CN109432972B - 一种预荷电脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预荷电脱硫装置，包括：脱硫塔塔体，在脱硫塔塔体的内部设置有与脱硫塔塔体相绝缘且能向下喷雾化脱硫浆液的喷雾管组，在喷雾管组下方的脱硫塔塔体内设置有与脱硫塔塔体相绝缘且能对烟气进行冷却降温的冷凝预荷电格栅，所述冷凝预荷电格栅与喷雾管组分别与设置于脱硫塔塔体外部的高压电源的正极与负极相连接，使喷雾管组与冷凝预荷电格栅之间的脱硫塔塔体内部空间形成能对雾化脱硫浆液进行预荷电的电场。本发明的优点是：集气流调整、预先荷电、脱硫、节水消白四种功能为一体，脱硫效果好。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域，具体涉及一种预荷电脱硫装置。
背景技术
我国大气污染问题十分严峻，灰霾、光化学烟雾和酸雨等复合型大气污染问题仍较突出。加大对大气环境的综合整治力度刻不容缓，国家陆续出台节能减排政策，强化了对燃煤电厂、燃煤工业锅炉等重点行业对大气污染物的控制，并将烟气脱硫列入了治理日程。目前，通常采用湿法脱硫进行烟气的脱硫，由于湿法脱硫技术上具有脱硫效率高、比较成熟、操作经验比较丰富、实用性强等优点，已成为应用最多、最普遍的烟气脱硫技术。湿法脱硫主要是通过向脱硫塔塔体内喷淋雾化脱硫用石灰浆液，使雾化脱硫用石灰浆液与烟气充分接触而达到除去烟气中SO2的目的。但是湿法脱硫技术仍存在喷淋量大、雾滴直径大、脱硫效果差、运行成本高等问题，这些问题成为阻碍湿法脱硫技术在我国广泛应用的重要因素之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱硫效果好的预荷电脱硫装置。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：所述的一种预荷电脱硫装置，包括：脱硫塔塔体，在脱硫塔塔体的内部设置有与脱硫塔塔体相绝缘且能向下喷雾化脱硫浆液的喷雾管组，在喷雾管组下方的脱硫塔塔体内设置有与脱硫塔塔体相绝缘且能对烟气进行冷却降温的冷凝预荷电格栅，所述冷凝预荷电格栅与喷雾管组分别与设置于脱硫塔塔体外部的高压电源的正极与负极相连接，使喷雾管组与冷凝预荷电格栅之间的脱硫塔塔体内部空间形成形成能对脱硫浆液雾滴预荷电的高压电场。
进一步地，前述的一种预荷电脱硫装置，其中：冷凝预荷电格栅由若干冷凝预荷电格栅模块组成，所述冷凝预荷电格栅模块的结构包括：分布于左、右两侧的环形进水集箱与环形出水集箱，在环形进水集箱上连通有伸出脱硫塔塔体的进水管，进水管与脱硫塔塔体之间相绝缘密封，在环形出水集箱上连通有伸出脱硫塔塔体的出水管，出水管与脱硫塔塔体之间相绝缘密封，在环形进水集箱与环形出水集箱之间设置有若干层呈上下间隔排列的冷凝管换热层，每层冷凝管换热层由若干呈格栅状分布的冷凝管组成，并且每根冷凝管的两端分别连通环形进水集箱与环形出水集箱。
进一步地，前述的一种预荷电脱硫装置，其中：在冷凝预荷电格栅上还设置有用以同时对各冷凝管进行限位固定的管托板。
进一步地，前述的一种预荷电脱硫装置，其中：冷凝预荷电格栅与脱硫塔塔体之间的具体安装结构为：在脱硫塔塔体的内壁上对称设置有若干对横梁限位托架，在冷凝预荷电格栅的底部设置有若干横梁，每根横梁通过绝缘垫块绝缘对应放置于一对横梁限位托架上，冷凝预荷电格栅通过将各横梁绝缘放置于对应的横梁限位托架上而绝缘安装于脱硫塔塔体内。
进一步地，前述的一种预荷电脱硫装置，其中：喷雾管组的结构包括：包括由若干交叉连通的喷雾直管形成的安装架，在安装架上设置有若干圈与喷雾直管相连通的喷雾环管，在所有喷雾直管及所有喷雾环管的底部设置有若干喷口朝下的喷雾喷嘴，喷雾直管通过进液管与脱硫塔塔体外部的循环泵相连接，进液管与脱硫塔塔体之间相绝缘密封。
进一步地，前述的一种预荷电脱硫装置，其中：喷雾管组与脱硫塔塔体之间的具体安装结构为：在脱硫塔塔体的内壁上沿周向设置有若干下安装架，所有下安装架共同形成用以搁置喷雾管组的搁置平台，当喷雾管组通过若干绝缘垫块绝缘放置于搁置平台上时，在喷雾管组上设置有若干上安装架，上安装架与下安装架一一对应，每对对应的上安装架与下安装架通过绝缘螺栓锁紧固定，使喷雾管组绝缘固定于脱硫塔塔体内。
进一步地，前述的一种预荷电脱硫装置，其中：在喷雾管组上方的脱硫塔塔体内还设置有除雾格栅，除雾格栅由若干块折流板格栅模块组成，折流板格栅模块的结构包括：与脱硫塔塔体内壁相连接固定的下固定梁，在下固定梁上沿其长度方向依次间隔设置有若干块折流板，所有折流板的下端均与下固定梁相连接固定，折流板的形状确保两块相邻折流板之间能形成迂回曲折的除雾通道，所有折流板的上端均与上固定梁相连接固定，在上固定梁上设置有振动电机。
进一步地，前述的一种预荷电脱硫装置，其中：在折流板的侧壁上向外一体延伸有伸入对应除雾通道的雾滴挡板。
进一步地，前述的一种预荷电脱硫装置，其中：在除雾格栅上方的脱硫塔塔体内设置有用以对除雾格栅进行清洗的清洗机构，清洗机构的结构包括：由若干清洗环管及清洗直管组成的安装于脱硫塔塔体内壁上的清洗管组，在各清洗环管与清洗直管上分别设置有若干喷口朝向下方除雾格栅的清洗喷嘴，清洗管组中的清洗直管与脱硫塔塔体外部的清洗泵相连接。
进一步地，前述的一种预荷电脱硫装置，其中：清洗管组与脱硫塔塔体之间的具体连接结构包括：在脱硫塔塔体的内壁上沿周向设置有若干下安装架，所有下安装架共同形成用于搁置清洗管组的搁置平台，当清洗管组放置于搁置平台上时，在清洗管组上固定有若干上安装架，上安装架与下安装架一一对应，每对对应的上安装架与下安装架通过锁紧螺栓相连接固定。
通过上述技术方案的实施，本发明的有益效果是：（1）利用高压电源给两级冷凝预荷电格栅与喷雾管组施加高电压，使喷雾管组与冷凝预荷电格栅之间的脱硫塔塔体内部空间形成高压电场，从而对喷雾管组喷出的脱硫浆液雾滴进行预荷电，当雾滴预荷电后，如果雾滴表面所带荷电密度足够高，静电力将克服表面张力导致雾滴破裂，从而降低雾滴直径，增大了气液接触面积，使得吸收SO2的几率增大；并且雾滴带电极性相同，互相排斥，能大幅提高雾滴分布均匀性，进一步改善了气液接触的条件；同时雾滴带电改变其电子分布，能增强雾滴的表面活性，提高SO2吸速率，增加吸收过程的推动力，同时由于部分SO2在液膜内扩散途中被化学反应消耗，使传质阻力减少，吸收系数增大，大大提高了脱硫效率；（2）当烟气从冷凝预荷电格栅进入高压电场的过程中，原先紊乱无序的气流会被有序的气流，并能使烟气速度变低，使烟气能与预荷电后的脱硫浆液雾滴接触更充分，从而提高了脱硫效率；（3）烟气与脱硫浆液雾滴经过冷凝预荷电格栅时，冷凝预荷电格栅本体各冷凝管换热层的冷凝管会对脱硫浆液雾滴与烟气进行冷却降温，由于烟气温度的降低，阻止了烟气中水蒸气的生成，最大限度地降低了出口烟气含湿量，消除了白烟生成机制，同时也减少了脱硫补水，节约了水资源，并且脱硫浆液雾滴降温冷却后能与烟气更充分混合接触充分，进一步提高了脱硫效率；（4）除雾效率高，阻力降小，适用范围广，能适用于气流速度大的烟气的除雾，并且防堵功能强。
附图说明
图1为本发明所述的一种预荷电脱硫装置的结构示意图。
图2为图1中所示的C部位的放大示意图。
图3为图1中所示的D部位的放大示意图。
图4为图1中所示的E部位的放大示意图。
图5为图1中所示的F部位的放大示意图。
图6为图1中A向所示的结构示意图。
图7为图6的左视方向的结构示意图。
图8为图6的G部位中所示的横梁限位托架与横梁的位置关系示意图。
图9为图6中所示的冷凝预荷电格栅模块的结构示意图。
图10为图1中B向所示的结构示意图。
图11为图1中所示的L部位的放大示意图。
图12为图1中所示的M部位的放大示意图。
图13为图1中所示的N部位的放大示意图。
图14为图1中H向所示的结构示意图。
图15为图1中K向所示的结构示意图。
图16为图14中所示的折流板格栅模块的结构示意图。
图17为图1中所示的除雾格栅除雾时的工作状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10所示，所述的一种预荷电脱硫装置，包括：脱硫塔塔体1，在脱硫塔塔体1的内部设置有与脱硫塔塔体1相绝缘且能向下喷雾化脱硫浆液的喷雾管组2，在喷雾管组2下方的脱硫塔塔体1内设置有与脱硫塔塔体1相绝缘且能对烟气进行冷却降温的冷凝预荷电格栅3，所述冷凝预荷电格栅3与喷雾管组2分别与设置于脱硫塔塔体1外部的高压电源4的正极与负极相连接，使喷雾管组2与冷凝预荷电格栅3之间的脱硫塔塔体内部空间形成能对脱硫浆液雾滴进行预荷电的高压电场；
在本实施例中，冷凝预荷电格栅3由若干冷凝预荷电格栅模块31拼装而成，所述冷凝预荷电格栅模块31的结构包括：分布于左、右两侧的环形进水集箱311与环形出水集箱312，在环形进水集箱311上连通有伸出脱硫塔塔体1的进水管313，在进水管313与脱硫塔塔体1相接触的部位套设有第一绝缘套314，进水管313通过第一绝缘套314与脱硫塔塔体1之间相绝缘密封，在环形出水集箱312上连通有伸出脱硫塔塔体1的出水管315，在出水管315与脱硫塔塔体1相接触的部位套设有第二绝缘套316，出水管315与脱硫塔塔体1之间通过第二绝缘套316相绝缘密封，在环形进水集箱311与环形出水集箱312之间设置有若干层呈上下间隔排列的冷凝管换热层，每层冷凝管换热层由若干呈格栅状分布的冷凝管317组成，并且每根冷凝管317的两端分别连通环形进水集箱311与环形出水集箱312，上述冷凝预荷电格栅组装十分方便，大大提高了装配效率与维修效率；在本实施例中，冷凝预荷电格栅3与脱硫塔塔体1之间的具体安装结构为：在脱硫塔塔体1的内壁上对称设置有若干对横梁限位托架6，在冷凝预荷电格栅3的底部设置有若干横梁7，每根横梁7通过第一绝缘垫块8绝缘对应放置于一对横梁限位托架6上，冷凝预荷电格栅3通过将各横梁7绝缘放置于对应的横梁限位托架6上而绝缘安装于脱硫塔塔体1内，上述安装结构简单且拆装方便；在本实施例中，在冷凝预荷电格栅3上还设置有用以同时对各冷凝管317进行限位固定的管托板318，通过管托板可以防止各冷凝管317在工作过程中发生晃动，提高了设备的运行稳定性与使用安全性；
在本实施例中，喷雾管组2的结构包括：包括由若干交叉连通的喷雾直管21形成的安装架，在安装架上设置有若干圈与喷雾直管21相连通的喷雾环管22，在所有喷雾直管21及所有喷雾环管22的底部设置有若干喷口朝下的喷雾喷嘴23，喷雾直管21通过进液管24与脱硫塔塔体1外部的循环泵25相连接，在进液管24与脱硫塔塔体1相接触的部位套设有第三绝缘套26，进液管24通过第三绝缘套26与脱硫塔塔体1之间相绝缘密封，上述喷雾管组结构简单，安装维修方便；在本实施例中，喷雾管组2与脱硫塔塔体1之间的具体安装结构为：在脱硫塔塔体1的内壁上沿周向设置有若干下安装架27，所有下安装架共同形成用以搁置喷雾管组2的搁置平台，当喷雾管组2通过若干第二绝缘垫块28绝缘放置于搁置平台上时，在喷雾管组上设置有若干上安装架29，上安装架29与下安装架27一一对应，每对对应的上安装架29与下安装架27通过绝缘螺栓210锁紧固定，使喷雾管组2绝缘固定于脱硫塔塔体1内，上述安装结构简单且拆装方便；在本实施例中，在喷雾管组2上方的脱硫塔塔体1内还设置有除雾器9，除雾器可以对预荷电后的已完成二氧化硫吸附的雾滴进行捕集，从而回收利用脱硫浆液；
如图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17所示，在喷雾管组2上方的脱硫塔塔体1内还设置有除雾格栅9，除雾格栅9由若干块折流板格栅模块91组成，折流板格栅模块91的结构包括：与脱硫塔塔体1内壁相连接固定的下固定梁911，在下固定梁911上沿其长度方向依次间隔设置有若干块折流板912，所有折流板912的下端均与下固定梁911相连接固定，折流板912的形状确保两块相邻折流板912之间能形成迂回曲折的除雾通道913，所有折流板912的上端均与上固定梁914相连接固定，在上固定梁914上设置有振动电机915；在本实施例中，在折流板912的侧壁上向外一体延伸有伸入对应除雾通道913的雾滴挡板916，通过雾滴挡板916可以更好地对烟气中的雾沫进行捕集，大大提高了除雾效果；在本实施例中，折流板格栅模块91与脱硫塔塔体1之间的具体连接结构包括：在脱硫塔塔体1的内壁固定有用以支撑折流板格栅模块的下固定梁911的支撑底梁，支撑底梁与下固定梁911通过紧固螺栓相锁紧固定，使折流板格栅模块91与脱硫塔塔体1相连接，上述连接结构简单且拆装方便；在本实施例中，在脱硫塔塔体1内壁上对称固定安装有一对固定架，支撑底梁支承于两个固定架上，紧固螺栓将下固定梁911、支撑底梁及下方对应侧的固定架三者相锁紧固定，使折流板格栅模块91与脱硫塔塔体1相连接，这样可以更快速地将折流板格栅模块安装于脱硫塔塔体1内，提高了装配效率；在本实施例中，折流板912与下固定梁911之间的具体连接结构为：在下固定梁911的上端面设置有供折流板912的下端插入的第一卡槽，折流板912通过将其下端插入第一卡槽而与下固定梁911相连接固定，这样拆装折流板十分方便；在本实施例中，折流板912与上固定梁914之间的具体连接结构为：在上固定梁914的下端面设置有供折流板912的上端插入的第二卡槽，折流板912通过将其上端插入第二卡槽而与上固定梁914相连接固定，这样可以更快速地拆装折流板及上固定梁，进一步提高了装配效率；
在本实施例中，在除雾格栅9上方的脱硫塔塔体1内设置有用以对除雾格栅9进行清洗的清洗机构13，清洗机构13的结构包括：由若干清洗环管131及清洗直管132组成的安装于脱硫塔塔体1内壁上的清洗管组，在各清洗环管131与清洗直管132上分别设置有若干喷口朝向下方除雾格栅9的清洗喷嘴133，清洗管组中的清洗直管132与脱硫塔塔体1外部的清洗泵134相连接，上述清洗机构结构简单，拆装维修方便；在本实施例中，在脱硫塔塔体的内壁上沿周向设置有若干下安装架14，所有下安装架14共同形成用于搁置清洗管组的搁置平台，当清洗管组放置于搁置平台上时，在清洗管组上固定有若干上安装架15，上安装架15与下安装架14一一对应，每对对应的上安装架15与下安装架14通过锁紧螺栓16相连接固定，这样可以更快速地安装清洗管组；
本发明的工作原理如下：
先使高压电源4给两级冷凝预荷电格栅3与喷雾管组2施加高电压，使喷雾管组2与冷凝预荷电格栅3之间的脱硫塔塔体内部空间形成高压电场，然后将除尘后的烟气从脱硫塔塔体1下部进入脱硫塔塔体1内，同时将脱硫用石灰浆液由循环泵25经进液管24打入喷雾管组2的喷雾直管21与喷雾环管22，再经喷雾直管21与喷雾环管22上的各喷雾喷嘴23向下喷入电场5，喷入高压电场的脱硫浆液雾滴会被高压电场预荷电，预荷电后的脱硫浆液雾滴再与向上的烟气进行接触反应，生成石膏废液排入脱硫塔塔体1底部出口下方的收集罐进行回收再利用，而脱硫后含雾沫的烟气再以一定速度流经除雾格栅9中的各折流板912形成的除雾通道913，在含雾沫的烟气经过除雾通道913的过程中，由于气体的惯性撞击作用，烟气中的雾沫会与折流板912各转弯处侧壁及雾滴挡板916相碰撞而不断聚集，当雾沫聚集后的液滴的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就沿折流板912下落至脱硫塔塔体底部的浆液池内，从而将雾沫从烟气中分离出来，达到了除雾的效果；在除雾格栅运行过程中，启动振动电机915，通过振动电机915带动各折流板912振动，不仅能及时清除滞留在折流板912上的杂质，而且更有利于折流板912对烟气中雾沫的捕集；并且通过清洗泵134定时将净水经各清洗环管131及清洗直管132上的清洗喷嘴133喷向折流板912，从而对折流板912进行清洗，进一步及时清除滞留在折流板912上的杂质，保证了设备的稳定顺行。
本发明的优点是：（1）利用高压电源给两级冷凝预荷电格栅与喷雾管组施加高电压，使喷雾管组与冷凝预荷电格栅之间的脱硫塔塔体内部空间形成高压电场，从而对喷雾管组喷出的脱硫浆液雾滴进行预荷电，当雾滴预荷电后，如果雾滴表面所带荷电密度足够高，静电力将克服表面张力导致雾滴破裂，从而降低雾滴直径，增大了气液接触面积，使得吸收SO2的几率增大；并且雾滴带电极性相同，互相排斥，能大幅提高雾滴分布均匀性，进一步改善了气液接触的条件；同时雾滴带电改变其电子分布，能增强雾滴的表面活性，提高SO2吸速率，增加吸收过程的推动力，同时由于部分SO2在液膜内扩散途中被化学反应消耗，使传质阻力减少，吸收系数增大，大大提高了脱硫效率；（2）当烟气从冷凝预荷电格栅进入高压电场的过程中，原先紊乱无序的气流会被有序的气流，并能使烟气速度变低，使烟气能与预荷电后的脱硫浆液雾滴接触更充分，从而提高了脱硫效率；（3）烟气与脱硫浆液雾滴经过冷凝预荷电格栅时，冷凝预荷电格栅本体各冷凝管换热层的冷凝管会对脱硫浆液雾滴与烟气进行冷却降温，由于烟气温度的降低，阻止了烟气中水蒸气的生成，最大限度地降低了出口烟气含湿量，消除了白烟生成机制，同时也减少了脱硫补水，节约了水资源，并且脱硫浆液雾滴降温冷却后能与烟气更充分混合接触充分，进一步提高了脱硫效率；（4）除雾效率高，阻力降小，适用范围广，能适用于气流速度大的烟气的除雾，并且防堵功能强。
Claims (5)
1.一种预荷电脱硫装置，包括：脱硫塔塔体，其特征在于：在脱硫塔塔体的内部设置有与脱硫塔塔体相绝缘且能向下喷雾化脱硫浆液的喷雾管组，在喷雾管组下方的脱硫塔塔体内设置有与脱硫塔塔体相绝缘且能对烟气进行冷却降温的冷凝预荷电格栅，所述冷凝预荷电格栅与喷雾管组分别与设置于脱硫塔塔体外部的高压电源的正极与负极相连接，使喷雾管组与冷凝预荷电格栅之间的脱硫塔塔体内部空间形成能对脱硫浆液雾滴预荷电的高压电场；
冷凝预荷电格栅由若干冷凝预荷电格栅模块组成，所述冷凝预荷电格栅模块的结构包括：分布于左、右两侧的环形进水集箱与环形出水集箱，在环形进水集箱上连通有伸出脱硫塔塔体的进水管，进水管与脱硫塔塔体之间相绝缘密封，在环形出水集箱上连通有伸出脱硫塔塔体的出水管，出水管与脱硫塔塔体之间相绝缘密封，在环形进水集箱与环形出水集箱之间设置有若干层呈上下间隔排列的冷凝管换热层，每层冷凝管换热层由若干呈格栅状分布的冷凝管组成，并且每根冷凝管的两端分别连通环形进水集箱与环形出水集箱；在冷凝预荷电格栅上还设置有用以同时对各冷凝管进行限位固定的管托板；
冷凝预荷电格栅与脱硫塔塔体之间的具体安装结构为：在脱硫塔塔体的内壁上对称设置有若干对横梁限位托架，在冷凝预荷电格栅的底部设置有若干横梁，每根横梁通过绝缘垫块绝缘对应放置于一对横梁限位托架上，冷凝预荷电格栅通过将各横梁绝缘放置于对应的横梁限位托架上而绝缘安装于脱硫塔塔体内；
喷雾管组的结构包括：包括由若干交叉连通的喷雾直管形成的安装架，在安装架上设置有若干圈与喷雾直管相连通的喷雾环管，在所有喷雾直管及所有喷雾环管的底部设置有若干喷口朝下的喷雾喷嘴，喷雾直管通过进液管与脱硫塔塔体外部的循环泵相连接，进液管与脱硫塔塔体之间相绝缘密封；
喷雾管组与脱硫塔塔体之间的具体安装结构为：在脱硫塔塔体的内壁上沿周向设置有若干下安装架，所有下安装架共同形成用以搁置喷雾管组的搁置平台，当喷雾管组通过若干绝缘垫块绝缘放置于搁置平台上时，在喷雾管组上设置有若干上安装架，上安装架与下安装架一一对应，每对对应的上安装架与下安装架通过绝缘螺栓锁紧固定，使喷雾管组绝缘固定于脱硫塔塔体内。
2.根据权利要求1所述的一种预荷电脱硫装置，其特征在于：在喷雾管组上方的脱硫塔塔体内还设置有除雾格栅，除雾格栅由若干块折流板格栅模块组成，折流板格栅模块的结构包括：与脱硫塔塔体内壁相连接固定的下固定梁，在下固定梁上沿其长度方向依次间隔设置有若干块折流板，所有折流板的下端均与下固定梁相连接固定，折流板的形状确保两块相邻折流板之间能形成迂回曲折的除雾通道，所有折流板的上端均与上固定梁相连接固定，在上固定梁上设置有振动电机。
3.根据权利要求2所述的一种预荷电脱硫装置，其特征在于：在折流板的侧壁上向外一体延伸有伸入对应除雾通道的雾滴挡板。
4.根据权利要求2所述的一种预荷电脱硫装置，其特征在于：在除雾格栅上方的脱硫塔塔体内设置有用以对除雾格栅进行清洗的清洗机构，清洗机构的结构包括：由若干清洗环管及清洗直管组成的安装于脱硫塔塔体内壁上的清洗管组，在各清洗环管与清洗直管上分别设置有若干喷口朝向下方除雾格栅的清洗喷嘴，清洗管组中的清洗直管与脱硫塔塔体外部的清洗泵相连接。
5.根据权利要求4所述的一种预荷电脱硫装置，其特征在于：清洗管组与脱硫塔塔体之间的具体连接结构包括：在脱硫塔塔体的内壁上沿周向设置有若干下安装架，所有下安装架共同形成用于搁置清洗管组的搁置平台，当清洗管组放置于搁置平台上时，在清洗管组上固定有若干上安装架，上安装架与下安装架一一对应，每对对应的上安装架与下安装架通过锁紧螺栓相连接固定。
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