一种一体化脱除工业排放超细和微量污染物的电袋复合净化装置和净化方法，其特征在于：超细颗粒团聚装置由正高压放电电极等组成，并连接吸附剂喷入装置。
3.根据权利要求1所述的一种一体化脱除工业排放超细和微量污染物的电袋复合净化装置和净化方法，其特征在于：吸附剂喷入装置运行时，根据工业烟气中超细和微量污染物种类和含量的不同，吸附剂的喷入量在50-150mg/Nm3范围内选取。
4.根据权利要求1所述的一种一体化脱除工业排放超细和微量污染物的电袋复合净化装置和净化方法，其特征在于：布袋除尘装置连接吸附剂预喷涂装置。
5.根据权利要求1所述的一种一体化脱除工业排放超细和微量污染物的电袋复合净化装置和净化方法，其特征在于：在除尘装置投运之前和大修期间，吸附剂预喷涂装置在静电除尘装置之前喷入吸附剂。
6.根据权利要求1所述的一种一体化脱除工业排放超细和微量污染物的电袋复合净化装置和净化方法，其特征在于：吸附剂预喷涂装置运行时，在足够和稳定的风量条件下，布袋除尘装置进出口压差（以初始压差为基础）升高250-300Pa时为喷涂完成标准，喷涂后滤袋外吸附剂颗粒层厚应至少达到1.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种一体化脱除工业排放超细和微量污染物的电袋复合净化装置和净化方法，其特征在于：吸附剂喷入装置和吸附剂预喷涂装置所喷入的吸附剂为具有一定含碳量的粉煤灰经改性活化后形成的多孔状、比表面积丰富的颗粒物，同时具有物理和化学吸附功能，其平均粒径在20μm左右，比表面积＞55m2/g，飞灰含碳量在6%-7%左右。
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