CN102527177A - 除尘脱汞一体化的电袋复合除尘器 - Google Patents

Abstract

除尘脱汞一体化的电袋复合除尘器，涉及一种除尘器。设有预热器、电袋复合除尘器、活性炭吸附剂喷射装置；所述预热器的进气口接锅炉的烟气出口，电袋复合除尘器由前级电场收尘区和后级滤袋过滤区组成，前级电场收尘区的烟气进口接预热器的烟气出口，前级电场收尘区的烟气出口接后级滤袋过滤区的烟气进口，活性炭吸附剂喷射装置设于前级电场收尘区与后级滤袋过滤区之间；流向后级滤袋过滤区的烟气经烟囱排向大气。可比静电除尘器和袋式除尘器更高的捕集微细粉尘PM2.5效率，同样对极细的颗粒汞也有良好的捕集效果。清灰周期长，这样延长吸附剂和汞的作用时间，提高汞的捕集效率。

Description

除尘脱汞一体化的电袋复合除尘器

技术领域

本发明涉及一种除尘器，尤其是涉及一种除尘脱汞一体化的电袋复合除尘器。

背景技术

随着污染情况的加剧以及国际控汞公约的即将签署，对燃煤电厂进行汞排放控制已经成为国内外共识。我国政府已高度重视汞污染防治工作，国务院多次转发相关污染控制通知，并已正式发布了《重金属污染综合防治″十二五″规划》。目前我国燃煤电厂大气汞污染控制试点工作正式启动，并在新的排放标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定了汞及其化合物的排放限值。然而，目前国内外还缺少经济高效的汞排放控制技术，因此加快开发具有我国自主知识产权的脱汞技术显得尤为迫切。

在汞排放控制技术方面，国内外先后开发了吸附剂吸附法、利用现有除尘脱硫脱硝装置的脱汞法、电晕放电等离子体脱汞法以及电催化氧化联合处理脱汞法等。利用现有的烟气净化设备(除尘或脱硫设施)进行协同除汞已成为技术开发的主流方向，其中活性炭吸附剂喷射技术(ACI)已得到初步商业化应用。ACI技术主要借助于现有的除尘设备，对所喷入烟气的活性炭吸附剂进行同时收集。

目前尚未有关于电袋复合除尘器除尘脱汞一体化的相关报道，美国专利US2004/0003716A1以及中国专利201010148588.7中所公开的除尘器的工作原理是(参见图4)：从锅炉41排出的烟气经过预热器42后进入静电除尘器或袋式除尘器44，在预热器与除尘器之间的烟道上设置吸附剂喷射系统43，对烟气中的汞进行吸附，吸附汞后的活性炭和粉尘颗粒一并经过除尘器脱除后，洁净气体通过烟囱45排向大气。

静电除尘效率容易受到烟气粉尘特性的影响而发生波动，难以满足目前的国家《火电厂大气污染物放标准》(GB13223-2011)规定的烟尘出口浓度≤30mg/Nm³排放要求，为提高除尘效率就需要增加电场数，导致投资和运行维护费用的增长；布袋除尘器因除尘效率高，在燃煤电厂应用后其排放烟尘浓度可达到国家规定要求，而受到广泛关注，但存在阻力大、能耗高、滤袋使用寿命短和运行维护费用高等缺点。现有技术中，先喷射活性炭吸附剂对烟气中的汞进行吸附，然后采用电除尘器或布袋除尘器对烟气中颗粒物(包括粉尘颗粒和活性炭颗粒)进行收集。然而，高浓度的大量烟气将消耗巨量的活性炭吸附剂，造成脱汞成本居高不下，并且会使最终的飞灰混入大量的活性炭吸附剂进而对飞灰的质量造成负面影响，绝大部分飞灰用户(包括水泥厂)难于接受混入活性炭的飞灰，从而影响飞灰的二次利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种除尘脱汞一体化的电袋复合除尘器。

本发明设有预热器、电袋复合除尘器、活性炭吸附剂喷射装置；所述预热器的进气口接锅炉的烟气出口，电袋复合除尘器由前级电场收尘区和后级滤袋过滤区组成，前级电场收尘区的烟气进口接预热器的烟气出口，前级电场收尘区的烟气出口接后级滤袋过滤区的烟气进口，活性炭吸附剂喷射装置设于前级电场收尘区与后级滤袋过滤区之间；流向后级滤袋过滤区的烟气经烟囱排向大气。

所述活性炭吸附剂喷射装置可设为多喷射点活性炭吸附剂喷射装置。

所述前级电场收尘区与后级滤袋过滤区之间的距离可为600～3000mm。

所述活性炭吸附剂喷射装置所处截面的烟气流速可为0.4～3m/s。

与现有的电袋复合除尘器相比，本发明利用原有的电袋复合除尘器进行汞的脱除；由于所述电袋复合除尘器设有前级电场收尘区和后级滤袋过滤区，在前级电场收尘区与后级滤袋过滤区之间设置活性炭吸附剂喷射装置，所述活性炭吸附剂喷射装置采用多喷射点形式，保证了从喷射系统喷射而出的活性炭与来流烟气充分混合，经后级滤袋过滤区过滤后的洁净气体通过排气口并由烟囱排向大气。

本发明的电袋复合除尘器是由电除尘和布袋除尘相结合的除尘设备，前级由高压放电电极对烟气进行电晕放电，形成电场，烟气中粉尘荷电被吸附而脱离气流从而去除大部分颗粒粉尘，携带少量粉尘的烟气通过后级滤袋时，干净烟气渗透过滤袋，而烟气中的粉尘则被滤袋纤维阻挡在表面从而达到除尘目的。

本发明采用的活性炭吸附剂喷射装置，是在颗粒脱除装置前喷入粉末状活性炭，通过活性炭吸附剂的吸附作用来除去烟气中的汞。

利用现有的烟气净化设备(除尘或脱硫设施)进行协同除汞已成为技术开发的主流方向，其中，在烟气中喷入活性炭吸附剂是最有效除汞方法之一。现有技术中采用电除尘器或布袋除尘器对烟气进行协同脱汞已经取得了一定成效，但高浓度的大量烟气将消耗巨量的活性炭吸附剂，造成脱汞成本居高不下，并且会使最终的飞灰混入大量的活性炭吸附剂而对飞灰的质量造成负面影响，很多飞灰用户(特别是水泥厂)难于接受，从而导致飞灰二次利用率低下。而本发明是在已有的电袋复合除尘器基础上进行增设高效活性炭吸附剂喷射装置，有效避开了活性炭吸附剂耗量大和飞灰二次利用问题，即降低了脱汞成本，也提高了脱汞效率，并在同一设备中同时实现除尘和脱汞，有利于空间和时间的充分利用，真正实现低成本、高效率的环保效益。

本发明的基本方案是在原有的电袋复合除尘器基本结构不变基础上，合理调整电场区与滤袋区之间的距离，在电场区与滤袋区之间增设一套高效活性炭吸附剂喷射装置。在前级电场区去除大部分颗粒粉尘及部分颗粒汞前提下，喷入的活性炭吸附剂将与少量粉尘接触，提高了活性炭吸附剂的利用率和吸附效果，有效减少其喷入量，并且电袋复合除尘器的清灰周期较长，喷入的活性炭吸附剂将与来流烟气充分混合，在滤袋清灰前对汞进行充分吸附。清灰后，活性炭将被过滤而收集到袋区灰斗中，而大部分颗粒粉尘已收集在电场区的灰斗中，则采用本发明技术对于整体飞灰的二次利用影响非常小，并且对整个除尘系统的阻力也不会有明显影响。

与现有除尘协同脱汞设备相比，本发明具有以下突出优点：

1)电袋复合除尘器可以比静电除尘器和袋式除尘器更高的捕集微细粉尘PM2.5效率，同样对极细的颗粒汞也有良好的捕集效果。

2)电袋复合除尘器清灰周期长，这样延长吸附剂和汞的作用时间，提高汞的捕集效率。

3)荷电粉尘和荷电吸附剂的气溶胶效应，有利于颗粒汞和单质汞的吸附，提高汞的捕集效率。

4)前级电场收集绝大部分粉尘使得后级滤袋的粉尘少，喷入的吸附剂受到粉尘污染小，可以提高吸附剂的效果，提高汞的吸附效果，同时减少吸附剂的喷入量。

5)大部分颗粒粉尘已经在前级电场区收集，而后级滤袋区收集的颗粒粉尘量较少，混入活性炭吸附剂飞灰量相应较少，不影响整体飞灰的利用。

附图说明

图1为本发明所述除尘脱汞一体化的电袋复合除尘器实施例与相关设备的结构组成示意图。

图2为本发明所述除尘脱汞一体化的电袋复合除尘器实施例的前级电场收尘区和后级滤袋过滤区的结构组成示意图。

图3为本发明所述除尘脱汞一体化的电袋复合除尘器实施例的活性炭吸附剂喷射装置的结构组成示意图。

图4为现有的除尘协同脱汞设备的结构组成示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1～3，本发明实施例设有预热器2、电袋复合除尘器3、活性炭吸附剂喷射装置4；所述预热器2的进气口接锅炉1的烟气出口，电袋复合除尘器3由前级电场收尘区31和后级滤袋过滤区32组成，前级电场收尘区31的烟气进口接预热器2的烟气出口，前级电场收尘区31的烟气出口接后级滤袋过滤区32的烟气进口，活性炭吸附剂喷射装置4设于前级电场收尘区31与后级滤袋过滤区32之间；后级滤袋过滤区32的烟气出口经烟囱5排向大气。

所述活性炭吸附剂喷射装置4可设为多喷射点活性炭吸附剂喷射装置。

所述前级电场收尘区31与后级滤袋过滤区32之间的距离可为600～3000mm。

所述活性炭吸附剂喷射装置所处截面的烟气流速可为0.4～3m/s。

从锅炉1排出的烟气经过预热器2后进入电袋复合除尘器3，电袋复合除尘器3由前级电场收尘区31与后级滤袋过滤区32组成，烟气先经过前级电场收尘区31预除尘，随后流经后级滤袋过滤区32，而在前级电场收尘区31与后级滤袋过滤区32之间设置的一套高效活性炭吸附剂喷射装置4，喷射出的吸附剂将与流经的含汞烟气充分混合，并吸附汞，吸附汞后的活性炭伴随粉尘经过滤袋过滤，洁净气体将通过烟囱5排向大气，吸附汞后的活性炭及粉尘颗粒将被滤布截留下来，经过清灰处理而脱落到灰斗中。

参见图2，烟气通入前级电场收尘区31，烟气中的80％以上颗粒粉尘及部分颗粒汞被收集下来，剩余的粉尘与汞再进入后级滤袋过滤区32前，与活性炭吸附剂充分混合，吸附剂将吸附90％以上的汞，吸附汞后的活性炭并同少量粉尘一起进入后级滤袋过滤区32进行过滤，并收集在灰斗中。

参见图3，合理调整前级电场收尘区31与后级滤袋过滤区32之间的距离(可选择600～3000mm)，在前级电场收尘区31与后级滤袋过滤区32之间设置一套高效活性炭吸附剂喷射装置4，整个活性炭吸附剂喷射装置4位于后级滤袋过滤区32灰斗上方，该活性炭吸附剂喷射装置4为多喷嘴结构，最底端喷嘴可布置于极板底端水平位置(0＜D≤L，根据烟气流速0.4～3m/s而定)。喷嘴均匀分布于烟气流经截面，保证了喷入的活性炭吸附剂与进入后级滤袋过滤区32的颗粒粉尘充分混合，高效吸附烟气中的汞，经过滤袋过滤后，洁净气体将通过烟囱5排向大气，吸附汞后的活性炭将被滤布截留下来，经过清灰处理而脱落到灰斗中。

显然，本发明具有以下特点：

1)采用除尘脱汞一体化的电袋技术；

2)在电袋复合除尘器基本结构不变基础上增设活性炭吸附剂喷射装置；

3)前级电场收尘区与后级滤袋过滤区之间距离为600～3000mm；

4)位于前级电场收尘区之后、后级滤袋过滤区之前及后级滤袋过滤区灰斗上方喷入活性炭吸附剂；

5)活性炭吸附剂喷射装置为多喷嘴结构，喷嘴在垂直位置上分布于滤袋底端与极板底端之间，并均匀分布于烟气流经截面；

6)活性炭吸附剂喷射装置所处截面的烟气流速为0.4～3m/s；

7)整个除尘脱汞系统结构紧凑。

工作时，参见图1，从锅炉1排出的烟气经过预热器2后进入电袋复合除尘器3，电袋复合除尘器3由前级电场收尘区31与后级滤袋过滤区32组成(参见图2)，在前级电场收尘区31与后级滤袋过滤区32之间设置一套高效活性炭吸附剂喷射装置4，该活性炭吸附剂喷射装置4为多点布置形式(参见图3)，保证了喷入的活性炭吸附剂与进入袋区的颗粒粉尘充分混合，高效吸附烟气中的汞，经过滤袋过滤后，洁净气体将通过烟囱5排向大气，吸附汞后的活性炭将被滤布截留下来，经过清灰处理而脱落到灰斗中。

本发明是在原有的电袋复合除尘器基本结构不变基础上，合理调整前级电场收尘区31与后级滤袋过滤区32之间的距离(600～3000mm)，在电场区与滤袋区之间增设一套高效活性炭吸附剂喷射装置。在前级电场区去除大部分颗粒粉尘及部分颗粒汞前提下，喷入的活性炭吸附剂将与少量粉尘接触，提高了活性炭吸附剂的利用率和吸附效果，有效减少其喷入量，并且电袋复合除尘器的清灰周期较长，喷入的活性炭吸附剂将与来流烟气充分混合，在滤袋清灰前对汞进行充分吸附。清灰后，活性炭将被过滤而收集到袋区灰斗中，而大部分颗粒粉尘已收集在电场区的灰斗中，因此，对于整体飞灰的利用影响较小，并且对整个除尘系统的阻力不会产生明显影响。

Claims (4)

1.除尘脱汞一体化的电袋复合除尘器，其特征在于设有预热器、电袋复合除尘器、活性炭吸附剂喷射装置；所述预热器的进气口接锅炉的烟气出口，电袋复合除尘器由前级电场收尘区和后级滤袋过滤区组成，前级电场收尘区的烟气进口接预热器的烟气出口，前级电场收尘区的烟气出口接后级滤袋过滤区的烟气进口，活性炭吸附剂喷射装置设于前级电场收尘区与后级滤袋过滤区之间；流向后级滤袋过滤区的烟气经烟囱排向大气。

2.如权利要求1所述的除尘脱汞一体化的电袋复合除尘器，其特征在于所述活性炭吸附剂喷射装置采用多喷射点活性炭吸附剂喷射装置。

3.如权利要求1所述的除尘脱汞一体化的电袋复合除尘器，其特征在于所述前级电场收尘区与后级滤袋过滤区之间的距离为600～3000mm。

4.如权利要求1所述的除尘脱汞一体化的电袋复合除尘器，其特征在于所述活性炭吸附剂喷射装置所处截面的烟气流速为0.4～3m/s。

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