CN110394043B - 一种烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置及方法，装置包括由上向下依次连通的湿法同时脱硫脱硝除雾静电塔、紊流塔，热交换塔和循环池。进行脱硫脱硝除尘时，结合该装置，相应经过烟气喷淋，泥浆热交换，与脱硫脱销的具体步骤操作，完成脱硫脱硝除尘，获得为无色透明的饱和烟气，达到“0”污染排放的接近无色饱和透明的CO2气。该装置及方法处理烟气后，能够达到SO2、NOx、除尘与除雾效率均达到99.9%以上。

Description

一种烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置及方法
技术领域
本发明属于烟气净化环保技术领域，具体涉及一种烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置及方法，向烟气净化提供一种比较完善的烟气净化“0”污染排放的成套方法和设备。
背景技术
目前世界锅炉95%以上是燃煤，1台1000吨锅炉，燃煤100吨\h，燃煤烟气120万立方米\h的净化；首先是1，高温氨水催化脱硝，2，静电或布袋除尘，3，石灰石\石膏湿法脱硫。4，排放雾状烟气。
1，高温氨水催化脱硝：
是原始夹带烟尘颗粒的烟气穿过涂有稀有金属涂层的催化件。由于催化件在烟道内不规则的安装，构成烟气在催化件内的流动非常紊乱，造成烟尘颗粒在流动中对涂有稀有金属涂层的冲击研磨。冲击研磨是一般正常研磨的立方倍，所以涂层运行周期非常短，需要更换，造成设备运行周期短，更换稀有金属涂层成本高，新的氨水催化脱硝新的设备仅85%的脱硝效率，（没有再连续脱硝系统）有大量消耗氨水，所以运行成本非常高，设备运行周期短。不是一种最佳的脱硝技术与设备。
2，静电或布袋除尘：
燃煤烟气是气、固两相流体，属于多相流体。根据多相流原理；烟气硫酸Vt，称烟气沉降临界流速，烟气沉降临界流速Vt悬浮的最小颗粒的粒径Vd，称烟气沉降临界粒径。
解析；烟气流速Vt，流动中悬浮的颗粒粒径>Vd的颗粒，在流动中接近100%在流动中沉降分离出来。
流动中悬浮的颗粒粒径≦Vd的颗粒，在流动中接近100%在流动中悬浮，分离不出来。
目前的除诶吃尘效率已经达到99%，非常理想，烟气流速已经非常小。
解析2；流动中悬浮的颗粒粒径≦Vd的颗粒，在流动中接近100%在流动中悬浮，分离不出来。唯一能分离出来的技术，就是烟尘颗粒在流动中将粒径增大，达到>Vd，就实现增大后的颗粒在流动中100%沉降分离出来，没有任何粒径烟尘颗粒，就达到除尘效率接近100%。
目前的除尘技术和设备达到99%，由于烟气流速永远≠0，所以除尘效率永远不能实现100%。
由于烟尘颗粒含有大量的各种碱性氧化物在湿法脱硫脱硝过程，影响烟气净化的运行，所以烟气净化必须首先除尘，效率达到80-99%最理想。由于已经达到99%，只是没有达到接近100%，所以；目前的除尘并没有达到接近100%，（没有再除尘系统）所以不是最理想的除尘技术。
3，石灰石\石膏湿法脱硫，排放雾状烟气（没有循环液热交换系统）
根据杨柳青发电厂石灰石\石膏湿法脱硫统计；每小时出售石膏2.1吨。全部SO2应该生成4.7吨石膏\h。有接近50%的SO2没有去向。科学理解，SO2不可能消失。
50%的SO2的次生物亚硫酸氢钙水溶液雾滴被排放的雾状烟气夹带进空气中，被氧化结晶出PM2.5石膏颗粒，又被同时还原出的水包裹，变成石膏雾霾雾霾悬浮在空气中，在空气中的积累，变成雾霾空气污染，在世界特别是发展中国家，象印度、印尼、菲律宾因燃煤发电造成雾霾空气污染， 造成发展中国家学校停课学生放假，所以目前的石灰石\石膏湿法脱硫是一种最不理想的烟气净化技术和设备。
4，烟气排放。目前是排放雾状烟气。（没有除雾系统）
烟气属于是依气体流动做载体，夹带有害气体SO2和NOX，烟囱颗粒的气、固两相流体。根据多相流原理；多相流的分离就是将比较纯净的气体载体分离出来，烟气的气体载体是CO2气。所以排放雾状烟气就是没有完成烟气的净化。所以净化后排放的烟气不是一种最佳的CO2气。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置及方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置，包括湿法同时脱硫脱硝除雾静电塔、紊流塔，热交换塔和循环池，所述的湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔、紊流塔，热交换塔和循环池由上向下依次串接连通；其中：
所述的湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔包括若干个标准单元并联构成；每个标准单元包括 N个临界电压静电场和N-1个非临界电压静电场，临界电压静电场和非临界电压静电场交替串接构成标准单元； 每个标准单元具体构成形式为：由下向上，交替为临界静电场和非临界静电场，且最底端和最顶端为临界电压静电场；所述的若干个标准单元共同使用1个静电电源；
所述的湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔顶部设有烟气出口；
所述的紊流塔侧壁设有烟气入口，所述的烟气入口开口朝下，所述的紊流塔顶部设有喷淋系统，所述的紊流塔底部设有浓缩池，所述的浓缩池内设有水封装置，通过水封装置，将浓缩池内喷淋后循环液与烟气彻底分离，所述的水封装置与热交换塔连同，所述的浓缩池底部设有出口阀门，将泥浆与烟气彻底分离；
所述的热交换塔顶部并排设置有并列管，所述的热交换塔四周为开放设置，用于水雾空气排出，所述的热交换塔顶部侧方设有风机，用于收集水雾空气，所述的风机上方密封连接有水雾空气管，用于输送水雾空气，所述的水雾空气管连接有若干水雾空气支管，所述的若干水雾空气支管各自与非临界电压静电场一一相连通，用于将水雾空气输送至非临界静电场，所述的水雾空气支管数量与非临界静电场数量一致，以使水雾空气能够充分传输进非临界静电场。
所述的放电极线两端各自连接有上部静电架和底部静电架，所述的上部静电架通过瓷瓶连接上部横梁，所述的静电架通过高压导线连接变压器，具体的，所述的高压导线通过穿墙瓷瓶连接变压器；所述的底部静电架悬空放置，形成静电电源系统。
所述的电热器用于加热静电后瓷瓶周边烟气，防止降温析出雾滴，使瓷瓶保持绝缘状态。
所述的标准单元包括相对应设置的吸附极管和放电极线，每个标准单元只有1根放电极线，所述的放电极线交替串接N段带有放电针，N-1段不带放电针，所述的吸附极管与带有放电针段形成电场a，所述的吸附极管与不带放电针段形成电场b，所述的电场a临界电压为A，电场b临界电压为B，且保证B大于A10KV，电场a为临界电压静电场，电场b为非临界电压静电场，所述的电场b临界电压B经实验测得；
所述的临界静电场中针尖到吸附极管之间的放电距离为D，非临界静电场中导电极线距离吸附极管的放电距离为S，S＞D。
所述的吸附极管中与带放电针段相对应位置为导电管；与不带放电针段相对应位置为导电管或非导电管或不设管；其中，所述的导电管包括导电金属管，或导电金属复合管，所述的非导电管包括塑料管，由于所述的标准单元共用1个电源，只有1个临界电压，所以B不显示，临界电压A称临界电压静电场，不能显示的静电场b称非临界电压静电场。
所述的水雾空气管底部设置有水雾空气设备，以用于水雾空气量不够时补充。
所述的循环池底部设有隔膜泵，所述的隔膜泵用于抽取循环池底部沉积泥浆，进入脱水机脱水，所述的循环池侧壁设有循环泵和脱水机，所述的循环泵与喷淋系统通过管路连接，用于输送澄清循环液。
采用所述的烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置进行烟气脱硫脱硝除尘的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，烟气喷淋：
(1)烟气水平进紊流塔，出口朝下后触底反上，达到烟气紊流状态；
(2)烟气在紊流塔内通过喷淋系统喷淋循环液，形成雾状烟气和喷淋后热循环液；所述的雾状烟气中夹带有雾滴，所述的雾状烟气中包括有SO2、NOx气体，所述的雾滴包括雾霾雾滴；
步骤2，循环液热交换：
喷淋后的循环液进入紊流塔内，下降至浓缩池，在浓缩池内形成上部澄清液和底部泥浆，上部澄清液和底部泥浆在热交换塔顶部的并列管间隙下降，接触空气降温，同时挥发出水雾空气，形成降温后循环液，完成热交换降温；
步骤3，脱硫脱硝：
(1)雾状烟气进入湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔，经过第一层临界电压静电场，静电场内空气变成臭氧，将雾状烟气中SO2和NOx氧化为SO3和NO2；雾霾雾滴被吸附分离出来，雾状烟气转化为一次静电后饱和烟气；
(2)一次静电后饱和烟气夹带剩余SO2、NOX、SO3、NO2和空气，上升进第一层非临界电压静电场，在非临界电压静电场内，水雾空气加进一次静电后烟气中，水雾空气中雾滴吸收SO3和NO2变成硫酸和硝酸雾滴，与剩余烟气形成一次雾状烟气，进第二层临界电压静电场；
(3)在第二层临界电压静电场内，硫酸和硝酸雾滴被吸附分离出来，吸附率达到99.9%以上，一次雾状烟气中所含空气中的氧气在第二层临界电压静电场内变成臭氧，将一次雾状烟气中残留的SO2和NOX，氧化为SO3和NO2，一次雾状烟气转化为二次静电后饱和烟气，SO3和NO2随二次静电后饱和烟气，同时夹带剩余SO2、NOX、SO3、NO2和空气，上升进第二层非临界电压静电场；
(4)在第二层非临界电压静电场内，经水雾空气作用，雾滴吸收二次静电后烟气中的SO3和NO2变成硫酸和硝酸雾滴，与剩余烟气组成二次雾状烟气，进第三层临界电压静电场。
(5)在第三层临界电压静电场内，硫酸和硝酸雾滴被吸附分离出来，吸附率达到99.9%以上，达到同时脱硫脱硝；二次雾状烟气中所含空气中的空气里的氧气变成臭氧，氧化伴流的SO2和NOX变成SO3和NO2，二次雾状烟气转化为三次静电后饱和烟气，SO3和NO2随三次静电后饱和烟气，同时夹带剩余SO2、NOX和空气，上升进第三层非临界电压静电场；
(6)持续上述操作，直至处理烟气由第N层临界电压静电场处理后，获得静电后烟气，静电后烟气经加热处理后，获得饱和烟气，饱和烟气经过烟气出口直接排放。
所述的步骤1(1)中，烟气为燃煤烟气，燃气烟气，锅炉烟气或汽车尾气中的一种，其中，锅炉烟气包括燃气、燃油锅炉烟气，汽车尾气包括燃气、燃油的汽车尾气。
所述的步骤1(1)中，烟气预先选择性的经过除尘处理后，进入紊流塔。
所述的步骤1(1)中，紊流塔底部浓缩池内含有水，所述的烟气经入口，出口朝下排出，接触浓缩池内水表面后，反上，达到烟气紊流状态。
所述的步骤1(2)中，雾状烟气内包括由烟气内PM2.5烟尘颗粒喷淋后形成的雾霾雾滴。
所述的步骤1(2)中，烟气中的PM2.5烟尘颗粒在紊流塔内变成被液体包裹的雾霾雾滴。
所述的步骤2中，浓缩池内上部澄清液经过水封装置，排入热交换塔，浓缩池底部泥浆通过出口阀门排入热交换塔，并通过调整阀门，保持顶部循环液常溢流水进热交换塔，底部排放常流泥浆进热交换塔，保持水平衡。
所述的步骤2中，紊流塔内的浓缩池通过水封装置和阀门将烟气和喷淋后循环液彻底分离，提供烟气和喷淋后循环液分别再净化的条件。
所述的步骤2中，降温后循环液下降进垂直串接的循环池，下降过程中，在池内上层形成澄清循环液，下层为泥浆，底部泥浆经隔膜泵抽取进脱水机，经脱水后获得回收水与脱水后固体颗粒。
所述的步骤2中，循环池内的循环液经循环泵升压进紊流塔内，用于喷淋烟气。
所述的步骤2中，脱水后回收水进循环池再循环，脱水后固体颗粒含10%的水。
所述的步骤2中，水雾空气是一种接近常温的气、液两相流体。
所述的步骤2中，水雾空气不足时，由发电厂凉水塔回收水雾空气，或加湿器提供，用于补充水雾空气。
所述的步骤3(1)中，在第一层临界电压静电场中部加空气，空气里的氧气变成臭氧，氧化伴流烟气的SO2和NOX，变成SO3和NO2。
所述的步骤3(1)中，雾霾雾滴在第一层临界电压静电场被吸附分离，吸附率达到99.9%以上，除雾效率达到99.9%以上。
所述的步骤3(2)中，由步骤2形成的水雾空气经混合器，风机，水雾空气管，水雾空气支管进入第一层非临界电压静电场，水雾空气包括雾滴和空气，其中，雾滴吸收相邻的第一层临界电压静电场中产生的SO3和NO2，变成硫酸和硝酸雾滴，空气为下一层临界电压静电场提供氧气。
所述的步骤3(2)中，水雾空气中的剩余空气随剩余烟气一起进入第二层临界电压静电场。
所述的步骤3(3)中，雾状烟气中雾霾雾滴在第一层临界电压静电场中被吸附99.9%以上，消除烟尘颗粒污染和影响脱硫化学反应。
所述的步骤3(4)中，水雾空气中的剩余空气随剩余烟气一起进入第三层临界电压静电场。
所述的步骤3(3)中，瓷瓶周边烟气经加热干燥，以保证瓷瓶与架体绝缘。
所述的步骤3中，临界电压静电场内吸附的硫酸和硝酸吸附，流至循环池中，积累至一定浓度后排出，更换新的循环液。
所述的步骤3中，烟气中雾霾雾滴经吸附，SO2和NOX经N次臭氧氧化，N-1次硫酸雾滴和硝酸雾滴吸收，SO2去除率达到99.9%以上，NOx去除率达到99.9%以上，除尘效率达到99.9%以上。
所述的步骤3(6)中，排放的饱和烟气是没有雾滴的无色透明饱和CO2气，“0”污染排放。
本发明通过临界电压静电场，将空气里的氧气变成臭氧，氧化伴流烟气的SO2和NOX，变成SO3和NO2。
在非临界电压静电场加水雾空气，雾滴吸收SO3和NO2变成硫酸和硝酸雾滴。
除尘后剩余的PM2.5烟尘颗粒在紊流塔内喷淋后变成被液体包裹的雾霾雾滴。
包括雾霾雾滴、硫酸雾滴和硝酸雾滴在内的各种雾滴在临界电压静电场内被吸附分离出来，吸附率达到99.9%以上，所以除雾效率达到99.9%以上；没有硫酸和硝酸雾滴，脱硫同时脱硝效率达到99.9%以上；没有雾霾雾滴，就达到除尘效率达到99.9%以上。
静电处理后获得的剩余气体无色透明，成分为CO2，达到饱和状态，达到污染物“0”排放、
本发明的有益效果：
采用本发明的烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置及方法，烟气选择性进行除尘后PM2.5烟尘颗粒在紊流塔内变成的被液体包裹的雾霾雾滴，经多层临界电压静电场吸附，达到99.9%以上去除。
本发明的烟气同时脱硫脱硝除方法中，SO2和NOX在N层临界电压静电场串接N-1层非临界电压静电场内，100%变成的硫酸和硝酸雾滴，被吸附分离出来，吸附率达到99.9%以上，脱硫脱硝率达到99.9%以上；
经发明的烟气同时脱硫脱硝除尘方法，使得烟气经处理后获得的为无色透明的饱和烟气。
附图说明
图1为实施例的烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置结构示意图；
图2为实施例的烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置中湿法同时脱硫脱硝除尘静电塔局部结构示意图；
其中：1-紊流塔，1-1烟气入口：1-2阻尼雾化喷淋系统，1-3浓缩池，1-4水封装置，1-5出口阀门，2-热交换塔，2-1并列管；3-循环池，3-1循环泵，3-2隔膜泵，3-3脱水机；4-湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔，5-混合器，6-风机，7-水雾空气管，8-水雾空气支管，9-变压器，10-瓷瓶，11-电热器，12-静电架，13-吸附极管；14-放电极线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
以下实施例中所述的每根吸附极管中雾状烟气流量为700~800m3/h；
所述的水雾空气足量，以提供充分的空气与水，用于空气氧化得臭氧进行SO2和NOX氧化，以及雾滴吸附；
水雾空气支管为φ10~20mm胶管；
放电极线为φ6mm；
非临界电压静电场允许雾滴存在和流动。
以下实施例中，因水雾空气量足够，因此保证(1)能够提供足够量的臭氧，保证SO2完全氧化为SO3，NOX完全氧化为NO2；(2)SO3和NO2能够完全转化为硫酸和硝酸；因个别实验操作或存在杂质等原因，导致最终处理完成获得烟气中极微量可忽略不计的SO2或NOX存在。
本申请的技术方案经实地运行，证明可以实现，具体为：
先期试验，静电除雾技术的可靠性实验：
1，烟气同时脱硫脱硝除尘环保烟囱是由3个标准单元并联构成。每个标准单元是由1个临界电压静电场串接1个非临界电压静电场构成。雾状烟气通过非临界电压静电场进临界电压静电场，在临界电压静电场吸附雾滴，除雾效率接近100%，剩余烟气是饱和无色透明烟气。说明；非临界电压静电场允许雾滴存在和流动。
2，在本次实验鉴定过程，出现短暂的脱硝效率接近30%的现象：
NOX不氧化不能变成NO2，能氧化NOX的物质是臭氧。在临界电压静电场内空气里的氧气能变成臭氧。所以；空气和水雾滴混合能通过非临界电压静电场进临界电压静电场，在临界电压静电场内完成空气里的氧气能变成臭氧，氧化伴流烟气的SO2和NOX，变成SO3和NO2.
再进非临界电压静电场，雾状烟气的雾滴接触吸收SO3和NO2，变成硫酸和硝酸雾滴。
静电场初期充满空气，雾状烟气进静电场内与空气混合，雾滴被接近100%吸附后，空气在静电场内变成臭氧，氧化伴流烟气的NOX，变成NO2。随静电后饱和烟气进烟囱排放必然夹带臭氧和NO2。饱和烟气在排放流动中必然降温析出雾滴，雾滴吸收NO2变成硝酸雾滴，所以检测NOX减少30%是由于，析出雾滴少，空气只在初期有，所以才出现出现短暂的脱硝效率接近30%的现象。
本申请在该研究基础上进行进一步改进；
静电场有两种不同电压，不同功能的静电场。1种是达到起电晕的电压的静电场能吸附雾滴，1种是没有起晕电压的静电场不能吸附雾滴。
理论解析；在临界电压静电场是起电晕状态，在非临界电压静电场是没有电晕状态。
在临界电压静电场是起电晕状态，吸附雾滴，氧气变成臭氧，氧化伴流烟气的SO2和NOX，变成SO3和NO2.
在非临界电压静电场是没有电晕状态。加进水雾和空气。水雾滴吸收SO3和NO2变成立式和硝酸雾滴。空气为串接的下一层临界电压静电场提供氧气。
所以，在临界电压静电场串接非临界电压静电场再串接临界电压静电场就能达到；空气里的氧气变成臭氧，100%的氧化伴流的SO2和NOX变成SO3和NO2；在非临界电压静电场内，100%的雾滴水溶SO3和NO2，变成硫酸和硝酸雾滴。
在临界电压静电场内100%的硝酸雾滴和硫酸雾滴被吸附分离出来。达到脱流同时脱硝效几乎达到100%。
由于静电场两极放电距离不同，产生两种不同电压的静电场。存在两种不同功能的静电场。
1种是放电距离短D，起晕电压A后能除雾运行，称临界电压静电场。
1种放电距离超过D的S，在1个电源状态下，没有电晕，不能除雾运行，称非临界电压静电场。
两极放电距离S，产生的临界电压(必须经实验获得临界电压B)，B大于A达10KV以上，由于共用１个电源，只有１个临界电压A静电场。所以B电压就不能显示出现。
以临界电压50KV的静电场除雾效率为例：
在静电场入口仅有放电极钢丝绳线1段，没有放电针，在烟气入口形成的静电场，实验临界电压70KV，由于共用1个电源，仅显示50KV的临界电压，70KV的临界电压没有显示，雾状烟气通过，没有任何消失变化的现象，也就是说允许雾滴出现。允许加雾滴，是一种非临界电压静电场。也就是说；临界电压静电场和非临界电压静电场在本次实验、鉴定过程是真实存在的证明。
实施例1
一种烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置，其结构示意图如图1所示，包括湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔4、紊流塔1，热交换塔2和循环池3，所述的湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔4、紊流塔1，热交换塔2和循环池3由上向下依次串接连通，湿法同时脱硫脱硝除尘静电塔局部结构示意图如图2所示；其中：
所述的湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔4包括14*14=196个标准单元并联构成；14个标准单元共用一个静电电源，每个标准单元包括 4个临界电压静电场和3个非临界电压静电场，临界电压静电场和非临界电压静电场交替串接构成标准单元； 每个标准单元具体构成形式为：由下向上，交替为临界静电场和非临界静电场，且最底端和最顶端为临界电压静电场；
所述的湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔4顶部设有烟气出口；
所述的紊流塔1侧壁设有烟气入口1-1，所述的烟气入口1-1开口朝下，所述的紊流塔1顶部设有阻尼雾化喷淋系统1-2，所述的紊流塔1底部设有浓缩池1-3，所述的浓缩池1-3内设有水封装置1-4，通过水封装置1-4，将浓缩池1-3内喷淋后循环液与烟气彻底分离，所述的水封装置1-4与热交换塔2连同，所述的浓缩池1-3底部设有出口阀门1-5，将泥浆与烟气彻底分离；
所述的热交换塔2顶部并排设置有并列管2-1，所述的热交换塔2四周为开放设置，用于水雾空气排出，所述的热交换塔2顶部侧方设有混合器5，所述的混合器5上方设有风机6，用于收集水雾空气，所述的风机6上方密封连接有14根水雾空气管7，用于输送水雾空气，所述的单根水雾空气管7连接有3*14=42根水雾空气支管8，14根水雾空气管7共连接有3*14*14=588根水雾空气支管8，所述的水雾空气支管8各自与非临界电压静电场一一相连通，用于将水雾空气输送至非临界静电场，所述的水雾空气支管8数量与非临界静电场数量一致，以使水雾空气能够充分传输进非临界静电场；
所述的放电极线14两端各自连接有静电架12，包括上部静电架和底部静电架，所述的上部静电架上方设有横梁，所述的上部静电架通过瓷瓶10连接上部横梁，该上部静电架与上部横梁之间瓷瓶10设置有电热器11，所述的上部静电架通过高压导线连接变压器9，具体的，所述的高压导线通过瓷瓶10连接变压器9，该连接变压器9的瓷瓶10为穿墙瓷瓶；所述的底部静电架悬空放置，形成静电电源系统；
所述的电热器11用于加热静电后瓷瓶周边烟气，防止降温析出雾滴，使瓷瓶10保持绝缘状态；
所述的标准单元包括相对应设置的吸附极管13和放电极线14，每个标准单元只有1根放电极线，所述的放电极线交替串接4段带有放电针，3段不带放电针，所述的吸附极管13与带有放电针段形成电场a，所述的吸附极管13与不带放电针段形成电场b，所述的电场a临界电压为A，电场b临界电压为B，电场a中针尖到吸附极管13之间的放电距离为D，电场b中导电极线距离吸附极管13的放电距离为S，S＞D；通过调整S和D，使B为70KV，A为50KV，由于标准单元共用1个电源，只有1个临界电压，所以B不显示，临界电压A称临界电压静电场，不能显示的静电场b称非临界电压静电场；
所述的吸附极管13中，与带放电针段相对应位置为导电管；与不带放电针段相对应位置为导电管，或非导电管，或不设管；其中，所述的导电管包括导电金属管，或导电金属复合管，所述的非导电管包括塑料管；
所述的水雾空气管7底部设置有水雾空气设备，以用于水雾空气量不够时补充；
所述的循环池3底部设有隔膜泵3-2，所述的隔膜泵3-2用于抽取循环池3底部沉积泥浆，进入脱水机3-3脱水，所述的循环池3侧壁设有循环泵3-1和脱水机3-3，所述的循环泵3-1与阻尼雾化喷淋系统1-2通过管路连接，用于输送澄清循环液。
采用所述的烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置进行烟气脱硫脱硝除尘的方法，包括以下步骤：
步骤1，烟气喷淋：
(1)本实施例中燃煤烟气为烟尘高的烟气，成分包括SO2、NOx和烟尘，其中，燃煤烟气中SO2 2000mg/Nm3，NOx 1000mg/Nm3，烟尘3000mg/Nm3，烟气流量为130000m3/h。
烟气除尘99%后，夹带剩余的PM2.5烟尘颗粒，SO2、NOX在紊流塔1中下部水平进紊流塔1，出口垂直朝下，烟气触底浓缩池1-3液面，反垂直朝上，达到烟气紊流状态流动；其中，浓缩池1-3中预先加入水，以便于烟气触底后反上；
(2)烟气在紊流塔1内通过阻尼雾化喷淋系统1-2喷淋循环液，形成雾状烟气和喷淋后循环液；所述的雾状烟气中夹带有雾滴，所述的雾状烟气中包括有SO2、NOx气体，所述的雾滴包括雾霾雾滴，PM2.5烟尘颗粒喷淋后形成雾霾雾滴；
步骤2，循环液热交换：
喷淋后的循环液进入紊流塔1内，下降至浓缩池1-3，在浓缩池1-3内形成上部澄清液和底部泥浆，上部澄清液和底部泥浆在热交换塔2顶部的并列管2-1间隙下降，接触空气降温，同时挥发出水雾空气，形成降温后循环液，完成热交换降温；其中：
浓缩池1-3内上部澄清液经过水封装置1-4，排入热交换塔2，浓缩池1-3底部泥浆通过出口阀门1-5排入热交换塔2，并通过调整阀门，保持顶部循环液常溢流水进热交换塔2，底部排放常流泥浆进热交换塔2，保持水平衡；
紊流塔1内的浓缩池1-3通过水封装置1-4和阀门将烟气和喷淋后循环液彻底分离，提供烟气和喷淋后循环液分别再净化的条件；
降温后循环液下降进垂直串接的循环池3，在池内上层形成澄清循环液，下层为泥浆，底部泥浆经隔膜泵3-2抽取进脱水机3-3，经脱水后获得回收水与脱水后固体颗粒；
循环池3内的循环液经循环泵3-1升压进紊流塔1内，用于喷淋烟气；
回收水进循环池3再循环，脱水后固体颗粒含10%的水；
水雾空气是一种接近常温的气、液两相流体；
水雾空气不足时，由发电厂凉水塔回收水雾空气，或加湿器提供，用于补充水雾空气；
步骤3，脱硫脱硝：
(1)雾状烟气进入湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔4，经过第一层临界电压静电场，静电场内空气变成臭氧，将雾状烟气中SO2和NOx氧化为SO3和NO2；雾霾雾滴被吸附分离出来，雾状烟气转化为一次静电后饱和烟气；其中：
在第一层临界电压静电场中部加空气，空气里的氧气变成臭氧，氧化伴流烟气的SO2和NOX，变成SO3和NO2；
雾霾雾滴在第一层临界电压静电场被吸附分离，吸附率达到99.9%以上，除雾效率达到99.9%以上；
(2)一次静电后饱和烟气夹带剩余SO2、NOX、SO3、NO2和空气，上升进第一层非临界电压静电场，在非临界电压静电场内，水雾空气加进一次静电后饱和烟气中，水雾空气中雾滴吸收SO3和NO2变成硫酸和硝酸雾滴，与剩余烟气形成一次雾状烟气，进第二层临界电压静电场；
由步骤2形成的水雾空气经混合器5，风机6，水雾空气管7，水雾空气支管8进入第一层非临界电压静电场，水雾空气包括雾滴和空气，其中，雾滴吸收相邻的第一层临界电压静电场中产生的SO3和NO2，变成硫酸和硝酸雾滴，空气为下一层临界电压静电场提供氧气，水雾空气中的剩余空气随剩余烟气一起进入第二层临界电压静电场；
(3)在第二层临界电压静电场内，硫酸和硝酸雾滴被吸附分离出来，吸附率达到99.9%以上，一次雾状烟气中所含空气中的氧气在第二层临界电压静电场内变成臭氧，将一次雾状烟气中残留的SO2和NOX，氧化为SO3和NO2，一次雾状烟气转化为二次静电后饱和烟气，SO3和NO2随二次静电后饱和烟气，同时夹带剩余SO2、NOX、SO3、NO2和空气，上升进第二层非临界电压静电场；
雾状烟气中雾霾雾滴在第一层临界电压静电场中被吸附99.9%以上，消除烟尘颗粒污染和影响脱硫化学反应；
(4)在第二层非临界电压静电场内，经水雾空气作用，雾滴吸收二次静电后饱和烟气中的SO3和NO2，变成硫酸和硝酸雾滴，与剩余烟气组成二次雾状烟气，进第三层临界电压静电场，水雾空气中的剩余空气随剩余烟气一起进入第三层临界电压静电场；
(5)在第三层临界电压静电场内，硫酸和硝酸雾滴被吸附分离出来，吸附率达到99.9%以上，达到同时脱硫脱硝；二次雾状烟气中所含空气中的氧气变成臭氧，氧化伴流的SO2和NOX，变成SO3和NO2，二次雾状烟气转化为三次静电后饱和烟气，SO3和NO2随三次静电后饱和烟气，同时夹带剩余SO2、NOX和空气，上升进第三层非临界电压静电场；
(6)在第三层非临界电压静电场内，经水雾空气作用，雾滴吸收三次静电后饱和烟气中的SO3和NO2，变成硫酸和硝酸雾滴，与剩余烟气组成三次雾状烟气，进第四层临界电压静电场，水雾空气中的剩余空气随剩余烟气一起进入第四层临界电压静电场。
(7)在第四层临界电压静电场内，硫酸和硝酸雾滴被吸附分离出来，吸附率达到99.9%以上，达到同时脱硫脱硝；瓷瓶周边烟气经加热干燥，以保证瓷瓶与架体绝缘，获得没有雾滴的无色透明饱和烟气，成分为CO2气，饱和烟气经过烟气出口直接排放，“0”污染排放。该方法中，喷淋后雾状烟气中雾霾雾滴经吸附，SO2和NOX经4次臭氧氧化，3次硫酸雾滴和硝酸雾滴吸附，SO2去除率达到99.9%以上，NOx去除率达到99.9%以上，除尘效率达到99.9%以上。
本实施例经检测，处理后剩余气体中烟尘排放浓度=0.99mg\Nm3，SO2排放浓度=2mg\Nm3，NOx排放浓度为0.5mg/Nm3，剩余气体饱和无色透明，成分为CO2。烟尘去除率达到99.97%，SO2去除率达到99.9%，NOx去除率达到99.95%。
说明；临界电压静电场串接非临界电压静电场是成熟的，雾滴粒径增大几百倍，由微米粒径的雾滴变成毫米粒径的液滴，在烟气流速V不变时，增大后的液滴100%大于沉降临界粒径Vd，在流动中100%沉降分离出来。所以除雾效率几乎为100%。
用水雾和空气混合的气液两相流做净化SO2和NOX的介质在本领域属首次，是一种全新的烟气净化方法和设备发明。
实施例2
本实施例中采用的烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置结构同实施例1。
烟气脱硝除尘步骤如下：
采用所述的烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置进行烟气脱硝除尘的方法，包括以下步骤：
步骤1，烟气喷淋：
(1)本实施例中处理的烟气为燃气、燃油锅炉烟气(含烟尘非常个数多数量大，但是粒径非常小，比重小于1的烟气)，形成雾霾雾滴多，粒径小，颗粒粒径0.3~0.5μm，烟气中NOx占比为1000mg/Nm3。
烟气夹带小于PM2.5烟尘颗粒和NOX的烟气，在紊流塔1中下部水平进紊流塔1。出口垂直朝下，烟气触底浓缩池1-3液面，反垂直朝上，达到烟气紊流状态流动；
(2)烟气在紊流塔1内通过阻尼雾化喷淋系统1-2喷淋循环液，形成雾状烟气和喷淋后循环液；所述的雾状烟气中夹带有雾滴，所述的雾状烟气中包括有NOx气体，所述的雾滴包括雾霾雾滴，PM2.5烟尘颗粒喷淋后形成雾霾雾滴；
步骤2，循环液热交换：
喷淋后的循环液进入紊流塔1内，下降至浓缩池1-3，在浓缩池1-3内形成底部澄清液和顶部泥浆，泥浆由漂浮的烟尘颗粒形成，底部澄清液在热交换塔2顶部的并列管2-1间隙下降，接触空气降温，同时挥发出水雾空气，形成降温后循环液，完成热交换降温；其中：
浓缩池1-3内上部澄清液经过水封装置1-4，排入热交换塔2；
紊流塔1内的浓缩池1-3通过水封装置1-4将烟气和喷淋后循环液彻底分离，提供烟气和喷淋后循环液分别再净化的条件；
降温后循环液下降进垂直串接的循环池3，在池内形成澄清循环液，浓缩池顶部由漂浮的烟尘颗粒形成的泥浆经隔膜泵3-2抽取进脱水机3-3，经脱水后获得回收水与脱水后固体颗粒；
循环池3内的循环液经循环泵3-1升压进紊流塔1内，用于喷淋烟气；
回收水进循环池3再循环，脱水后固体颗粒含10%的水；
水雾空气是一种接近常温的气、液两相流体；
水雾空气不足时，由发电厂凉水塔回收水雾空气，或加湿器提供，用于补充水雾空气；
步骤3，脱硝：
(1)雾状烟气进入湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔4，经过第一层临界电压静电场，静电场内空气变成臭氧，将雾状烟气中NOx氧化为NO2；雾霾雾滴被吸附分离出来，雾状烟气转化为一次静电后饱和烟气；其中：
在第一层临界电压静电场中部加空气，空气里的氧气变成臭氧，氧化伴流烟气的NOX，变成NO2；
雾霾雾滴在第一层临界电压静电场被吸附分离，吸附率达到99.9%以上，除雾效率达到99.9%以上；
(2)一次静电后饱和烟气夹带剩余NOX、NO2和空气，上升进第一层非临界电压静电场，在非临界电压静电场内，水雾空气加进一次静电后饱和烟气中，水雾空气中雾滴吸收NO2变成硝酸雾滴，与剩余烟气形成一次雾状烟气，进第二层临界电压静电场；
由步骤2形成的水雾空气经混合器5，风机6，水雾空气管7，水雾空气支管8进入第一层非临界电压静电场，水雾空气包括雾滴和空气，其中，雾滴吸收相邻的第一层临界电压静电场中产生的NO2，变成硝酸雾滴，空气为下一层临界电压静电场提供氧气，水雾空气中的剩余空气随剩余烟气一起进入第二层临界电压静电场；
(3)在第二层临界电压静电场内，硝酸雾滴被吸附分离出来，吸附率达到99.9%以上，一次雾状烟气中所含空气中的氧气在第二层临界电压静电场内变成臭氧，将一次雾状烟气中残留的NOX氧化为NO2，一次雾状烟气转化为二次静电后饱和烟气，NO2随二次静电后饱和烟气，同时夹带剩余NOX、NO2和空气，上升进第二层非临界电压静电场；
雾状烟气中雾霾雾滴在第一层临界电压静电场中被吸附99.9%以上，消除烟尘颗粒污染；
(4)在第二层非临界电压静电场内，经水雾空气作用，雾滴吸收二次静电后饱和烟气中的NO2，变成硝酸雾滴，与剩余烟气组成二次雾状烟气，进第三层临界电压静电场，水雾空气中的剩余空气随剩余烟气一起进入第三层临界电压静电场；
(5)在第三层临界电压静电场内，硝酸雾滴被吸附分离出来，吸附率达到99.9%以上，达到同时脱硫脱硝；二次雾状烟气中所含空气中的氧气变成臭氧，氧化伴流的NOX，变成NO2，二次雾状烟气转化为三次静电后饱和烟气，NO2随三次静电后饱和烟气，同时夹带剩余NOX和空气，上升进第三层非临界电压静电场；
(6)在第三层非临界电压静电场内，经水雾空气作用，雾滴吸收三次静电后饱和烟气中的NO2，变成硝酸雾滴，与剩余烟气组成三次雾状烟气，进第四层临界电压静电场，水雾空气中的剩余空气随剩余烟气一起进入第四层临界电压静电场。
(7)在第四层临界电压静电场内，硝酸雾滴被吸附分离出来，吸附率达到99.9%，达到脱硝；三次雾状烟气中NOx为1mg/Nm3，获得没有雾滴的无色透明饱和烟气，成分为CO2气，饱和烟气经过烟气出口直接排放，“0”污染排放。该方法中，喷淋后雾状烟气中雾霾雾滴经吸附， NOX经4次臭氧氧化，3次硝酸雾滴吸附，NOx去除率达到99.9%，其中，吸附的硝酸后续排出进行收集。

Claims (2)

1.采用烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置进行烟气脱硫脱硝除尘的方法，其特征在于，所述的烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置包括湿法同时脱硫脱硝除雾静电塔、紊流塔，热交换塔和循环池，所述的湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔、紊流塔，热交换塔和循环池由上向下依次串接连通；其中：
所述的湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔包括若干个标准单元并联构成；每个标准单元包括 N个临界电压静电场和N-1个非临界电压静电场，临界电压静电场和非临界电压静电场交替串接构成标准单元； 每个标准单元具体构成形式为：由下向上，交替为临界静电场和非临界静电场，且最底端和最顶端为临界电压静电场；所述的若干个标准单元共同使用1个静电电源；
所述的湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔顶部设有烟气出口；
所述的紊流塔侧壁设有烟气入口，所述的烟气入口开口朝下，所述的紊流塔顶部设有喷淋系统，所述的紊流塔底部设有浓缩池，所述的浓缩池内设有水封装置，所述的水封装置与热交换塔连同，所述的浓缩池底部设有出口阀门；
所述的热交换塔顶部并排设置有并列管，所述的热交换塔四周为开放设置，用于水雾空气排出，所述的热交换塔顶部侧方设有风机，用于收集水雾空气，所述的风机上方密封连接有水雾空气管，用于输送水雾空气，所述的水雾空气管连接有若干水雾空气支管，所述的若干水雾空气支管各自与非临界电压静电场一一相连通，用于将水雾空气输送至非临界静电场，所述的水雾空气支管数量与非临界静电场数量一致，以使水雾空气能够充分传输进非临界静电场；
所述的标准单元包括相对应设置的吸附极管和放电极线，每个标准单元只有1根放电极线，所述的放电极线交替串接N段带有放电针，N-1段不带放电针，所述的吸附极管与带有放电针段形成电场a，所述的吸附极管与不带放电针段形成电场b，所述的电场a临界电压为A，电场b临界电压为B，且保证B大于A10KV，电场a为临界电压静电场，电场b为非临界电压静电场；
所述的放电极线两端各自连接有上部静电架和底部静电架，所述的上部静电架通过瓷瓶连接上部横梁，所述的静电架通过高压导线连接变压器，具体的，所述的高压导线通过穿墙瓷瓶连接变压器；所述的底部静电架悬空放置，电热器用于加热静电后瓷瓶周边烟气，防止降温析出雾滴，使瓷瓶保持绝缘状态；
所述的吸附极管中与带放电针段相对应位置为导电管；与不带放电针段相对应位置为导电管或非导电管或不设管；其中，所述的导电管包括导电金属管，或导电金属复合管，所述的非导电管包括塑料管，由于所述的标准单元共用1个电源，只有1个临界电压，所以B不显示，临界电压A称临界电压静电场，不能显示的静电场b称非临界电压静电场；
所述的循环池底部设有隔膜泵，所述的循环池侧壁设有循环泵和脱水机，所述的循环泵与喷淋系统通过管路连接；
所述的方法包括以下步骤：
步骤1，烟气喷淋：
(1)烟气水平进紊流塔，出口朝下后触底反上，达到烟气紊流状态，其中，所述的紊流塔底部浓缩池内含有水，所述的烟气经入口，出口朝下排出，接触浓缩池内水表面后，反上，达到烟气紊流状态；
(2)烟气在紊流塔内通过喷淋系统喷淋循环液，形成雾状烟气和喷淋后热循环液；所述的雾状烟气中夹带有雾滴，所述的雾状烟气中包括有SO2、NOx气体，所述的雾滴包括雾霾雾滴；
步骤2，循环液热交换：
喷淋后的循环液进入紊流塔内，下降至浓缩池，在浓缩池内形成上部澄清液和底部泥浆，上部澄清液和底部泥浆在热交换塔顶部的并列管间隙下降，接触空气降温，同时挥发出水雾空气，形成降温后泥浆，完成热交换降温；具体过程为：
浓缩池内上部澄清液经过水封装置，排入热交换塔，浓缩池底部泥浆通过出口阀门排入热交换塔，并通过调整阀门，保持顶部循环液常溢流水进热交换塔，底部排放常流泥浆进热交换塔，保持水平衡；
降温后泥浆下降进垂直串接的循环池，下降过程中，在池内上层形成澄清循环液，下层为泥浆，底部泥浆经隔膜泵抽取进脱水机，经脱水后获得回收水与脱水后固体颗粒；
循环池内的循环液经循环泵升压进紊流塔内，用于喷淋烟气；
回收水进循环池再循环；
当水雾空气不足时，由发电厂凉水塔回收水雾空气，或加湿器提供水雾空气以补充；
步骤3，脱硫脱硝：
(1)雾状烟气进入湿法同时脱硫脱硝除尘除雾静电塔，经过第一层临界电压静电场，静电场内空气变成臭氧，将雾状烟气中SO2和NOx氧化为SO3和NO2；雾霾雾滴、硫酸雾滴和硝酸雾滴被吸附分离出来，雾状烟气转化为一次静电后饱和烟气，所述的雾霾雾滴、硫酸雾滴和硝酸雾滴在第一层临界电压静电场被吸附分离，吸附率达到99.9%以上，除雾效率达到99.9%以上；
(2)一次静电后饱和烟气夹带剩余SO2、NOX、SO3、NO2和空气，上升进第一层非临界电压静电场，在非临界电压静电场内，水雾空气加进一次静电后烟气中，水雾空气中雾滴吸收SO3和NO2变成硫酸和硝酸雾滴，与剩余烟气形成一次雾状烟气，进第二层临界电压静电场；
(3)在第二层临界电压静电场内，硫酸和硝酸雾滴被吸附分离出来，吸附率达到99.9%以上，一次雾状烟气中所含空气中的氧气在第二层临界电压静电场内变成臭氧，将一次雾状烟气中残留的SO2和NOX，氧化为SO3和NO2，一次雾状烟气转化为二次静电后饱和烟气，SO3和NO2随二次静电后饱和烟气，同时夹带剩余SO2、NOX、SO3、NO2和空气，上升进第二层非临界电压静电场，雾状烟气中雾霾雾滴在第一层临界电压静电场中被吸附99.9%以上，消除烟尘颗粒污染和影响脱硫化学反应；
(4)在第二层非临界电压静电场内，经水雾空气作用，雾滴吸收二次静电后烟气中的SO3和NO2变成硫酸和硝酸雾滴，与剩余烟气组成二次雾状烟气，进第三层临界电压静电场；
(5)在第三层临界电压静电场内，硫酸和硝酸雾滴被吸附分离出来，吸附率达到99.9%以上，达到同时脱硫脱硝；二次雾状烟气中所含空气中的空气里的氧气变成臭氧，氧化伴流的SO2和NOX变成SO3和NO2，二次雾状烟气转化为三次静电后饱和烟气，SO3和NO2随三次静电后饱和烟气，同时夹带剩余SO2、NOX和空气，上升进第三层非临界电压静电场；
(6)持续上述操作，直至处理烟气由第N层临界电压静电场处理后，获得静电后饱和烟气，静电后饱和烟气经加热处理后，经过烟气出口直接排放；
上述步骤中，临界电压静电场内吸附的硫酸和硝酸吸附，后续排出进行收集，烟气中雾霾雾滴经吸附，SO2和NOX经N次臭氧氧化，N-1次硫酸雾滴和硝酸雾滴吸收，SO2去除率达到99.9%以上，NOx去除率达到99.9%以上，除尘效率达到99.9%以上。
2.根据权利要求1所述的烟气同时脱硫脱硝除尘除雾装置进行烟气脱硫脱硝除尘的方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，烟气为燃煤烟气，燃气烟气，锅炉烟气或汽车尾气中的一种，其中，锅炉烟气包括燃气、燃油锅炉烟气，汽车尾气包括燃气、燃油的汽车尾气。
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