CN104667687B - 无源板式湿式除尘除雾装置及其处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无源板式湿式除尘除雾装置及其处理工艺，装置包括两端设有进烟通道和出烟通道的壳体，在所述壳体内依次设有雾化喷嘴、文丘里导气通道和除雾器，其中，雾化喷嘴与进烟通道相邻接，除雾器与出烟通道相连接；通过无源板式湿式除尘除雾装置进行除尘除雾处理。本发明装置结构设置简洁，运行阻力低，安全可靠性高，优化的处理工艺，运行快捷且费用低，能够有效去除烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物，尤其是与能够达到同等净化效果的湿式电除尘装置及工艺相比，无电气元件，能耗减少，经济成本大幅降低；并且，安装方便，适用于燃煤、燃油、燃气火力发电厂、冶金、化工、固废(垃圾)处理等相关行业的净烟气除尘除雾领域应用。
Description
技术领域
本发明涉及烟气处理中除尘除雾技术领域，尤其涉及用于现有烟气湿法处理之后的无源板式湿式除尘除雾装置及其处理工艺。
背景技术
目前，烟气除尘技术很多，其中，比较成熟、具有代表性的技术有：静电除尘器、袋式除尘器、静电袋式组合除尘器、湿式电除尘器等除尘技术，用于烟气湿法脱硫之后除尘除雾装置主要为除雾器和湿式电除尘器。在工艺处理中，除雾器去除湿法喷淋过程中产生的微小液滴，除雾器类型主要为平板式和屋脊式，然而，平板式除雾器及屋脊式除雾器两者对粒径小于5um的液滴、烟气中粒径小于5um的粉尘、以及构成PM2.5的气溶胶的硫酸根、亚硫酸根、硝酸根、亚硝酸根等微小颗粒物的去除效果都很难达到环保要求。此外，在工艺处理中，在湿法脱硫装置之后加装湿式电除尘装置进行除尘和除雾，虽然能有效去除微小颗粒物，但湿式电除尘装置存在着工艺设备占用空间大，初投资高，运行能耗高，在已建项目上改造难度大等诸多问题
因此，为满足人们对环境保护的日益严格的要求，亟需对本领域的技术进行改进。
发明内容
本发明的目的是，针对现有烟气处理中除尘除雾技术存在的问题，提供无源板式湿式除尘除雾装置及其处理工艺，在现有的湿法烟气净化处理设备基础上进行优化整合，无需加装电气元件，运行简便可靠，有效去除烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物，提高烟气的脱除净化效率，增强环保效果，减少能耗，降低成本。
本发明解决问题的技术方案是：无源板式湿式除尘除雾装置，包括两端设有进烟通道和出烟通道的壳体，在所述壳体内依次设有雾化喷嘴、文丘里导气通道和除雾器，其中，所述雾化喷嘴与所述进烟通道相邻接，所述除雾器与所述出烟通道相连接。
进一步地，在本发明无源板式湿式除尘除雾装置中，所述除雾器为立式板式除雾器；所述雾化喷嘴为能够喷出雾滴粒径范围为20um～60um的雾化水的装置。
进一步地，在本发明无源板式湿式除尘除雾装置中，所述文丘里导气通道包括依次相连接的收缩段、喉部和扩散段，其中，所述收缩段与所述雾化喷嘴相邻，所述扩散段与所述除雾器相邻。
优选地，在本发明无源板式湿式除尘除雾装置中，所述文丘里导气通道由多组文丘里管组成。
优选地，在本发明无源板式湿式除尘除雾装置中，所述文丘里导气通道有多组，每组所述文丘里导气通道由多个隔板和导气板构成。
优选地，在本发明无源板式湿式除尘除雾装置中，在所述多个导气板中，相邻导气板之间的距离与导气板的高度之比为1：8至40：1。
优选地，在本发明无源板式湿式除尘除雾装置中，相邻的所述导气板之间距离为0.2～1米；所述导气板的高度为0.5～8米；所述雾化喷嘴与隔板之间的距离为5cm～50cm；相邻所述隔板之间的距离为5cm～50cm。
优选地，在本发明无源板式湿式除尘除雾装置中，所述文丘里导气通道的通道壁由耐酸不锈钢、加涂玻璃鳞片防腐层的碳钢、玻璃钢、PP和PVC中的一种构成。
本发明还提供了一种无源板式湿式除尘除雾处理工艺：经现有湿法烟气净化处理设备处理后的烟气自进烟通道进入无源板式湿式除尘除雾装置，在无源板式湿式除尘除雾装置中，烟气依次经与雾化喷嘴喷出的雾化水相接触、文丘里导气通道作用、除雾器处理后，所得净烟气经出烟通道排出。
进一步地，在上述无源板式湿式除尘除雾处理工艺中，在所述文丘里导气通道中，经雾化后的烟气依次经收缩段、喉部和扩散段进行处理，而后在除雾器内被捕集；优选地，所述雾化喷嘴喷出的雾化水中雾滴粒径范围为20um～60um，以保障微小粒子的捕集。
进一步地，在上述无源板式湿式除尘除雾处理工艺中，烟气相对于原湿法烟气净化处理设备的净烟道垂直或者平行通过无源板式湿式除尘除雾装置进行处理。
应用本发明无源板式湿式除尘除雾装置时，只需将其与现有的湿法烟气净化处理设备的净烟道相连接，即可对烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物进行深度净化脱除，无需像湿式电除尘装置那样耗电，无源式进行烟气深度净化处理，且采用雾化喷嘴、文丘里导气通道和除雾器优化整合后对烟气进行湿式除尘除雾，从而避免了烟气处理及排放过程中对设备及环境的影响；而且，因能够与现有处理系统的净烟道进行结合设置，所以，大幅节约空间；此外，用于加装本发明无源板式湿式除尘除雾装置的现有湿法烟气净化处理设备没有特殊限制，如石灰石钙法脱硫系统、氨法脱硫系统、双碱法脱硫系统以及湿法脱硝系统、湿法脱汞系统和其他脱硫脱硝脱汞相结合的湿法烟气处理装置等均能够加以应用。应用本发明脱硫脱硝脱汞相结合的湿法烟气处理装置进行的无源板式湿式除尘除雾处理工艺，通过对烟气组成及运行的充分分析研究，使烟气通过雾化处理后进入文丘里导气通道，利用烟气自身的压力为动力，经文丘里导气通道壁碰撞，改变烟气的运动方向和速度，使烟气经收缩和扩散，进而凝结，然后由除雾器捕集，实现了对烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物的高效深度处理，除尘效率能够达到80％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：装置结构设置简洁，运行阻力低，安全可靠性高，优化的处理工艺，运行快捷且费用低，能够有效去除烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物，尤其是与能够达到同等净化效果的湿式电除尘装置及工艺相比，无电气元件，能耗减少，经济成本大幅降低；并且，安装方便，适用于燃煤、燃油、燃气火力发电厂、冶金、化工、固废(垃圾)处理等相关行业的净烟气除尘除雾领域应用。
附图说明
图1为实施例1中本发明无源板式湿式除尘除雾装置的俯视纵剖面结构示意图；
图2为实施例1中本发明无源板式湿式除尘除雾装置的文丘里导气通道的俯视纵剖面结构示意图；
图3为实施例2中本发明无源板式湿式除尘除雾装置的俯视纵剖面结构示意图；
图4为实施例2中本发明无源板式湿式除尘除雾装置的文丘里导气通道的俯视纵剖面结构示意图；
图5为实施例3中本发明无源板式湿式除尘除雾装置的俯视纵剖面结构示意图；
图6为实施例3中本发明无源板式湿式除尘除雾装置的文丘里导气通道的俯视纵剖面结构示意图。
图中所示：1-进烟通道，2-雾化喷嘴，3-隔板，4-导气板，5-除雾器，6-出烟通道，7-收缩段，8-喉部，9-扩散段，10-圆弧曲线型导气板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
实施例1
如图1所示，本发明的一种无源板式湿式除尘除雾装置，包括两端设有进烟通道1和出烟通道6的壳体，在所述壳体内依次设有雾化喷嘴2、文丘里导气通道和除雾器5，其中，雾化喷嘴2与进烟通道1相邻接，除雾器5与出烟通道6相连接。
在上述实施例中，为增强烟气经文丘里导气通道后的凝聚效果，如图1和图2所示，所述文丘里导气通道有多组，每组所述文丘里导气通道由多个隔板3和导气板4构成；所述文丘里导气通道包括依次相连接的收缩段7、喉部8和扩散段9，其中，所述收缩段7与雾化喷嘴2相邻，所述扩散段9与除雾器5相邻。为增强除尘除雾处理效果，优选地，在所述多个导气板4中，各相邻导气板4之间的距离与导气板4的高度之比为1：8至40：1；较佳地，相邻的导气板4之间距离为0.2～1米，导气板4的高度为0.5～8米。
在上述实施例中，为保障除尘除雾效果，所述除雾器优选为立式板式除雾器，以便和所述文丘里导气通道有效配合；为保障装置整体运行的稳定性，所述文丘里导气通道的通道壁即所述导气板4和隔板3由耐酸不锈钢、加涂玻璃鳞片防腐层的碳钢、玻璃钢、PP和PVC中的一种构成。
在上述实施例中，根据烟气处理的实际工况进行雾化喷嘴2的设置，雾化喷嘴2能够为一组，也能够为多组。其分布方式无特别要求，能够选择在一层内分布，也能够选择多种方位分别，具体以最大限度地使雾化水接触烟气为标准；为充分保障烟气中微小颗粒物的凝聚，以便于除雾器捕集，雾化喷嘴2与隔板3之间的距离、相邻隔板3之间的距离、相邻导气板4之间的距离均优选为：5cm～50cm；所述雾化喷嘴2优选为能够喷出20um～60um粒径的雾化水的装置。
在上述实施例中，所述导气板4能够为如图1和图2所示的简单的直线型板式结构，也能够为曲线形等具有几何曲面的结构。
如图1和图2所示，将本发明无源板式湿式除尘除雾装置与现有的湿法烟气净化处理设备的净烟道相连接后，应用本发明无源板式湿式除尘除雾装置进行烟气除尘除雾处理时，经湿法烟气净化处理设备的净烟道排放的烟气自进烟通道1进入后，先与雾化喷嘴2喷出的雾化水相接触，然后，经所述文丘里导气通道作用，再由除雾器5处理，如此深度净化后的烟气经出烟通道6排出。优选地，所述雾化喷嘴2喷出雾滴粒径范围为20um～60um的雾化水，烟气与雾化水相接触混合，与雾化水混合后的烟气在进入所述文丘里导气通道后，依次经收缩段7、喉部8和扩散段9进行处理，而后在除雾器内被捕集；以保障微小粒子的捕集。
在上述除尘除雾处理工艺中，烟气相对于原湿法烟气净化处理设备的净烟道垂直或者平行通过无源板式湿式除尘除雾装置进行处理。
在上述除尘除雾处理工艺中，由于烟气为带压烟气，以烟气自身的压力以烟气运动的动力，在所述文丘里导气通道两端形成压差动力，在所述文丘里导气通道内，在所述文丘里导气通道的通道壁作用下，烟气形成气液两相的剧烈扰动，使烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物互相碰撞团聚凝聚成大液滴，该大液滴再被气旋作用由通道壁表面液膜捕获，实现去除微小颗粒物的净化效果，从而提高烟气中微小颗粒物的脱除效率；具体地，烟气进入收缩段7后，随着通道变窄，流速增大，进入喉部8时，烟气流速达到最大值，在此烟气通过文丘里导气通道的收缩段7进入到喉部8的过程中，通道逐渐变窄，使烟气流速变快，实现了烟气整体的加速及烟气相间相对流速的增大，烟气及烟气中微小颗粒物的运动方向改变并加速摩擦，从而使烟气中小水滴和微小颗粒物形成湍流并充分撞击，使本就湿度达到饱和的雾化了烟气中的尘粒被水湿润，进而使烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物互相碰撞团结凝聚；在烟气进入扩散段9后，烟气流动速度减小，以尘粒等微小颗粒物为凝结核的凝聚作用加快，凝聚成直径较大的含尘液滴，该含尘大液滴部分被文丘里导气通道壁表面的液膜捕获，余下进入除雾器内被捕集，从而达到高效去除烟气中微小颗粒物的净化效果。
通过上述除尘除雾处理，无需像湿式电除尘装置那样耗电，实现对烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物的无源式深度净化脱除，湿式处理，有效避免了烟气处理及排放过程中对设备及环境的影响；而且，因能够与现有处理系统的净烟道进行结合设置，所以，大幅节约空间；而装置中雾化喷嘴2、文丘里导气通道和除雾器5的优化组合使整体以低阻力运行，与三层常规板式除雾器阻力相当，有效地保障了装置整体运行的稳定可靠性；此外，用于加装本发明无源板式湿式除尘除雾装置的现有湿法烟气净化处理设备没有特殊限制，如石灰石钙法脱硫系统、氨法脱硫系统、双碱法脱硫系统以及湿法脱硝系统、湿法脱汞系统和其他脱硫脱硝脱汞相结合的湿法烟气处理装置等均能够加以应用。应用本发明脱硫脱硝脱汞相结合的湿法烟气处理装置进行的无源板式湿式除尘除雾处理工艺，充分综合利用了烟气与设备的特点，以烟气自身的压力为动力，经文丘里导气通道壁碰撞，改变烟气的运动方向和速度，使烟气经收缩和扩散，进而凝结，达到除雾器能够捕集的要求，然后由除雾器捕集，实现了对烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物的高效深度处理，除尘效率能够达到50％～90％。
实施例2
如图3和图4所示，本发明的一种无源板式湿式除尘除雾装置，其基本设置及应用同实施例1，其中，所述导气板4为圆弧曲线型导气板10，圆弧曲线板10与隔板3构成文丘里导气通道，此种设置能够增加烟气与文丘里导气通道壁的碰撞次数和强度，加速改变烟气的运动方向和速度，增加烟气收缩和扩散的力度，从而加速凝结，进而更有效地促进烟气中的微小颗粒物凝聚。
实施例3
如图5和图6所示，本发明的一种无源板式湿式除尘除雾装置，其基本设置及应用同实施例1或者实施例2，不同的是：所述文丘里导气通道由多组文丘里管组成，每组所述文丘里管由多个隔板3和导气板4连接构成。
上述实施例中，相对实施例1或者实施例2减少了文丘里导气通道的空隙，增加了烟气混合相遇文丘里导气通道壁接触的机会，利于增加了文丘里导气通道壁对大液滴的捕捉能力。
上述实施例中，为增强对烟气中微小颗粒物的脱除效果，优选地，相邻的导气板4之间距离为0.5米，导气板4的高度为0.7米，雾化喷嘴2与隔板3之间的距离为0.3米，相邻隔板3之间的距离为0.2米，相邻导气板4之间的距离为0.05米；所述雾化喷嘴2为能够喷出30～40um粒径的雾化水的装置。
应用上述无源板式湿式除尘除雾装置进行除尘除雾处理时，基本方式同实施例1或者实施例2，以处理进入进烟通道1的50mg/Nm3烟气为例，经过雾化喷嘴2喷出的雾化水雾化后，在所述文丘里管中，烟气在收缩段7的平均流速为5m/s～10m/s，烟气在喉部8的流速为15m/s～50m/s，烟气在扩散段9的平均流速为2m/s～6m/s，经过文丘里导气通道作用后，再经除雾器5捕集，由出烟通道6排放的深度净化的烟气达到10mg/Nm3以下，除尘效率达到80％以上。
本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.无源板式湿式除尘除雾装置，包括两端设有进烟通道和出烟通道的壳体，在所述壳体内依次设有雾化喷嘴、文丘里导气通道和除雾器，其中，所述雾化喷嘴与所述进烟通道相邻接，所述除雾器与所述出烟通道相连接；所述除雾器为立式板式除雾器；所述雾化喷嘴为能够喷出雾滴粒径范围为20μm~60μm的雾化水的装置；所述文丘里导气通道由多组文丘里管组成，包括依次相连接的收缩段、喉部和扩散段，其中，所述收缩段与所述雾化喷嘴相邻，所述扩散段与所述除雾器相邻；其特征在于，所述文丘里导气通道有多组，每组所述文丘里导气通道由多个隔板和导气板构成，在所述多个导气板中，相邻导气板之间的距离与导气板的高度之比为1：8至40：1，相邻的所述导气板之间距离为0.2~1米；所述导气板的高度为0.5~8米；所述雾化喷嘴与隔板之间的距离为5cm~50cm；相邻所述隔板之间的距离为5cm~50cm。
2.根据权利要求1所述的无源板式湿式除尘除雾装置，其特征在于：所述文丘里导气通道的通道壁由耐酸不锈钢、加涂玻璃鳞片防腐层的碳钢、玻璃钢、PP和PVC中的一种构成。
3.一种应用权利要求1或2所述的无源板式湿式除尘除雾装置进行无源板式湿式除尘除雾的处理工艺，其特征在于，烟气自进烟通道进入无源板式湿式除尘除雾装置，在无源板式湿式除尘除雾装置中，烟气依次经与雾化喷嘴喷出的雾化水相接触、文丘里导气通道作用、除雾器处理后，经出烟通道排出。
4.根据权利要求3所述的无源板式湿式除尘除雾处理工艺，其特征在于：在所述文丘里导气通道中，经雾化后的烟气依次经收缩段、喉部和扩散段进行处理，而后在除雾器内被捕集；所述雾化喷嘴喷出的雾化水中雾滴粒径范围为20μm ~60μm。
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