CN104437068B - 一种高效湿法脱硫除尘系统及方法 - Google Patents

一种高效湿法脱硫除尘系统及方法 Download PDF

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陈勇
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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

一种高效湿法脱硫除尘系统及方法

技术领域

[0001]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

[0002]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。

[0003]最新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)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。

[0004] 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(1^^8、36、?13、(>)、有机污染物(多环芳烃、二恶英)等,烟尘排放可达1mg/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

[0005]本发明的目的在于,提供一种尚效湿法脱硫除尘系统及工艺,能够尚效的控制S02和湿法脱硫后烟气中的PM2.5、S03酸雾和重金属等复合污染物。

[0006]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(I)、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(I)设置在进气烟道上,烟道除尘器(I)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。

[0007]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)。

[0008]所述的脱硫塔(2)至少含有一层浆液喷淋装置(22)。

[0009]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)。

[0010] 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)。

[0011]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)的水通过冲洗水栗打入湿电除尘器,往区一 (461)加入重金属螯合剂,区一 (461)设有与脱硫塔(2)联通的冲洗水排出栗(45),排出栗(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。

[0012]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:

[0013] I)—次粉尘荷电:经过脱硝除尘后的烟气分别通过烟道除尘器(I)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;

[0014] 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);

[0015] 3)脱硫调湿:烟气中的S02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;

[0016] 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;

[0017] 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;

[0018] 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。

[0019]所述的本发明的有益效果在于:

[0020] 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(?12.5粉尘、503酸雾、气溶胶)、重金属(取^8、3^?13、0)、有机污染物(多环芳经、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。

[0021 ] 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。

[0022] 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。

[0023] 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。

[0024] 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。

[0025]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:I)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:

[0026]图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

:

[0027]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(I)、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(I)设置在进气烟道上,烟道除尘器(I)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。

[0028]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。

[0029]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)的水通过冲洗水栗打入湿电除尘器,往区一 (461)加入重金属螯合剂,区一 (461)设有与脱硫塔(2)联通的冲洗水排出栗(45),排出栗(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。

[0030] 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(I)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 <2.5yg/Nm3,SO3气溶胶 < 10yg/Nm3。

[0031]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(I)、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(I)设置在进气烟道上,烟道除尘器(I)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(I)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) ο
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(I)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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