CN104437068B - 一种高效湿法脱硫除尘系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效湿法脱硫除尘系统，包括烟道除尘器(1)、脱硫塔(2)、连接烟道(3)、湿式电除尘器(4)，所述脱硫塔的中下部设有进气烟道，所述的烟道除尘器(1)设置在进气烟道上，烟道除尘器(1)内设有一次粉尘荷电区和凝并沉降区，所述的脱硫塔(2)与湿式电除尘器(4)之间的连接烟道(3)内设有二次荷电区、混合凝并区，所述湿式电除尘器(4)设于脱硫塔(2)顶部出口烟道后竖直设置，脱硫后的烟气从湿式电除尘器(4)顶部进气，水平出气，所述的湿式电除尘器(4)下设有冲洗水箱(46)用来收集湿式电除尘的冲洗水，同时提供脱硫塔(2)补水，从而实现整个脱硫除尘系统的水循环。
Description
技术领域
本发明属于环保设备技术领域，涉及一种烟气脱硫除尘系统及工艺。
技术背景
现代工业的快速发展，人类生活水平得到大幅度提高，同时也带来严重的环境污染，燃煤电厂及工业锅炉是大气污染的主要来源。
最新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)规定燃煤电厂粉尘排放限值30mg/m3，而在有些重点地区排放限值降低20mg/m3，甚至更低，而随着环保要求及人们对细微颗粒物(包括PM2.5粉尘、SO3酸雾等)、重金属、有机污染物(二噁英)等复合污染物的日益重视，未来的排放标准会更加严苛。
湿式电除尘器能够解决湿法脱硫带来的石膏雨、蓝烟问题，缓解下游烟道、烟囱的腐蚀，节约防腐成本。其性能稳定可靠、效率高，可有效收集微细颗粒物(PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶)、重金属(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有机污染物(多环芳烃、二恶英)等，烟尘排放可达10mg/m3甚至5mg/m3以下，实现超低排放，彻底解决烟囱排放问题，达到“一劳永逸”的效果。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种高效湿法脱硫除尘系统及工艺，能够高效的控制SO2和湿法脱硫后烟气中的PM2.5、SO3酸雾和重金属等复合污染物。
本发明技术方案：一种高效湿法脱硫除尘系统，它包括烟道除尘器(1)、脱硫塔(2)、连接烟道(3)、湿式电除尘器(4)，所述脱硫塔的中下部设有进气烟道，所述的烟道除尘器(1)设置在进气烟道上，烟道除尘器(1)内设有一次粉尘荷电区和凝并沉降区，所述的脱硫塔(2)与湿式电除尘器(4)之间的连接烟道(3)内设有二次荷电区、混合凝并区，所述湿式电除尘器(4)设于脱硫塔(2)顶部出口烟道后竖直设置，脱硫后的烟气从湿式电除尘器(4)顶部进气，水平出气，所述的湿式电除尘(3)下设有冲洗水箱(46)用来收集湿式电除尘的冲洗水，同时提供脱硫塔补水，从而实现了整个系统的水循环。
所述的烟道除尘器内的凝并沉降区的内壁设有若干折流板(13)。
所述的脱硫塔(2)至少含有一层浆液喷淋装置(22)。
所述的连接烟道(3)内的混和凝并区内设有烟气紊流装置(33)。
所述的湿式电除尘器(4)包括高频电源(44)、放电电极(43)、收尘电极(42)、喷淋冲洗装置(41)、冲洗水箱(46)。
所述的冲洗水箱(46)用于收集湿式电除尘器的冲洗水，冲洗水箱由隔板分为区一(461)、区二(462)，湿式电除尘器的灰水斗管道出口在水箱区一(461)底部，起液封作用，区一(461)的水可溢流至区二(462)，往区二(462)加入用于调节PH的碱液和脱硫除尘系统的补给水，区二(462)的水通过冲洗水泵打入湿电除尘器，往区一(461)加入重金属螯合剂，区一(461)设有与脱硫塔(2)联通的冲洗水排出泵(45)，排出泵(45)后设有过滤装置(47)，过滤装置(47)出来的清水通向脱硫塔内，作为补给水。
本发明还提供了一种高效湿法脱硫除尘工艺，依次包括以下步骤：
1)一次粉尘荷电：经过脱硝除尘后的烟气分别通过烟道除尘器(1)内的不同电极的高压电晕区(11、12)，使颗粒物分别带有正电和负电；
2)凝并沉降：带有正负电荷的颗粒物在库仑力的作用下团聚成更大的颗粒物，与折流板相撞而沉降下来，落入灰斗中(14)；
3)脱硫调湿：烟气中的SO2与石灰石浆液在脱硫塔(2)内进行充分的反应，同时降低烟气温度，使温度接近烟气露点，润湿颗粒物表面，使颗粒物的荷电能力显著提高；
4)二次粉尘荷电：经过脱硫后的烟气进入脱硫塔(2)与湿式电除尘器(4)之间的连接烟道(3)，连接烟道(3)内设有二次荷电区和混合凝并区，二次粉尘荷电区，分别通过不同电极的高压电晕区(31、32)，使细微颗粒物、细小液滴分别带有正负电荷；
5)凝并混合区：经过步骤4)后的细微颗粒物和细小液滴进入凝并混合区，在库仑力的作用下团聚成更大的颗粒物和液滴，通过烟气紊流装置(33)其在烟气中的分布更加均匀；
6)除尘除雾：烟气自上而下进入湿式电除尘器内，湿式电除尘器(4)，顶部进气，水平出气，在湿式电除尘器通过高压电极(43)放电使细微颗粒物和细小液滴荷电，在电场力的作用下被捕集在收尘电极(42)上，液滴在收尘电极上冷凝形成均匀的水膜，颗粒物随着水膜流入底部冲洗水箱(46)，粉尘颗粒和液滴从烟气中分离出来，使烟气得到净化。
所述的本发明的有益效果在于：
1.本发明没有安装除雾器，而是选择在脱硫塔后设置湿式电除尘器，湿式电除尘器能够有效捕集细微颗粒物(PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶)、重金属(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有机污染物(多环芳烃、二恶英)等，烟尘排放可达10mg/m3甚至5mg/m3以下，同时具有一定的脱硫效率(约15-30％)。因此本发明不仅可以彻底解决石膏雨带来的问题，也能提高脱硫效率，实现污染物的超低排放。
2.湿式电除尘器设置在脱硫塔后的垂直烟道上，烟气自上而下流动，与收尘电极上水膜流动方向一致，烟气对捕集在收尘电极上的粉尘有助推作用，避免粉尘在电极上结垢，阻断水膜流动，形成沟流。
3.系统分别在进脱硫塔和进湿式电除尘器前设置粉尘荷电和凝并区，该方法可将细微的颗粒物和液滴团聚成较大的颗粒物，有利于荷电，显著提高粉尘和液滴的去除效果。
4.冲洗水箱提供脱硫塔补水装置和管道，不仅实现了水的循环利用，也避免了重金属污染物在系统内部的积累。
5.湿式电除尘器位于脱硫塔出口垂直烟道上，与脱硫塔整体布置，不占用其他空间，对于需要对湿法脱硫系统改造的电厂特别适用。
本发明脱硫塔与湿式电除尘器之间的连接烟道内设有二次荷电区、混合凝并区，所述湿式电除尘器设于脱硫塔顶部出口烟道后竖直设置，脱硫后的烟气从湿式电除尘器顶部进气，水平出气，所述的湿式电除尘下设有冲洗水箱用来收集湿式电除尘的冲洗水，同时提供脱硫塔补水，从而实现了整个系统的水循环。本发明还提供了一种湿法脱硫除尘的工艺，包括：1)粉尘一次荷电；2)凝并沉降；3)脱硫调湿；4)粉尘二次荷电；5)凝并团聚；6)除尘除雾。本发明的优点是：能够脱除雾滴、PM2.5、重金属及SO3等有害物质，达到非常高的环保排放要求并有效解决石膏雨问题，同时提高脱硫效率。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式：
下面将结合附图做进一步说明。图1为本发明的结构示意图，如图所示，本发明包括烟道除尘器(1)、脱硫塔(2)、烟道(3)、湿式电除尘器(4)，所述脱硫塔的中下部设有进气烟道，所述的烟道除尘器(1)设置在进气烟道上，烟道除尘器(1)内设有一次粉尘荷电区和凝并沉降区，所述的脱硫塔(2)与湿式电除尘器(4)之间的连接烟道(3)内设有二次荷电区、混合凝并区，所述湿式电除尘器(4)设于脱硫塔(2)顶部出口烟道后竖直设置，脱硫后的烟气从湿式电除尘器(4)顶部进气，水平出气，所述的湿式电除尘(3)下设有冲洗水箱(46)用来收集湿式电除尘的冲洗水，同时提供脱硫塔补水，从而实现了整个系统的水循环。
所述的烟道除尘器内的凝并沉降区的内壁设有若干折流板(13)，所述的脱硫塔(2)至少含有一层浆液喷淋装置(22)，还包括了强制氧化系统(23)、测搅装置(24)和石膏排出系统(21)，所述的连接烟道(3)内的混和凝并区内设有烟气紊流装置(33)，所述的湿式电除尘器(4)包括高频电源(44)、放电电极(43)、收尘电极(42)、喷淋冲洗装置(41)、冲洗水箱(46)，湿式电除尘器的喷淋系统(41)为间歇式在线喷淋，每隔4小时，分区进行喷淋清洗。
所述的冲洗水箱(46)用于收集湿式电除尘器的冲洗水，冲洗水箱由隔板分为区一(461)、区二(462)，湿式电除尘器的灰水斗管道出口在水箱区一(461)底部，起液封作用，区一(461)的水可溢流至区二(462)，往区二(462)加入用于调节PH的碱液和脱硫除尘系统的补给水，区二(462)的水通过冲洗水泵打入湿电除尘器，往区一(461)加入重金属螯合剂，区一(461)设有与脱硫塔(2)联通的冲洗水排出泵(45)，排出泵(45)后设有过滤装置(47)，过滤装置(47)出来的清水通向脱硫塔内，作为补给水。
50MW的燃煤发电机组，锅炉产生的烟气量为460000Nm3/h左右，SO2含量4200mg/Nm3左右，锅炉出来的烟气经过布袋除尘器，布袋除尘器出口的粉尘浓度在40mg/Nm3左右，然后经过本发明装置进行SO2和粉尘的去除。烟气在烟道除尘器(1)内，一部分粉尘进入正电晕放电区，一部分进入负电晕放电区，带有正负电荷的颗粒物在库仑力的作用下团聚成更大的颗粒物，与折流板相撞而沉降下来，落入灰斗(14)；然后烟气进入脱硫塔(2)，烟气中的SO2与石灰石浆液在塔内进行充分的反应，反应生成的亚硫酸盐被氧化风机提供的氧气氧化生成硫酸盐并结晶，然后通过浆液排出系统(21)排出做下一步处理，同时脱硫浆液润湿颗粒物表面，使颗粒物的荷电能力显著提高；经过脱硫后的烟气进入二次粉尘荷电区，分别通过不同电极的高压电晕区(31、32)，使细微颗粒物、细小液滴分别带有正负电荷，在库仑力的作用下团聚成更大的颗粒物和液滴，并通过烟气紊流装置(33)使其在烟气中的分布更加均匀；烟气自上而下进入湿式电除尘器(4)内，通过高压电极(43)放电使细微颗粒物和细小液滴荷电，在电场力的作用下被捕集在收尘电极(42)上，电场风速小于2.88m/s，放电电极(43)与收尘电极(42)间距为300mm，液滴在收尘电极上冷凝形成均匀的水膜，颗粒物随着水膜流入底部冲洗水箱(46)，冲洗装置耗水量仅为2m3/d，粉尘颗粒和液滴从烟气中分离出来，使烟气得到净化。装置出口平均烟尘排放≤5mg/Nm3，PM2.5排放浓度≤0.5mg/Nm3，Hg≤2.5μg/Nm3，SO3气溶胶≤10μg/Nm3。
最后要说明的是，以上实施例仅为了说明本发明的技术方案而非限制，除了上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域的技术人员可以在形式和细节上作出各种各样的改变，只要不偏离所述权利要求书所限定的精神和范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种高效湿法脱硫除尘系统，其特征是包括烟道除尘器(1)、脱硫塔(2)、连接烟道(3)、湿式电除尘器(4)，所述脱硫塔的中下部设有进气烟道，所述的烟道除尘器(1)设置在进气烟道上，烟道除尘器(1)内设有一次粉尘荷电区和凝并沉降区，所述的脱硫塔(2)与湿式电除尘器(4)之间的连接烟道(3)内设有二次荷电区、混合凝并区，所述湿式电除尘器(4)设于脱硫塔(2)顶部出口烟道后竖直设置，脱硫后的烟气从湿式电除尘器(4)顶部进气，水平出气，所述的湿式电除尘器(4)下设有冲洗水箱(46)用来收集湿式电除尘的冲洗水，同时提供脱硫塔(2)补水，从而实现整个脱硫除尘系统的水循环。
2.根据权利要求1所述的一种高效湿法脱硫除尘系统，其特征在于：所述的烟道除尘器(1)内的凝并沉降区的内壁设有若干折流板(13)。
3.根据权利要求1所述的一种高效湿法脱硫除尘系统，其特征在于：所述的脱硫塔(2)至少含有一层浆液喷淋装置(22)、强制氧化系统(23)、侧搅系统(24)和浆液排出系统(21)。
4.根据权利要求1所述的一种高效湿法脱硫除尘系统，其特征在于：所述的连接烟道(3)内的混和凝并区内设有烟气紊流装置(33)。
5.根据权利要求1所述的一种高效湿法脱硫除尘系统，其特征在于：所述的湿式电除尘器(4)包括高频电源(44)、放电电极(43)、收尘电极(42)、喷淋冲洗装置(41)、冲洗水箱(46)。
6.根据权利要求5所述的一种高效湿法脱硫除尘系统，其特征在于：所述的冲洗水箱(46)用于收集湿式电除尘器的冲洗水，冲洗水箱(46)由隔板分为区一(461)、区二(462)，湿式电除尘器的灰水斗管道出口在水箱区一(461)底部，起液封作用，区一(461)的水可溢流至区二(462)，往区二(462)加入用于调节PH的碱液和脱硫除尘系统的补给水，区二(462)的水供集尘板(42)冲洗，区一(461)的水作为脱硫塔(2)补给用水。
7.根据权利要求6所述的一种高效湿法脱硫除尘系统，其特征在于：所述的脱硫塔补给水是经过过滤系统(47)处理后的洁净水。
8.一种高效湿法脱硫除尘系统工艺，其特征在于：依次包括以下步骤：
1)一次粉尘荷电：经过脱硝除尘后的烟气分别通过烟道除尘器(1)内的不同电极的高压电晕区(11、12)，使颗粒物分别带有正电和负电；
2)凝并沉降：带有正负电荷的颗粒物在库仑力的作用下团聚成更大的颗粒物，与折流板相撞而沉降下来，落入灰斗中(14)；
3)脱硫调湿：烟气中的SO2与石灰石浆液在脱硫塔(2)内进行充分的反应，同时降低烟气温度，使温度接近烟气露点，润湿颗粒物表面，使颗粒物的荷电能力显著提高；
4)二次粉尘荷电：经过脱硫后的烟气进入脱硫塔(2)与湿式电除尘器(4)之间的连接烟道(3)，连接烟道(3)内设有二次荷电区和混合凝并区，二次粉尘荷电区，分别通过不同电极的高压电晕区(31、32)，使细微颗粒物、细小液滴分别带有正负电荷；
5)凝并混合区：经过步骤4)后的细微颗粒物和细小液滴进入凝并混合区，在库仑力的作用下团聚成更大的颗粒物和液滴，通过烟气紊流装置(33)其在烟气中的分布更加均匀；
6)除尘除雾：烟气自上而下进入湿式电除尘器内，湿式电除尘器(4)，顶部进气，水平出气，在湿式电除尘器通过高压电极(43)放电使细微颗粒物和细小液滴荷电，在电场力的作用下被捕集在收尘电极(42)上，液滴在收尘电极上冷凝形成均匀的水膜，颗粒物随着水膜流入底部冲洗水箱(46)，粉尘颗粒和液滴从烟气中分离出来，使烟气得到净化。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |