CN105169872A

CN105169872A - 一种冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化的装置及方法

Info

Publication number: CN105169872A
Application number: CN201510650206.3A
Authority: CN
Inventors: 杨林军; 雒飞; 吴昊; 袁竹林
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明公开了一种冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化装置及方法，具体是在管式湿式电除尘器下方设置冲击凝聚湿式除尘装置与气流均布装置，整个装置由双向进气管道、冲击室、高效除雾器、气流均布板、湿式电除尘装置、碱液池、沉淀液池、混合液池等组成。湿法脱硫之后的烟气在湿式电除尘装置下方冲击室内冲击液面并激起大量水雾，同时，两股烟气携带水雾在液面上方充分碰撞、混合，促进烟气中亚微米级细颗粒物的凝并长大，实现烟气的预清洗。本发明采用冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合的形式，解决了传统湿式电除尘器对亚微米级细颗粒物脱除效率较低的难题，实现了湿法脱硫后烟气深度净化。

Description

一种冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化的装置及方法

一.技术领域

本发明涉及一种湿法脱硫后烟气高效湿式复合除尘的装置及方法，属于大气污染控制技术领域。

二.背景技术

目前，燃煤电厂是大气PM_2.5主要来源，同时燃煤电厂还会排放出PM₁₀、酸雾、重金属、脱硫浆液滴等多种污染物，不仅增大电厂运行成本，还会对人类与自然环境造成严重的危害。为应对日益严重的大气污染现状，2011年出台的《火电厂大气污染物排放标准》设定了火电厂烟尘30mg/m³的排放限值；2014年国内火电企业提出了“超低排放”。

对于烟尘颗粒物的脱除设备，主要以常规电除尘器、袋式除尘器、电袋复合式除尘器为主。其中电除尘器具有除尘效率高、应用范围广、使用寿命长、维修成本低的优点，是最常见的燃煤电厂除尘设备。但其对低温高湿烟气条件适应性不好，对粒径小于2.5μm的细颗粒物脱除效率较低，也不能有效脱除烟气中SO₃。多数电厂会在其下游布置湿法脱硫装置与湿式电除尘装置。湿法脱硫装置能去除大多数烟气中的硫，同时去除部分烟气细颗粒物，下游的湿式电除尘装置能去除大部分细颗粒物、SO₃酸雾、脱硫浆液滴及部分重金属污染物，实现了多种污染物协同脱除。然而，常规湿式电除尘装置对于0.1μm～1μm的亚微米级细颗粒物脱除效率并不高，分析其原因，主要是因为此粒径区域细颗粒既不能有效场荷电，也不能有效扩散荷电，综合荷电能力较差，只能靠热泳力向阳极板迁移，故而脱除效率不高。

三、发明内容

发明目的：本发明的目的在于克服目前湿电技术不能有效脱除亚微米细颗粒物的不足，提供一种冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化的装置及方法，该装置结构紧凑，能有效提高0.1μm～1μm的亚微米级细颗粒物的脱除效率，同时能有效促进湿法脱硫后多种污染物协同脱除。

技术方案：一种冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化的装置，包括冲击凝聚湿式除尘器和湿电复合烟气净化装置，冲击凝聚湿式除尘器下部废液出口通过水泵与沉淀池、混合液池经水泵与冲击凝聚湿式除尘器清洗喷嘴连接，所述的碱液池也与混合液池相连接；所述的冲击凝聚湿式除尘器自下向上依次设置在壳体中的双向进气管道、冲击室、高效除雾器、气流均布板、上下固定框架、阴极线、集尘管、清洗喷嘴和烟气出口，其中，所述的双向进气管道在冲击室外由水平变为向下倾斜，倾斜角度在30°～60°伸入冲击室内，集尘管下端与下框架密封连接并接地，阴极固定上框架外接绝缘子与高频电源。

所述的冲击室为圆柱形，材质为碳钢，直径为10m～25m，高度为5m～20m，冲击室下方淹没在冲击凝聚湿式除尘器底部的液池中，冲击室下方通过开口与外部液池连通。

所述双向进气管道出口中心相距5m～10m，下端距离液面2m～5m。

所述气流均布板设置于冲击室上方3m～5m处。

所述的阴极线为一个或多个，采用芒刺线。

所述的集尘管为一个或多个的圆形或正多边形的不锈钢或导电玻璃钢管。

一种基于所述的冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化装置的烟气净化方法，包含如下步骤：湿法脱硫之后的烟气通过双向进气管道进入冲击凝聚湿式除尘器下方的冲击室内冲击液面并激起大量水雾，同时，两股烟气携带水雾在液面上方充分碰撞、混合，烟气中亚微米级细颗粒物发生凝聚并长大，之后烟气经过气流均布板进入上方的湿式电除尘区，细颗粒物进一步与液滴碰撞长大并荷电，在电场力、热泳力的共同作用下移向集尘管壁并由集尘管内壁上均匀的水膜冲洗去除，最后由出口经由烟囱排放。

冲击凝聚湿式除尘器下部液池中液体通过水泵泵入沉淀液池，沉淀池下部浊液作为废液排放，沉淀液池上部清液通过处理作为湿电清洗液和补充水以及碱液池的碱液一起进入混合液池，在混合液池内充分混合后再由水泵输入到冲击凝聚湿式除尘器的清洗喷嘴喷出。

湿法脱硫之后进入该装置的烟气流速为8～12m/s，烟气量为5×10⁴～3×10⁵m³/h，烟气含尘浓度为15～50mg/Nm³。

有益效果：

(1)本发明将冲击凝聚湿式除尘器、湿式电除尘器、废水循环利用装置结合起来，结构紧凑，大大缩减占地面积。冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化装置采用立式布置，烟气自下而上流动，喷淋水从上向下喷淋，最大限度节省了空间。

(2)将湿法脱硫之后的烟气在通入湿式电除尘器之前进行预处理，在冲击室中可以脱除部分SO₃酸雾、脱硫浆液滴、细颗粒物，有效减少了进入电除尘区的雾滴与尘粒，大大降低了湿式电除尘器的运行压力，有助于实现更低的出口浓度，提高了装置的整体污染物脱除效率。

(3)通过冲击室内液面上方大量烟气中携带的细颗粒物与激起的水雾在冲击室中互相碰撞、并聚，可以实现0.1μm～1μm的亚微米级细颗粒有效长大到微米级，大大增加了其脱除概率，之后的高效除雾器可以除去部分变大的烟尘颗粒，并且颗粒变大之后碰撞截面变大，荷电能力增强，容易携带更多的电荷，在更大的电场力的驱动下，也可以提高湿式电除尘器的脱除效率。

(4)本发明可以进一步提高废液的利用率，沉淀液池上层清液可以与碱液和补充水混合之后作为装置喷淋水，实现了部分喷淋水重复循环使用，大大降低了装置的水耗，同时减少了水处理的量。

四、附图说明

图1是本发明复合烟气净化装置结构示意图

图中：1-进气管道；2-进气管道；3-冲击室；4-高效除雾器；5-气流均布板；6-阴极线；7-集尘管；8-清洗喷嘴；9-高频电源；10-碱液池；11-控制阀；12-沉淀液池；13-混合液池；14-水泵；15-水泵

五、具体实施方式

下面结合附图1，对本发明作详细说明：

本发明冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化的装置包括自下向上依次设置在壳体中的双向进气管道1和2、冲击室3、高效除雾器4、气流均布板5、阴极线6、数个圆形或多边形的集尘管7、数个清洗喷嘴8，壳体外的高频电源9、碱液池10、控制阀11、沉淀液池12、混合液池13、水泵14和15。其中，数个集尘管7下端与下花板密封连接并接地，阴极线6固定上框架并外接绝缘子与高频电源9。

经过湿法脱硫装置出来的烟气，以约10m/s的流速分为两股由双向进气管道1和2斜向下30°～60°导入冲击室3，两股烟气冲击下方液面并激起大量水雾。同时，两股烟气携带水雾在液面上方经历降温与碰撞混合，部分烟尘亚微米级细颗粒在这过程中与水雾滴结合并在相互碰撞过程中变大，由冲击室上方的高效除雾器4脱除变大的颗粒物与雾滴。烟气继续向上通过气流均布板5并进入湿式电除尘区。

湿式电除尘阴极线6采用芒刺线，集尘管7采用不锈钢或导电玻璃钢，集尘管7外形为圆形或正多边形，单级布置并在下端与下花板连接并接地。数个清洗喷嘴8位于阴极线6上方，均匀布置，可以连续冲洗也可以间断冲洗，数个清洗喷嘴8通过水管与壳体外水泵15连接。细颗粒物在集尘管内充分荷电并在电场力的作用下移动到集尘管7内壁上，并由内壁上均匀的水膜冲洗去除，最后由出口去到烟囱，可实现烟气超低排放。

壳体下部液池废液由水泵14输送到沉淀液池12，沉淀液池12下部废液排出再处理，上部清液流入混合液池13，同时碱液池10通过控制阀11将碱液输送到混合液池13，补充水也输送到混合液池13，再由水泵15将混合液输送到清洗喷嘴8喷出。

采用本装置包含的工艺与方法进行湿法脱硫后烟气深度进化，烟囱出口PM_2.5与酸雾排放浓度均能低于5mg/m³。

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明不只限于此实施例。

实施例

由煤粉炉燃烧无烟煤产生的烟气，依次经过SCR脱硝装置、干式电除尘器、低温省煤器、石灰石/石膏法脱硫塔、冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合装置、烟囱。复合转置高约30m，直径约16m；双向进气管道在冲击室外由水平变为倾斜向下45°伸入冲击室，冲击室由圆柱形碳钢制成，高12m，直径为10m，双向进气管道出口中心相距6m，下端距离液面2m。上方湿电部分为管式湿电，阴极线采用芒刺线。在石灰石/石膏法脱硫塔出口和烟囱入口进行烟气参数测试。采用WJ-60B型皮托管平行全自动烟尘采样仪测试，脱硫塔出口粉尘浓度为31mg/m³，酸雾浓度为25mg/m³，烟气流速为11m/s；烟囱入口粉尘浓度为6.1mg/m³，酸雾浓度为4.5mg/m³；采用维萨拉-HMT337型温湿度变送器测定，脱硫塔出口湿度为95％，温度为62℃；采用电称低压冲击器ELPI在线测试，脱硫塔出口PM1为23mg/m³，烟囱入口PM1为4.8mg/m³。

对比例

将冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合装置替换为常规管式湿式电除尘器，其他同实施例，仅需测试烟囱入口烟气参数。测得烟囱入口粉尘浓度为8.6mg/m³，酸雾浓度为5.3mg/m³，PM1浓度为7.5mg/m³。

最后说明的是，本发明并不限于实施例。本领域技术人员对本发明可以做适当变形，这些变形均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化的装置，其特征在于，包括冲击凝聚湿式除尘器和湿电复合烟气净化装置，冲击凝聚湿式除尘器下部废液出口通过水泵与沉淀池、混合液池经水泵与冲击凝聚湿式除尘器清洗喷嘴连接，所述的碱液池也与混合液池相连接；所述的冲击凝聚湿式除尘器自下向上依次设置在壳体中的双向进气管道、冲击室、高效除雾器、气流均布板、上下固定框架、阴极线、集尘管、清洗喷嘴和烟气出口，其中，所述的双向进气管道在冲击室外由水平变为向下倾斜，倾斜角度在30^o～60^o伸入冲击室内，集尘管下端与下框架密封连接并接地，阴极固定上框架外接绝缘子与高频电源。

2.根据权利要求1所述的冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化的装置，其特征在于，所述的冲击室为圆柱形，材质为碳钢，直径为10m～25m，高度为5m～20m，冲击室下方淹没在冲击凝聚湿式除尘器底部的液池中，冲击室下方通过开口与外部液池连通。

3.根据权利要求1所述的冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化的装置，其特征在于，所述双向进气管道出口中心相距5m～10m，下端距离液面2m～5m。

4.根据权利要求1所述的冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化的装置，其特征在于，所述气流均布板设置于冲击室上方3m～5m处。

5.根据权利要求1所述的冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化的装置，其特征在于，所述的阴极线为一个或多个，采用芒刺线。

6.根据权利要求1所述的冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化的装置，其特征在于，所述的集尘管为一个或多个的圆形或正多边形的不锈钢或导电玻璃钢管。

7.一种基于权利要求1～4任一所述的冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化装置的烟气净化方法，其特征在于，包含如下步骤：湿法脱硫之后的烟气通过双向进气管道进入冲击凝聚湿式除尘器下方的冲击室内冲击液面并激起大量水雾，同时，两股烟气携带水雾在液面上方充分碰撞、混合，烟气中亚微米级细颗粒物发生凝聚并长大，之后烟气经过气流均布板进入上方的湿式电除尘区，细颗粒物进一步与液滴碰撞长大并荷电，在电场力、热泳力的共同作用下移向集尘管壁并由集尘管内壁上均匀的水膜冲洗去除，最后由出口经由烟囱排放。

8.根据权利要求7所述的基于冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化装置的烟气净化方法，其特征在于，冲击凝聚湿式除尘器下部液池中液体通过水泵泵入沉淀液池，沉淀池下部浊液作为废液排放，沉淀液池上部清液通过处理作为湿电清洗液和补充水以及碱液池的碱液一起进入混合液池，在混合液池内充分混合后再由水泵输入到冲击凝聚湿式除尘器的清洗喷嘴喷出。

9.根据权利要求7所述的基于冲击凝聚湿式除尘器与湿电复合烟气净化的装置的烟气净化方法，其特征在于，湿法脱硫之后进入该装置的烟气流速为8～12m/s，烟气量为5×10⁴～3×10⁵m³/h，烟气含尘浓度为15～50mg/Nm³。