CN103007744A - 一种电催化实时烟气调质系统及方法 - Google Patents

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王祖武
车垚
裴震烁
王红飞
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Abstract

一种电催化实时烟气调质系统及方法，其系统包括烟道⑶和第二电除尘器⑷，所述烟道⑶的进气口与废气源相连，所述烟道⑶的出气口与第二电除尘器⑷的进气口相连；所述烟道⑶外还依次设置有第一电除尘器⑺和用于氧化二氧化硫气体的催化反应组件⑹，所述第一电除尘器⑺的进气端通过带有第一风机⑵的管道和烟道⑶相连通，所述催化反应组件⑹的出气端位于烟道⑶内。其优点是：本发明对首次除尘后的废气进行催化氧化，其生成的三氧化硫与其余烟气一起进行二次除尘，能大大提高电除尘器的除尘效率；并且三氧化硫气体是在除尘过程中实时不间断的形成的，无需外部添加，减少设备的腐蚀率；系统组成结构简单，除尘效果好，具有良好的经济性。

Description

一种电催化实时烟气调质系统及方法
技术领域
本发明涉及化工除尘技术领域，具体的说是一种电催化实时烟气调质系统及方法。
背景技术
电除尘器是火力发电厂必备的配套设备，它的功能是将燃煤或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，这是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。它的工作原理是烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。
电除尘的缺点是容易受烟气及粉尘的物理化学特性影响，尤其是容易受粉尘比电阻影响。对于比电阻值在104～1010Ω·cm范围内的粉尘，电除尘器表现出良好的收尘性能，在这个数值范围以外，电除尘器的性能将下降。粉尘比电阻小，导电性好；比电阻过小的粉尘(例如炭黑粉尘)到达收尘极后，很快释放出负电荷而成中性，失去吸力，因而易从收尘极上脱落，重返气流，使除尘效率降低。但对于比电阻超过5×1010Ω·cm，这类粉尘荷电和放电性能极差，电除尘器容易产生反电晕现象，结果导致二次电压下降，二次电流急剧上升，收尘效率大大下降。如何克服高比电阻难以收尘这一难题，成为电除尘器发展的瓶颈之一。三氧化硫烟气调质为解决这一难题提供有效手段，三氧化硫烟气调质即在烟气进入电除尘器之前，注入少量（约10ppm～20ppm）的三氧化硫，三氧化硫与烟气中的水分结合，生成硫酸气溶胶吸附在粉尘表面，降低粉尘表面比电阻，形成低比电阻表面通道，从而大大提高电除尘器的除尘效率。
三氧化硫烟气调质在世界范围内广泛应用，国外应用较广的硫酸或三氧化硫对于改善电除尘器捕集高比电阻灰尘的性能，取得良好效果。但硫酸或三氧化硫调质系统投资高，运行管理复杂，还可能腐蚀设备，带来二次污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种电催化实时烟气调质系统及方法，直接将烟气中的废气二氧化硫实时转换成有利于除尘的三氧化硫，从而提高除尘效果又避免外加高成本、腐蚀性强的三氧化硫气体。
一种电催化实时烟气调质系统，包括：烟道和第二电除尘器，所述烟道的进气口与废气源相连，所述烟道的出气口与第二电除尘器的进气口相连；所述烟道外还依次设置有第一电除尘器和用于氧化二氧化硫气体的催化反应组件，所述第一电除尘器的进气端通过带有第一风机的管道和烟道相连通，所述催化反应组件的出气端位于烟道内。
所述催化反应组件为光催化反应器、等离子体电催化反应器或者金属催化反应器。
所述等离子体电催化反应器，包括针板电极、金属板电极和高压电源，所述金属板电极上设置有阻挡介质。
所述第二电除尘器的出气口还连有第二风机。
一种利用上述系统的电催化实时烟气调质方法，包括如下步骤：
①将废气通入烟道内，经风机将废气抽入电除尘器进行初步除尘，继而废气通入催化反应组件，废气源中的二氧化硫经氧化反应生成三氧化硫后回到烟道中；
②将含有三氧化硫的混合废气通入电除尘器中；
③经电除尘器除尘后的气体通过风机排入大气或者进行工业化处理。
所述二氧化硫的氧化反应为将二氧化硫封闭在催化反应组件中0.5-2.5s后，打开出气口阀门，排出气体。
本发明电催化实时烟气调质系统及方法的优点是：本发明对首次除尘后的废气进行催化氧化，其生成的三氧化硫与其余烟气一起进行二次除尘；三氧化硫能与烟气中的水分结合，生成硫酸气溶胶吸附在粉尘表面，降低粉尘表面比电阻，大大提高电除尘器的除尘效率；并且三氧化硫气体是在除尘过程中实时不间断的形成的，避免外加三氧化硫气体，降低成本，延长设备使用寿命；系统组成结构简单，除尘效果好，具有良好的经济性。
附图说明
图1为电催化实时烟气调质系统的示意图。
图2为等离子体电催化反应器的结构示意图。
其中：1为锅炉，2为第一风机，3为烟道，4为第二电除尘器，5为第二风机，6为催化反应组件，7为第一电除尘器，8为导线，9为针板电极，10为进、出气口，11为阻挡介质，12为金属板电极，13为高压电源。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行进一步说明：如图1、图2所示，一种电催化实时烟气调质系统，包括：烟道3和第二电除尘器4，所述烟道3的进气口与废气源相连，所述烟道3的出气口与第二电除尘器4的进气口相连；所述烟道3外还依次设置有第一电除尘器7和用于氧化二氧化硫气体的催化反应组件6，所述第一电除尘器7的进气端通过带有第一风机2的管道和烟道3相连通，所述催化反应组件6的出气端位于烟道3内。
所述催化反应组件6为光催化反应器、等离子体电催化反应器或者金属催化反应器。
所述等离子体电催化反应器，包括针板电极9、金属板电极12和高压电源13，所述金属板电极12上设置有阻挡介质11。所述阻挡介质11为陶瓷或其他绝缘体。
所述第二电除尘器4的出气口还连有第二风机5。
一种电催化实时烟气调质方法，包括如下步骤：
①将废气通入烟道内，经风机将废气抽入电除尘器进行初步除尘，继而废气通入催化反应组件，废气源中的二氧化硫经氧化反应生成三氧化硫后回到烟道中；
②将含有三氧化硫的混合废气通入电除尘器中；
③经电除尘器除尘后的气体通过风机排入大气或者进行工业化处理，如进入脱硫系统进行脱硫处理。
所述二氧化硫的氧化反应为将二氧化硫封闭在催化反应组件中0.5-2.5s后，打开出气口阀门，排出气体。
本发明在烟气粉尘浓度不大于1200mg/m3的情况下具有更好的除尘效果。
本发明是这样实现的：将锅炉废气引入电除尘器进行初步除尘，降低粉尘对催化反应的不良影响，继而废气通入催化反应组件中，废气中的二氧化硫经氧化反应转化为三氧化硫，并与烟气一同通入电除尘器，三氧化硫与烟气中的水分结合，生成硫酸气溶胶吸附在粉尘表面，降低粉尘表面比电阻，形成低比电阻表面通道，从而大大提高电除尘器的除尘效率。避免外加三氧化硫气体，降低成本，延长设备使用寿命。

Claims (6)

1.一种电催化实时烟气调质系统，包括烟道⑶和第二电除尘器⑷，所述烟道⑶的进气口与废气源相连，所述烟道⑶的出气口与第二电除尘器⑷的进气口相连；其特征在于：所述烟道⑶外还依次设置有第一电除尘器⑺和用于氧化二氧化硫气体的催化反应组件⑹，所述第一电除尘器⑺的进气端通过带有第一风机⑵的管道和烟道⑶相连通，所述催化反应组件⑹的出气端位于烟道⑶内。
2.如权利要求1所述的电催化实时烟气调质系统，其特征在于：所述催化反应组件⑹为光催化反应器、等离子体电催化反应器或者金属催化反应器。
3.如权利要求2所述的电催化实时烟气调质系统，其特征在于：所述等离子体电催化反应器，包括针板电极⑼、金属板电极⑿和高压电源⒀，所述金属板电极⑿上设置有阻挡介质⑾。
4.如权利要求1-3任一项所述的电催化实时烟气调质系统，其特征在于：所述第二电除尘器⑷的出气口还连有第二风机⑸。
5.一种利用权利要求1所述电催化实时烟气调质系统的电催化实时烟气调质方法，其特征在于：包括如下步骤：
①将废气通入烟道内，经风机将废气抽入电除尘器进行初步除尘，继而废气通入催化反应组件，废气源中的二氧化硫经氧化反应生成三氧化硫后回到烟道中；
②将含有三氧化硫的混合废气通入电除尘器中；
③经电除尘器除尘后的气体通过风机排入大气或者进行工业化处理。
6.如权利要求5所述的电催化实时烟气调质方法，其特征在于：所述二氧化硫的氧化反应为将二氧化硫封闭在催化反应组件中0.5-2.5s后，打开出气口阀门，排出气体。
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