CN103657323A - 湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置及方法 - Google Patents
湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置及方法。吸收塔内按烟气处理流程依次设置有相通的湿法脱硫系统、一级湿式静电除尘系统、二级湿式静电除尘系统。烟气进入吸收塔，经湿法脱硫系统脱除部分后，进入一级湿式静电除尘系统；在一级湿式静电除尘系统中，经静电和极板水膜冲洗作用，脱除烟气中的大粒径的烟尘、雾滴、SO2、石膏浆液及部分Hg；然后进入二级湿式静电除尘系统，再次经静电和极板水膜冲洗作用，进一步脱除PM2.5、SO2和Hg物，脱除后的净烟气经烟囱排出。本发明在控制PM2.5排放量的同时，进一步提高SO2及汞的脱除率，实现PM2.5、SO2及汞的联合脱除。
Description
技术领域
本发明涉及一种湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置及方法。
背景技术
根据GB13223-2011《火电厂大气污染物排入标准》规定，至2014年7月1日起，我国现有火力发电锅炉烟气排放标准由原有的50mg/m3降至30mg/m3。至2015年1月1日起，我国现有火力发电锅炉排放执行新加的汞及化合物排放量0.03mg/m3的排放标准。这意味着现役燃煤电站必须在原有烟气处理工艺的基础上采取相应的改造措施来降低烟尘及汞排放量，以达到新的排放标准。
我国现役锅炉机组大多使用的是静电除尘器和布袋除尘器，对细颗粒捕集效率均能达到95%以上，加上湿法脱硫装臵的除尘效果，对PM2.5的平均综合去除率可达97%以上。对粒径＞1μm超微米颗粒的除尘效率随着粒径增大明显提高，而对粒径＜0.1μm颗粒的除尘效率随着粒径增大逐渐下降，对粒径为0.1～1μm左右颗粒的除尘效率最低，因而燃煤锅炉机组排出的烟尘大多为PM2.5及有害重金属元素，如汞及其化合物。即使现有机组的除尘效率均不低，排放稳定在50mg/m3水平，但还是无法稳定达到新的排放标准（30mg/m3）。
燃煤电厂污染防治技术的选择应体现因煤制宜、因炉制宜、因地制宜的原则，即技术的选择和管理应结合资源和地域特点。对应于新的排放标准（30mg/m3），常规思路是：（1）减少灰的输入量，对原料煤进行脱灰处理，即洗煤。在目前煤炭紧缺的卖方市场情况下，洗煤技术上可行，但实际无论是在电厂还是在煤矿都不具可行性。（2）采用添加剂或者配煤的方式，通过燃烧方式对矿物转化机理进行炉内调整，以减少PM2.5的排放量，但缺点是受煤种、成本等限制。（3）对尾部烟道处理系统进行改造，提高烟气中PM2.5的捕集率。通常是对现有电厂静电除尘器的增效改造成电袋复合式除尘器。电袋复合式除尘器粉尘适应性强，对于高比电阻粉尘、低硫煤粉尘和脱硫后烟气粉尘的处理效果更具优势，且能除去部分汞及其化合物。
申请号为200610047520.3、名称为一种燃煤电站烟气污染物一体化控制及其资源化的方法及专用系统的中国专利，以氨基物质为吸收剂,在燃煤锅炉尾部经预除尘后在综合吸收系统中向烟气中喷入氨基物质溶液以铵盐的形式吸收吸附煤燃烧中产生的污染物(SO2、CO2、HG,PM2.5),减排烟气中100%SO2,20～95%的二氧化碳,10～80%的HG,10～70%的PM2.5；以铵盐的形式吸收的二氧化碳经分离净化为高纯度的二氧化碳气,用于工业、化工业、食品加工、采油业驱油等；经过除雾器后排放的干净烟气中粉尘浓度≤40MG/NM3,氨的逃逸率为≤15MG/NM3。该方法成本较高，处理后的粉尘浓度仍然较大，技术方面任有待提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置，在控制PM2.5排放量（20mg/m3以下）的同时，进一步提高SO2及汞的脱除率，实现PM2.5、SO2及汞的联合脱除。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置，包括吸收塔，其特征在于：在所述的吸收塔内按烟气处理流程依次设置有湿法脱硫系统、一级湿式静电除尘系统、二级湿式静电除尘系统；湿法脱硫系统、一级湿式静电除尘系统、二级湿式静电除尘系统依次相通；一级湿式静电除尘系统设置在吸收塔上部，二级湿式静电除尘系统设置在吸收塔出口烟道内。
通过在吸收塔上部添加一级湿式静电除尘系统，通过一级湿式静电除尘系统来脱除大颗粒的烟尘、雾滴、SO2及石膏浆液等；同时在吸收塔出口烟道内设置二级湿式静电除尘系统，从而脱除烟气中的PM2.5、多余的SO2和Hg等，从而在控制PM2.5排放量（20mg/m3以下）的同时，进一步提高SO2及汞的脱除率，实现PM2.5、SO2及汞的联合脱除。
本发明所述的一级湿式静电除尘系统包括第一极板和第一极线，第一极线布置在第一极板的中心，并且第一极线的各个放电尖端垂直于第一极板的放电板面。该结构使得静电除尘效果好。
本发明所述的第一极板和第一极线为成对布置；所述的第一极板横截面为正边形，第一极板的外形为柱形；所述的第一极线横截面为正星形。该结构可使烟气在一级湿式静电除尘系统中，经静电和极板水膜冲洗作用时，提高其除大粒径烟尘、除雾滴及除石膏浆液的效果。
本发明所述的第一极板横截面为正五边形、正六边形、正七边形、正八边形中的一种，一级湿式静电除尘系统中所有的第一极板为上述一种或一种以上正边形的第一极板的组合；所述的第一极线横截面为正五星形、正六星形、正七星形、正八星形的一种，一级湿式静电除尘系统所有的第一极线为上述一种或一种以上正星形的第一极线的组合。该结构可使烟气在一级湿式静电除尘系统中，经静电和极板水膜冲洗作用时，提高其除大粒径烟尘、除雾滴及除石膏浆液的效果。
本发明所述的第一极线的放电尖端为齿形放电尖端或尖形放电尖端；齿形放电尖端或尖形放电尖端对称布置或交错布置，放电尖端间距离为等距交替和非等距交替。该结构使得静电除尘效果好。
本发明所述的二级湿式静电除尘系统包括第二极板和第二极线；第二极线的放电尖端布置在两个第二极板的中间，并且第二极线的放电尖端垂直于两个第二极板。该结构使得静电除尘效果好。
本发明所述的第二极板和第二极线为交错布置。该结构可使烟气在二级湿式静电除尘系统内流过时，增加烟气的扰动，保证烟气的均布，从而经静电和极板水膜冲洗作用，进一步提高其脱除烟尘、Hg、SO2的效果。
本发明所述的第二极板和第二极线交错布置层数为二层以上。增加烟气的扰动，保证烟气的均布。
本发明所述的第二极线的放电尖端为齿形放电尖端，齿形放电尖端对称布置或交错布置。该结构使得静电除尘效果好。
一种湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的方法，其特征在于：采用上述装置；烟气进入吸收塔，经湿法脱硫系统脱除部分后，进入一级湿式静电除尘系统；在一级湿式静电除尘系统中，经静电和极板水膜冲洗作用，脱除烟气中的大粒径的烟尘、雾滴、SO2、石膏浆液及部分Hg；然后进入二级湿式静电除尘系统，再次经静电和极板水膜冲洗作用，进一步脱除PM2.5、SO2和Hg物，脱除后的净烟气经烟囱排出。烟气在一级湿式静电除尘系统和中，经静电和极板水膜冲洗作用，可提高其除大粒径烟尘、除雾滴及除石膏浆液的效果，同时通过冲洗水中添加的NaOH来脱除烟气中的SO2。烟气在二级湿式静电除尘系统中，经静电和极板水膜冲洗作用，进一步提高其脱除烟尘、Hg、SO2的效果。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1）除尘与脱硫紧密结合，协同脱除汞及重金属；
2）本发明的工艺路线，可以有效的减少湿式除尘器的造价；
3）减缓烟囱腐蚀，杜绝石膏雨；
4）节约脱硫用水，减少石灰石的用量；
5）降低烟气中SO3的含量，降低生成的硫酸气溶胶。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图。
图2为本发明的一级湿式静电除尘系统横截面局部结构示意图。
图3为本发明一级湿式静电除尘系统的第一极板和第一极线横截面结构示意图。
图4为本发明一级湿式静电除尘系统的第一极线的结构示意图。
图5为本发明二级湿式静电除尘系统横截面局部结构示意图。
图6为本发明二级湿式静电除尘系统的第二极板和第二极线横截面结构示意图。
图7为本发明二级湿式静电除尘系统的第二极线的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
如图1，本发明实施例的湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除装置，该装置包括吸收塔和烟囱4。
在吸收塔内按烟气处理流程依次设置有湿法脱硫系统1、一级湿式静电除尘系统2、二级湿式静电除尘系统3，湿法脱硫系统1、一级湿式静电除尘系统2、二级湿式静电除尘系统3依次相通。一级湿式静电除尘系统2设置在吸收塔上部，二级湿式静电除尘系统3设置在吸收塔出口烟道内。
如图2，一级湿式静电除尘系统2包括第一极板5和第一极线6，第一极线6布置在第一极板5的中心，并且第一极线6的各个放电尖端7垂直于第一极板5的放电板面8。
如图3，第一极板5和第一极线6为成对布置，即一个第一极板5对应一个第一极线6。第一极板5为方体型柱形极板，方体型指的是，第一极板5横截面为正边形，柱形指的是，第一极板5外形为柱形。第一极板5横截面具体为正五边形、正六边形、正七边形、正八边形中的一种，一级湿式静电除尘系统2中所有的第一极板5为上述一种或一种以上正边形的第一极板5的组合。对应的第一极线6为方体型极线，方体型指的是，第一极线6横截面为正星形，具体为正五星形、正六星形、正七星形、正八星形的一种，一级湿式静电除尘系统2所有的第一极线6为上述一种或一种以上正星形的第一极线6的组合。并且，正五边形的第一极板5对应正五星形的第一极线6，正六边形的第一极板5对应正六星形的第一极线6，正七边形的第一极板5对应正七星形的第一极线6，正八边形的第一极板5对应正八星形的第一极线6。
如图4，第一极线6是齿形极线或尖形极线，即第一极线6的放电尖端为齿形放电尖端或尖形放电尖端。齿形放电尖端或尖形放电尖端对称布置或交错布置，放电尖端间距离为等距交替和非等距交替。
如图5，二级湿式静电除尘系统3包括第二极板9和第二极线10。第二极线10的放电尖端11布置在两个第二极板9的中间，并且第二极线10的放电尖端11垂直于两个第二极板9。
如图6和图7，第二极板9和第二极线10为交错布置，交错布置层数可以分为二层布置、三层布置、四层布置，以及四层以上布置。第二极线10为齿形极线，即第二极线10的放电尖端为齿形放电尖端。齿形放电尖端可以对称布置或交错布置。
本发明所述的齿形放电尖端或尖形放电尖端，其结构为公知技术。
一种湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的方法，采用上述装置。烟气进入吸收塔，风机用风力将其吹入湿法脱硫系统1，经湿法脱硫系统1脱除部分SO2后，进入一级湿式静电除尘系统2。在一级湿式静电除尘系统2中，经静电和极板水膜冲洗作用，脱除烟气中的大粒径的烟尘、雾滴、SO2、石膏浆液及部分Hg；在风力作用下然后进入二级湿式静电除尘系统3，再次经静电和极板水膜冲洗作用，进行进一步脱除PM2.5、SO2和Hg等污染物，脱除后的净烟气经烟囱4排出。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。
Claims (10)
1.一种湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置，包括吸收塔，其特征在于：在所述的吸收塔内按烟气处理流程依次设置有湿法脱硫系统、一级湿式静电除尘系统、二级湿式静电除尘系统；湿法脱硫系统、一级湿式静电除尘系统、二级湿式静电除尘系统依次相通；一级湿式静电除尘系统设置在吸收塔上部，二级湿式静电除尘系统设置在吸收塔出口烟道内。
2.根据权利要求1所述的湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置，其特征在于：所述的一级湿式静电除尘系统包括第一极板和第一极线，第一极线布置在第一极板的中心，并且第一极线的各个放电尖端垂直于第一极板的放电板面。
3.根据权利要求1所述的湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置，其特征在于：所述的第一极板和第一极线为成对布置；所述的第一极板横截面为正边形，第一极板的外形为柱形；所述的第一极线横截面为正星形。
4.根据权利要求3所述的湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置，其特征在于：所述的第一极板横截面为正五边形、正六边形、正七边形、正八边形中的一种，一级湿式静电除尘系统中所有的第一极板为上述一种或一种以上正边形的第一极板的组合；所述的第一极线横截面为正五星形、正六星形、正七星形、正八星形的一种，一级湿式静电除尘系统所有的第一极线为上述一种或一种以上正星形的第一极线的组合。
5.根据权利要求2所述的湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置，其特征在于：所述的第一极线的放电尖端为齿形放电尖端或尖形放电尖端；齿形放电尖端或尖形放电尖端对称布置或交错布置，放电尖端间距离为等距交替和非等距交替。
6.根据权利要求1所述的湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置，其特征在于：所述的二级湿式静电除尘系统包括第二极板和第二极线；第二极线的放电尖端布置在两个第二极板的中间，并且第二极线的放电尖端垂直于两个第二极板。
7.根据权利要求6所述的湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置，其特征在于：所述的第二极板和第二极线为交错布置。
8.根据权利要求7所述的湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置，其特征在于：所述的第二极板和第二极线交错布置层数为二层以上。
9.根据权利要求6所述的湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置，其特征在于：所述的第二极线的放电尖端为齿形放电尖端，齿形放电尖端对称布置或交错布置。
10.一种湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的方法，其特征在于：采用权利要求1～9任一权利要求所述的装置；烟气进入吸收塔，经湿法脱硫系统脱除部分后，进入一级湿式静电除尘系统；在一级湿式静电除尘系统中，经静电和极板水膜冲洗作用，脱除烟气中的大粒径的烟尘、雾滴、SO2、石膏浆液及部分Hg；然后进入二级湿式静电除尘系统，再次经静电和极板水膜冲洗作用，进一步脱除PM2.5、SO2和Hg物，脱除后的净烟气经烟囱排出。
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