CN103055644A - 一种湿法脱硫后湿式电除尘系统 - Google Patents

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本发明公开了一种湿法脱硫后湿式电除尘系统,包括:湿式电除尘器,内部设有阴极系统、阳极系统和多个喷淋机构,下部设有灰水槽;灰水处理循环系统:包括补给水箱、冲洗水泵、循环水箱、循环水泵、装有碱溶液的溶液箱、自动过滤器及输水管路等;冲洗水泵的进水口连接补给水箱,冲洗水泵的出水口连接喷淋机构;灰水槽的出水口和溶液箱的出水口分别连接循环水箱,循环水泵的进水口连接循环水箱,循环水泵的出水口连接自动过滤器的进水口,自动过滤器的出水口连接喷淋机构。本发明不但可高效脱除PM2.5细微颗粒粉尘和SO3、以及NH3等形成的气溶胶,减轻内部件腐蚀,而且能够给水实现自循环,大大降低耗水量和解决灰水二次污染的问题。

Description

一种湿法脱硫后湿式电除尘系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种湿法脱硫后湿式电除尘系统,特别是涉及一种可实现给水自循环和大大降低耗水量等的湿法脱硫后湿式电除尘系统。
背景技术
[0002] 近年来随着火电装机容量不断增长,以及排放污染物的总量增加对大气环境造成了很大压力,为落实国家的科学发展观,新颁布的火电厂污染物排放标准(GB13223-2011)已于2012年I月I日正式实施。随着新标准的出台,人们对细微粉尘、酸雾、重金属等污染物危害环境和身体健康的认识也更进一步提高,国家对大气污染物排放标准还会不断地提高,特别是PM2. 5这种对人体健康危害极大的细微颗粒物势必会成为国家对大气污染物排放标准的控制指标。而现有的湿法脱硫系统几乎没有去除PM2. 5颗粒物的能力,对汞和SO3气溶胶等的脱除也十分有限,导致烟囱风向的下游经常出现“酸雨”、“石膏雨”等现象,或者是有长长烟尾的“蓝烟”现象。随着工业的不断发展,这些污染物对环境造成的危害越来越严重,而现有的除尘技术仍达不到理想的效果,因此十分有必要研究一种新的、高效去除细微粉尘、SO3酸雾、汞金属等污染物的技术来减少对环境的污染,并能够大型化地应用于工业当中。
[0003] 早在1907年全世界第一台湿式电除尘器就已应用于去除硫酸酸雾,随着技术的不断发展,湿式电除尘器不断被推广到多个应用领域。特别是在冶金和化工工业上的大量应用,使湿式电除尘技术趋于成熟。在燃煤电厂的应用中表明,湿式电除尘器能去除90%以上的PM2. 5细微粉尘、SO3烟雾,并能达到几乎零浊度的排放,此外还能去除汞、NH3> SO2和HCl等。因此,湿式电除尘器是作为燃煤电厂大气污染治理的终端处理设备的首选。但是,由于湿式电除尘器存在耗水量巨大、排出的灰水存在二次污染、内部件腐蚀严重等问题,导致目前湿式电除尘器在国内燃煤电厂上的大型化应用还是非常罕见的。
[0004] 综上所述,如何解决湿式电除尘器的耗水量、灰水的二次污染、内部件腐蚀等问题,已成为本领域的技术人员亟待解决的技术难题。只有解决了这些问题,才有可能让湿式电除尘器在大型化的燃煤电厂上得到广泛应用,才能彻底解决燃煤电厂的排放问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术之不足,提供一种湿法脱硫后湿式电除尘系统,其结构简单,布置科学合理,不但可高效脱出PM2. 5细微颗粒粉尘,同时高效脱除SO3、脱销逃逸NH3等形成的气溶胶,减轻内部件腐蚀问题,解决了“酸雨”、“石膏雨”、“蓝烟”等技术难题,而且设备可连续给水,并实现自循环,既大大降低耗水量,节约耗水成本,又可以防止灰水出现二次污染。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种湿法脱硫后湿式电除尘系统,包括湿式电除尘器,该湿式电除尘器内部设置了阴极系统和阳极系统,该湿式电除尘器的内部对应阴极系统和阳极系统的上部设置有喷淋机构,该湿式电除尘器还设置了用于收集灰水的灰水槽;还包括灰水处理循环系统;
[0007] 灰水处理循环系统包括:补给水箱、冲洗水泵、循环水箱、循环水泵、装有碱溶液的溶液箱、自动过滤器和必要的输水管路;冲洗水泵的进水口连接补给水箱,冲洗水泵的出水口通过输水管路连接喷淋机构;灰水槽的出水口和溶液箱的出水口分别连接循环水箱,循环水泵的进水口连接循环水箱,循环水泵的出水口连接自动过滤器的进水口,自动过滤器的出水口通过输水管路连接喷淋机构。
[0008] 作为一种优选,所述喷淋机构为多个为多个,并分成第一部分和第二部分,第一部分的喷淋机构位于所述湿式电除尘器烟气出口侧的上方,所述冲洗水泵的出水口通过输水管路连接该第一部分的喷淋机构;第二部分的喷淋机构位于所述湿式电除尘器烟气进口侧的上方,所述自动过滤器的出水口通过输水管路连接该第二部分的喷淋机构。
[0009] 作为一种优选,还包括一个用于给湿法脱硫系统提供湿法脱硫工艺水的排水水箱,所述自动过滤器的出水口分设为第一出水口和第二出水口,第一出水口通过所述输水管路连接所述第二部分的喷淋机构,第二出水口连接排水水箱的进水口,排水水箱的出水口连接湿法脱硫系统。
[0010] 作为一种优选,还包括补给水源,该补给水源与所述循环水箱相连通,用于给循环水箱提供首次补水并实现水封;该补水水源与所述补给水箱相连通,用于给补给水箱实时补水。
[0011] 作为一种优选,所述溶液箱内的碱溶液为NaOH溶液。
[0012] 作为一种优选,所述湿式电除尘器为卧式的湿式电除尘器,其烟气流向与冲洗液流向相互垂直。
[0013] 所述阳极系统包括至少两块阳极板,所述阳极系统的各阳极板分别竖向平行设置于所述湿式电除尘器的荷电区内;所述阴极系统包括至少一组阴极框架,所述阴极系统的各组阴极框架分别竖向设置在各两相邻的阳极板间。
[0014] 作为一种优选,所述各两相邻的阳极板之间的间距分别为250〜400mm ;所述各阳极板的高度分别为4〜10m。
[0015] 本发明的一种湿法脱硫后湿式电除尘系统,采用上述结构后,烟气在湿式电除尘器内水平流动,阳极板和阴极线上的冲洗液顺流向下,方向与烟气流向垂直,便于阳极板收集细微粉尘和气溶胶。循环水箱里的水经中和及过滤后可连续喷淋,因循环给水而不增加用水量,并彻底解决了湿式电除尘器内部件的腐蚀问题;循环水箱排出的一部分灰水可作湿法脱硫工艺水用,彻底解决了灰水二次污染的问题;补给水箱的水一方面补充了循环过程中损失掉的水量,另一方面用于对湿式电除尘器烟气出口侧上方的各喷淋机构进行供水,即用于对湿式电除尘器烟气出口侧的阴极系统和阳极系统进行冲洗,确保烟气尾部的冲洗液始终是补充的新水,从而可以进一步提高除尘效率。
[0016] 本发明的有益效果是:
[0017]1、由于包括湿式电除尘器和灰水处理循环系统两大部分,且灰水处理循环系统包括补给水箱、冲洗水泵、循环水箱、循环水泵、装有碱溶液的溶液箱、自动过滤器和必要的输水管路,补水水箱给喷淋机构供水,循环水箱的水经中和及过滤后给喷淋机构供水,使得本发明不但可高效脱除PM2. 5细微颗粒粉尘、SO3、脱销逃逸NH3等形成的气溶胶,减轻烟囱腐蚀,解决了“酸雨”、“石膏雨”、“蓝烟”等技术难题,而且可实现连续给水及自循环过程,从中大大降低了湿式电除尘器的耗水成本和防止灰水出现二次污染,使本发明能够在大型化的燃煤电厂上得到广泛应用;
[0018] 2、由于喷淋机构为多个,并分成第一部分和第二部分,第一部分的喷淋机构位于湿式电除尘器的烟气出口侧上方,第二部分的喷淋机构位于湿式电除尘器的烟气进口侧上方,且冲洗水泵的出水口通过输水管路连接该第一部分的喷淋机构,使补给水箱的补水仅给湿式电除尘器的烟气出口侧的阴极系统和所述阳极系统冲洗,自动过滤器的出水口通过输水管路连接该第二部分的喷淋机构,使循环水箱的水仅给湿式电除尘器的烟气进口侧的阴极系统和阳极系统冲洗,使得本发明可以确保烟气尾部的冲洗液始终是补充的新水,避免循环水中残余的少量悬浮物对湿式电除尘器出口侧的烟气造成二次污染,因而有利于进一步提高细微颗粒物和气溶胶的脱除效率;
[0019] 3、由于还包括一个用于给湿法脱硫系统提供湿法脱硫工艺水的排水水箱,且该排水水箱通过输水管路及自动过滤器连接循环水箱,使得本发明能够将经过处理的部分循环水进行回收利用,并彻底解决了灰水二次污染的问题;
[0020] 4、由于采用卧式的湿式电除尘器,使湿式电除尘器的烟气流向与冲洗液的流向互相垂直,使得本发明不但可以处理大烟气量,而且便于阳极板收集烟气中的微细颗粒物及气溶胶,进一步提高细微颗粒物和气溶胶的脱除效率。
[0021] 以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明;但本发明的一种湿法脱硫后湿式电除尘系统不局限于实施例。
附图说明
[0022] 图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
[0023] 实施例,请参见图1所示,本发明的一种湿法脱硫后湿式电除尘系统,它包括湿式电除尘器I和灰水处理循环系统;其中,
[0024] 湿式电除尘器I内部设置了起放电作用的阴极系统11和起收尘作用的阳极系统12,该湿式电除尘器I的内部对应阴极系统11和阳极系统12的上部设置了多个起冲洗清灰作用的喷淋机构13,该湿式电除尘器I的下部设置了用于收集灰水的灰水槽14 ;
[0025] 灰水处理循环系统包括:补给水箱2、冲洗水泵3、循环水箱4、循环水泵5、装有碱溶液的溶液箱7、自动过滤器6和若干输水管路8 ;冲洗水泵3的进水口通过输水管路连接补给水箱2,冲洗水泵3的出水口通过输水管路连接上述喷淋机构;灰水槽14的出水口和溶液箱7的出水口分别通过输水管路连接循环水箱4,循环水泵5的进水口通过输水管路连接循环水箱4,循环水泵5的出水口通过输水管路连接自动过滤器6的进水口,自动过滤器6的出水口通过输水管路连接喷淋机构。
[0026] 作为一种优选,上述多个喷淋机构13分别具有一个喷嘴,该多个喷淋机构13分成第一部分和第二部分,第一部分的喷淋机构位于湿式电除尘器烟气出口侧的上方,上述冲洗水泵3的出水口通过输水管路连接该第一部分的喷淋机构;第二部分的喷淋机构位于湿式电除尘器烟气进口侧的上方,上述自动过滤器6的出水口通过输水管路连接该第二部分的喷淋机构。[0027] 作为一种优选,本发明还包括一个用于给湿法脱硫系统提供湿法脱硫工艺水的排水水箱9,上述自动过滤器6为双滤筒反冲洗式过滤器,其出水口分设为第一出水口和第二出水口,第一出水口通过输水管路连接上述第二部分的喷淋机构,第二出水口连接排水水箱9的进水口,该排水水箱9的出水口连接湿法脱硫系统(图中未体现)。
[0028] 作为一种优选,本发明还包括补给水源10,该补给水源10与循环水箱4相连通,用于给循环水箱4提供首次补水并实现水封(以避免外界空气通过循环水箱4及灰水槽14进入湿式电除尘器I的内部而影响湿式电除尘器I的除尘效果);该补水水源10与补给水箱2相连通,用于给补给水箱2实时补水。这里,可通过水位控制,使补给水源10同时向循环水箱4和补给水箱2补水。
[0029] 作为一种优选,所述溶液箱7内的碱溶液为NaOH溶液,具有成本低、容易获得等特点。当然,也可以选用Mg(OH)2溶液等碱性溶液。
[0030] 作为一种优选,上述湿式电除尘器I采用卧式的湿式电除尘器,其烟气流向与冲洗液流向相互垂直。该湿式电除尘器的阳极系统12包括至少两块阳极板,该阳极系统12的各阳极板分别竖向平行设置于湿式电除尘器I的荷电区内;湿式电除尘器的阴极系统11包括至少一组阴极框架,该阴极系统11的各组阴极框架分别竖向设置在各两相邻的阳极板间。
[0031] 上述各两相邻的阳极板之间的间距分别为250〜400mm,优选采用300mm,这样的间距使各阳极板更易于收集细微颗粒物和气溶胶;上述各阳极板的高度分别为4〜10m,优选采用6m,这样的高度易于形成连续的水膜且在底部不易结垢;本发明所配置的湿式电除尘器的烟气流速范围为2〜6m/s,优选为3m/s。本发明的湿式电除尘器可多级、多室、多列布置(多级是沿烟气方向的纵向排列,多室是垂直烟气方向的横向排列,多列是多室组合后再独立横向排列),但从经济性考虑,其一般采用单级结构,此时,其对细微颗粒物和气溶胶的脱除效率可达90〜99% ;当设置二级或三级结构时,其对细微颗粒物和气溶胶的脱除效率可达99〜99. 99%,但与湿法脱硫前的干式电除尘器相比,其经济性较差,因此一般不予考虑。本发明所配置的湿式电除尘器的外形采用矩形设计。
[0032] 本发明的一种湿法脱硫后湿式电除尘系统,烟气水平进入湿式电除尘器1,经电晕区荷电后,带电荷污染物向阳极板运动,在阳极板表面聚集,阴极框架的阴极线上亦会聚集较少数量的带正电污染物颗粒,阳极板和阴极线均通过阳极系统12和阴极系统11上方的喷淋机构13提供的冲洗液进行连续冲洗,喷淋机构13流下来的冲洗液流向与湿式电除尘器I的烟气流向垂直。
[0033] 湿式电除尘器出口侧上方的各喷淋机构的喷嘴流出的冲洗液仅由冲洗水泵3从补给水箱2取水进行提供,确保烟气尾部的冲洗液始终是补充的新水,避免循环水中残余的少量悬浮物对湿式电除尘器出口侧的烟气造成二次污染,因而可以进一步提高细微颗粒物和气溶胶的脱除效率;湿式电除尘器进口侧上方的各喷淋机构的喷嘴流出的冲洗液通过循环水泵5从循环水箱4取水经自动过滤器6过滤后进行提供。本发明通过对喷淋机构13的喷嘴位置的合理布置和喷嘴型号的优化选择,达到以最小的用水量形成极板上均匀连续水膜,保证阴极线和阳极板始终保持干净状态。
[0034] 在初始状态下,循环水箱4里的水首先来自补给水源10,之后补给水源10不再向循环水箱4补水,而是使其由湿式电除尘器下方的灰水槽14提供灰水。刚开始,由于循环水箱4内的水为干净的新水,所以无需经过NaOH溶液中和即可直接提供给湿式电除尘器的烟气进口侧上方的各喷淋机构;此后,循环水箱4的灰水先经NaOH溶液中和后,再通过自动过滤器6 (该自动过滤器6在现有技术的自动过滤器的基础上通过改变过滤网孔的大小即可实现)进行过滤和分流,对自动过滤器6进行流量分配控制,使经过滤且悬浮物浓度较低(小于150mg/l)的循环水给湿式电除尘器的烟气出口侧的阴极系统和阳极系统冲洗,经过滤且悬浮物浓度较高(1000〜2500mg/l)的循环水流入排水水箱9,作为湿法脱硫工艺水排给湿法脱硫系统,这样一方面可以对灰水进行回收利用,并彻底解决了灰水二次污染的问题,另一方面可以减少悬浮物对喷淋机构的喷嘴造成磨损,大大延长喷嘴的使用寿命。由于循环水作为喷淋水是经NaOH溶液中和后循环使用,并连续喷淋的,因此可以确保湿式电除尘器的内部件所接触到的冲洗液始终具有较低的酸浓度,可有效抑制酸腐蚀现象的发生,从而可有效延长湿式电除尘器内部件的使用寿命。本发明所配置的湿式电除尘器采用卧式、板式静电除尘器,可根据烟气量、除尘效率等要求按多级、多室、多列进行布置,完全解决了大型化工业应用的瓶颈。
[0035] 本发明的一种湿法脱硫后湿式电除尘系统,采用上述结构后,其结构简单,布置科学合理,不但可高效脱除PM2. 5细微颗粒粉尘、SO3、脱销逃逸NH3等形成的气溶胶,减轻烟囱腐蚀,解决“酸雨”、“石膏雨”、“蓝烟”等技术难题,而且可连续给水,并实现自循环,既大大降低了耗水成本,又可以彻底解决灰水二次污染问题。
[0036] 上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种湿法脱硫后湿式电除尘系统,但本发明并不局限于实施例,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1. 一种湿法脱硫后湿式电除尘系统,包括湿式电除尘器,该湿式电除尘器内部设置了阴极系统和阳极系统,该湿式电除尘器的内部对应阴极系统和阳极系统的上部设置有喷淋机构;其特征在于:该湿式电除尘器还设置了用于收集灰水的灰水槽;还包括灰水处理循环系统; 灰水处理循环系统包括:补给水箱、冲洗水泵、循环水箱、循环水泵、装有碱溶液的溶液箱、自动过滤器和必要的输水管路;冲洗水泵的进水口连接补给水箱,冲洗水泵的出水口通过输水管路连接喷淋机构;灰水槽的出水口和溶液箱的出水口分别连接循环水箱,循环水泵的进水口连接循环水箱,循环水泵的出水口连接自动过滤器的进水口,自动过滤器的出水口通过输水管路连接喷淋机构。
2.根据权利要求1所述的湿法脱硫后湿式电除尘系统,其特征在于:所述喷淋机构为多个,并分成第一部分和第二部分,第一部分的喷淋机构位于所述湿式电除尘器烟气出口侧的上方,所述冲洗水泵的出水口通过输水管路连接该第一部分的喷淋机构;第二部分的喷淋机构位于所述湿式电除尘器烟气进口侧的上方,所述自动过滤器的出水口通过输水管路连接该第二部分的喷淋机构。
3.根据权利要求2所述的湿法脱硫后湿式电除尘系统,其特征在于:还包括一用于给湿法脱硫系统提供湿法脱硫工艺水的排水水箱,所述自动过滤器的出水口分设为第一出水口和第二出水口,第一出水口通过所述输水管路连接所述第二部分的喷淋机构,第二出水口连接排水水箱的进水口,排水水箱的出水口连接湿法脱硫系统。
4.根据权利要求1或2所述的湿法脱硫后湿式电除尘系统,其特征在于:还包括补给水源,该补给水源与所述循环水箱相连通,用于给循环水箱提供首次补水并实现水封;该补水水源与所述补给水箱相连通,用于给补给水箱实时补水。
5.根据权利要求1所述的湿法脱硫后湿式电除尘系统,其特征在于:所述溶液箱内的碱溶液为NaOH溶液。
6.根据权利要求1所述的湿法脱硫后湿式电除尘系统,其特征在于:所述湿式电除尘器为卧式的湿式电除尘器,其烟气流向与冲洗液流向相互垂直。
7.根据权利要求1或6所述的湿法脱硫后湿式电除尘系统,其特征在于:所述阳极系统包括至少两块阳极板,所述阳极系统的各阳极板分别竖向平行设置于所述湿式电除尘器的荷电区内;所述阴极系统包括至少一组阴极框架,所述阴极系统的各组阴极框架分别竖向设置在各两相邻的阳极板间。
8.根据权利要求7所述的湿法脱硫后湿式电除尘系统,其特征在于:所述各两相邻的阳极板之间的间距分别为250〜400mm ;所述各阳极板的高度分别为4〜10m。
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