CN110433600A - 一种用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置，所述装置包括脱白单元以及与脱白单元耦合设置的声波发生单元，其中，所述声波发生单元布置在脱白单元中烟气存在相变的区域内。传统的除尘技术无法有效控制亚微米烟尘的排放，而声波可以有效的促进亚微米烟尘团聚变大，再通过除雾或者除尘进行有效脱除。单一使用声波团聚的能耗较高且声波噪音较大，而单一使用相变团聚脱除的工程建设成本高且亚微米烟尘脱除效率低，本发明利用脱白协同团聚脱除超细烟尘的装置和系统能够较好的解决这些问题，实现亚微米超细烟尘的有效脱除。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉烟气环保处理的技术领域，更具体地讲，涉及一种用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置及系统。
背景技术
对于火电厂颗粒物排放的控制技术，目前仍是以静电除尘器为主，并在其下游安装湿法烟气脱硫装置。带有高效静电除尘器(ESP)或袋式除尘器的燃煤电厂，可以将排放出的颗粒粒径很好地控制在PM10以内。湿式烟气脱硫(WFGD)洗涤器也可以捕获颗粒物(除尘效率约75％)，它可以将颗粒大小控制在PM3.5以内，其中大部分是PM1。联合使用ESP和WFGD可以使除尘率达到99.99％。不论是除尘器还是WFGD系统，对较大粒径颗粒物有很高的收集效率，但对大量细微颗粒物的收集效率并不高。
对燃煤电厂超细颗粒物的排放控制应根据实际情况，在现有除尘器及湿法脱硫设施的基础上，采用更加先进的混合除尘技术。鉴于超细颗粒物难以有效去除，在传统除尘器前设置团聚预处理环节使之成为较大颗粒后加以清除将成为除尘技术发展的趋势，超细颗粒物团聚的研究与应用将具有特别重要的意义。
目前燃煤电厂锅炉产生的烟气均经过脱硝、除尘、脱硫等一系列超净排放改造，然后通过烟囱排入大气。但经过湿法脱硫后的净烟气烟温较低、湿度较大，通过烟囱排入大气易产生“白烟”，高湿度的烟气阻碍了烟气在大气的扩散，而且高湿度烟气中的水分与电厂周边的一次污染物结合，转换成二次污染物，加重了电厂周边的环境污染。地方政府频发大气污染治理攻坚文件，多地针对烟气除湿及脱白烟出台了针对性文件。
发明内容
针对现有技术存在的缺点，本发明提出一种通过脱白协同团聚来脱除超细烟尘的装置及系统。
本发明的一方面提供了一种用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置，所述装置包括脱白单元以及与脱白单元耦合设置的声波发生单元，其中，所述声波发生单元布置在脱白单元中烟气存在相变的区域内。
根据本发明用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置的一个实施例，所述脱白单元中的相变为喷淋降温相变或GGH换热相变。
根据本发明用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置的一个实施例，所述脱白单元为湿法脱硫脱白除尘塔，所述湿法脱硫脱白除尘塔包括下部的脱硫仓、上部的喷淋仓以及分隔所述脱硫仓和喷淋仓的分隔子单元，喷淋仓通过烟气流通通道与脱硫仓连通，喷淋仓设置有包括脱白喷淋组件的循环冷却子单元，所述声波发生单元设置在所述脱白喷淋组件的喷淋范围内。
根据本发明用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置的一个实施例，所述循环冷却子单元包括脱白喷淋组件、第一回流组件以及与所述脱白喷淋组件和第一回流组件相连的第一供液组件，所述脱白喷淋组件伸入喷淋仓，所述第一回流组件与喷淋仓下部的排液口相连。
根据本发明用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置的一个实施例，所述喷淋仓通过净烟气出口与后处理单元相连，喷淋仓中还设置有位于喷淋仓顶部的脱白团聚除尘除雾器以及设置在净烟气出口的温度检测子单元和/或湿度检测子单元。
根据本发明用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置的一个实施例，所述脱硫仓设置有烟气入口、脱硫浆液出口、脱硫除雾器以及包括脱硫浆液喷淋组件的脱硫子单元，脱硫除雾器设置在脱硫浆液喷淋组件的上方，脱硫浆液出口设置在脱硫仓的下部。
根据本发明用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置的一个实施例，所述脱硫子单元包括脱硫浆液喷淋组件、第二回流组件以及与脱硫浆液喷淋组件和第二回流组件相连的第二供液组件，所述脱硫浆液喷淋组件伸入脱硫仓，所述第二回流组件与脱硫仓下部的脱硫浆液出口相连。
根据本发明用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置的一个实施例，所述声波发生单元包括声波发生器和声波控制子单元，声波发生器为单层布置或多层布置，声波发生器的声源为线声源或面声源并且声源数量为1个或多个。
根据本发明用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置的一个实施例，所述声波发生单元发出的声波频率为1300～2000HZ且声波强度不小于125dB，所述声波发生单元发出的声波为固定频率声波、可调频声波或者固定频率和调频声波的组合，其中，烟气在所述脱白单元中声波发生单元的声波覆盖范围内的停留时间大于2s。
本发明的另一方面提供了一种用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的系统，所述系统包括顺次连接的锅炉、脱硝装置、空气预热器、除尘装置、脱白除尘装置和烟囱或GGH装置，所述脱白除尘装置为上述用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置。
传统的除尘技术无法有效控制亚微米烟尘的排放，而声波可以有效的促进亚微米烟尘团聚变大，再通过除雾或者除尘进行有效脱除。单一使用声波团聚的能耗较高且声波噪音较大，而单一使用相变团聚脱除的工程建设成本高且亚微米烟尘脱除效率低，本发明利用脱白协同团聚脱除超细烟尘的装置和系统能够较好的解决这些问题，实现亚微米超细烟尘的有效脱除。
附图说明
图1示出了根据本发明示例性实施例的用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置的结构示意图。
图2示出了根据本发明示例性实施例的用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的系统的结构示意图。
附图标记说明：
1-锅炉、2-脱硝装置、3-空气预热器、4-除尘装置、5-脱白除尘装置、51-脱硫仓、52-烟气入口、53-脱硫除雾器、54-脱白团聚除尘除雾器、55-净烟气出口、56-脱白喷淋组件、57-声波发生单元、58-第一回流组件、59-脱硫浆液喷淋组件、6-烟囱。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
传统的除尘技术无法有效控制亚微米烟尘的排放，而声波可以有效促进亚微米烟尘团聚变大，然后通过除雾或者除尘进行有效脱除。单一使用声波团聚的能耗较高且声波噪音较大，单一使用相变团聚脱除的工程建设成本高且亚微米烟尘脱除效率低。
若要真正实现PM2.5的有效脱除，就需要从降低烟气湿度，提高亚微米超细烟尘的脱除两个方面同时着手，团聚脱除亚微米烟尘技术能实现与脱白技术的完美结合，有较高的市场应用前景。因此，本发明提供一种脱白协同团聚脱除超细烟尘的装置及系统以较好地解决上述问题。
下面先对本发明用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置进行具体说明。
根据本发明的示例性实施例，所述用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置包括脱白单元以及与脱白单元耦合设置的声波发生单元，其中，声波发生单元布置在脱白单元中烟气存在相变的区域内。
其中，相变主要是指气相与液相之间的变化。本发明脱白单元中的相变可以是喷淋降温相变，也可以是GGH换热相变。并且，脱白技术中，除了直接加热脱白技术不能与声波团聚脱除技术进行有效耦合之外，其他类型的脱白技术均可以。
其中，优选地采用喷淋脱白，既有降温相变，又存在喷淋増湿效果，更有利于超细烟尘的团聚。
图1示出了根据本发明示例性实施例的用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置的结构示意图。
如图1所示，根据本发明的示例性实施例，装置中的脱白单元为湿法脱硫脱白除尘塔，该湿法脱硫脱白除尘塔包括下部的脱硫仓51、上部的喷淋仓以及分隔脱硫仓51和喷淋仓的分隔子单元，喷淋仓通过烟气流通通道与脱硫仓连通，喷淋仓设置有包括脱白喷淋组件56的循环冷却子单元，声波发生单元57设置在脱白喷淋组件56的喷淋范围内。
其中，本发明的湿法脱硫脱白除尘塔可以直接采用CN208839295U、CN208839359U、CN208839296U等专利中公开的冷凝脱白装置或系统，只需要简单地在脱白喷淋范围内增加声波发生单元57就能实现工程应用。
具体地，循环冷却子单元包括脱白喷淋组件56、第一回流组件58以及与脱白喷淋组件56和第一回流组件58相连的第一供液组件(未示出)，脱白喷淋组件56伸入喷淋仓，第一回流组件58与喷淋仓下部的排液口相连，则喷淋液和烟气冷凝液能够引出作为补水循环利用，循环冷却水的水质要求不高，烟气冷凝液中的酸性成分正好可以进行水质除垢(不必另外补充酸液)。脱白喷淋组件56的喷淋头数量和开关流量控制均可以根据实际工况进行设置。
喷淋仓通过净烟气出口55与后处理单元相连，经过脱白团聚除尘除雾器54后的烟气经过净烟气出口55送入GGH或者直接送入烟囱6。喷淋仓中还设置有位于喷淋仓顶部的脱白团聚除尘除雾器54以及设置在净烟气出口55的温度检测子单元和/或湿度检测子单元。脱白除尘除雾器54不仅可以对冷凝水进行回收，还可以回收团聚后的大颗粒烟尘；温度检测子单元和湿度检测子单元则能够对处理后烟气的温度和湿度等参数进行实施监控和反馈，利于后续的自动控制。
脱硫仓51设置有烟气入口52、脱硫浆液出口、脱硫除雾器53以及包括脱硫浆液喷淋组件59的脱硫子单元，脱硫除雾器53设置在脱硫浆液喷淋组件59的上方，脱硫浆液出口设置在脱硫仓的下部。烟气通过烟气入口52进入脱硫仓51后，脱硫浆液喷淋组件向烟气喷淋脱硫浆液实现脱硫，脱硫后的烟气经过脱硫除雾器53的除雾处理后进入上部的喷淋仓进行后续的脱白团聚除尘除雾处理。
脱硫子单元包括脱硫浆液喷淋组件59、第二回流组件以及与脱硫浆液喷淋组件59和第二回流组件相连的第二供液组件(未示出)，脱硫浆液喷淋组件59伸入脱硫仓，第二回流组件与脱硫仓下部的脱硫浆液出口相连，从而能够实现脱硫浆液的循环利用。
本发明中采用的声波发生单元57包括声波发生器和声波控制子单元，声波控制子单元能够对声波发生器的声波频率、强度等进行控制和调节。其中，声波发生器可以为单层布置或多层布置，声波发生器的声源可以为线声源或面声源并且声源数量可以为1个或多个。
优选地，声波发生单元57发出的声波频率为1300～2000HZ且声波强度不小于125dB，声波发生单元发出的声波可以为固定频率声波、可调频声波或者固定频率和调频声波的组合。
为了保证除尘效果，控制烟气在脱白单元中声波发生单元57的声波覆盖范围内的停留时间大于2s，即使烟气在符合要求的声波频率和强度区间停留的时间足够长，有利于超细烟尘的团聚变大和后续去除。
通过声波团聚除尘技术耦合烟气脱白技术，可以降低对声波设备的要求，降低声波能耗。为了降低声波对环境的影响，可以在声波团聚的烟道或者塔底布置吸音棉。
图2示出了根据本发明示例性实施例的用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的系统的结构示意图。
如图2所示，本发明还提供了一种用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的系统。根据本发明的示例性实施例，该系统包括顺次连接的锅炉1、脱硝装置2、空气预热器3、除尘装置4、脱白除尘装置5以及下游的烟囱或GGH装置，该脱白除尘装置即为上述用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置。
锅炉1的炉膛燃煤产生的烟气经过脱硝装置2、空气预热器3和常规的除尘装置4后经脱硫入口烟道和烟气入口52进入湿法脱硫脱白除尘塔中，烟气先在脱硫仓经过脱硫和除雾处理后进入喷淋仓，在喷淋仓中经过团聚和喷淋后进行脱白团聚除尘除雾处理，最后经过净烟气出口送入GGH装置或直接送入烟囱6。
综上所述，通过单一使用声波团聚的能耗较高且声波噪音较大，本发明通过耦合相变团聚能起到较好的降低声波能耗作用，而本申请人的脱白技术本质就是一种较优的相变团聚技术，仅需要简单的在原有脱白设备基础上增加声波发生器与控制系统即能实现工程应用，对PM2.5的颗粒脱除效率可高达50％以上。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置，其特征在于，所述装置包括脱白单元以及与脱白单元耦合设置的声波发生单元，其中，所述声波发生单元布置在脱白单元中烟气存在相变的区域内。
2.根据权利要求1所述用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置，其特征在于，所述脱白单元中的相变为喷淋降温相变或GGH换热相变。
3.根据权利要求1所述用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置，其特征在于，所述脱白单元为湿法脱硫脱白除尘塔，所述湿法脱硫脱白除尘塔包括下部的脱硫仓、上部的喷淋仓以及分隔所述脱硫仓和喷淋仓的分隔子单元，喷淋仓通过烟气流通通道与脱硫仓连通，喷淋仓设置有包括脱白喷淋组件的循环冷却子单元，所述声波发生单元设置在所述脱白喷淋组件的喷淋范围内。
4.根据权利要求3所述用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置，其特征在于，所述循环冷却子单元包括脱白喷淋组件、第一回流组件以及与所述脱白喷淋组件和第一回流组件相连的第一供液组件，所述脱白喷淋组件伸入喷淋仓，所述第一回流组件与喷淋仓下部的排液口相连。
5.根据权利要求3所述用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置，其特征在于，所述喷淋仓通过净烟气出口与后处理单元相连，喷淋仓中还设置有位于喷淋仓顶部的脱白团聚除尘除雾器以及设置在净烟气出口的温度检测子单元和/或湿度检测子单元。
6.根据权利要求3所述用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置，其特征在于，所述脱硫仓设置有烟气入口、脱硫浆液出口、脱硫除雾器以及包括脱硫浆液喷淋组件的脱硫子单元，脱硫除雾器设置在脱硫浆液喷淋组件的上方，脱硫浆液出口设置在脱硫仓的下部。
7.根据权利要求6所述用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置，其特征在于，所述脱硫子单元包括脱硫浆液喷淋组件、第二回流组件以及与脱硫浆液喷淋组件和第二回流组件相连的第二供液组件，所述脱硫浆液喷淋组件伸入脱硫仓，所述第二回流组件与脱硫仓下部的脱硫浆液出口相连。
8.根据权利要求1所述用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置，其特征在于，所述声波发生单元包括声波发生器和声波控制子单元，声波发生器为单层布置或多层布置，声波发生器的声源为线声源或面声源并且声源数量为1个或多个。
9.根据权利要求1所述用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置，其特征在于，所述声波发生单元发出的声波频率为1300～2000HZ且声波强度不小于125dB，所述声波发生单元发出的声波为固定频率声波、可调频声波或者固定频率和调频声波的组合，其中，烟气在所述脱白单元中声波发生单元的声波覆盖范围内的停留时间大于2s。
10.一种用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的系统，其特征在于，所述系统包括顺次连接的锅炉、脱硝装置、空气预热器、除尘装置、脱白除尘装置和烟囱或GGH装置，所述脱白除尘装置为权利要求1至9中任一项所述用于烟气脱白协同超细烟尘脱除的装置。
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