CN105727683A - 一种烟气冷凝静电处理装置和处理工艺 - Google Patents

一种烟气冷凝静电处理装置和处理工艺 Download PDF

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Abstract

一种烟气冷凝静电处理装置和处理工艺，属于烟气的净化处理领域，是利用烟气冷凝静电处理装置对烟气进行处理，装置内具有多层排布的流体通道层，以使烟气和冷却介质分别在不同的流体通道内流通并完成热交换；通有烟气的流体通道底部表面镀有导电材料，该导电材料与供电系统的正极连接形成阳极板，以在通电后使该流体通道内形成强氧化环境，且阳极板与供电系统的负极配合在该流体通道内形成吸附电场。本发明不仅能够有效的去除烟气中的硫氧化物、氮氧化物及PM2.5等污染物，而且也回收了大量的水，防止了这些水排入大气后与污染物结合形成酸性白烟、污染环境的问题。

Description

一种烟气冷凝静电处理装置和处理工艺
技术领域
本发明涉及到锅炉、电力、石化行业的烟气洁净排放技术领域，具体的说是一种烟气冷凝静电处理装置和处理工艺。
背景技术
近年来，随着雾霾愈来愈严重，环保要求日益严格，实现节能减排目标面临的形势十分严峻，特别是为促进节能减排而制定的一系列政策及相关排放标准，面对锅炉、电力、石化等行业中湿法脱硫后烟气量大、湿法脱硫后的H2O含量高，烟气中仍然存在一定量NOx、SO2、PM2.5等污染物总量大，且目前湿法脱硫后的固体颗粒物形成的气溶胶、SO3等污染物尚未纳入监测范围内的特点，造成烟囱排放为含污染物的低温湿白烟，引起雾霾加聚的现象，并随之带来了一系列环境问题。
随着“超净排放”概念的引入，目前较为先进的技术是采用湿式静电除尘方法，脱除部分湿法脱硫后湿烟气中现有颗粒物及雾滴。
由于脱硫后烟气湿度大，且仍含有一定的SOx，具有一定的腐蚀性，对设备耐腐蚀要求极高，同时该方法只能脱除现有烟气中的酸性液态雾滴，气态水仍然排入大气与污染物结合形成酸性白烟。另外现有湿式静电除尘法需要消耗一定量的水，冲洗极板上吸附的颗粒物及雾滴。
发明内容
为解决现有的湿式静电除尘在处理烟气时存在的大量气态水排入大气与污染物结合形成酸性白烟的问题，本发明提供了一种烟气冷凝静电处理装置和处理工艺，通过该发明，不仅能够有效的去除烟气中的硫氧化物、氮氧化物及PM2.5等污染物，而且也回收了大量的水，防止了这些水排入大气后与污染物结合形成酸性白烟、污染环境的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种烟气冷凝静电处理装置，该装置由若干静电换热模块串联或并联而成，所述静电换热模块包括一框架和叠设在框架内的若干层换热单元，相邻的两层换热单元之间紧贴或由若干支撑件支撑固定，且支撑件将相邻两层换热单元之间的腔室分隔成若干条流体通道，每层换热单元包括两片上下对应的换热板片和设置在两片换热板片之间的若干分隔件，且分隔件将两片换热板片间的腔体也分隔成若干条流体通道，进而形成多层排布的流体通道层，以使烟气和冷却介质分别在不同的流体通道内流通并完成热交换；所述通有烟气的流体通道底部表面镀有导电材料，该导电材料与供电系统的正极连接形成阳极板，以在通电后使该流体通道内形成强氧化环境，且阳极板与供电系统的负极配合在该流体通道内形成吸附电场。
所述分隔件为支撑条或换热板片。
所述支撑条为直条状或“S”形的非金属板条。
所述换热板片为有机材料或无机材料制成的板片。
所述供电系统的负极与若干阴极线连接，阴极线悬空分布在通有烟气的流体通道内。
所述供电系统的负极与若干阴极线连接，阴极线紧贴通有烟气的流体通道内分隔件的表面设置。
所述供电系统的负极与若干阴极线连接，阴极线排布在通有烟气的流体通道口，以使烟气在进入流体通道之前预先带上电荷。
所述通有烟气的流体通道的顶面镀有导电材料，且供电系统的负极与上换热板片连接，以形成阴极板。
所述烟气和冷却介质分别在相邻两层的流体通道内流通，且两者的流通方向相互垂直。
利用上述的烟气冷凝静电处理装置对烟气进行处理的系统，包括脱硫塔、烟气冷凝静电除尘装置和排烟烟囱，其中，烟气经脱硫塔湿法脱硫后形成湿烟气，湿烟气在烟气冷凝静电除尘装置与冷却介质热交换后变为洁净烟气经排烟烟囱排出，形成的冷凝水和升温后的冷却介质均再次回收利用。
一种烟气冷凝静电处理工艺，使烟气沿流体通道移动至烟囱排出，在烟气沿流体通道移动过程中与冷却介质换热，以使烟气温度逐渐降低并产生冷凝水雾，所述流体通道的内壁上带有正电荷，使流体通道内形成强氧化环境，从而促使氮氧化物、硫氧化物溶于烟气的冷凝水中，并将冷凝水雾和烟气中的粉尘吸附在流体通道内壁上。
所述烟气先经过湿法脱硫，然后再进入流体通道，与烟气换热后的冷却介质进行热回收利用。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1）本发明将烟气与冷却介质进行换热，降低烟气温度，使脱硫后湿烟气中带入的冷凝水及饱和的冷凝水在低温下冷凝析出，部分气态水冷凝为液态水，烟气中气态含水量减少，在气态水冷凝的同时吸附烟气中NOx、SOx、颗粒物、气溶胶等污染物，使得气态烟气污染物的浓度及排放总量得到减少，降低系统污染物排放；
2）本发明中，湿烟气产生的冷凝水进入系统降低系统水能耗，冷却介质与烟气完成换热后，进入系统，进行热回收利用，也降低系统燃料能耗；
3）本发明中，湿烟气在流体通道内进行静电脱除，在静电脱除的同时与冷却介质进行换热，烟气温度逐步降低，静电吸附液态酸性水雾及污染物，同时随着冷凝水析出，吸附量逐步增加；
4）本发明中，所烟气冷凝静电除尘装置由多个模块组合而成，可以根据需要将这些模块串联或并联连接，组合为不同流向、大小的除尘设备；
5）本发明的流体通道内设置阳极板，在高电源条件下放电并在周围释放高能量电子，使周围环境形成强氧化环境，使得NOx、SOx氧化溶于水，再在电力场的作用下进行吸附，吸附还包括对粉尘PM2.5以下的物质，由于烟气冷凝析出大量的水，水膜极易形成，保证了设备的稳定运行；
6）本发明中，由于换热板片的玻璃表面非常光滑，冷凝换热，冷凝水量较大，可以实现自动清洗功能，不需要额外的清洗水，不仅避免了大量气态水进入大气，而且将这部分水进行了合理的重复再利用；
7）本发明中，由于冷凝换热、清洗、静电除尘除雾是同时开展的，该过程是不间断，不存在未处理烟气逃逸的现象，保证了对烟气的处理效果。
附图说明
图1为静电换热模块的结构示意图；
图2为相邻两层换热单元之间的一种连接关系图；
图3为相邻两层换热单元之间的另一种连接关系图；
图4为相邻两层换热单元之间的又一种连接关系图；
图5为相邻两层换热单元之间的再一种连接关系图；
图6为换热单元中阴极线的一种设置方式图；
图7为换热单元中阴极线的另一种设置方式图；
图8为换热单元中阴极线的又一种设置方式图；
图9为烟气冷凝静电处理装置与脱硫塔和排烟烟囱的连接图；
附图标记：1、换热单元，101、换热板片，102、分隔件，103、流体通道，104、阴极线，2、支撑件，3、排烟烟囱，4、脱硫塔，5、侧板，6、盖板。
具体实施方式
如图1-5所示，一种烟气冷凝静电处理装置，该装置由若干静电换热模块串联或并联而成，所述静电换热模块包括一框架和叠设在框架内的若干层换热单元1，相邻的两层换热单元1之间紧贴或由若干支撑件2支撑固定，且支撑件2将相邻两层换热单元1之间的腔室分隔成若干条流体通道103，每层换热单元1包括两片上下对应的换热板片101和设置在两片换热板片101之间的若干分隔件102，且分隔件102将两片换热板片101间的腔体也分隔成若干条流体通道103，进而形成多层排布的流体通道层，以使烟气和冷却介质分别在不同的流体通道103内流通并完成热交换；所述通有烟气的流体通道103底部表面镀有导电材料，该导电材料与供电系统的正极连接形成阳极板，以在通电后使该流体通道内形成强氧化环境，且阳极板与供电系统的负极配合在该流体通道内形成吸附电场。
以上为本装置的基本实施方式，可在以上基础上进行进一步的改进、完善和限定：
如，所述分隔件102为支撑条或换热板片；
进一步的，所述支撑条为直条状或“S”形的非金属板条，当然也可以是其它形状，可以根据需要进行调整和设计；
又如，所述换热板片101为有机材料或无机材料制成的板片，优选为硅硼玻璃、无硼低碱玻璃或石英玻璃制成的玻璃板片；
再如，本装置中的框架是由两块侧板5和上下两块盖板6组成的矩形框架，在框架表面涂刷防腐材料；
本装置中，阴极线104的设置方式可以是以下四种，当然也可以有其余的设置方式，再此不一一赘述：
第一种，所述供电系统的负极与若干阴极线104连接，阴极线104悬空分布在通有烟气的流体通道103内，如图6所示；
第二种，所述供电系统的负极与若干阴极线104连接，阴极线104紧贴通有烟气的流体通道103内分隔件102的表面设置，如图7所示；
第三种，所述供电系统的负极与若干阴极线104连接，阴极线104排布在通有烟气的流体通道103口，以使烟气在进入流体通道103之前预先带上电荷，如图8所示；
第四种，所述通有烟气的流体通道103的顶面镀有导电材料，且供电系统的负极与上换热板片连接，以形成阴极板；
最后，所述烟气和冷却介质分别在相邻两层的流体通道内流通，且两者的流通方向相互垂直，从而增大换热面积，如图4和5所示；
如图9所示，利用上述的烟气冷凝静电处理装置对烟气进行处理的系统，包括脱硫塔4、烟气冷凝静电除尘装置和排烟烟囱3，其中，烟气经脱硫塔4湿法脱硫后形成湿烟气，湿烟气在烟气冷凝静电除尘装置与冷却介质热交换后变为洁净烟气经排烟烟囱3排出，在换热过程中形成的冷凝水和升温后的冷却介质均再次回收利用。
一种烟气冷凝静电处理工艺，使烟气沿流体通道移动至烟囱排出，在烟气沿流体通道移动过程中与冷却介质换热，以使烟气温度逐渐降低并产生冷凝水雾，所述流体通道的内壁上带有正电荷，使流体通道内形成强氧化环境，从而促使氮氧化物、硫氧化物溶于烟气的冷凝水中，并将冷凝水雾和烟气中的粉尘吸附在流体通道内壁上。
上述处理工艺在实际应用时，需要将烟气先经过湿法脱硫，然后再进入流体通道，与烟气换热后的冷却介质进行热回收利用，该过程中产生的冷凝水可以经过净化后再次重复利用。

Claims (10)

1.一种烟气冷凝静电处理装置，其特征在于：该装置由若干静电换热模块串联或并联而成，所述静电换热模块包括一框架和叠设在框架内的若干层换热单元（1），相邻的两层换热单元（1）之间紧贴或由若干支撑件（2）支撑固定，且支撑件（2）将相邻两层换热单元（1）之间的腔室分隔成若干条流体通道（103），每层换热单元（1）包括两片上下对应的换热板片（101）和设置在两片换热板片（101）之间的若干分隔件（102），且分隔件（102）将两片换热板片（101）间的腔体也分隔成若干条流体通道（103），进而形成多层排布的流体通道层，以使烟气和冷却介质分别在不同的流体通道（103）内流通并完成热交换；所述通有烟气的流体通道（103）底部表面镀有导电材料，该导电材料与供电系统的正极连接形成阳极板，以在通电后使该流体通道内形成强氧化环境，且阳极板与供电系统的负极配合在该流体通道内形成吸附电场。
2.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝静电处理装置，其特征在于：所述分隔件（102）为支撑条或换热板片。
3.根据权利要求2所述的一种烟气冷凝静电处理装置，其特征在于：所述支撑条为直条状或“S”形的非金属板条。
4.根据权利要求1或2所述的一种烟气冷凝静电处理装置，其特征在于：所述换热板片（101）为有机材料或无机材料制成的板片。
5.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝静电处理装置，其特征在于：所述供电系统的负极与若干阴极线（104）连接，阴极线（104）悬空分布在通有烟气的流体通道（103）内。
6.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝静电处理装置，其特征在于：所述供电系统的负极与若干阴极线（104）连接，阴极线（104）紧贴通有烟气的流体通道（103）内分隔件（102）的表面设置。
7.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝静电处理装置，其特征在于：所述供电系统的负极与若干阴极线（104）连接，阴极线（104）排布在通有烟气的流体通道（103）口，以使烟气在进入流体通道（103）之前预先带上电荷。
8.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝静电处理装置，其特征在于：所述通有烟气的流体通道（103）的顶面镀有导电材料，且供电系统的负极与上换热板片连接，以形成阴极板。
9.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝静电处理装置，其特征在于：所述烟气和冷却介质分别在相邻两层的流体通道内流通，且两者的流通方向相互垂直。
10.一种烟气冷凝静电处理工艺，其特征在于：使烟气沿流体通道移动至烟囱排出，在烟气沿流体通道移动过程中与冷却介质换热，以使烟气温度逐渐降低并产生冷凝水雾，所述流体通道的内壁上带有正电荷，使流体通道内形成强氧化环境，从而促使氮氧化物、硫氧化物溶于烟气的冷凝水中，并将冷凝水雾和烟气中的粉尘吸附在流体通道内壁上。
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