CN103933813A

CN103933813A - 烟气复合除尘除雾装置

Info

Publication number: CN103933813A
Application number: CN201410127874.3A
Authority: CN
Inventors: 金定强; 苗永旗; 申智勇; 庄柯
Original assignee: State Power Environmental Protection Research Institute
Current assignee: State Power Environmental Protection Research Institute
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2014-07-23

Abstract

本发明涉及一种用于湿法脱硫尾端烟气深度净化处理的烟气静电复合除尘除雾装置，箱体内按烟气流向依次设有静电聚尘组件I、惯性除尘除雾组件II和静电除尘除雾组件III；静电聚尘组件I由互相平行且间距排列的多个聚尘阳极板及设置在相邻两聚尘阳极板间的一对阴极线组成，该阴极线与聚尘阳极板之间形成电场；惯性除尘除雾组件II由互相平行且间距排列的多个收集板组成；静电除尘除雾组件III由互相平行且间距排列的多个除尘除雾阳极板和多个阴极线组成，二者之间形成电场。本装置连接于脱硫吸收塔出口烟道上，实现对烟气深度除尘除雾的效果，解决了“石膏雨”、“大白烟”等污染现象，使烟尘达标排放。

Description

烟气复合除尘除雾装置

技术领域

本发明涉及一种除尘除雾设备，特别涉及针对燃煤发电厂湿法脱硫尾端烟气进行深度净化处理的烟气静电复合除尘除雾装置。

背景技术

某些以燃煤为能源的行业，如火力发电、金属冶炼等大型企业每天需要消耗大量燃煤，煤燃烧产生的大量粉尘随烟气排放，由于烟尘对环境危害极大，因此国内对烟尘排放浓度有严格的限制。例如，国家标准（火电厂大气污染物排放标准 GB 13223-2011）明确规定烟尘排放浓度限值为30 mg/Nm³，重点地区的排放浓度限值为20 mg/Nm³。为达到烟尘排放标准，燃煤系统必须设置烟气除尘设备。目前，烟气除尘设备主要为静电除尘器、袋式除尘器、电袋复合除尘器等种类。

通常，火力发电厂的大型燃煤锅炉烟气的净化处理除除尘外，其必须还通过吸收塔进行脱硫反应，且近年来大部分火力发电厂已基本完成SCR脱硝改造。烟气经脱硝、除尘、脱硫净化后排放。通常，排放烟气多设有回收余热的空气预热器，在空预器或SCR脱硝反应器之后，脱硫吸收塔（下简称吸收塔）之前设置除尘器，使烟气含尘量降至<30 mg/Nm³。

然而，烟气的湿法脱硫过程是以石灰石浆液为吸收剂，吸收塔内，石灰石浆液以喷淋雾化的方式与烟气接触而与烟气中的氧化硫反应，生成硫酸钙（石膏）等物质，其间，上升烟气与下降的雾状浆液之间发生极大的传质传热过程，烟气在吸收塔内上升过程中会挟带部分细小的石膏浆液（逃逸的石膏浆液），这些随烟气逃逸的石膏浆液会形成新的粉尘，导致烟气的粉尘浓度再次增高，虽然一般在吸收塔顶部设有机械除雾器，但机械除雾器的除雾能力小，除雾器通道易被石膏浆液堵塞，难以除净烟气夹带的石膏浆液，相当部分的石膏浆液随烟气排放，导致“石膏雨”、“大白烟”等污染现象时有发生。因此，即使烟气在脱硫前已将含尘量降至<30 mg/Nm³，但由于上述原因，脱硫后的烟气仍难以实现粉尘达标排放。为弥补此现象，专利文献CN 101460251 A，CN 102500188 A，CN103055644 A，CN 202538927 U等报导了在脱硫吸收塔出口增设湿式静电除尘器，用于对烟气进一步深度净化。然而，湿式静电除尘器占地面积大，系统复杂，投资高，很多火电厂场地条件无法满足增设湿式静电除尘器的要求。而且在进入脱硫吸收塔之前，烟气已经过了除尘处理，烟尘已经接近达标浓度，仅为了脱除浆液挟带而新增的少量烟尘，投入巨资新建整套大型湿式静电除尘系统，其经济性很低，投资浪费严重。发明内容

本发明目的是提供一种可安装在脱硫吸收塔出口烟道上的烟气复合除尘除雾装置，用于对排放前的脱硫烟气进一步深度净化，除净烟气中少量的残余粉尘及随雾沫带出的新增石膏粉尘，确保烟尘的达标排放。

本发明烟气复合除尘除雾装置包括箱体，箱体设有烟气进口和出口，箱体的底端设有出污口；所述箱体内按烟气流向依次设有静电聚尘组件（）、惯性除尘除雾组件（）和静电除尘除雾组件（）；所述静电聚尘组件（）由互相平行且间距排列的多个聚尘阳极板及设置在相邻两聚尘阳极板间的一对阴极线组成，该阴极线与聚尘阳极板之间形成电场；所述惯性除尘除雾组件（）由互相平行且间距排列的多个收集板组成；所述静电除尘除雾组件（）由互相平行且间距排列的多个除尘除雾阳极板和间距排列的多个阴极线组成，该阴极线与除尘除雾阳极板之间形成电场；所述静电聚尘组件（）中的各相邻聚尘阳极板之间、所述惯性除尘除雾组件（）中的各相邻收集板之间以及所述静电除尘除雾组件（）中的各相邻除尘除雾阳极板之间均形成烟气通道。

所述惯性除尘除雾组件（）中的各收集板是形成连续曲面的“入”字形整体板，“入”字形整体板的顶端向上伸出段形成迎着烟气前进方向的弯耳。

所述惯性除尘除雾组件（）中的各收集板表面设有一个或多个拦污堰。

各收集板的两端分别通过撑杆固定在箱体的壁面上。

所述静电聚尘组件（）和静电除尘除雾组件（）中的阴极线均为芒刺状导线。

所述静电除尘除雾组件（）中的各除尘除雾阳极板是由一对平面板连接成的“人”字形组合板，每对平面板的顶端边连接在同一根顶端撑杆上，左、右两底端边分别连接在各自的底端撑杆上，各顶端撑杆和各底端撑杆的前后两端均分别固定在箱体的前后壁面上。

各顶端撑杆和各底端撑杆均通过插槽与除尘除雾阳极板对应端插接相连。

所述箱体壁面从烟气进口以下向箱内方向倾斜面斜面，以利于收集所捕获液体。

所述各阴极线以不锈钢或合金钢为材质。

本装置包含了多级复合的除尘除雾系统，其中，静电聚尘组件对烟气进行一次荷电，一部分小液滴和粉尘聚集为大颗粒，然后通过“入”字形曲面板接触碰撞而使含尘雾气凝聚成液滴，并顺曲面板下落至箱底。剩余的微细液滴和微小粉尘通过二次强荷电被静电除尘除雾组件除去。因此，本装置利用静电原理和惯性原理多级复合，协同除尘除雾，能分离除去颗粒型的大、小粉尘和浆液型雾状液滴，实现对烟气深度除尘除雾的效果，而且结构简单，可方便地连接于脱硫吸收塔出口烟道上，弥补了烟气湿法脱硫后新增含浆雾滴难以的问题，成功地解决了“石膏雨”、“大白烟”等污染现象，使烟尘达标排放。

附图说明

图1是烟气复合除尘除雾装置的结构示意图。

图2是“入”字形曲面板的结构示意图。

图3是静电除尘除雾组件中的除尘除雾阳极板结构示意图。

图4表示本除尘除雾装置在湿法脱硫尾端烟气深度净化系统中的安装位置。

图中：—静电聚尘组件，—惯性除尘除雾组件，—静电除尘除雾组件；1—烟气进口，2—箱体，2-1—斜面，3、6—阴极线，4—聚尘阳极板，5—收集板，5-1—弯耳，5-2—拦污堰，7—除尘除雾阳极板， 8—烟气出口，9—排污口，10—顶端撑杆，11—底端撑杆，12—脱硫塔，13—旁路烟道，14—尾端烟气出口烟道、15、16、17、18—挡板门，19—烟卤。

具体实施方式

下面结合附说明本发明复合除尘除雾装置的实施例结构及工作原理。

实施例1

结合图4和图1说明复合除尘除雾装置的结构和工作原理。

来自湿法脱硫吸收塔12的尾端烟气从烟气进口1进入箱体2，净化后的烟气从箱体2的烟气出口8排出，烟气中被分离出的污液从箱体底部的的排污口9排出。

箱体2内按烟气流向依次设有静电聚尘组件、惯性除尘除雾组件和静电除尘除雾组件；下面分别说明各组件的结构。

静电聚尘组件由多个互相平行且间距排列的聚尘阳极板4及阴极线3组成，两个相邻的聚尘阳极板4之间均设有一对阴极线3，形成正、负电极间隔布置。聚尘阳极板4材质为不锈钢或导电玻璃钢等刚性导电材质，板间距为350~450 mm。单块聚尘阳极板4的宽度为500 mm，长度为3000~8000 mm；阴极线3之间的间距为300~600 mm，阴极线3为不锈钢或合金钢材质的芒刺状线（下同）。阴极线3与聚尘阳极板4之间形成电场，聚尘阳极板4之间形成烟气通道。烟气从聚尘阳极板4之间通过时被一次荷电，即液滴及烟尘在不同极性分别荷正电和负电，有利于小颗粒碰撞凝聚转变为大颗粒，利于集尘。

惯性除尘除雾组件由互相平行且间距排列的多个收集板5组成；如图2，各收集板5是带有连续曲面的“入”字形整体板，图中箭头表示烟气在收集板5间的流向。“入”字形整体板人顶端形成迎着烟气前进方向的弯耳5-1，右侧板面设有一条（或多条）拦污堰5-2。收集板5的材质为PP或FRPP，易于成型，和具有防腐性能，板间距为50~500 mm。

经静电聚尘组件一次荷电凝聚处理后的烟气进入本组件后，大颗粒液滴烟尘与各收集板5的曲面发生碰撞，液滴在收集板5上进一步聚集而增大，受惯性作用，大颗粒液滴顺着收集板5下滑，最后下落至箱底，从排污口9排出。弯耳5-1和拦污堰5-2均可将烟气中的污物拦下，防止被烟气流二次挟带。各收集板5的两端分别通过撑杆固定在箱体的壁面上，图2中，左右两圆形端可与撑杆插接相连（插接方式与图3相同）。

如图1，静电除尘除雾组件由互相平行且间距排列的多个除尘除雾阳极板7和若干个阴极线6组成，除尘除雾阳极板7以导电玻璃钢或柔性纤维织物为材质，板间距为50~500 mm，板间角度为60~120 ^o。如图3，各除尘除雾阳极板7是由一对平面板连接成“人”字形的组合板，每对平面板的顶端与同一根顶端撑杆10插接相连，“人”字形组合板的左、右两底端分别与各自的底端撑杆11插接相连，各顶端撑杆10和各底端撑杆11的前后两端均分别固定在箱体2的前后壁面上，顶端撑杆10和底端撑杆11的结构可以相同或不同。

经惯性除尘除雾组件除去大部分液滴和大颗粒粉尘后的烟气，在本静电除尘除雾组件，烟气中微细液滴和颗粒物被二次强荷电。由于荷电效应，微细液滴和颗粒物被除尘除雾阳极板7吸附，使其不被气流挟带，微细液滴和颗粒物在阳极板表面聚集后靠重力作用顺阳极板表面向下汇入箱体2底部，由排污口9排出。经净化的烟气从烟气出口8达标排放，完成脱硫烟气的深度除尘除雾。

本装置运行过程中，除尘除雾阳极板7可配备冲洗系统，可采用喷嘴喷射方式冲洗，提高除尘除雾阳极板7表面的收污效率。

实施例2

火力发电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫尾端烟气深度净化试验。

如图4，脱硫塔12的尾端烟气出口烟道14连接烟卤19，同时引接旁路烟道13。将复合除尘除雾装置（以箱体2表示）连接在旁路烟道13的管路中。

箱体2横截面积为42 m²（6mX7m），装置长度为2 m（不包括进出口部位的喇叭状面积）。聚尘阳极板4材质为不锈钢，尺寸为500X6000 mm，两块阳极板间距为400 mm。阴极线3材质为不锈钢。收集板5布置间距为100 mm。阴极线6材质为不锈钢。阳极板7材质为纤维织物，单片纤维织物尺寸为250X6000 mm，两片纤维织物夹角为90 ^oC，板间距为100 mm。

从脱硫塔12出口的烟气温度为50~55 ^oC，烟气含尘量：40 mg/Nm³；含液滴量：75 mg/Nm³。试验中，开启挡板门15、挡板门17和挡板门19，挡板门16根据试验要求为部分或全部关闭，使脱硫塔12的尾端烟气从旁路烟道13通过复合除尘除雾装置（箱体）2，经深度净化后通入烟卤19排放。试验过程：调节挡板门16的开度，以改变进入旁路烟道13的烟气流量，分别在复合除尘除雾装置箱体2的出口测得深度净化后烟气含尘量和液滴量数据如下：

（1）旁路烟道13的烟气流量为620000 m³/h，复合除尘除雾装置箱体2内的烟气流速为4.1 m/s，出口烟气含尘量<20 mg/Nm³，含液滴量<20 mg/Nm³。

（2）旁路烟道13的烟气流量为1162500 m³/h，复合除尘除雾装置箱体2内的烟气流速为7.7 m/s，出口烟气含尘量<30 mg/Nm³，含液滴量<20 mg/Nm³。

（3）旁路烟道13的烟气流量为1550000 m³/h，复合除尘除雾装置箱体2内的烟气流速为10.3 m/s，出口烟气含尘量<30 mg/Nm³，含液滴量<30 mg/Nm³。

从以上试验数据可知，复合除尘除雾装置能对湿法脱硫尾端烟气进行深度净化，进一步除去烟气中残留的尘粒和液滴（包括石膏浆液），因而确保烟气排放达标。

Claims

1.复合除尘除雾装置，其特征是包括箱体，箱体设有烟气进口和出口，箱体的底端设有出污口；所述箱体内按烟气流向依次设有静电聚尘组件（）、惯性除尘除雾组件（）和静电除尘除雾组件（）；所述静电聚尘组件（）由互相平行且间距排列的多个聚尘阳极板及设置在相邻两聚尘阳极板间的一对阴极线组成，该阴极线与聚尘阳极板之间形成电场；所述惯性除尘除雾组件（）由互相平行且间距排列的多个收集板组成；所述静电除尘除雾组件（）由互相平行且间距排列的多个除尘除雾阳极板和间距排列的多个阴极线组成，该阴极线与除尘除雾阳极板之间形成电场；所述静电聚尘组件（）中的各相邻聚尘阳极板之间、所述惯性除尘除雾组件（）中的各相邻收集板之间以及所述静电除尘除雾组件（）中的各相邻除尘除雾阳极板之间均形成烟气通道。

2.根据权利要求1所述的复合除尘除雾装置，其特征是惯性除尘除雾组件（）中的各收集板是形成连续曲面的“入”字形整体板，“入”字形整体板的顶端向上伸出段形成迎着烟气前进方向的弯耳。

3. 根据权利要求2所述的复合除尘除雾装置，其特征是所述惯性除尘除雾组件（）中的各收集板表面设有一个或多个拦污堰。

4. 根据权利要求3所述的复合除尘除雾装置，其特征是所述各收集板的两端分别通过撑杆固定在箱体的壁面上。

5. 根据权利要求1所述的复合除尘除雾装置，其特征是所述静电聚尘组件（）和静电除尘除雾组件（）中的阴极线均为芒刺状导线。

6. 根据权利要求5所述的复合除尘除雾装置，其特征是所述静电除尘除雾组件（）中的各除尘除雾阳极板是由一对平面板连接成的“人”字形组合板，每对平面板的顶端边连接在同一根顶端撑杆上，左、右两底端边分别连接在各自的底端撑杆上，各顶端撑杆和各底端撑杆的前后两端均分别固定在箱体的前后壁面上。

7. 根据权利要求6所述的复合除尘除雾装置，其特征是各顶端撑杆和各底端撑杆均通过插槽与除尘除雾阳极板对应端插接相连。

8. 根据权利要求1或2或3 或4或5或6或7所述的复合除尘除雾装置，其特征是所述箱体壁面从烟气进口以下向箱内方向倾斜面斜面。

9. 根据权利要求8所述的复合除尘除雾装置，其特征是所述各阴极线以不锈钢或合金钢为材质。