CN103721554B - 捕集湿法脱硫后烟气中的细颗粒物的电除雾方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种捕集燃煤电厂湿法脱硫后烟气中细颗粒物的电除雾方法和装置，湿法脱硫后的烟气进入烟气活化室中，烟气活化室中喷射表面活性剂液雾，烟气中的细颗粒物与液雾碰撞并发生团聚变大，通过电除雾器形成的电场使团聚的细颗粒物荷电并使其向收尘极移动，细颗粒物凝结成液膜并附着在收尘极上。实现上述方法所使用的一种电除雾装置包括电除雾装置本体，电除雾装置本体上设有气流分布装置、进气室、除雾室、排气室、排气口以及与气流分布装置相连接的烟气活化室。与现有技术相比，该发明不但可以提高了电除尘装置对细颗粒物的捕捉能力，有效地降低设备高度和占地面积；而且还可以使设备的使用寿命增长，降低了设备的维修成本。

Description

捕集湿法脱硫后烟气中的细颗粒物的电除雾方法和装置

技术领域

本发明涉及一种捕集烟气中细颗粒物的电除雾方法和装置，尤其是一种捕集燃煤电厂湿法脱硫后烟气中细颗粒物的电除雾装置方法和装置。

背景技术

目前，可吸入颗粒（PM10）特别是直径小于或等于2.5微米的颗粒（PM2.5）已成为影响我国环境的又一严峻的问题。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，但富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、传播距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。随着工业化进程，这种污染愈演愈烈，尤其是近几年，在我国的一些地区频频出现雾霾天气。导致雾霾的主要原因是机动车尾气、各个工业部门的PM2.5细颗粒物的排放、建筑工地的扬尘等，其中火力发电厂的燃煤锅炉是重要的污染源之一。由于PM2.5较小，一般的方法和设备很难将其捕获，因此，PM2.5对我国的大气造成严重的污染。

煤炭是火力发电的主要燃料，煤炭燃烧后会产生大量的有毒气体和细颗粒物，其中含有大量的PM2.5。当前，在该领域里主要采用电除尘器+石灰石-石膏湿法脱硫工艺，电除尘器捕集PM2.5能力有限，烟气进入脱硫塔中与脱硫塔中喷洒石灰石浆液进行反应，反应后的烟气中携带大量的PM2.5等有害物质，现有技术中所使用的方法和设备捕集锅炉出口飞灰总净化效果可达到99%以上，但对湿法脱硫后的烟气没用采取任何技术措施，只能任由大量的PM2.5逍遥法外。而且目前火力发电厂试点使用的电除雾装置中，主要采用柔性收尘极且收尘极采用化学纤维制成，湿烟气中含有大量的氯离子和酸性物质，化学纤维易被腐蚀，据国外资料，柔性的收尘极的使用寿命只有4-5年，维修成本较高。再加上烟气中的三氧化硫对设备钢制构件的腐蚀严重，严重的缩短了设备的使用寿命，因此，急待发明一种高效的、长寿的捕集湿法脱硫后烟气中的细颗粒物方法和设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种捕集湿法脱硫后烟气中细颗粒物的电除雾方法和装置，该发明能有效地捕集到烟气中的细颗粒物（尤其是PM2.5）并对其进行回收，进一步提高了设备对烟气中的硫化物（特别是SO3）的净化效率。使用本发明除雾后的烟气中的各种排出物含量为：

出口颗粒物浓度≤10mg/m3；

出口液雾浓度＜20mg/m3；

SO3脱出率在90%以上。

本发明使得烟囱的排放明显改善，PM2.5和白雾得到有效控制，其排放量均优于现行火电厂最新的排放标准。很大程度地提高了SO3的脱出率，同时该电除雾装置的寿命可以提高到20年以上，除此之外，其电场电晕放电的稳定性得到极大程度的改善。

本发明的技术方案：一种捕集湿法脱硫后烟气中细颗粒物的方法，燃煤产生的烟气，经过管道进入脱硫塔，烟气与脱硫塔中喷出的石灰石浆液发生反应，产生饱和的湿烟气，烟气携带出较小颗粒的浆液滴和蒸发形成的水雾顺着管道进入烟气活化室中，烟气活化室中喷射表面活性剂，通过表面活性剂可以增强水雾的表面张力以及改善细颗粒表面的润湿性，细颗粒物与表面活性剂碰撞发生团聚变大并进入电除雾装置中，通过电除雾装置内形成的电场使团聚细颗粒物荷电并向收尘极方向移动，细颗粒物与液雾形成的悬浮液滴在收尘极上聚集形成液膜并附着在收尘极表面，随着液膜的变厚在收尘极表面上形成液滴，液滴最终落入收集容器中，以此达到捕获细颗粒物的目的。

前述的这种捕集湿法脱硫后烟气中细颗粒物的方法中，所述的细颗粒物包括燃煤飞灰未被捕集的PM2.5，溶解SO2的呈酸性的液雾粒子，脱硫塔难以吸收捕集的SO3酸雾以及脱硫反应形成的各种无机盐气溶胶粒子。

一种实现权利要求1或2所述的捕集湿法脱硫后烟气中细颗粒物的方法所使用的一种电除雾装置，包括电除雾装置本体，电除雾装置本体内部从上到下依次设有气流分布装置、进气室、除雾室和排气室，排气口设于排气室的一侧，烟气活化室设于电除雾装置本体一侧且与气流分布装置相连接。

前述的这种电除雾装置中，烟气活化室设有喷雾设备，喷雾设备可以向烟气中喷射表面活性剂，活性剂可以改善细颗粒物的润湿性，促使细颗粒物团聚成较大颗粒，有利于电除雾装置对细颗粒物的捕集，同等条件下可以提高电除雾装置对细颗粒物的捕集效率,尤其是可以提高对PM2.5的捕集效率。

前述的这种电除雾装置中，除雾室内设有电除雾器。

前述的这种电除雾装置中，电除雾器包括放电极和收尘极，放电极与高压电源相连接，放电极采用刚性结构，可以有效地避免了传统柔性放电极的所形成的电场不稳定，两极之间拉弧或引起电场的二次电压的波动以及固定绝缘装置“爬电”的现象，极大程度地保证了电除雾装置对细颗粒物的脱出效率和电除雾装置的安全使用，收尘极采用导电玻璃钢或蜂窝式结构的双相不锈钢。导电玻璃钢或双相不锈钢导电性能好，可以将积累的电荷很容易的释放掉，而且抗耐腐蚀性极佳，能耐各种稀酸、碱、盐介质的化学腐蚀，使用寿命较长。除此之外，导电玻璃钢的重量轻、强度高而且阻燃性极好，即使电场内拉弧也不会引燃收尘极。

前述的这种电除雾装置中，放电极和收尘极在通电后会形成高压电场，利用高压电场使细颗粒物在经过电场时荷电，在电场力的作用下趋向收尘极，细颗粒物会形成悬浮液体附着在阳极表面呈液膜，液膜流动集聚形成液滴，在重力的作用下，液滴顺着收尘极流到除雾装置本体的下部。

前述的这种电除雾装置中，所述的电除雾装置本体的壳体为玻璃钢、碳钢内衬玻璃鳞片或双相不锈钢，玻璃钢、碳钢内衬玻璃鳞片或双相不锈钢的耐腐蚀性极好，可以有效地提高了电除雾装置本体的使用寿命。电除雾装置本体内的进气室的上方设有水清洗装置。在电除雾装置使用一段时间后，水清洗装置可以定期对电除雾装置的两极进行清洗，避免由于附着在两极上的污浊对电场产生影响。

前述的这种电除雾装置中，排气室下方设有排污装置，可以根据电厂的实际情况，进入脱硫的水处理系统，也可进入脱硫的浆液循环系统，使被处理后得到的产物被二次利用。

与现有技术相比，该发明通过对烟气喷射表面活性剂的方法，改善了电除尘装置对细颗粒物特别是改善了对PM2.5的捕捉能力，由于该装置捕集细颗粒物效率较高，可以有效地降低设备高度和占地面积，捕集过后的尾气均能达到国家规定的各项废气排放指标的要求，甚至有些指标远远优于国家的想关规定。该发明还采用刚性放电极，保证电场在较高风速的情况下也不会受到影响，改善了电场放电的稳定性，采用导电玻璃钢其使用寿命可以提高到20年。

附图说明

图1是电除雾装置结构示意图；

图2是电除雾装置中A-A剖视图；

图3是烟气脱硫过程一种方式示意图；

图4是烟气脱硫过程另一种方式示意图。

附图中的标记为：1-电除雾装置本体，2-供电系统，3-控制系统，4-气流分布装置，5-烟气活化室，6-进气室，7-除雾室，8-排气室，9-排气口，10-喷雾设备，11-电除雾器，12-放电极，13-收尘极，14-高压电源，15-风机，16-水清洗装置，17-排污槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本发明的实施例1：一种捕集湿法脱硫后烟气中细颗粒物的方法，燃煤产生的烟气，经过管道进入脱硫塔，烟气与脱硫塔中喷出的石灰石浆液发生反应，产生饱和的湿烟气，烟气携带出较小颗粒的浆液滴和蒸发形成的水雾顺着管道进入烟气活化室中，烟气活化室中喷射表面活性剂，通过表面活性剂可以增强水雾的表面张力以及改善细颗粒表面的润湿性，细颗粒物与表面活性剂碰撞发生团聚变大并进入电除雾装置中，通过电除雾装置内形成的电场使团聚细颗粒物荷电并向收尘极方向移动，细颗粒物与液雾形成的悬浮液滴在收尘极上聚集形成液膜并附着在收尘极表面，随着液膜的变厚在收尘极表面上形成液滴，液滴最终落入收集容器中，以此达到捕获细颗粒物的目的。

如图3所示的一种应用电除雾装置的系统，包括电除雾装置本体1、供电系统2和控制系统3，包括电除雾装置本体1、供电系统2和控制系统3，其中电除雾装置本体1从上到下依次设有气流分布装置4、进气室6、除雾室7以及排气室8，排气口9设于排气室8的一侧，独立的烟气活化室5与气流分布装置4相连接。烟气活化室5内设有喷雾设备10。除雾室7内设有电除雾器11。电除雾器11包括放电极12和收尘极13，放电极12与高压电源14相连接，放电极12采用刚性结构，收尘极13采用蜂窝式结构的双相不锈钢。放电极12和收尘极13在通电后会形成高压电场。电除雾装置本体1是由玻璃钢制成,电除雾装置本体1内的进气室6的上方设有水清洗装置16。排气室8下方设有排污槽17。排气口9通过管道与风机15的一端相联，风机15的另一端通过管道与烟囱相联。

本发明的实施例2：如图4所示的一种应用电除雾装置的系统，包括电除雾装置本体1、供电系统2和控制系统3，包括电除雾装置本体1、供电系统2和控制系统3，其中电除雾装置本体1从上到下依次设有气流分布装置4、进气室6、除雾室7以及排气室8，排气口9设于排气室8一侧，烟气活化室5置于烟道内并与气流分布装置4相连接。烟气活化室5内设有喷雾设备10。除雾室7内设有电除雾器11。电除雾器11包括放电极12和收尘极13，放电极12与高压电源14相连接，放电极12采用刚性结构，收尘极13采用导电玻璃钢。放电极12和收尘极13在通电后会形成高压电场。电除雾装置本体1是由玻璃钢制成,电除雾装置本体1内的进气室6的上方设有水清洗装置16。排气室8下方设有排污槽17。排气口9通过管道与风机15的一端相联，风机15的另一端通过管道与烟囱相联。

本发明的工作原理：燃煤产生的烟气，经过管道进入脱硫塔。烟气与脱硫塔中喷出的石灰浆发生反应，产生饱和的湿烟气，烟气携带出较大颗粒的浆液滴和水雾。经过湿法脱硫后的烟气顺着管道进入烟气活化室5中，烟气活化室5中喷射表面活性剂，使表面活性剂附着在细颗粒物上并发生团聚，附着表面活性剂的烟气进入电除雾器11中，通过电除雾器11内的放电极12和收尘极13形成的电场对附有活化剂的细颗粒物荷电并向收尘极13方向移动，细颗粒物凝结成液膜并附着在收尘极13上，液膜聚集形成液滴，液滴顺着除雾室7内壁流入排污槽17内，风机15可以将经过电除雾装置1上的排气口9排出的除雾后的尾气输送到烟囱并排到大气中，以此达到捕获细颗粒物的目的。

Claims (7)

1.一种捕集湿法脱硫后烟气中细颗粒物的方法，其特征在于：燃煤产生的烟气经过管道进入脱硫塔，烟气与脱硫塔中喷出的石灰石浆液发生反应，产生饱和的湿烟气，烟气携带出较小颗粒的浆液滴和蒸发形成的水雾顺着管道进入烟气活化室中，烟气活化室中喷射表面活性剂，通过表面活性剂可以增强水雾的表面张力以及改善细颗粒表面的润湿性，细颗粒物与表面活性剂碰撞发生团聚变大并进入电除雾装置中，通过电除雾装置内形成的电场使团聚细颗粒物荷电并向收尘极方向移动，细颗粒物与液雾形成的悬浮液滴在收尘极上聚集形成液膜并附着在收尘极表面，随着液膜的变厚在收尘极表面上形成液滴，液滴最终落入收集容器中，以此达到捕获细颗粒物的目的，所述的细颗粒物包括燃煤飞灰未被捕集的PM_2.5、溶解SO₂的呈酸性的液雾粒子、脱硫塔难以吸收捕集的SO₃酸雾以及脱硫反应形成的各种无机盐气溶胶粒子。

2.根据权利要求1所述的一种捕集湿法脱硫后烟气中细颗粒物的方法，其特征在于：所述电除雾装置包括电除雾装置本体（1），电除雾装置本体（1）内部从上到下依次设有气流分布装置（4）、进气室（6）、除雾室（7）和排气室（8），排气口（9）设于排气室（8）的一侧，烟气活化室（5）设于电除雾装置本体（1）一侧且与气流分布装置（4）相连接，烟气活化室（5）内设有喷雾设备（10）。

3.根据权利要求2所述的一种捕集湿法脱硫后烟气中细颗粒物的方法，其特征在于：除雾室（7）内设有电除雾器（11）。

4.根据权利要求3所述的一种捕集湿法脱硫后烟气中细颗粒物的方法，其特征在于：电除雾器（11）包括放电极（12）和收尘极（13），放电极（12）与高压电源（14）相连接，放电极（12）为刚性结构，收尘极（13）采用导电玻璃钢或蜂窝式结构的双相不锈钢。

5.根据权利要求4所述的一种捕集湿法脱硫后烟气中细颗粒物的方法，其特征在于：放电极（12）和收尘极（13）在通电后形成高压电场。

6.根据权利要求2所述的一种捕集湿法脱硫后烟气中细颗粒物的方法，其特征在于：所述的电除雾装置本体（1）的壳体为玻璃钢、碳钢内衬玻璃鳞片或双相不锈钢制成，电除雾装置本体（1）内的进气室（6）的上方设有水清洗装置（16）。

7.根据权利要求2所述的一种捕集湿法脱硫后烟气中细颗粒物的方法，其特征在于：排气室（8）下方设有排污槽（17）。