CN105749679B - 一种高温烟气除尘方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温烟气除尘方法及系统，在将高温烟气送入除尘器之前，向烟气中添加调质剂，吸收烟气中的SO₃，降低粉尘的粘性，同时提高烟气中细颗粒物的团聚凝并性能，其采用的系统包括余热锅炉、烟气调质设备和电袋复合除尘器；所述余热锅炉与玻璃窑炉的烟气排放口连接，用于高温烟气换热降温；所述电袋复合除尘器的烟气进口通过第一管道与余热锅炉连通，所述烟气调质设备设置在第一管道上，用于向该管道内的高温烟气添加调质剂，所述电袋复合除尘器的烟气出口通过第五管道连接至脱硝反应器。本发明的调质剂与烟气混合充分，结合电袋复合除尘器进行除尘治理，除尘效果明显，降低高温烟气对除尘设备的破坏。

Description

一种高温烟气除尘方法及系统

技术领域

本发明涉及一种烟气除尘设备，尤其涉及一种高温烟气除尘方法及系统。

背景技术

玻璃行业作为我国工业污染控制领域的重点行业之一，目前玻璃生产线已突破2000条，每年的粉尘排放量达数万吨。由于石油焦热值高，价格便宜，玻璃企业为降低生产成本，目前玻璃生产线所用燃料趋势为由原来的重油改为石油焦。玻璃熔窑燃石油焦烟气排放的高粘性粉尘成为玻璃生产排放迫切需要解决的问题。

燃石油焦烟气中的粉尘含有大量碱金属，若窑炉烟气直接进行脱硝，粉尘势必会极大降低催化剂活性和寿命，不利于脱硝稳定运行。因此需要将除尘器布置在脱硝装置的前端。目前，玻璃窑炉高温烟气中粉尘治理的可选设备包括电除尘器和袋式除尘器，因玻璃窑炉排放的燃石油焦烟气具有温度高、粉尘细、碱金属含量高、强腐蚀性、强吸湿性、低比电阻、粘性高等特点，电除尘器对燃石油焦烟气除尘时，出现粉尘粘结、部件损坏、除尘效率低等各种问题。虽然如申请号为201410616155.8、公开号为CN104289086A的中国专利公开了一种脱除玻璃窑炉烟气中的高浓度粉尘的方法及装置，其对粘性粉尘进行调质后通过电除尘器治理，虽然改善了粉尘的性质，降低了粘性，但存在调质剂与烟气中粉尘混合不充分等问题，还存在二次扬尘、无法去除PM2.5细颗粒等问题。而常规布袋除尘器无法在高温条件下运行，即使采用高温滤料，使用寿命通常不超过一年，且常有烧损、堵塞的风险，运行压力降较大；同时，高粘度粉尘容易糊袋导致整套系统破坏，运行成本很高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种高温烟气除尘方法及系统，用于对高温烟气尤其是玻璃窑炉燃石油焦烟气深度除尘，提高烟气粉尘调质程度、除尘效率和后续脱硝设备催化剂的使用寿命，维持脱硝性能的可持久性，使玻璃窑炉烟气粉尘达标排放甚至实现近零排放，满足人们对环境质量越来越高的要求。

本发明采用如下技术方案实现：

一种高温烟气除尘方法，将玻璃窑炉排放的高温烟气换热后温度降低至320-380℃，然后进行除尘；在将烟气送入除尘器之前，向烟气中添加调质剂，吸收烟气中的SO₃，降低粉尘的粘性，同时提高烟气中细颗粒物的团聚凝并性能；烟气除尘采用电除尘和袋式过滤除尘两个阶段，先经过静电除尘去除绝大部分的粉尘，然后由袋式除尘进行深度治理；除尘后的烟气进行脱硝处理。

进一步的，所述调质剂为硅藻土粉末、石灰或粉煤灰。

本发明还包括使用上述方法的一种高温烟气除尘系统，包括余热锅炉、烟气调质设备和电袋复合除尘器；

所述余热锅炉与玻璃窑炉的烟气排放口连接，用于高温烟气换热降温；

所述电袋复合除尘器的烟气进口通过第一管道P1与余热锅炉连通，所述烟气调质设备设置在第一管道P1上，用于向该管道内的高温烟气添加调质剂，所述电袋复合除尘器的烟气出口通过第五管道P5连接至脱硝反应器。

进一步的，所述烟气调质设备包括设置在第一管道P1上的混合腔，所述混合腔内设有喷嘴，所述喷嘴通过第二管道P2连接至调质剂料斗，并在第二管道P2上设置压缩空气包。

进一步的，所述喷嘴的喷洒方向与第一管道P1的烟气流动方向相同，正对喷嘴设有涡流轮盘。

进一步的，所述第二管道P2上设有流量计和流量阀。

进一步的，所述电袋复合除尘器靠近烟气进口布置的为电除尘单元，靠近烟气出口布置的为袋式除尘单元。

进一步的，所述电除尘单元设置1～2电场，每个电场由阴极线、阳极板和防结露型绝缘子构成，并且所述电除尘单元采用振打清灰。

进一步的，所述袋式除尘单元包括布置在净化室和过滤室之间的若干滤袋以及对应滤袋设置的脉冲反吹装置，所述滤袋采用金属柔性膜材料制成。

进一步的，所述脉冲反吹装置采用保护气体和高温净烟气反吹清灰，包括通过第三管道P3外接的气包以及与电袋复合除尘器的烟气出口并联的第四管道P4；

其中，所述第三管道P3一端连接气包和喷吹管道，另一端延伸连接至袋式除尘单元的滤袋上方设置的加热装置，将保护气体进行加热后通过喷吹管道喷射，所述气包内填充压缩的保护气体；

所述第四管道P4从烟气出口引出，延伸连接至第三管道P3和袋式除尘单元的连接处；

所述第三管道P3和第四管道P4上分别设有控制保护气体和高温净烟气连通的控制阀门。

本发明将玻璃窑炉排放的高温烟气经过余热锅炉一级换热后温度降低至320-380℃之间，然后进入电袋复合除尘器，同时在进入电袋复合除尘器之前，通过烟气调质设备加入调质剂对高温烟气中的粉尘进行调质，调质剂为硅藻土粉末、石灰或粉煤灰等，调质剂和高压空气通过喷嘴喷出，同时在烟气混合腔内设有涡流轮盘，产生涡流，使调质剂和烟气中粉尘充分混合接触，调质剂能够吸收烟气中的SO₃，降低粉尘的粘性，同时提高细颗粒物的团聚凝并性能，使烟气中细颗粒粉尘凝并增大，有利于电袋复合除尘器对粉尘颗粒的收集。调质后的烟气进入电袋复合除尘器，烟气先经过前段电除尘单元，去除绝大部分的粉尘，然后进入后段袋式除尘单元进行深度治理，电除尘为1-2电场，袋式除尘单元所用滤袋为金属柔性膜制成，具有耐高温，耐腐蚀，过滤精度高等特点。电袋复合除尘器电除尘单元采用振打清灰，袋式除尘单元采用保护气体和高温净烟气脉冲反吹清灰，振打和反吹清除的灰尘落入除尘器下部灰斗收集。

本发明具有如下有益效果：

(1)利用烟气调质设备中喷洒的调质剂，吸收烟气中的SO₃，降低粉尘的粘性，同时在烟气混合腔内，利用涡流轮盘形成的涡流使调质剂与烟气粉尘充分混合，显著提高混合效果，提高细颗粒物的团聚凝并性能，使烟气中细颗粒粉尘凝并增大，有利于电袋复合除尘器对粉尘的收集。

(2)电袋复合除尘同时具有电除尘以及袋式除尘的优点，适应于高浓度粉尘，有效避免电晕封闭；采用高频电源强化了电场场强，提高了除尘效率；采用防结露绝缘子有效避免绝缘子结露爬电；袋式除尘单元的滤袋采用金属柔性膜材料，具有耐高温、耐腐蚀、过滤精度高等优点，克服了常规袋式除尘的不足。

(3)电袋复合除尘器袋式除尘单元的反吹系统采用保护气体和高温净烟气作反吹介质，有效避免滤袋结露和糊袋。

(4)除尘系统消除了烟气中烟尘有害成分，这消除了粉尘对后续脱硝系统(SCR)催化剂的毒化作用，延长催化剂使用寿命，提高脱硝效率，降低运行成本。

附图说明

图1为实施例中的高温烟气除尘系统结构示意图。

图2为实施例中的烟气调质设备示意图。

图3为实施例中的电袋复合除尘器示意图。

图中标号：

1-电袋复合除尘器，11-电除尘单元，111-绝缘子室，112-防结露型绝缘子，113-阴极线，114-阳极板，12-袋式除尘单元，121-滤袋，122-花板，123-净化室，124-过滤室，125-气包，126-保护气体加热装置，127-喷吹管道，13-封头，131-气流分布板，14-灰斗；

2-烟气调质设备，21-流量计，22-混合腔，23-流量阀，24-喷嘴，25-涡流轮盘，26-压缩空气包；

3-脱硝反应器；

4-余热锅炉；

5-玻璃窑炉；

P1-第一管道，P2-第二管道，P3-第三管道，P4-第四管道，P5-第五管道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，图示中的高温烟气除尘系统包括余热锅炉4、烟气调质设备2和电袋复合除尘器1，其中，余热锅炉4与玻璃窑炉5的烟气排放口连接，用于高温烟气换热降温；电袋复合除尘器1的烟气进口通过第一管道P1与余热锅炉4连通，烟气调质设备2与第一管道P1连接设置，用于向该管道内的高温烟气添加调质剂，电袋复合除尘器1的烟气出口通过第五管道P5连接至脱硝反应器3。

结合参见图2，烟气调质设备包括流量计21、混合腔22、流量阀23、喷嘴24、涡流轮盘25，压缩空气包26，其中混合腔22设置在第一管道P1上，高温烟气和调质剂在混合腔22内进行均匀混合，喷嘴24设置在混合腔内，并且喷嘴24的喷洒方向与第一管道P1的烟气流动方向相同，涡流轮盘25正对喷嘴24的喷洒口设置，将喷洒出来的调质剂以及流过的烟气进行混合搅动，喷嘴24通过第二管道P2连接至调质剂料斗，压缩空气包26通过气管延伸设置在第二管道P2上，通过压缩空气将调质剂从喷嘴压入混合腔中。流量计21和流量阀23设置在第二管道P2上，用于控制调质剂加入的流量。

玻璃窑炉5排放的高温烟气经过余热锅炉4一级换热后温度降低至320-380℃之间，然后通过第一管道P1进入电袋复合除尘器1，同时在进入电袋复合除尘器1之前，通过烟气调质设备2加入调质剂对烟气中粉尘调质，本实施例中，优选的调质剂为硅藻土粉末、石灰或粉煤灰等，调质剂能够吸收烟气中的SO₃，降低粉尘的粘性，同时提高细颗粒物的团聚凝并性能，使烟气中细颗粒粉尘凝并增大，有利于电袋复合除尘器1的收集，烟气调质设备2出口接第二管道P2，第二管道P2与第一管道P1以及压缩空气包26连通，同时第二管道P2与第一管道P1在混合腔22处连通，混合腔内设有喷嘴24，喷嘴24通过第二管道与烟气调质设备相连，调质剂跟高压气体通过喷嘴24顺着烟气方向喷出，通过混合腔内的涡流轮盘25产生涡流，提高调质剂与粉尘的混合程度。第二管道P2上设有调节调质剂投放速度的调节控制装置，包括流量计21和流量阀23，并可用于控制调质剂的投放量。

结合参见图3，电袋复合除尘器包括电除尘单元11和袋式除尘单元12，综合了电除尘和袋式除尘的优点，烟气先经过前段电除尘单元11部分，去除烟气中的绝大部分粉尘，然后进入后段袋式除尘单元12部分，实现粉尘深度净化，电袋复合除尘器1具有烟气入口和烟气出口，电袋复合除尘器1的烟气入口接第一管道P1，烟气出口则通过第五管道P5与脱硝反应器3连通，在除尘器内部，电除尘单元11靠近烟气进口布置，袋式除尘单元12靠近烟气出口布置，烟气入口和烟气出口处均设有封头13，封头中设有气流分布板131，对进出除尘器的烟气进行导流，在本实施例中，进口封口气流分布板采用多孔板，出口封头气流分布板采用槽形板。

具体的，电除尘单元11设有1-2个电场，每个电场具有阴极线113和阳极板114，本实例中优选地，极配形式为RSB芒刺线和480C型阳极板极配形式，适应于高浓度粉尘，有效避免电晕封闭；电除尘单元11所用电场电源采用高频电源，强化了电场场强，提高了除尘效率。在电除尘单元11顶部对应每个电场设有绝缘子室111，内采用防结露型绝缘子112。

袋式除尘单元12包括净化室123和过滤室124以及布置在净化室和过滤室之间的若干滤袋121，滤袋121悬挂于花板122，并通过花板122将净气室123与过滤室124分开。由于常规布袋除尘无法在高温条件下运行，即使采用高温滤料，使用寿命通常不超过一年，且常有烧损、堵塞的风险，运行压力降较大，同时，高粘度粉尘容易糊袋导致整套系统破坏，运行成本很高。在本实例中，优选地，袋式除尘单元12所用滤袋121为金属柔性膜材料制成，该材料具有耐高温、耐热震性、耐腐蚀、过滤精度稳定、滤精度高且强度大、滤袋薄等特点，过滤后含尘量能满足≤5mg/m3，粉尘拦截最小粒径达到0.1μm，该滤料能实现在高温以及腐蚀度高的烟气中深度除尘。

在本实施例中，电袋复合除尘器1的电除尘单元11采用振打清灰，袋式除尘单元12采用脉冲反吹清灰，其应用的脉冲反吹装置采用保护气体和高温净烟气作反吹介质，保护气体通过第三管道P3与袋式除尘单元12连通，还包括通过第三管道P3外接的气包125、喷吹管道127，气包125内填充压缩的保护气体，同时在靠近滤袋的吹嘴处设有保护气体加热装置126，可采用电加热器，将反吹的保护气体进行加热反吹。本实施例中，优选的保护气体为氮气。在高温烟气净化系统开机和关机时，保护气体反吹系统分别作为对袋式除尘单元12中的滤袋进行吹气预热的滤芯防结露系统和对袋式除尘单元12中原气体进行吹气置换的保护气体置换系统，高温净烟气反吹系统通过第四管道P4与烟气出口并联，第四管道P4两端分别连通第五管道P5和第三管道P3与袋式除尘单元12的连接处，在电袋复合除尘器1正常工作过程中，采用高温净烟气反吹清灰袋式除尘单元12。电除尘单元11和袋式除尘单元12振打和反吹下来的灰尘落入灰斗14收集。在第三管道P3和第四管道P4上分别设有控制保护气体和高温净烟气连通的脉冲控制阀门，通过电袋复合除尘器的控制单元控制阀门在对应工作阶段开启和关闭。

本实施例的工艺流程如下：将玻璃窑炉排放的高温烟气通过余热锅炉换热后温度降低至320-380℃，然后在第一管道P1的混合腔内向烟气中添加硅藻土粉末、石灰或粉煤灰成分的调质剂，吸收烟气中的SO3，降低粉尘的粘性，同时提高烟气中细颗粒物的团聚凝并性能，再将烟气送入电袋复合除尘器进行除尘；在电袋复合除尘器中，烟气除尘采用电除尘和袋式过滤除尘两个阶段，先经过电除尘单元去除绝烟气中的大部分粉尘，然后由袋式除尘单元进行深度除尘治理；除尘后的烟气进行脱硝处理。

上述为本发明的优选实施方式，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利说明书所限定的本发明的精神和范围内，在形式和细节上对本发明所作出的各种变化，都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高温烟气除尘系统，其特征在于：包括余热锅炉、烟气调质设备和电袋复合除尘器；

所述余热锅炉与玻璃窑炉的烟气排放口连接，用于高温烟气换热降温；

所述电袋复合除尘器的烟气进口通过第一管道P1与余热锅炉连通，所述烟气调质设备设置在第一管道P1上，用于向该管道内的高温烟气添加调质剂，所述电袋复合除尘器的烟气出口通过第五管道P5连接至脱硝反应器；

所述烟气调质设备包括设置在第一管道P1上的混合腔，所述混合腔内设有喷嘴，所述喷嘴通过第二管道P2连接至调质剂料斗，并在第二管道P2上设置压缩空气包，所述喷嘴的喷洒方向与第一管道P1的烟气流动方向相同，正对喷嘴设有涡流轮盘；

所述电袋复合除尘器靠近烟气进口布置的为电除尘单元，靠近烟气出口布置的为袋式除尘单元，所述袋式除尘单元包括布置在净化室和过滤室之间的若干滤袋以及对应滤袋设置的脉冲反吹装置，所述滤袋采用金属柔性膜材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘系统，所述第二管道P2上设有流量计和流量阀。

3.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘系统，所述电除尘单元设置1～2电场，每个电场由阴极线、阳极板和防结露型绝缘子构成，并且所述电除尘单元采用振打清灰。

4.根据权利要求3所述的一种高温烟气除尘系统，所述脉冲反吹装置采用保护气体和高温净烟气反吹清灰，包括通过第三管道P3外接的气包以及与电袋复合除尘器的烟气出口并联的第四管道P4；

其中，所述第三管道P3一端连接气包和喷吹管道，另一端延伸连接至袋式除尘单元的滤袋上方设置的加热装置，将保护气体进行加热后通过喷吹管道喷射，所述气包内填充压缩的保护气体；

所述第四管道P4从烟气出口引出，延伸连接至第三管道P3和袋式除尘单元的连接处；

所述第三管道P3和第四管道P4上分别设有控制保护气体和高温净烟气连通的控制阀门。