CN203355550U - 多污染物联合控制装置 - Google Patents

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薛建明
管一明
王宏亮
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Abstract

本实用新型提供一种多污染物联合控制装置，该装置设计合理巧妙，可以深度减排多种污染物，高效净化脱除烟气中的SO2、NOx、汞、烟尘（含PM2.5）等污染物。该装置包括入口烟道、出口烟道、洗涤槽、吹扫系统和清灰系统，还包括干湿气流分隔板和多个支管单元，所述入口烟道与出口烟道并行设置，两者相邻侧并由干湿气流分隔板隔开，该干湿气流分隔板上开有若干个通气孔；出口烟道的下部与洗涤槽连接；所述洗涤槽内竖直安装有若干支管单元，每个支管单元为双套管结构，内管由管状微尘过滤装置下连导灰管组成，外管由导气管下连微孔气泡发生装置而成，上端与干湿气流分隔板连接，下端与洗涤槽底部相连。

Description

多污染物联合控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种新型烟气多污染物联合控制装置，属烟气净化技术领域。
背景技术
燃煤电厂的烟气污染物中除目前已经纳入控制的烟尘、SO2、NOx之外，新修订的GB13223-2011标准也首次将汞纳入约束性指标控制，并进一步降低了烟尘、SO2、NOx的排放限值，成为全球最严环保标准。此外，PM2.5等细微颗粒物的排放控制问题也进入大气污染物控制议题。
传统的除尘、脱硫、脱硝设施面对新标准提升空间有限，或将付出昂贵的改造代价，而且对诸如汞、PM2.5等新污染物控制问题也无法有效解决。
发明内容
本实用新型提供一种针对上述现有技术状况，提供一种多污染物联合控制装置，该装置设计合理巧妙，可以深度减排多种污染物，净化烟气效率高，对烟气中的SO2、NOx、汞、PM2.5污染物可以有效去除。
本实用新型的具体技术方案如下：
多污染物联合控制装置，包括入口烟道、出口烟道、洗涤槽、吹扫系统和清灰系统，还包括干湿气流分隔板和多个支管单元，
所述入口烟道与出口烟道并行设置，两者相邻侧并由干湿气流分隔板隔开，该干湿气流分隔板上开有若干个通气孔；出口烟道的下部与洗涤槽连接；
所述洗涤槽内竖直安装有若干支管单元，每个支管单元上端与干湿气流分隔板连接，下端与洗涤槽底部相连；每个支管单元均为双套管结构，其内套管由管状微尘过滤装置和导灰管上下密封连接而成，微尘过滤装置的上口与干湿气流分隔板连接并与通气孔对应适配安装，导灰管下口穿过洗涤槽底面与清灰系统连接；其外套管由导气管和微孔气泡发生装置连接而成，导气管上口连接于干湿气流分隔板上，微孔气泡发生装置下部连接于洗涤槽的底部。
所述微尘过滤装置采用管状的鼠笼滤袋结构，滤袋材质可采用常规的玻璃纤维毡等常用除尘滤袋材料。
所述微尘过滤装置可采用不锈钢、陶瓷或高分子材质的微孔膜材料，微孔孔径0.1～1μm，膜厚度0.1～2mm。
所述微孔气泡发生装置均呈空心筒状结构，筒壁上设有微孔结构,采用不锈钢、陶瓷或高分子材料制成，微孔孔径0.01～10μm。
所述入口烟道处还设有蒸汽凝并系统，该系统由蒸汽喷枪和分布管组成。
所述洗涤槽上部槽壁上还设有溢流管。
干湿气流分隔板上通气孔与微尘过滤装置及导灰管口径、数量相当，且呈均匀分布。排布间距、孔径根据需要处理的烟气量综合考虑确定，开孔面积比率一般为0.1-0.5，孔径范围8-400mm。
所述吹扫系统包括供气单元和输送管路，该输送管路上对应干湿气流分隔板的每个通气孔位置分别设有一个喷气口。
所述清灰系统包括供气系统、输送管路、灰斗及卸灰阀，所述每根导灰管与灰斗连接，灰斗经卸灰阀与输送管路连通。
所述洗涤池还配有洗涤液循环系统。
本实用新型相比现有技术具有如下优点：
随着新修订颁布的大气污染物排放标准GB13223-2011出台，SO2、NOx、烟尘等排放限值已经成为全球最严的标准。传统单项治理工艺技术及装备在排放限值、技改难度、布置占地等方面均遭遇技术瓶颈，投资及运行维护陈本高。而本实用新型装置性能完全可以满足新修订颁布的大气污染物排放标准GB13223-2011。本实用新型采用一套烟气深度净化处理装置能够实现高效除尘、脱硫、脱硝、脱汞一体化功能，可以替代传统火电厂复杂的烟气脱硝、除尘、脱硫三大设施，系统简单、运行维护方便、占地少、投资省。
本实用新型装置设计了支管单元，有效地去除烟气中的污染物，其中各部分主要功能如下:
1、微尘过滤并形成吸附催化氧化重金属等污染物滤饼层。采用微尘过滤装置能够脱除烟气中各种细微颗粒物，包括PM2.5等。被截留的粉尘会形成薄的粉尘滤饼吸附层，对烟气中的重金属等污染物有吸附截留或催化氧化功能，会捕集或部分氧化汞等重金属，对烟气中的部分衡量元素污染物有一定的减排或协助减排贡献。为利于清灰，采用金属材质时进气侧表面需进行抛光处理，以使得表面光滑。
2、微气泡发生采用微气泡分散装置，将烟气透过微孔陶瓷、不锈钢或高分子膜，产生微小气泡后进入液相，分散到洗涤浆液或溶液中，最大限度地提高气液接触面积，可有效提高污染物的洗涤效率。
3、气液分隔支管单元采用双套管结构,下部外套微气泡分散装置的膜管，内设导灰管。当装置运行时，气体将微气泡分散装置的膜管与导灰管之间的液体压入洗涤槽，并发生微气泡洗涤烟气中的污染物；当装置停运时液体由于自身压力可透过微气泡分散装置，但又被导灰管隔开，导灰管的高度高于微气泡分散装置的膜管高度。
附图说明：
图1为本实用新型的原理图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为应用实例一中不同进气压力下SO2、NOx、粉尘脱除效率对比图。
图中：1-入口烟道；2-出口烟道；3-洗涤槽；4-干湿气流分隔板；5-管状微尘过滤装置；6-导灰管；7-导气管；8-微孔气泡发生装置；9-蒸汽喷枪；10-分布管；11-溢流管；12-灰斗；13-插板门；14-仓泵；15-卸灰阀；16-输送管路；17-洗涤液。
具体实施方式；
下面结合附图对本实用新型做出进一步的描述：
如图1、图2所示，本实用新型的多污染物联合控制装置，包括入口烟道1、出口烟道2、洗涤槽3、吹扫系统和清灰系统，还包括干湿气流分隔板4和多个支管单元。
入口烟道1与出口烟道2并行设置，两者相邻侧并由干湿气流分隔板3隔开，该干湿气流分隔板4上开有若干个通气孔。出口烟道2的下部与洗涤槽3连接；洗涤槽3内竖直安装有若干支管单元，每个支管单元上端与干湿气流分隔板4连接，下端与洗涤槽3底部相连。
每个支管单元均为双套管结构，其内套管由管状微尘过滤装置5和导灰管6上下密封连接而成，管状微尘过滤装置5的上口与干湿气流分隔板4连接并与通气孔对应适配安装，导灰管6下口穿过洗涤槽3底面与清灰系统连接；其外套管由导气管7和微孔气泡发生装置8连接而成，导气管7上口连接于干湿气流分隔板4上，微孔气泡发生装置8下部连接于洗涤槽3的底部。洗涤槽3还配有洗涤液循环系统。各部分连接采用密封连接。
管状微尘过滤装置5采用管状的鼠笼滤袋结构，滤袋材质可采用常规的玻璃纤维毡。微尘过滤装置可采用不锈钢、陶瓷或高分子材质的微孔膜材料，微孔孔径0.1～1μm，膜厚度0.1～2mm。微孔气泡发生装置均呈空心筒状结构，筒壁上设有微孔结构,采用不锈钢、陶瓷或高分子材料制成，微孔孔径0.01～10μm。
入口烟道处还设有蒸汽凝并系统，该系统由蒸汽喷枪和分布管组成。洗涤槽上部槽壁上还设有溢流管。干湿气流分隔板上通气孔与微尘过滤装置及导灰管口径、数量相当，且呈均匀分布。所述吹扫系统包括供气单元和输送管路，该输送管路上对应干湿气流分隔板的每个通气孔位置分别设有一个喷气口。
清灰系统包括供气系统、输送管路、灰斗及卸灰阀，所述每根导灰管与灰斗连接，灰斗经卸灰阀与输送管路连通。
1、本实用新型装置的出、入口烟道主要用于烟气引导，出口烟道一般为锅炉排放的干烟气采用普通碳钢即可，出口烟气为洗涤净化后的湿烟气，要考虑适度的防腐措施。
2、洗涤槽为钢结构容器，可采用耐腐耐磨双相钢或其他合金，也可以采用普通碳钢内衬防腐材料，防腐材料可以采用耐磨耐腐的玻璃鳞片；或直接采用玻璃钢材质的容器。洗涤槽内安装有系列核心的支管单元，支管单元上部由干湿气流分隔板将净化前后的烟气分隔开来。支管单元下部与洗涤槽连接，支管单元的内套管可分别与入口烟气连通，并与灰斗连通。
3、支管单元为内外双套管结构，内套管的上部装有管状微尘过滤装置，下部为导灰管，之间采用螺纹连接或插入式胶粘接；外管上部为导气管，下部为微气泡分散装置，之间采用螺纹连接或胶粘接。
（1）管状微尘过滤装置可以采用鼠笼蒙滤袋结构，可以采用玻璃纤维等常规滤袋材质，系统阻力0.1-1500Pa。也可以采用低系统阻力的不锈钢、陶瓷、高分子材质的微孔膜，微孔径0.1～1μm，膜厚度0.1～2mm，膜阻力0.04～75kPa。
（2）微气泡分散装置8采用耐温、耐腐耐磨的不锈钢、陶瓷或高分子材质的微孔膜，微孔孔径0.1～10μm。高分子材质的微孔膜膜厚度0.1～2mm，膜阻力0.1～50kPa。
（2）导灰管采用耐温耐腐耐磨不锈钢材质，或采用普工不锈钢，外表面涂覆耐温防腐耐磨玻璃鳞片。
（3）导气管为用于引导过滤粉尘后的烟气，以及与净化后的烟气隔离用的导流密封钢管，考虑到接触净化后的湿烟气，该管材质应考虑相应的耐温耐腐措施，一般采用耐腐耐磨不锈钢或合金材料制作。
（4）干湿气流分隔板用于连接和固定每个支管单元，并分隔未净化和已经净化的烟气。
4、本实用新型装置中的吹灰系统主要用于微尘过滤装置的吹扫清灰，一般采用压缩空气吹扫。
5、本实用新型装置中的蒸汽凝并系统由凝并喷枪和分布管组成，布置在入口烟道内，将少量高温蒸汽均匀喷射进入烟气中，蒸汽耗量少，但可以促进超细粉尘凝并，且不会因产生过大颗粒造成大面积落灰，这利于微尘过滤装置捕集粉尘颗粒，有效减少超细颗粒逃逸，蒸汽温度200-500℃。当烟气含有大量超细粉尘时，启用该系统。
6、本实用新型装置中的溢流管用于控制洗涤槽的最高液位防止装置停运时液位过高溢流进入导灰管，采用U型管路，设一液封可防止烟气逃逸。
7、本实用新型中干湿气流分隔板上通气孔与微尘过滤装置及导灰管口径、数量相当，且呈均匀分布。排布间距、孔径根据需要处理的烟气量综合考虑确定，开孔面积比率一般为0.1-0.5，孔径范围8-400mm。
8、本实用新型中溶液可以采用各种具有洗涤吸收或洗涤络合SOx、NOx、Hg等污染物的溶液，如NaOH、各种有机胺溶液、各种络合剂等等。可以根据对不同污染物脱除效率综合选配。
本实用新型装置的处理工艺如下：
将未处理的含烟尘、SO2、NOx、汞等污染物的烟气（如燃煤烟气等）通过入口烟道导入本实用新型的多污染物联合控制装置后，经核心处理部分的支管单元，先由管状微尘过滤装置过滤除尘（包括微细颗粒物）、过滤后烟气再沿导气管向下进入微气泡分散装置内，经其微孔结构将液体压入洗涤槽，气体透过其微孔结构产生微气泡并分散进入洗涤槽内的洗涤溶液中，经过洗涤溶液的洗涤，高效除去烟气中的污染物（SO2、NOx等染污物），净化后的烟气汇聚后由出口烟道导出该净化装置排放。
被微尘过滤装置截留的细微粉尘（包括PM2.5）被截留于其内部，并由导灰管输送。当微尘过滤的装置内壁的细微颗粒物积累到一定程度，则由上部安装的吹扫系统的喷气口喷入压缩空气扫沿，飞灰经导灰管落入底部灰斗，定期开启底部卸灰阀，灰即可通过下部的气力输送管路送至指定灰库。此外，被截留的灰层对烟气中的汞具有吸附、催化氧化功能，对烟气中汞污染物脱除具有促进作用。
应用实例一：
当模拟烟的气进口烟温123℃含SO2浓度2376、NOx浓度821mg/m3、粉煤灰浓度15.36g/m3、汞浓度124ng/m3、粉煤灰残炭量0.25%。微尘过滤装置管壁厚1mm、微孔孔径0.5～2μm，微气泡发生装置管壁厚1.5mm，微孔孔径4～8μm。采用该净化装置用有机胺混合溶液洗涤时，不同进气压力下SO2、NOx、粉尘脱除效率如下图3，该装置几乎100%脱除粉尘。脱硝、脱硫效率均较较高，其中脱硫效率97%以上，脱硝效率可达83%以上，吸附过滤除汞效率50%以上，随进气压力增加，该装置的污染物脱除效率明显提升，各污染物控制较优进气压力点不同。

Claims (10)

1.多污染物联合控制装置，包括入口烟道、出口烟道、洗涤槽、吹扫系统和清灰系统，其特征是：还包括干湿气流分隔板和多个支管单元，
所述入口烟道与出口烟道并行设置，两者相邻侧并由干湿气流分隔板隔开，该干湿气流分隔板上开有若干个通气孔；出口烟道的下部与洗涤槽连接；
所述洗涤槽内竖直安装有若干支管单元，每个支管单元上端与干湿气流分隔板连接，下端与洗涤槽底部相连；每个支管单元均为双套管结构，其内套管由管状微尘过滤装置和导灰管上下密封连接而成，微尘过滤装置的上口与干湿气流分隔板连接并与通气孔对应适配安装，导灰管下口穿过洗涤槽底面与清灰系统连接；其外套管由导气管和微孔气泡发生装置连接而成，导气管上口连接于干湿气流分隔板上，微孔气泡发生装置下部连接于洗涤槽的底部。
2.根据权利要求1所述多污染物联合控制装置，其特征是：所述管状微尘过滤装置采用管状的鼠笼滤袋结构。
3.根据权利要求1所述多污染物联合控制装置，其特征是：所述管状微尘过滤装置采用不锈钢、陶瓷或高分子材质的微孔膜材料制成，微孔孔径0.1～1μm，膜厚度0.1～2mm。
4.根据权利要求1所述多污染物联合控制装置，其特征是：所述微孔气泡发生装置均呈空心筒状结构，筒壁上设有微孔结构,采用不锈钢、陶瓷或高分子材料制成，微孔孔径0.01～10μm。
5.根据权利要求1所述多污染物联合控制装置，其特征是：所述入口烟道处还设有蒸汽凝并系统，该系统由蒸汽喷枪和分布管组成。
6.根据权利要求1所述多污染物联合控制装置，其特征是：所述洗涤槽上部槽壁上还设有溢流管。
7.根据权利要求1所述多污染物联合控制装置，其特征是：干湿气流分隔板上通气孔与微尘过滤装置及导灰管口径、数量相当，且呈均匀分布。
8.根据权利要求1所述多污染物联合控制装置，其特征是：所述吹扫系统包括供气单元和输送管路，该输送管路上对应干湿气流分隔板的每个通气孔位置分别设有一个喷气口。
9.根据权利要求1所述多污染物联合控制装置，其特征是：所述清灰系统包括供气系统、输送管路、灰斗及卸灰阀，所述每根导灰管与灰斗连接，灰斗经卸灰阀与输送管路连通。
10.根据权利要求1所述多污染物联合控制装置，其特征是：所述洗涤池还配有洗涤液循环系统。
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