CN104190198A - 一种垂直流湿式电除尘器及湿电除尘方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种垂直流湿式电除尘器及湿电除尘方法，其中，垂直流湿式电除尘器包括：环板；喷雾加湿层，其包括微细雾化喷嘴和喷雾管道；烟气均布器；其中，烟气依次流过环板、喷雾加湿层、烟气均布器；除尘电场区；用于封堵烟气盲区的阻流板；冲洗喷淋层，其设置于除尘电场区的上方；多个绝缘子箱；雾化水箱；工艺水箱。所述湿电除尘方法包括：采用连续方式对入口烟气进行喷雾增湿；对烟气进行均布优化处理；采用间歇或连续方式对集尘极、放电极进行喷淋清洗；采用热风吹扫方法保证绝缘。本发明能够有效保证垂直流湿式电除尘器的高效稳定运行，且能优化流场，增强烟气湍动和雾化，促进局部微观混合和微细颗粒碰撞凝并，提高了除尘效率。
Description
技术领域
[0001] 本发明涉及烟气治理方法的技术领域，尤指一种垂直流湿式电除尘器及湿电除尘方法。
背景技术
[0002] 我国以煤为主的能源结构在相当长的时期内将不会改变。目前为止，我国火电厂污染物控制基本方法路线主要包括:低氮燃烧+SCR脱硝+干式除尘+湿法脱硫，现有控制方法对PM2.5的捕集效率较低，尤其是脱硫装置无GGH的机组，烟囱出口常出现“石膏雨”或“蓝色/黄色烟雾”现象，对环境造成二次污染。
[0003] 为解决这些问题，在我国电力环保现有条件下，需采用烟尘深度净化技术，提高除尘效率，以有效去除细颗粒物、SO3等污染物。在湿法脱硫的下游装设湿式电除尘器为一条有效的解决途径。
[0004] 湿式电除尘器是一种用来处理含湿气体的高压静电除尘设备，主要用来除去含湿气体中的PM2.5微细颗粒、酸雾、水滴、气溶胶等有害物质，是治理大气粉尘污染的有效设备，对雾霾天气的治理也能起到一定积极作用。
[0005] 湿式电除尘器的集尘极(阳极)和放电极(阴极)之间施加有数万伏直流高压电，在强电场的作用下，两极之间的气体发生充分电离，使得湿式电除尘器电场区的空间充满带正、负电荷的离子。随脱硫后的湿烟气进入湿式电除尘器的粉尘粒子，与这些带电离子相互碰撞而荷电，带电粉尘粒子由于受到高压静电场库仑力的作用，到达集尘极而被捕集，之后被喷淋冲洗水冲刷到集水槽中除去。
[0006] 当湿式电除尘器与脱硫塔一体式设置时，有塔体高，施工、检修难度大等缺点，脱硫段与湿电段可能存在相互影响，例如当对脱硫塔进行维修和改造时，湿式电除尘器也要同时停工，而当湿式电除尘器出现问题进行改造时也要对脱硫塔停运，某种程度上增加了系统运行的风险；并且，在处理的烟气量过大或过小导致的前端脱硫塔的塔径过大或过小时，顶置式塔内湿式电除尘器由于漏风率、结构复杂以及荷载问题，同塔一体布置成本增高甚至布置困难。同时，现有湿式电除尘器在烟气处理能力、对微细颗粒的脱除效率等方面仍存在一定提升空间。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种垂直流湿式电除尘器及湿电除尘方法，能有效保证湿式电除尘器高效稳定地运行，且提高了烟气处理能力及微细颗粒脱除效率。
[0008] 本发明提供的技术方案如下:
[0009] 一种垂直流湿式电除尘器，包括:
[0010] 环板，其设在垂直流湿式电除尘器的烟气入口处，并设置于塔壁上，所述环板包括一对互相支撑的分环板；
[0011] 喷雾加湿层，其包括微细雾化喷嘴和喷雾管道，所述微细雾化喷嘴设置于所述喷雾管道上；
[0012] 烟气均布器，其包括波纹板式结构；
[0013] 除尘电场区，其包括收尘极和放电极，所述收尘极包括规则818板；
[0014] 阻流板，其用于连接所述除尘电场区与垂直流湿式电除尘器的塔壁；所述阻流板的尖端处采用椭圆结构或弧形板结构；
[0015] 冲洗喷淋层，其设置于所述除尘电场区的上方，包括收尘极冲洗层和放电极冲洗层；
[0016] 多个绝缘子箱，其设置于垂直流湿式电除尘器的塔壁外侧，且位置高于所述除尘电场区；
[0017] 雾化水箱，其与所述喷雾加湿层相连通；
[0018] 工艺水箱，其与所述冲洗喷淋层相连通。
[0019] 其中，烟气依次流过所述环板、所述喷雾加湿层、所述烟气均布器和所述除尘电场区；
[0020] 进一步优选地，所述雾化水箱和所述工艺水箱设在所述垂直流湿式电除尘器的塔壁外部；
[0021] 进一步优选地，当垂直流湿式电除尘器的烟气入口段呈扩径形式时，所述烟气均布器置于该扩径段内。
[0022] 进一步优选地，垂直流湿式电除尘器为矩形塔体或圆形塔体；
[0023] 所述除尘电场区为板线式极配结构；
[0024] 所述放电极与烟气流动方向垂直布置。
[0025] 进一步优选地，垂直流湿式电除尘器的烟气入口设于塔体的顶部，烟气出口设于塔体的底部；
[0026] 进一步优选地，垂直流湿式电除尘器的烟气入口设于塔体的底部，烟气出口设于塔体的顶部；
[0027] 进一步优选地，垂直流湿式电除尘器的烟气入口设于塔体的侧壁下部，烟气出口设于塔体的顶部。
[0028] 本发明还提供了一种湿电除尘方法，采用如前述的垂直流湿式电除尘器，包括:
[0029] 对从烟气入口流入的待处理烟气进行汇聚集中，增加湍动；
[0030] 对所述烟气进行连续性喷雾加湿处理；
[0031 ] 对所述喷雾加湿处理后的烟气进行均布优化处理；
[0032] 对收尘极和放电极进行间歇或连续地喷淋清洗；
[0033] 对所述除尘电场区和垂直流湿式电除尘器的塔壁之间的空隙进行封堵阻流处理，以提高烟气从所述除尘电场区流过的比例；
[0034] 对所述绝缘子箱进行等风速、等风量的热风连续吹扫。
[0035] 进一步优选地，所述垂直流湿式电除尘器的进气方式为从塔顶部引进，或从塔底部引进，或从塔侧壁引进；
[0036] 所述垂直流湿式电除尘器的出气方式为垂直向上引出，或者水平引出。
[0037] 通过本发明提供的垂直流湿式电除尘器及湿电除尘方法，能够带来以下至少一种有益效果:
[0038] 1、能有效保证系统高效稳定地运行。本发明的垂直流湿式电除尘器设置在脱硫塔的外部下游，与脱硫系统分别独立运行，不会对原有脱硫系统产生任何影响，不破坏原脱硫塔的系统稳定和水循环等，提高了系统稳定性。
[0039] 2、优化了烟气流场，对烟气进行增湿，增强了微细颗粒碰撞。在垂直流湿式电除尘器内设置烟气均布器、环板等结构优化了流场，对烟气进行汇聚集中处理，增强了烟气湍动，促进了局部的微观混合，同时也对烟气进行了导流和均布处理，并进一步在烟气入口后设置了雾化增湿层，其上所设的超细雾化喷嘴在较低压力下能优质进行雾化，迅速传递液滴与热量，能有效对湿式电除雾器内烟气携带的微细颗粒进行润湿与浸润，对微细颗粒起凝结作用，增强了颗粒间碰撞作用，有利于微细颗粒的脱除。
[0040] 3、实现了超低漏风率，可有效提高微细颗粒的脱除效率。湿式电除尘器内的除尘电场区前设置有多个阻流板，将除尘电场区和塔壁间的烟气处理死区进行封堵阻流处理，，以提高烟气流过所述除尘电场区的比例，大幅降低电场内出现的漏风区和漏风率，有效提高了烟气处理能力和除尘效率。
附图说明
[0041] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
[0042] 图1为本发明的垂直流湿式电除尘器的第一种实施例的结构示意图；
[0043] 图2为本发明的垂直流湿式电除尘器的第二种实施例的结构示意图；
[0044] 图3为本发明的垂直流湿式电除尘器的第三种实施例的结构示意图。
[0045] 附图标号说明:
[0046] 1、脱硫塔；2、垂直流湿式电除尘器；3、环板；4、喷雾加湿层；5、烟气均布器；6、绝缘子箱；7、冲洗喷淋层；8、阻流板；9、除尘电场区；10、放电极；11、收尘极；12、雾化水箱；13、工艺水箱。
具体实施方式
[0047] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0048] 在本发明的实施例一中，参照图1，垂直流湿式电除尘器2设置于脱硫塔I的外部，且处于脱硫塔I的下游，待处理烟气从脱硫塔I的烟气出口流出后进入垂直流湿式电除尘器2内，且烟气在电除尘器内部呈垂直方向流动。
[0049] 其中，垂直流湿式电除尘器2包括:
[0050] 环板3，其设在垂直流湿式电除尘器2的烟气入口处，并设置于塔壁上，所述环板包括一对互相支撑的分环板；环板即为设置于塔壁上的一个环状板，可焊接在塔壁上，将气流往中间集中，增加烟气湍动，优化流场，促进局部的微观混合，增强烟气雾化效果和一定程度下的蒸汽相变，促进烟气携带的微细颗粒碰撞凝并，以提高除尘效率。
[0051] 对待处理烟气进行增湿的喷雾加湿层4，其包括微细雾化喷嘴和喷雾管道，所述微细雾化喷嘴设置于所述喷雾管道上；
[0052] 对待处理烟气进行导流均布的烟气均布器5，其包括波纹板式结构；
[0053] 其中，喷雾加湿层4设置于环板3之后，烟气均布器5之前，烟气依次流过环板3、喷雾加湿层4、烟气均布器5 ；
[0054] 除尘电场区9，其包括收尘极11和放电极10，收尘极为阳极板，放电极为阴极线，所述收尘极11可以采用规则818板，也可以采用规则818板和非规则板组合；
[0055] 阻流板8，其用于连接所述除尘电场区9与垂直流湿式电除尘器的塔壁，用于封堵阻流除尘电场区9和塔壁之间的空隙(为烟气盲区)，以提高烟气流过所述除尘电场区的比例，使烟气绝大部分流过所述除尘电场区；所述封堵板8的尖端处采用椭圆结构或弧形板结构，圆滑过渡，便于烟气顺畅流入除尘电场区，并避免局部尖端放电的风险；
[0056] 冲洗喷淋层7，其设置于所述除尘电场区9的上方，包括收尘极冲洗层和放电极冲洗层，分别对收尘极和放电极进行冲洗；
[0057] 多个绝缘子箱6，其设置于垂直流湿式电除尘器2的塔壁外侧，且位置高于所述除尘电场区9 ;
[0058] 雾化水箱12，其与所述喷雾加湿层4相连通；
[0059] 工艺水箱13，其与所述冲洗喷淋层7相连通。
[0060] 在本发明的实施例二中，对实施例一进行改进，参见图1，分环板的水平长度为150-300mm，板间夹角为20-60°。烟气均布器的波纹板的叶片间距可为40_60mm。
[0061] 在本发明的实施例三中，对实施例一进行改进，参见图1，将雾化水箱12和工艺水箱13设在垂直流湿式电除尘器2的塔壁外部，雾化水箱12用于向所述喷雾加湿层4供给喷雾水，工艺水箱13用于向冲洗喷淋层7供给冲洗水。优选地，工艺水箱13也可同时供应垂直流湿式电除尘器2的冲洗喷淋层7和脱硫塔I的喷淋系统。
[0062] 在本发明的实施例四中，对实施例一进行改进，参照图1，当垂直流湿式电除尘器2的烟气入口段呈扩径形式时，烟气均布器5可置于扩径段内。
[0063] 在本发明的实施例四中，对实施例一进行改进，参照图1，垂直流湿式电除尘器2为矩形塔体或圆形塔体；除尘电场区9为板线式极配结构；放电极10与烟气流动方向垂直布置。
[0064] 在本发明的实施例四中，对实施例一进行改进，垂直流湿式电除尘器的烟气入口、烟气出口可有多种设置方式，例如参照图1，垂直流湿式电除尘器的烟气入口设于塔体的顶部，烟气出口设于塔体的底部，即上进下出形式；例如参照图2，垂直流湿式电除尘器的烟气入口设于塔体的底部，烟气出口设于塔体的顶部，即下进上出形式；例如参照图3，垂直流湿式电除尘器的烟气入口设于塔体的侧壁下部，烟气出口设于塔体的顶部，即侧进上出形式。
[0065] 在本发明的湿电除尘方法的实施例一中，采用如前述的垂直流湿式电除尘器，包括如下:
[0066] 对从烟气入口流入的烟气进行汇聚集中，增强烟气湍动；
[0067] 对所述汇聚集中后的烟气进行连续性喷雾加湿处理，促进微细颗粒润湿凝结；
[0068] 对所述喷雾加湿处理后的烟气进行均布优化处理，使烟气流场均匀，提高脱除效果;
[0069] 对收尘极和放电极进行间歇或连续地喷淋清洗，方式灵活，便于降低耗水量；
[0070] 对所述除尘电场区和垂直流湿式电除尘器的塔壁之间的空隙(电场漏风区)进行封堵阻流处理，以提高烟气流过所述除尘电场区的比例，使烟气绝大部分从所述除尘电场区流过，避免出现烟气处理死角，提高除尘效率。
[0071] 在方法的实施例二中，对方法的实施例一进行改进，对绝缘子箱进行等风速、等风量的热风连续吹扫，保证良好的绝缘性。
[0072] 在方法的实施例三中，对方法的实施例一进行改进，烟气从垂直流湿式电除尘器的顶部流入，从底部流出；或者；烟气从垂直流湿式电除尘器的底部流入，从顶部流出；或者；烟气从垂直流湿式电除尘器的侧壁下部流入，从顶部流出。针对于烟气出口的设置方式，垂直流湿式电除尘器2的净烟气引出方式可以为垂直引出，参照图3示；垂直流湿式电除尘器2的净烟气引出方式也可为水平引出，参照图1和图2。上述多种方式可便于具体应用中的灵活选择。
[0073] 在本发明的垂直流湿电装置与脱硫塔分体式系统的实施例一中，参照图1，包括如前述的垂直流湿式电除尘器2，并进一步包括:脱硫塔I ;垂直流湿式电除尘器2设置于脱硫塔I的外部，垂直流湿式电除尘器2的烟气入口与脱硫塔I的烟气出口通过管道相连通。烟气从脱硫塔I的顶部引出之后，从垂直流湿式电除尘器2的顶部进入，依次经过喷雾加湿处理，导流均布处理、高压放电脱除烟气中的微细颗粒、对集尘进行喷淋冲洗，最后净烟气由垂直流湿式电除尘器2的底部排出。即烟气在垂直流湿式电除尘器2中为上进下出形式。
[0074] 在本发明的垂直流湿电装置与脱硫塔分体式系统的实施例二中，参照图2，烟气从脱硫塔I的顶部引出之后，从垂直流湿式电除尘器2的底部进入，依次经过喷雾加湿、导流均布、脱除微细颗粒等处理后，净烟气由垂直流湿式电除尘器2的顶部排出。即烟气在垂直流湿式电除尘器2中为下进上出形式。对应于此种形式，垂直流湿式电除尘器2内部的结构也要进行相应调整，环板3、喷雾加湿层4、烟气均布器5、设于除尘电场区9的下方，烟气依次流过环板3、喷雾加湿层4和烟气均布器5。
[0075] 在本发明的垂直流湿电装置与脱硫塔分体式系统的实施例三中，参照图3，烟气从脱硫塔I的顶部引出之后，从垂直流湿式电除尘器2的侧面塔壁上(侧壁下部)进入，依次经过喷雾加湿、导流均布、脱除微细颗粒等处理后，净烟气由垂直流湿式电除尘器2的顶部排出。即烟气在垂直流湿式电除尘器2中为侧进上出形式。对应于此种形式，垂直流湿式电除尘器2内部的结构也要进行相应调整，环板3、喷雾加湿层4、烟气均布器5、设于除尘电场区9的下方，烟气依次流过环板3、喷雾加湿层4和烟气均布器5。而且由于本实施例是侧进的形式，下部会留有一定空间用于存放电场冲洗水。电场冲洗水落入此处，再由泵引出至水循环装置。
[0076] 需要说明的是，本发明的垂直流湿电装置与脱硫塔分体式系统的三种实施例都是依据实际项目可能存在的烟气流动类型提出的，具体采用哪种，应根据具体项目特点及业主要求等决定。
[0077] 本发明的垂直流湿式电除尘器与脱硫塔分体式布置的方式，不仅适合新建项目，同时也适合改造项目，即对已设有脱硫装置的项目进一步进行除尘改造，直接在脱硫塔外部建湿式电除尘器，不会对原有脱硫系统产生任何影响，不破坏原脱硫塔的系统稳定和水循环等。由于目前国内电厂的现状是脱硫装置已非常普遍，对其进行改造，加设湿电装置的需求也趋于普遍，因此本发明提出的塔外布置方式有重要的实用价值。
[0078] 而且，脱硫塔外设置湿式电除尘器的方式还可以增加适用范围:(1) 一般为了保证除尘效率，减少漏风率和减少塔内构件的复杂程度，当脱硫塔直径小于8m时，由于阻流板布置较多，极配结构变得较为复杂，多数都用塔外湿电，一般不适合塔内顶置湿电。(2)对大于16m的脱硫塔，如果顶置湿式电除尘器，则原脱硫塔顶湿式电除尘器的荷载过重，对加固塔体、地基和布置湿式电除尘器造成一定困难和成本上升，因而这种情况也更适用于塔外设置湿式电除尘器的方式。
[0079] 塔外设置湿式电除尘器还可以减少对脱硫塔运行的影响，不用同时停工检修、维护和改造，湿电出现问题改造时也不用脱硫塔停运，减少了脱硫的风险。因而，塔外湿电布置方式具有更广泛的适用范围，更小的风险和更开阔的发展前景。
[0080] 应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种垂直流湿式电除尘器，其特征在于，包括: 环板，其设在垂直流湿式电除尘器的烟气入口处，并设置于塔壁上，所述环板包括一对互相支撑的分环板； 喷雾加湿层，其包括微细雾化喷嘴和喷雾管道，所述微细雾化喷嘴设置于所述喷雾管道上； 烟气均布器，其包括波纹板式结构； 除尘电场区，其包括收尘极和放电极，所述收尘极包括规则818板； 阻流板，其用于连接所述除尘电场区与垂直流湿式电除尘器的塔壁；所述阻流板的尖端处采用椭圆结构或弧形板结构； 冲洗喷淋层，其设置于所述除尘电场区的上方，包括收尘极冲洗层和放电极冲洗层； 多个绝缘子箱，其设置于垂直流湿式电除尘器的塔壁外侧，且位置高于所述除尘电场区； 雾化水箱，其与所述喷雾加湿层相连通； 工艺水箱，其与所述冲洗喷淋层相连通。 其中，烟气依次流过所述环板、所述喷雾加湿层、所述烟气均布器和所述除尘电场区；
2.根据权利要求1所述的垂直流湿式电除尘器，其特征在于: 所述雾化水箱和所述工艺水箱设在所述垂直流湿式电除尘器的塔壁外部； 和/或； 当垂直流湿式电除尘器的烟气入口段呈扩径形式时，所述烟气均布器置于该扩径段内。
3.根据权利要求1所述的垂直流湿式电除尘器，其特征在于: 垂直流湿式电除尘器为矩形塔体或圆形塔体； 所述除尘电场区为板线式极配结构； 所述放电极与烟气流动方向垂直布置。
4.根据权利要求1所述的垂直流湿式电除尘器，其特征在于: 垂直流湿式电除尘器的烟气入口设于塔体的顶部，烟气出口设于塔体的底部； 或者； 垂直流湿式电除尘器的烟气入口设于塔体的底部，烟气出口设于塔体的顶部； 或者； 垂直流湿式电除尘器的烟气入口设于塔体的侧壁下部，烟气出口设于塔体的顶部。
5.一种湿电除尘方法，采用根据权利要求1-4任一项所述的垂直流湿式电除尘器，其特征在于，包括: 对从烟气入口流入的待处理烟气进行汇聚集中，增加湍动； 对所述烟气进行连续性喷雾加湿处理； 对所述喷雾加湿处理后的烟气进行均布优化处理； 对收尘极和放电极进行间歇或连续地喷淋清洗； 对所述除尘电场区和垂直流湿式电除尘器的塔壁之间的空隙进行封堵阻流处理； 对所述绝缘子箱进行等风速、等风量的热风连续吹扫。
6.根据权利要求5所述的电除尘方法，其特征在于，所述垂直流湿式电除尘器的进气方式为从塔顶部引进，或从塔底部引进，或从塔侧壁引进；所述垂直流湿式电除尘器的出气方式为垂直向上引出，或者水平引出。
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