CN104959014A - 除尘除雾设备、处理塔及用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种除尘除雾设备、处理塔及用途。本发明的除尘除雾设备包括导流筒,中轴,旋转叶片组,喷雾单元,截留环。所述旋转叶片组包括中心筒、叶片组和外筒,所述旋转叶片组位于所述导流筒的内部,所述中心筒穿套在所述中轴上;所述中心筒与所述外筒同轴设置;所述叶片组包含多个叶片,所述叶片的一端与所述中心筒固定连接,另一端与所述外筒固定连接;所述叶片均以倾斜方式设置,仰角为20~60°;所述喷雾单元包括除尘液喷嘴,所述除尘液喷嘴设置在所述中轴上,并位于所述旋转叶片组的上方,用于向所述导流筒的内部提供除尘液。采用本发明的除尘除雾设备,除尘、除雾效率显著提高,运行成本明显降低。

Description

除尘除雾设备、处理塔及用途
技术领域
本发明涉及一种除尘除雾设备、处理塔及用途,尤其是涉及一种用于除尘脱硫后含尘含雾烟气的除尘除雾设备、烟气处理塔及用途。
背景技术
中国是以煤为主的能源消耗大国,同时也是钢铁生产大国。在燃煤和冶炼过程中会产生大量粉尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物,如不处理粉尘会随烟气进入大气,严重影响大气能见度和空气质量,二氧化硫则更是危害重大。
目前,应用于燃煤电厂,烧结机的除尘技术最主要的是静电除尘和袋式除尘。静电除尘对大于10μm的颗粒物除尘效率非常高,但不论其效率多高,排放的颗粒物大部分都小于2.5μm。静电除尘器排放出的大部分为低于2.5μm,特别是0.2~2μm的细颗粒。
静电除尘和袋式除尘均不能使得除尘后烟气颗粒物含量达到排放限值,通常含量仍在100~200mg/m3
烟气在经过袋式除尘器或静电除尘器后,进入脱硫装置。目前烟气脱硫仍以湿法脱硫为主。湿法脱硫后的烟气中携带大量雾滴,通常需要在脱硫装置内安装除雾器。
对于湿法脱硫后存在的细微粉尘和雾滴,目前是采用脱硫装置内部设置的除雾器和脱硫装置后安装湿式静电除尘器来实现。
常用的除雾器有折流板式、旋流板式、丝网层式和旋风式等。湿法脱硫塔由于烟气中的含液量相对较高,液滴大小的范围宽泛,且具有一定的化学反应活性,因而对除雾器具有特殊的要求。本领域中,根据多年的运行经验,折流板式除雾器具有对中等以上尺寸的雾滴的捕获效率高、压降较低、易于清洗等优点,因而相对于其他类型的除雾器更适合应用于湿式脱硫系统中。然而,即使最佳的折流板式除雾器也仅能去除烟气中粒径大于15μm的较大雾滴,而大量细小雾滴无法除去,造成排放烟气雾滴含量较高,仍然容易造成“湿烟囱”现象。
目前对于除雾器的改进也多集中在对折流板式除雾器的安装方式(例如中国专利文献CN201420260278.8),叶片结构(例如中国专利文献CN201420405885.9)等方面的改进上。
对于湿法脱硫后仍然存在的细微粉尘,目前主要依靠在脱硫装置之后安装湿式静电除尘器。湿式电除尘器对酸雾,有毒重金属以及PM10,尤其是PM2.5的微细粉尘有良好的脱除效果,因此,湿式电除尘器应用于湿法脱硫后去除水滴和烟尘的效果非常明显。但湿式电除尘器置于脱硫塔后,会增加阻力,其采用闭式循环冲洗水,需不断补入原水,排出废水,增大了脱硫系统水平衡难度,湿式电除尘器单个产品的技术成本高,设备投资费用高于普通静电除尘器,且运行过程中除了除尘器本身耗电外,辅助的循环水泵等还会消耗部分电量,冲洗水中添加剂也增加一部分运行成本,因此其投入和运行成本都过于昂贵。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种除尘除雾设备,该设备适合安装于湿法烟气处理塔内,能够有效去除湿法脱硫、脱硝和/或脱汞后的烟气中夹带的细微粉尘和雾滴,从而替代现有的除雾器和湿式静电除尘器两种装置。
本发明的第二目的在于提供一种烟气处理塔,其能够有效去除湿法脱硫、脱硝和/或脱汞后的烟气残余的细微粉尘和雾滴。
本发明的第三目的在于提供所述除尘除雾设备的用途,以使得除尘除雾效果更佳。
本发明提供一种除尘除雾一体化设备,包括:
导流筒,所述导流筒为圆形筒;
中轴,所述中轴位于所述导流筒的内部,并通过轴毂与所述导流筒固定连接;
旋转叶片组,所述旋转叶片组包括中心筒、叶片组和外筒,所述旋转叶片组位于所述导流筒的内部,所述中心筒穿套在所述中轴上;所述中心筒与所述外筒同轴设置;所述叶片组包含多个叶片,所述叶片的一端与所述中心筒固定连接,另一端与所述外筒固定连接;所述叶片均以倾斜方式设置,仰角为20~60°;
喷雾单元,所述喷雾单元包括除尘液喷嘴,所述除尘液喷嘴设置在所述中轴上,并位于所述旋转叶片组的上方,用于向所述导流筒的内部提供除尘液;
截留环,所述截留环设置在所述导流筒的上部,用于使所述导流筒内形成具有稳定液体量的持液层。
根据本发明所述的除尘除雾设备,优选地,所述喷雾单元还包括输液管道,所述的输液管道设置在所述中轴的内部,用于向所述除尘液喷嘴提供除尘液。
根据本发明所述的除尘除雾设备,优选地,所述除尘液喷嘴的数量为2~6个,所述除尘液喷嘴与垂直方向的夹角为60~150尘。
根据本发明所述的除尘除雾设备,优选地,所述仰角为40~50°。
根据本发明所述的除尘除雾设备,优选地,所述旋转叶片组的外筒的外壁与所述导流筒的内壁之间存在间隙,所述间隙的宽度为1~10mm;所述中心筒的截面积为所述导流筒的截面积的5%~55%;所述截留环的厚度为所述导流筒的直径的1%~3%,所述截留环的高度为所述导流筒的高度的1%~5%。
根据本发明所述的除尘除雾设备,优选地,所述轴毂包括上层轴毂和下层轴毂;上层轴毂为空心结构,分别与所述中轴、所述导流筒粘结固定;下层轴毂为实心结构,所述下层轴毂与所述中轴粘结固定,与所述导流筒通过螺丝固定。
根据本发明所述的除尘除雾设备,优选地,所述的除尘除雾设备还包括密封式轴承,所述密封式轴承将所述旋转叶片组可自由转动地设置在中轴上。
根据本发明所述的除尘除雾设备,优选地,所述旋转叶片组为一层或多层;并且所述的旋转叶片组为一体成型结构。
本发明也提供一种烟气处理塔,包括喷淋吸收层和除尘除雾层,所述除尘除雾层包括多个相切排列的上述除尘除雾设备,并且所述除尘除雾层设备位于所述喷淋吸收层的上方。
根据本发明所述的烟气处理塔,优选地,所述除尘除雾层设置在所述喷淋吸收层的上方1~3米处;所述除尘除雾设备的导流筒的总截面积占所述烟气处理塔的截面积的80%以上。
本发明还提供上述除尘除雾设备的用途,所述除尘除雾设备应用于湿法烟气脱硫塔、湿法烟气脱硫脱硝塔或湿法烟气脱硫脱硝脱汞塔的除尘除雾过程。优选地,所述除尘除雾设备的旋转叶片组的转速为800~1000r/s。
将本发明的除尘除雾设备设置于烟气处理塔内喷淋吸收层(浆液喷嘴)的上方进行烟气除尘除雾时,由于采用本发明新颖的旋转叶片组布置方式,叶片能够在烟气的推动下高速旋转,将烟气中的粉尘和雾滴带入旋转叶片组的上方,被除尘液喷嘴喷出的除尘液充分润湿,从而使除尘、除雾效率显著提高。此外,本发明的除尘除雾设备完全可以代替现有的脱硫塔内的常规除雾器和设置于脱硫塔之后的湿式电除尘器,达到优良的除尘除雾效果,同时节约设备和运行成本。当采用本发明的一些优选的实施方式时,除尘除雾效果可显著地优于常规除雾器与湿式电除尘器相结合的除尘除雾效果。
附图说明
图1为实施例1中除尘除雾设备的结构示意图。
图2为实施例1中旋转叶片组的结构示意图。
图3为实施例1中湿式烟气脱硫塔的结构示意图。
附图标记说明如下:
1-导流筒,2-旋转叶片组,31-第一密封式轴承,31-第二密封式轴承,4-中轴,51-第一轴毂,52-第二轴毂,6-截留环,7-除尘液喷嘴,8-外筒,9-叶片组,10-中心筒,11-脱硫塔,12-喷淋吸收层,13-除尘除雾层。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式做进一步详细说明,但本发明的保护范围并不因此受到任何限制。
在本发明中,“同轴设置“表示中心筒与外筒的对称中心轴是相同的。
“仰角”表示视线在水平线以上时,在视线所在的垂直平面内,视线与水平连接线所成的角度;以叶片为例,从中心筒至外筒水平连接线方向看,在视线所在的垂直平面内,叶片与该水平连接线所成的角度。
<除尘除雾设备>
本发明的除尘除雾设备为一种旋转式除尘除雾设备。本发明的除尘除雾设备包括导流筒,中轴,旋转叶片组,喷雾单元和截留环。
在本发明中,所述的除尘除雾设备包括导流筒。所述导流筒为圆形筒,也可以称之为圆柱形筒。本发明中,所述导流筒材质可以采用不锈钢,有机玻璃,玻璃钢,聚丙烯塑料等材料,优选为不锈钢材质。本发明的导流筒优选为细长的圆筒结构,其直径和高度可根据烟尘、雾滴的含量及除尘除雾的要求进行调整。本发明的导流筒优选为内壁光滑平整的导流筒,这样有利于粉尘、雾滴在重力作用下顺利流下。
在本发明中,所述的除尘除雾设备包括中轴。所述中轴位于所述导流筒的内部,并通过轴毂与所述导流筒固定连接。优选地,本发明的中轴通过至少两个轴毂与所述导流筒固定在一起,从而保证中轴与导流筒牢固地固定连接。本发明的轴毂的一端与导流筒固定连接,另一端与中轴固定连接。本发明中,所述轴毂与所述导流筒、中轴可通过任何合适的固定方式,例如采用粘结方式,或者螺丝连接方式固定。本发明的轴毂可以为空心或者实心结构。
根据本发明一种优选的实施方式,所述轴毂包括上层轴毂和下层轴毂;上层轴毂为空心结构,分别与所述中轴、所述导流筒粘结固定;下层轴毂为实心结构,所述下层轴毂与所述中轴粘结固定,与所述导流筒通过螺丝固定。更优选地,本发明的中轴上设置有穿套其上的圆环,所述下层轴毂与所述中轴通过穿套在中轴上的圆环粘结固定。
在本发明中,所述的除尘除雾设备包括旋转叶片组。所述旋转叶片组包括中心筒、叶片组和外筒。本发明的旋转叶片组位于所述导流筒的内部,所述中心筒穿套在所述中轴上,从而保证旋转叶片组可以以中轴为旋转轴进行自由旋转。本发明的旋转叶片组中,所述中心筒与所述外筒同轴设置。
本发明的旋转叶片组设置于所述导流筒的下部,从而保证叶片组的旋转离心力不会将粉尘、雾滴甩出导流筒。根据本发明一种优选的实施方式,所述旋转叶片组位于所述导流筒高度1/16~1/2的位置,优选位于所述导流筒高度1/8-1/4的位置。在本发明中,所述旋转叶片组在导流筒内可设置一层或多层,层数可根据烟尘、雾滴的含量及除尘除雾的要求进行调整。在本发明中,所述的旋转叶片组优选为一体成型结构,这样可以改善叶片使用寿命,并提高除尘除雾效率。
在本发明的旋转叶片组中,所述叶片组包含多个叶片,所述叶片的一端与所述中心筒固定连接,另一端与所述外筒固定连接;所述叶片均以倾斜方式设置,仰角为20~60°,优选为40~50°,更优选为42~46°。也就是说,从中心筒向外筒的方向看,本发明的叶片向上倾斜一定角度,这样可以保证叶片在向上烟气的推动下转动。
在本发明的旋转叶片组中,所述叶片组的叶片沿中心筒圆周均布排列。叶片数目并没有特别限制。作为优选,叶片数目为6~36片,优选为10~20片,更优选为15~18片。本发明的叶片类型没有特别限制。本发明的叶片材质可以采用不锈钢,有机玻璃,玻璃钢,聚丙烯塑料等材料,优选为不锈钢、聚丙烯塑料或玻璃钢。
在本发明的旋转叶片组中,所述中心筒可以是由上下盖板连接的空心筒,也可以是实心筒。本发明的中心筒、外筒可以采用不锈钢,有机玻璃,玻璃钢,聚丙烯塑料等材料,优选为不锈钢。根据本发明一种优选的实施方式,所述的中心筒的截面面积为导流筒截面积的5%~55%,优选为6%~30%,更优选为10%~20%。
在本发明中,所述旋转叶片组的外筒外壁与所述导流筒内壁之间存在间隙,以确保所述外筒外壁与所述导流筒的内壁之间无摩擦,使旋转叶片组平稳转动。优选地,所述旋转叶片组的外筒与所述导流筒之间的间隙范围在1~10mm,优选为1~3mm。
根据本发明的一种实施方式,所述的除尘除雾设备还包括密封式轴承。所述密封式轴承将所述旋转叶片组可自由转动地设置在中轴上。根据本发明一种优选的实施方式,所述中心筒通过上下两个密封式轴承固定在所述中轴上。密封式轴承也可以称之为密封式转承,可以采用本领域已知的那些。采用密封式轴承,可以保证烟气不能从中心筒与中轴之间的缝隙溢出,提高除尘除雾效率。
本发明中,所述喷雾单元包括除尘液喷嘴,所述除尘液喷嘴设置在所述中轴上,并位于所述旋转叶片组的上方,用于向所述导流筒的内部提供除尘液。根据实际需要,可以设置一层或多层除尘液喷嘴,喷嘴的具体位置、数量和角度可根据实际除尘除雾需要而设置。本发明的喷雾单元中,优选地,所述除尘液喷嘴的数量为至少2个,更优选为2~6个。所述除尘液喷嘴与垂直方向的夹角为60~150°,优选为90~120°。根据本发明的一种实施方式,所述除尘液喷嘴的数量为4个,与垂直方向的夹角为120°。根据本发明的优选实施方式,所述喷嘴位于所述中轴高度的约1/2处。根据本发明的一种实施方式,所述喷雾单元还包括输液管道,所述的输液管道设置在所述中轴的内部,用于向除尘液喷嘴提供除尘液。
本发明的除尘液并没有特别限制,可以使用本领域已知的那些。但是,为了进一步提高除尘除雾效果,可以使用如下除尘液,它们对烟气中粒径小于10μm的颗粒物,特别是粒径小于2.5μm的细微颗粒物的脱除效果更好。在本发明中,所述除尘液由除尘组合物和水混合制成。在本发明优选的除尘液中,含有约0.01wt%~0.03wt%的除尘组合物。本发明优选的除尘组合物包括以下组分:磺酸盐型表面活性剂;羧酸盐型表面活性剂;硫酸酯盐型表面活性剂;非离子型抗静电剂;和阴离子聚丙烯酰胺。作为优选,所述除尘组合物由以下组分组成:磺酸盐型表面活性剂;羧酸盐型表面活性剂;硫酸酯盐型表面活性剂;非离子型抗静电剂;和阴离子聚丙烯酰胺。
本发明优选的除尘组合物,以100重量份除尘组合物计,优选地,可以包括以下重量份的组分:磺酸盐型表面活性剂30~70重量份;羧酸盐型表面活性剂3~25重量份;硫酸酯盐型表面活性剂3~20重量份;非离子型抗静电剂3~18重量份;阴离子聚丙烯酰胺10~30重量份。所述除尘组合物中,磺酸盐型表面活性剂用量优选为35~65重量份,更优选为40~60重量份。所述除尘组合物中,羧酸盐型表面活性剂用量优选为5~23重量份,更优选为6~20重量份。所述除尘组合物中,硫酸酯盐型表面活性剂用量优选为3.1~18重量份,更优选为3.3~15重量份。所述除尘组合物中,非离子型抗静电剂用量优选为5~16重量份,更优选为8~15重量份。所述除尘组合物中,阴离子聚丙烯酰胺用量优选为12~28重量份,更优选为13~25重量份。
在本发明优选的除尘组合物中,所述的磺酸盐型表面活性剂选自以下物质中的一种或多种:烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、α-磺基单羧酸盐、脂肪酸的磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、木质素磺酸盐、烷基甘油醚磺酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐。上述表面活性剂中的“烷基”是本领域所已知的那些。例如,上述物质中的“烷基”的碳原子数可以为C9~C25,优选为C12~C20,更优选为C13~C17。更优选地,所述磺酸盐型表面活性剂选自以下物质中的一种或多种:烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、琥珀酸酯磺酸盐。更优选地,所述磺酸盐型表面活性剂选自烷基磺酸盐和/或烷基苯磺酸盐。烷基磺酸盐的实例包括但不限于十二烷基磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十八烷基磺酸钠。烷基苯磺酸盐的实例包括但不限于十二烷基苯磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠。所述磺酸盐型表面活性剂优选为十六烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
在本发明优选的除尘组合物中,所述的羧酸盐型表面活性剂包括氨基酸型表面活性剂或脂肪酸盐。所述脂肪酸盐包括脂肪酸金属盐或脂肪酸铵盐。脂肪酸的脂肪链是本领域所已知的那些。例如,上述脂肪酸中的“脂肪链”的碳原子数可以为C9~C25,优选为C12~C20,更优选为C13~C17。所述脂肪酸盐实例包括但不限于月桂酸钠、十四烷酸钠、十六烷酸钠、硬脂酸钠。
本发明所述的氨基酸型表面活性剂可以选自以下物质中的一种或多种:脂肪酰基天冬氨酸钠、脂肪酰基-N-β-羟乙基-甘氨酸钠、N-脂肪酰基肌氨酸钠、N-脂肪酰基多肽。上述氨基酸型表面活性剂的“脂肪酰基”是本领域所已知的那些,包括饱和脂肪酰基(例如烷酰基)、不饱和脂肪酰基(例如烯酰基)。例如,上述氨基酸型表面活性剂的“脂肪酰基”的碳原子数可以为C10~C26,优选为C13~C21,更优选为C14~C19。优选地,本发明所述的氨基酸型表面活性剂可以选自烷酰基天冬氨酸钠、N-脂肪酰基多肽,更优选为N-脂肪酰基多肽。N-脂肪酰基肌氨酸钠的实例包括梅迪兰(Medialan);N-脂肪酰基多肽包括雷米邦(Lamepon)。N-脂肪酰基多肽的结构式为RCONHR’(CONHR’)xCOOM,式中R表示C9~C25脂肪基,优选为C12~C20脂肪基,更优选为C13~C17脂肪基;R’为决定氨基种类的取代基,例如H、甲基等;M为金属离子,例如Na。N-脂肪酰基多肽的实例包括雷米邦A,又称为油酰基氨基酸钠或油酰基多缩氨基酸钠。
在本发明优选的除尘组合物中,所述的硫酸酯盐型表面活性剂可以选自以下物质中的一种或多种:饱和脂肪醇硫酸酯盐、不饱和脂肪醇硫酸酯、仲烷基硫酸酯盐。饱和脂肪醇含有饱和脂肪链(例如烷基),不饱和脂肪醇是含有双键等不饱和基团的脂肪链(例如烯基)。上述饱和脂肪醇硫酸酯盐的脂肪链、不饱和脂肪醇硫酸酯的脂肪链以及仲烷基硫酸酯盐的仲烷基是本领域所已知的那些,例如,上述“脂肪链”和“仲烷基”的碳原子数可以为C9~C25,优选为C12~C20,更优选为C13~C17。所述饱和脂肪醇硫酸酯盐的实例包括但不限于月桂醇硫酸酯钠、十四烷醇硫酸钠、十六烷醇硫酸钠、硬脂醇硫酸酯钠。所述不饱和脂肪醇硫酸酯盐的实例包括但不限于十二碳烯醇硫酸酯钠、十四碳烯醇硫酸钠、十六碳烯醇硫酸钠、油醇硫酸酯钠。所述仲烷基硫酸酯盐是α-烯烃硫酸化产物,例如梯波(Teepol)。优选地,所述的硫酸酯盐型表面活性剂选自饱和脂肪醇硫酸酯盐、不饱和脂肪醇硫酸酯;更优选为饱和脂肪醇硫酸酯盐。
在本发明优选的除尘组合物中,所述磺酸盐型表面活性剂、羧酸盐型表面活性剂、硫酸酯盐型表面活性剂等阴离子表面活性剂协同作用,通过吸附悬浮的固体粒子,使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物,加速悬浮液中粒子的沉降,从而在脱硫设备内吸附PM10、PM2.5等细微颗粒物。上述阴离子表面活性剂还能够同时吸附颗粒物中夹带的多环芳烃,二噁英等有机物。
在本发明优选的除尘组合物中,所述的非离子型抗静电剂可以选自脂肪酸的环氧乙烷加合物、脂肪醇的环氧乙烷加合物、烷基酚的环氧乙烷加合物、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脂肪酰胺、乙醇胺-缩水甘油醚。其中,脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺、脂肪酰胺中的脂肪链的碳原子数可以为C9~C25,优选为C12~C20,更优选为C13~C17;烷基酚的烷基链的碳原子数可以为C9~C25,优选为C12~C20,更优选为C13~C17。上述环氧乙烷加合物或乙氧基化物的氧乙烯重复单元的数量可以为1~8,优选为2~6,更优选为3~5。优选地,所述的非离子型抗静电剂选自脂肪酸的环氧乙烷加合物(脂肪酸酯聚氧化乙烯醚)、脂肪醇的环氧乙烷加合物(脂肪醇聚氧化乙烯醚)、烷基酚的环氧乙烷加合物(烷基酚聚氧化乙烯醚)、乙氧基化脂肪胺(脂肪胺聚氧化乙烯醚)、乙氧基化脂肪酰胺(脂肪酰胺聚氧化乙烯醚);更优选为乙氧基化脂肪胺。上述乙氧基化脂肪胺的氧乙烯重复单元的数量可以为1~5,优选为1~3。优选地,所述的乙氧基化脂肪胺选自乙氧基化脂肪烷基伯胺、乙氧基化脂肪烷基仲胺、乙氧基化N-脂肪烷基-1,3-丙撑二胺。上述脂肪烷基的碳原子数可以为C9~C25,优选为C12~C20,更优选为C13~C17。所述的乙氧基化脂肪胺的实例包括但不限于聚氧乙烯十二烷基胺、聚氧乙烯十四烷基胺、聚氧乙烯十六烷基胺、聚氧乙烯十八烷基胺、聚氧乙烯牛脂基胺、聚氧乙烯氢化牛脂基胺、聚氧乙烯椰油烷基胺、聚氧乙烯油基胺、聚氧乙烯大豆油基胺、聚氧乙烯N-牛脂基-1,3-丙撑二胺。所述聚氧乙烯氢化牛脂基胺包括但不限于聚氧乙烯(2)氢化牛脂基胺、聚氧乙烯(5)氢化牛脂基胺、聚氧乙烯(10)氢化牛脂基胺、聚氧乙烯(15)氢化牛脂基胺、聚氧乙烯(50)氢化牛脂基胺。
在本发明优选的除尘组合物中加入非离子型抗静电剂,用于中和烟气中的微小颗粒物所带电荷,有利于颗粒物的进一步聚集、增大,从而有效脱除这些微小颗粒物。
在本发明优选的除尘组合物中,所述的阴离子聚丙烯酰胺可以为丙烯酸钠与丙烯酰胺的共聚物,生产企业包括大庆油田化学助剂厂、天津大学化工实验厂。所述的阴离子聚丙烯酰胺的实例如APAA8701。所述除尘组合物加入阴离子聚丙烯酰胺可以提高浆液粘稠性,提高除尘效果。
在本发明优选的除尘组合物中,还可以包括其他阴离子型表面活性剂,只要不影响除尘效果即可。其他阴离子型表面活性剂包括但不限于烷基磷酸单酯盐、烷基磷酸双酯盐等。
在本发明中,所述的除尘除雾设备还包括截留环。所述截留环设置在所述导流筒的上部,用于使所述导流筒内形成具有稳定液体量的持液层。本发明的截留环为具有一定厚度和高度的环状部件,固定在所述导流筒的上部,优选固定在所述导流筒的上端,截留环外壁紧贴导流筒内壁而固定,截留环的厚度和高度根据最大持液量而定。优选地,所述截留环的厚度为导流筒直径的1%~3%,更优选为1.5%;所述截留环的高度为导流筒高度的1%~5%,更优选为2%~4%。采用这样的截留环布置,形成的持液层能够使烟气中的气体逸出,同时有效防止粉尘、雾滴向上排出导流筒,从而保证除尘除雾效果。
<烟气处理塔>
本发明所述的烟气处理塔可以包括烟气脱硫塔、烟气脱硫脱硝塔或烟气脱硫脱硝脱汞塔等。在本发明中,这些塔仅仅是功能不同,可以相互替代使用。作为优选,本发明所述的烟气处理塔可以包括湿法烟气脱硫塔、湿法烟气脱硫脱硝塔或湿法烟气脱硫脱硝脱汞塔等。在本发明中,这些塔仅仅是功能不同,可以相互替代使用。作为更优选,本发明所述的烟气处理塔可以包括氧化镁湿法烟气脱硫塔、氧化镁湿法烟气脱硫脱硝塔或氧化镁湿法烟气脱硫脱硝脱汞塔等。
本发明所述的烟气处理塔包括喷淋吸收层和除尘除雾设备。本发明的喷淋吸收层用于采用浆液脱除烟气中的二氧化硫、氮氧化物和/或单质汞,并脱除其中的大部分粉尘。本发明的喷淋吸收层以及浆液可以使用本领域已知的那些,这里不再赘述。
在本发明中,所述烟气处理塔内部设置有多个相切排列的上述除尘除雾设备,并且所述除尘除雾设备设置在所述喷淋吸收层的上方。优选地,所述除尘除雾设备设置在所述喷淋吸收层的上方1~3米处,更优选为2~2.5米处。本发明的除尘除雾设备的数量可根据除尘除雾的效果要求进行调整。根据本发明的一个优选实施方式,这些除尘除雾设备的导流筒的总截面积占所述烟气处理塔的截面积的80%以上,优选为85%以上,更优选为90%以上,从而避免待除尘除雾烟气直接从烟气处理塔内壁与所述除尘除雾设备的导流筒的外壁之间的缝隙排出。通过降低导流筒的直径可以增加上述比例。
<除尘除雾设备的用途>
本发明还提供上述除尘除雾设备的用途,所述除尘除雾设备应用于湿法烟气脱硫塔、湿法烟气脱硫脱硝塔或湿法烟气脱硫脱硝脱汞塔等的除尘除雾过程,所述除尘除雾设备的旋转叶片组的转速为800~1000r/s,优选为850~950r/s,这样可以提高除尘除雾效果。
将本发明的除尘除雾设备设置在上述塔内的喷淋吸收层(即浆液喷嘴)的上部,由于采用本发明新颖的旋转叶片组布置方式,叶片能够在由下向上流动的烟气的带动下自然旋转并达到较高的转速,旋转产生的拨力在叶片组下形成负压区,从而加速烟气流动,减小烟气阻力。在旋转叶片组高速转动产生的离心力作用下,进一步在除尘液喷嘴喷雾的作用下,烟气中的雾滴和细微颗粒相互碰撞凝聚成较大的颗粒,然后进一步被甩到光滑的导流筒内壁并沿内壁沉降下来。本发明的旋转叶片组高速转动时,可使烟气中的粉尘和雾滴与叶片接触面积增加100%,除尘、除雾效率提高50%以上。
经过本发明的除尘除雾设备处理后的烟气,烟气中粉尘含量几乎为零,雾滴含量不高于20mg/Nm3
本发明的除尘除雾设备的除雾效果比常规折流平板式除雾器效果高出150%,减少烟气带水,因而可节约工艺水,达到节约水资源的目的,且其阻力比折流平板式或者屋脊式除雾器的阻力更小,压降更下。
本发明的除尘除雾设备的成本较低,仅为湿式电除尘器的约50%。在烟气处理塔(例如脱硫塔)运行过程中,某些装置损耗、结垢后,可随时取出并更换为新的装置,损耗的装置可及时修复,结垢的装置可及时清洗,不影响脱硫塔的正常使用,设备维护成本低。此外,本发明的除尘除雾设备的旋转叶片组的转动靠烟气流动,从而没有任何电耗或其他能耗,运行成本低。
以下通过实施例对本发明进行具体说明。
实施例1
图1为本发明的除尘除雾设备示意图,图2为旋转叶片组结构示意图。本发明的除尘除雾设备包括圆筒形的导流筒1,导流筒1内的对称中心轴线上设有中轴4,所述中轴4通过第一轴毂51和第二轴毂52与导流筒1固定在一起,其中第一轴毂51为空心结构,分别与中轴4和导流筒1粘结固定,第二轴毂52为实心结构,与中轴4粘结固定,与导流筒1通过螺丝固定。
导流筒1下部设有一层旋转叶片组2。该旋转叶片组2包括外筒8、叶片组9和中心筒10。外筒8与中心筒10通过叶片组9固定连接,中心筒10穿套在中轴4上,并通过第一密封式轴承31和第二密封式轴承32固定在中轴4上。外筒8的外壁与导流筒1的内壁之间的间隙为4mm。中心筒10的截面积占导流筒的截面积的10%。所述叶片组9包括18个叶片,且所有叶片的仰角均为42°(即相对于中心筒与外筒的水平连接线,叶片向上倾斜角度为42°)。导流筒1的中部设有除尘液喷嘴7,除尘液通过设置于中轴4内部的输液管道(图中未示出)和所述除尘液喷嘴7输送至导流筒1内部。除尘液喷嘴的数量为4个,与垂直方向的夹角为120°。导流筒1的上端设有截留环6,截留环6的厚度为导流筒1的直径的1.5%,截留环6的高度为导流筒1的高度的3%。
图3为湿式烟气脱硫塔结构示意图。烟气脱硫塔11包括喷淋吸收层12以及除尘除雾层13。除尘除雾层13以相切的形式布置有多个上述除尘除雾设备,全部导流筒的总截面积占脱硫塔的截面积为85%,即全部除尘除雾设备的导流筒截面积覆盖脱硫塔截面积的85%。除尘除雾层13的直径为600mm,高度为1000mm,设置在喷淋吸收层上方2m处。
实施例2
改变所有叶片的仰角均为45°,其他条件与实施例1相同。
应用例1
将实施例1的除尘除雾设备应用于150万吨球团项目(湿式烟气脱硫脱硝除尘)。除尘液配方如表1所示,项目运行参数如表2所示,技术指标如表3所示。
表1 除尘液配方表
序号 名称 数量(kg) 含量(%)
1 烷基苯磺酸钠 90 60.0
2 雷米邦A 20 13.3
3 脂肪醇硫酸酯盐 8 5.3
4 乙氧基化脂肪族烷基胺 12 8
5 阴离子聚丙烯酰胺 20 13.4
表2 150万吨球团项目运行参数表
序号 参数 单位 数值
1 烟气量(工况) m3/h 780000
2 入口二氧化硫浓度 mg/Nm3 1600
3 出口二氧化硫浓度 mg/Nm3 60
4 入口氮氧化物浓度 mg/Nm3 650
5 出口氮氧化物浓度 mg/Nm3 65
6 入口粉尘 mg/Nm3 115
7 出口粉尘 mg/Nm3 0
8 出口雾滴含量 mg/Nm3 20
9 烟气温度 110-160
10 运行成本 元/吨球团矿 4.4
表3 150万吨球团项目运行技术指标
序号 项目 单位 平均值 设计值
1 脱硫效率 98.2 97.3
2 脱硝效率 75.6 60
3 除尘效率 100 99
4 耗电量 kW˙h 420 ≤620
5 耗水量 t/h 26 30
6 脱硫脱硝剂 t/h 0.95 1.2
7 系统阻力 Pa 600 ≤800
注:脱硫脱硝剂为将氧化镁加入水中(氧化镁重量:水重量=3:17)制成的含有氧化镁和氢氧化镁的浆液。
该项目的烟气量为78万m3/h,入口烟气粉尘含量为115mg/Nm3,经该除尘除雾设备后,在两小时内,通过专用雾化喷嘴向脱硫塔内雾化50kg除尘液,入口烟气粉尘含量为115mg/Nm3,喷入除尘液3分钟后,出口烟气粉尘含量降至0mg/Nm3,在喷雾的过程中,出口烟气排放粉尘含量基本为零,平均除尘效率达到100%,高于设计值,排放含量远远低于排放限值。出口雾滴含量低于20mg/Nm3,完全可以达到近零排放。
上述实施例仅是本发明的一种实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (10)

1.一种除尘除雾设备,其特征在于,所述的设备包括:
导流筒,所述导流筒为圆形筒;
中轴,所述中轴位于所述导流筒的内部,并通过轴毂与所述导流筒固定连接;
旋转叶片组,所述旋转叶片组包括中心筒、叶片组和外筒,所述旋转叶片组位于所述导流筒的内部,所述中心筒穿套在所述中轴上;所述中心筒与所述外筒同轴设置;所述叶片组包含多个叶片,所述叶片的一端与所述中心筒固定连接,另一端与所述外筒固定连接;所述叶片均以倾斜方式设置,仰角为20~60°;
喷雾单元,所述喷雾单元包括除尘液喷嘴,所述除尘液喷嘴设置在所述中轴上,并位于所述旋转叶片组的上方,用于向所述导流筒的内部提供除尘液;
截留环,所述截留环设置在所述导流筒的上部,用于使所述导流筒内形成具有稳定液体量的持液层。
2.根据权利要求1所述的除尘除雾设备,其特征在于,所述喷雾单元还包括输液管道,所述的输液管道设置在所述中轴的内部,用于向所述除尘液喷嘴提供除尘液。
3.根据权利要求1所述的除尘除雾设备,其特征在于,所述除尘液喷嘴的数量为2~6个,所述除尘液喷嘴与垂直方向的夹角为60~150°。
4.根据权利要求1所述的除尘除雾设备,其特征在于,所述旋转叶片组的外筒的外壁与所述导流筒的内壁之间存在间隙,所述间隙的宽度为1~10mm;所述中心筒的截面积为所述导流筒的截面积的5%~55%;所述截留环的厚度为所述导流筒的直径的1%~3%,所述截留环的高度为所述导流筒的高度的1%~5%。
5.根据权利要求1所述的除尘除雾设备,其特征在于,所述轴毂包括上层轴毂和下层轴毂;上层轴毂为空心结构,分别与所述中轴、所述导流筒粘结固定;下层轴毂为实心结构,所述下层轴毂与所述中轴粘结固定,与所述导流筒通过螺丝固定。
6.根据权利要求1所述的除尘除雾设备,其特征在于,所述的除尘除雾设备还包括密封式轴承,所述密封式轴承将所述旋转叶片组可自由转动地设置在所述中轴上。
7.一种烟气处理塔,包括喷淋吸收层和除尘除雾层,其特征在于,所述除尘除雾层包括多个相切排列的上述除尘除雾设备,并且所述除尘除雾层设备位于所述喷淋吸收层的上方。
8.根据权利要求7所述的烟气处理塔,其特征在于,所述除尘除雾设备设置在所述喷淋吸收层的上方1~3米处;所述除尘除雾设备的导流筒的总截面积占所述烟气处理塔的截面积的80%以上。
9.根据权利要求1-6任一项所述的除尘除雾设备的用途,其特征在于,所述除尘除雾设备应用于湿法烟气脱硫塔、湿法烟气脱硫脱硝塔或湿法烟气脱硫脱硝脱汞塔的除尘除雾过程。
10.根据权利要求9的用途,其特征在于,所述除尘除雾设备的旋转叶片组的转速为800~1000r/s。
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