CN103357234A - 燃煤烟气深度净化处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明针对烟气净化技术现况，提供一种烟气深度净化处理装置，该装置设计巧妙合理，生产成本低。该装置能够高效脱除烟气中SO2、NOx、烟尘、汞等污染物。该装置装置包括入口烟道、出口烟道、洗涤池、吹扫系统和清灰系统，还包括微孔滤尘微泡发生装置和气流分配板，所述入口烟道与出口烟道并行设置，两者相邻侧由气流分配板隔开，该气流分配板上开有若干个通气孔；出口烟道的下部与洗涤池连接；所述洗涤槽内竖直安装有若干个微孔滤尘微泡发生装置，每个微孔滤尘微泡发生装置均呈空心筒状结构，筒壁上设有微孔结构；微孔滤尘微泡发生装置的下口与导灰管密封连接，导灰管底部穿过洗涤池底部与设置在洗涤池外下方的清灰系统相连。

Description

燃煤烟气深度净化处理装置
技术领域
本发明涉及一种新型燃煤烟气深度净化处理装置，属烟气净化技术领域。
背景技术
燃煤电厂的烟气污染物中除目前已经纳入控制的烟尘、SO2、NOx之外，新修订的GB13223-2011标准也首次将汞纳入约束性指标控制，并进一步降低了烟尘、SO2、NOx的排放限值，成为全球最严环保标准。此外，PM2.5等细微颗粒物的排放控制问题也纳入到环保议题。
传统的除尘、脱硫、脱硝设施面对新标准难有提升空间，或将付出昂贵的改造代价，而且对诸如PM2.5之类超细粉尘问题也无法解决。
发明内容
本发明针对现有的技术状况，提供一种燃煤烟气深度净化处理装置，该装置设计巧妙合理，成本低。该装置易于高效清洗脱除烟气中的各种污染物，并高效拦截去除烟气中各种细微颗粒物。
本发明的目的是通过以下措施实现的：
本发明的燃煤烟气深度净化装置，包括入口烟道、出口烟道、洗涤池、吹扫系统和清灰系统，还包括微孔滤尘微泡发生装置和气流分配板，
所述入口烟道与出口烟道并行设置，两者相邻侧由气流分配板隔开，该气流分配板上开有若干个通气孔；出口烟道的下部与洗涤池连接；
所述洗涤槽内竖直安装有若干个微孔滤尘微泡发生装置，每个微孔滤尘微泡发生装置均呈空心筒状结构，筒壁上设有微孔结构；微孔滤尘微泡发生装置的下口与导灰管密封连接，导灰管底部穿过洗涤池底部与设置在洗涤池外下方的清灰系统相连；微孔滤尘微泡发生装置的上口均密封连接一根导气管，且每根导气管的上口对应连接在气流分配板上，且每根导气管的上口与气流分配板的每个通气孔对应适配。
本发明的进一步设计在于，所述吹扫系统包括供气单元和输送管路，该输送管路上对应气流分配板的每个通气孔位置分别设有一个喷气口。
所述微孔滤尘微泡发生装置的空心筒状结构，采用陶瓷或不锈钢材质制成，其微孔的孔径为：0.1~10μm。微孔滤尘微泡发生装置的气体阻力设计为：0.2kPa～70kPa。
所述微孔滤尘微泡发生装置的空心筒状结构的外周壁涂覆有疏水膜层，该疏水膜层为聚四氟乙烯、聚砜、尼龙、聚丙烯或醋酸纤维层，该疏水膜层的厚度为0.01~1mm，疏水膜层的孔径为0.1um~10um。
所述气流分配板上通气孔与微孔滤尘微泡发生装置及导气管口径、数量相当，且呈均匀分布。排布间距、孔径根据需要处理的烟气量综合考虑确定。
所述清灰系统包括供气系统和输送管路，每个微孔滤尘微泡发生装置的底部通过导灰管路、灰斗及卸灰阀与输送管路连通。
所述洗涤池还配有洗涤液循环系统。
本发明相比现有技术具有如下优点：
本发明采用一套烟气深度净化处理装置能够实现高效除尘、脱硫、脱硝、脱汞一体化功能，可以替代传统火电厂复杂的烟气脱硝、除尘、脱硫三大设施，系统简单、运行维护方便、占地少、投资省.随着新修订颁布的大气污染物排放标准GB13223-2011出台，SO2、NOx、烟尘等排放限值已经成为全球最严的标准，传统工艺技术及装备遭遇技术瓶颈，而本发明装置性能完全可以满足新修订颁布的大气污染物排放标准GB13223-2011。
本发明的燃煤烟气深度净化处理装置，其中的微孔滤尘微泡发生装置是采用耐温耐腐微孔陶瓷或不锈钢材质制成，外周壁涂覆疏水膜层，实现气液分隔、微孔滤尘、微气泡分散等功能。
本发明中微孔滤尘微泡发生装置的作用如下：
1、微尘过滤功能，它能够脱除烟气中各种细微颗粒物，包括PM2.5；
2、微气泡发生功能，当烟气透过微孔滤尘微泡发生装置的微孔陶瓷或不锈钢，产生微小气泡后进入液相，分散到洗涤的浆液或溶液中，最大限度地提高气液接触面积，可有效提高污染物的洗涤效率。
3、吸附催化重金属等污染物的功能，在微孔滤尘微泡发生装置的内表面，被截留的粉尘会形成薄的粉尘滤饼吸附层，对烟气中的重金属等污染物有吸附截留或催化氧化功能，会捕集或部分氧化汞等重金属，对烟气中的部分衡量元素污染物有一定的减排或协助减排贡献。为利于清灰，采用金属材质时气侧表面需进行抛光处理，以使得表面光滑。 
4、气液分隔的功能，微气泡发生装置的外表面采用疏水膜层，孔径0.1um-10um，材料为聚四氟乙烯、聚砜、尼龙、聚丙烯、醋酸纤维等，可起到气液分隔作用，材料厚度0.01-1mm。也可以采用非对称性微孔结构，即接触液体侧表面薄层微孔比气侧更细小，可以防止液体因自身压力渗透进气侧，因次层比较薄50-100左右um，阻力增加也比较少。
本发明中的吹扫系统主要功能用于对由导气管、微孔滤尘微泡发生装置、导灰管构成的各支管中粉尘的吹扫，如采用蒸汽则具有粉尘凝并功能。
附图说明：
图1为本发明装置的原理图。
图2为本发明装置的结构示意图。
图3为本发明微孔滤尘微泡发生装置的结构示意图。
图4为采用本发明装置用有机胺混合溶液洗涤烟气，不同进气压力下SO2、NOx、粉尘脱除效率图。
图5为本发明装置用有机胺混溶液洗涤烟气，不同孔径的微气泡发生装置SO2、NOx、粉尘脱除效率图。
图中：1-入口烟道；2-气流分配板；3-导气管；4-微孔滤尘微泡发生装置；41-微孔层；42-疏水膜层；5-导灰管；6-清灰系统；61-灰斗；62-卸灰阀；63-飞灰；7-洗涤池；8-出口烟道；9-吹扫系统；10-洗涤液。
具体实施方式：
   下面结合附图对本发明作进一步的描述：
如图1-图3所示，本发明的燃煤烟气深度净化装置包括入口烟道1、出口烟道8、洗涤池7、吹扫系统9、清灰系统6、微孔滤尘微泡发生装置4、导气管3、导灰管5和气流分配板2。
其中入口烟道1与出口烟道8并行设置，进口烟道1与出口烟道8的相邻侧由气流分配板隔开，气流分配板上均匀开有若干个通气孔；出口烟道8的下部与洗涤池7连接，出口烟道8的出口设于一侧。送入入口烟道1的待处理烟气，可以经过增加风机送入，调节进风的压力。
洗涤槽7内竖直安装有若干个微孔滤尘微泡发生装置，并分别对应气流分配板上的一个通气孔。
每个微孔滤尘微泡发生装置4均呈空心筒状结构，筒壁上设有微孔结构。微孔滤尘微泡发生装置4的下口与导灰管41密封连接，导灰管41底部穿过洗涤池7底部与设置在洗涤池外下方的清灰系统6相连。微孔滤尘微泡发生装置4的上口均密封连接一根导气管3，且每根导气管3的上口对应连接在气流分配板2上，且每根导气管3的上口与气流分配板的一个通气孔对应适配。这样可以保护入口烟道1的烟气，由通气孔进入微孔滤尘微泡发生装置4过滤，然后烟气再进入洗涤池7洗涤，洗涤后烟气经出口烟道8排出。
微孔滤尘微泡发生装置4的空心筒状结构，采用陶瓷或不锈钢材质制成，其微孔的孔径为：0.1~10μm。
微孔滤尘微泡发生装置4的空心筒状结构的外周壁涂覆有疏水膜层，如图3中，分别微孔层41和有机疏水膜层42。该疏水膜层为聚四氟乙烯、聚砜、尼龙、聚丙烯或醋酸纤维层，该疏水膜层的厚度为0.01~1mm，疏水膜层的孔径为0.1um~10um。
气流分配板2上通气孔与微孔滤尘微泡发生装置4及导气管口径、数量相当，且呈均匀分布。
本发明洗涤池中所用洗涤溶10液可为NaOH溶液、有机胺、氨水溶液、混合胺碱等中强碱性溶液，可以洗涤烟气中的SO2、SO3、NOx等大气污染物。也可以是钙等碱金属氢氧化物溶液或易溶碳酸盐类可与NOx、SO2等发生快速反应的溶液或浆液。
本发明中洗涤池中的洗涤液10液面高度应低于出口烟道8的出气口位置，微孔滤尘微泡发生装置4的上口应低于液面一段距离，导气管3与气流分配板2、微孔滤尘微泡发生装置4均采用密封连接。
工艺发明的过程及原理如下：
将未处理的烟气通过烟道导入本发明的烟气深度净化装置，通过各支管（由导气管、微孔滤尘微泡发生装置和导灰管组成）向净化装置内的洗涤溶液（或浆液）中输送。
烟气中的细微粉尘（包括PM2.5）被截留在支管所安装的微气泡发生装置内，当细微颗粒物积累到一定程度，则由上部安装的吹扫系统喷入压缩空气吹扫落入底部灰斗，定期开启底部卸灰阀，灰即可通过下部的气力输送系统送至指定灰库。
而气体通过该微气泡发生装置时，会被分散成许多微小气泡进入洗涤溶液（或浆液），这样气液充分接触反应后，可以有效洗涤脱除烟气中的SO2、NOx等染污物，洗涤后的气泡浮出液面会聚后排出深度净化装置。
应用实例一：
    当模拟烟的气进口烟温140℃含SO2浓度617mg/m3、NOx浓度321mg/m3、粉尘浓度5.36g/m3，采用该净化装置用有机胺混合溶液洗涤时，不同进气压力下SO2、NOx、粉尘脱除效率如下图4，由图4可见，进气压力在0.2-70KPa情况下，该装置除尘效果显著，除尘效率达99.9%以上。脱硝、脱硫效率均较高，其中脱硫效率最低97%以上，脱硝效率最低可达82%以上，随进气压力增加，该装置的脱硫、脱硝效率明显提升，最终几乎全能脱尽烟气中污染物。
应用实例二：
当模拟烟气的进口烟温137℃，含SO2浓度628mg/m3、NOx浓度315mg/m3、粉尘浓度5.01g/m3时，在该净化装置中，用有机胺混溶液洗涤，控制进气压力9.9kPa，比较系列不同孔径的微孔滤尘微泡发生装置的SO2、NOx、粉尘脱除效率，由图5可见，本发明的装置，当微孔滤尘微泡发生装置的微孔孔径为0.1~10μm范围内脱硫和除效率均较好；对于脱硝孔径在0.1~2μm范围内效率较高。

Claims (7)

1.燃煤烟气深度净化装置，包括入口烟道、出口烟道、洗涤池、吹扫系统和清灰系统，其特征是：还包括微孔滤尘微泡发生装置和气流分配板，
所述入口烟道与出口烟道并行设置，两者相邻侧由气流分配板隔开，该气流分配板上开有若干个通气孔；出口烟道的下部与洗涤池连接；
所述洗涤槽内竖直安装有若干个微孔滤尘微泡发生装置，每个微孔滤尘微泡发生装置均呈空心筒状结构，筒壁上设有微孔结构；微孔滤尘微泡发生装置的下口与导灰管密封连接，导灰管底部穿过洗涤池底部与设置在洗涤池外下方的清灰系统相连；微孔滤尘微泡发生装置的上口均密封连接一根导气管，且每根导气管的上口对应连接在气流分配板上，且每根导气管的上口与气流分配板的每个通气孔对应适配。
2.根据权利要求1所述的燃煤烟气深度净化装置，其特征是：所述吹扫系统包括供气单元和输送管路，该输送管路上对应气流分配板的每个通气孔位置分别设有一个喷气口。
3.根据权利要求1所述的燃煤烟气深度净化装置，其特征是：所述微孔滤尘微泡发生装置的空心筒状结构，采用陶瓷或不锈钢材质制成，其微孔的孔径为：0.1~10μm。
4.根据权利要求1、2或3所述的燃煤烟气深度净化装置，其特征是：所述微孔滤尘微泡发生装置的空心筒状结构的外周壁涂覆有疏水膜层，该疏水膜层为聚四氟乙烯、聚砜、尼龙、聚丙烯或醋酸纤维层，该疏水膜层的厚度为0.01~1mm，疏水膜层的孔径为0.1um~10um。
5.根据权利要求4所述的燃煤烟气深度净化装置，其特征是：所述气流分配板上通气孔与微孔滤尘微泡发生装置及导气管口径、数量相当，且呈均匀分布。
6.根据权利要求1所述的燃煤烟气深度净化装置，其特征是：所述清灰系统包括供气系统和输送管路，每个微孔滤尘微泡发生装置的底部通过导灰管路、灰斗及卸灰阀与输送管路连通。
7.根据权利要求1所述的燃煤烟气深度净化装置，其特征是：所述洗涤池还配有洗涤液循环系统。
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