CN203598673U - 一种烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔 - Google Patents

一种烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开一种烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔，所述的烟气高速脱硫、湿式电除尘、除雾塔自下而上由三段组成，下段为竖流式沉淀池，中段为喷淋脱硫塔的脱硫段，上段为湿式电除尘除雾器的中上部的电除尘除雾段；所述的各段塔体以等径或者异径并通过焊接或外接的法兰密封连接。该烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔用于各种锅炉烟气的同步脱硫、除尘和除雾，最终可将石膏、粉尘从50mg/Nm3降低到10mg/Nm3以下、SO3雾从20mg/Nm3降低到小于10mg/Nm3以下、水雾75mg/Nm3降低到小于10mg/Nm3以下，达到了现有欧洲脱硫除尘除雾的水平，可以满足现有和将来环保要求的排放指标。

Description

一种烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔
技术领域
本实用新型涉及一种烟气高速脱硫湿式电除尘除酸塔。
背景技术
我国脱硫设备大多数从2004年开始建设，脱硫设备设计烟气排放指标烟气含尘：50mg/Nm3,水雾75 mg/Nm3,满足以往空气质量采用PM10的中国环境要求；随着我国环境政策的逐步提高，大气空气质量采用PM2.5的中国环境政策指标已成为事实，电厂电站燃煤烟气粉尘排放指标已经执行30mg/Nm3,不久将靠近欧洲国家的燃煤烟气排放指标含尘10mg/Nm3,酸雾10mg/Nm3。
国标 GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》的颁布，加强对我国燃煤电厂的污染物减排力度，增加了燃煤电厂污染物减排工作的压力。而目前脱硫吸收塔不能满足排放标准要求，因此现有脱硫系统需要进行增容改造。
 当今世界上烟气除尘要求在100mg/Nm3时一般采用四电场的电除尘器或高温布袋除尘器；
当今世界上烟气除尘要求在50mg/Nm3时一般采用大于6电场的电除尘器或高温布袋除尘器；
当今世界上烟气除尘要求在20mg/Nm3时一般采用12电场的电除尘器或高温覆膜布袋除尘器；
除此之外，精密除尘的场合也有用塔文湿法除尘的工艺，如部分钢厂用的第四代OG湿法除尘可以达到小于50mg/Nm3标准，但是由于高能耗（系统助力20000Pa）和使用大量水造成废水处理困难，现时已经不再适合推广该方法了。
精密除尘的场合近来使用湿式电除尘器的场合越来越多了。湿式电除尘器最早也是源于进口，多用于小于10mg/Nm3标准的烟气除尘场合，象纯碱石灰窑烟气的除尘（烟气除尘达到小于10mg/Nm3、水雾小于10mg/Nm3）；钢厂转炉煤气的除尘（煤气除尘达到小于10mg/Nm3）；硫酸制造除酸雾（SO3雾小于10mg/Nm3）；冶金炉排放烟气除重金属（铅雾小于1mg/Nm3）。
湿法除尘具有除尘效率高，精密除雾水，技术成熟等优点将成为当今除尘除雾的主要方法，特别适合脱硫烟气精密除尘除雾的需要，满足当前空气质量PM2.5的要求。
大型电站锅炉烟气主要采用逆流喷淋塔湿法脱硫，随着环保排放指标的提高，增加喷淋排管和加大液气比可以满足日益增长的脱硫要求，但是不能满足环境要求进一步减少烟气中的烟尘、水雾、酸雾，即大气空气质量采用PM2.5，燃煤烟气排放指标含尘10mg/Nm3，酸雾10mg/Nm3的欧洲标准。
实用新型内容
本实用新型的目的解决上述烟气中的烟尘、酸雾、水雾进一步净化排放的技术问题，而提供一种烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔。
本实用新型的技术原理
众所周知，现有的湿式电除尘塔的空塔气速为1m/s，而喷淋式脱硫塔的空塔气速在3m/s～4m/s，本实用新型将湿式电除尘除雾器中的空塔气速提高到3m/s，以便把湿式电除尘除雾器安装在喷淋式脱硫塔之上，成为烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔，喷淋式脱硫塔底部为竖流式沉淀池，即可得到冲洗只用的澄清水又可以节省废水处理的场地，特别适合老机组脱硫塔的技术改造，从而适合新策对脱硫除尘除雾装置的技术升级要求。
本实用新型的技术方案
一种高速脱硫湿式电除尘除雾塔，具有同步脱硫、除尘、除雾的功能，自下而上由三段组成，下段为竖流式沉淀池，中段为喷淋脱硫塔的脱硫段，上段为湿式电除尘除雾器；
在竖流式沉淀池上设有排泥管1、人孔21、反射板3、中心沉降筒4、清水堰5、塔体61、清水管16；
在喷淋脱硫塔的脱硫段上设有人孔22、塔体62、喷淋排管7、进气口14、曝气排管15； 
在湿式电除尘除雾器上设有人孔23、24、25，塔体63，均分板8，阴极线9，阳极板10，冲洗排管11，阴极室12，出气口13；
所述的下段的竖流式沉淀池的塔体61、中段为喷淋脱硫塔的脱硫段的塔体62和上段为湿式电除尘除雾器的塔体63之间以等径或者异径并通过焊接或者法兰密封连接。
上述的一种高速脱硫湿式电除尘除雾塔的工作路线如下所示：
需要脱除二氧化硫的烟气从高速脱硫湿式电除尘除雾塔中段的喷淋式脱硫塔的脱硫段的进气口14进入塔体62后上升与喷淋排管7喷出的脱硫碱液通过3-5层喷淋管组成的均分板8逆流接触，充分洗涤脱除烟气中的二氧化硫，脱除二氧化硫后的湿饱和烟气上升至高速脱硫湿式电除尘除雾塔上段的湿式电除尘除雾器；
脱硫液落到喷淋式脱硫段的下部液体中再与曝气排管15送出的空气进行亚硫酸盐液体氧化成硫酸盐曝气反应，曝气反应完成后的脱硫废液下沉至高速脱硫湿式电除尘除雾塔下段的竖流式沉淀池；
喷淋式脱硫段脱除二氧化硫的湿饱和烟气仍然含尘50mg/Nm3、含水雾75 mg/Nm3、含三氧化硫20mg/Nm3、这些烟气指标不能满足新政策对于PM2.5、粉尘、酸雾、水雾、重金属排放要求，所以现有湿法脱硫烟气需要加上精细除尘除雾设备—湿式电除尘除雾器；
上升至高速脱硫湿式电除尘除雾塔上部湿式电除尘除雾器的脱除二氧化硫后的湿饱和烟气，首先经过3-5层均分板8进行烟气均匀分布，然后进入由阴极线9、阳极板10组成的高压静电场对粉尘，酸雾、水雾等微小颗粒荷电，这些荷电的微小颗粒沉积在阳极板10上，由冲洗排管11排出的水滴进行冲洗后经过由阴极线9、阳极板10、冲洗排管11、阴极室121、122组成的湿式电除尘除雾器进行精细除尘、除雾后的烟气通过出气口13排出塔体63，从而完成高速脱硫、湿式电除尘、除雾一体化的作业；
经过湿式电除尘除雾器进行精细除尘、除雾后的脱硫烟气含尘可达10mg/Nm3、含水雾10mg/Nm3、含三氧化硫10mg/Nm3，不但满足现有环保排放的要求，而且还可以达到将来环保对于脱硫烟气排放的要求；经过湿式电除无除尘器精细净化后的烟气通过出气口13排出塔体63，完成高速脱硫、湿式电除尘、除雾一体化的作业；
下沉至高速脱硫湿式电除尘除雾塔下段的竖流式沉淀池的脱硫废液即悬浮物从竖流式沉淀池的中心沉降筒4下沉到反射板3，水流方向与悬浮物沉淀方向相反，其截留速度与水流速度相等，上升速度等于沉降速度的颗粒将悬浮在混合液中形成一层悬浮物层，对上升的颗粒进行截留和过滤，清水上升至清水堰5，通过清水管16流至冲洗水系统作为循环水使用；截留和过滤所形成的悬浮物层凝聚产生较大的泥团沉淀至竖流式沉淀池底部通过排泥管1排出塔体61之外。
上述的一种烟气高速脱硫、湿式电除尘、除雾塔用于电厂锅炉后的烟气脱硫、除尘和除雾。
本实用新型的有益技术效果
本实用新型的一种烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔，由于采用了竖流式沉淀池，提高了原有喷淋式脱硫塔处理含泥污水的能力，竖流式沉淀池中水流方向与悬浮物沉淀方向相反，其截留速度与水流速度相等，上升速度等于沉降速度的颗粒将悬浮在混合液中形成一层悬浮物层，对上升的颗粒进行截留和过滤，因而竖流式沉淀池的效率要比平流池沉淀效率高很多，设置在高速脱硫湿式电除尘除雾一体化塔脱硫喷淋塔下部，即可以在本塔内得到清水成为冲洗水冲洗阴极线、阳极板、均分板，又可以加速沉淀浓缩脱硫石膏的浓度，继而减少了原有喷淋式脱硫塔配套沉淀池的占地面积。
进一步，本实用新型的一种烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔，由于采用了湿法电除尘除雾器进行精密除尘除雾，从而提高了湿法脱硫除石膏粉尘的除尘、除雾、除酸雾的精度，石膏粉尘从50mg/Nm3降低到10mg/Nm3以下、SO3雾从20mg/Nm3降低到小于10 mg/Nm3以下、水雾75mg/Nm3降低到小于10 mg/Nm3以下，达到了现有欧洲脱硫除尘除雾的水平，可以满足现有和将来环保要求的排放指标。
进一步，本实用新型的一种烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔，由于采用了湿法电除尘除雾器进行精密除尘除雾，不但提高了净化烟气的精度同时也克服了以往喷淋式脱硫塔采用屋顶式、折流板式的除雾器经常让石膏尘堵塞，造成系统压力过大的弊病；湿法电除尘除雾器除酸雾除尘除水雾系统阻力增加不多，一般150Pa～200Pa之间，最关键是阻力恒定，不会造成系统堵塞的现象。
进一步，本实用新型的一种烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔，实现了脱硫、除尘、除雾一体化的设备，省略了国内外在喷淋式脱硫塔之后串联精细除尘除雾装置，节省大量占地面积，并且特别适合原有逆流喷淋塔湿法脱硫的技术改造。
本实用新型的一种烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔，实现了进一步脱硫烟气的精细除尘除雾，当含尘、含酸雾、含水雾都小于10mg/Nm3时候，就可以克服随后的烟道、引风机、烟囱的腐蚀问题，也就是说湿式电除尘除雾器之后的烟道、设备、烟囱就无需防腐了，解决了很多防腐资金。
本实用新型的一种烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔，与现有的脱硫塔后串联箱式湿式电除尘器相比，相同的脱硫除尘除雾一次性设备投资可以节省20%～50%的投资。
附图说明
图1、烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔的结构示意图，其中1为排泥管、21、22、23、24、25为人孔、3为反射板、4为中心沉降筒、5为清水堰、61、62、63为塔体、7为喷淋排管、8为均分板、9为阴极线、10为阳极板、11为冲洗排管、121、122为阴极室、13为出气口、14为进气口、15为曝气排管、16为清水管。
图2、下段的竖流式沉淀池的结构示意图；
图3、中段的喷淋式脱硫塔的脱硫段的结构示意图；
图4、上段的湿式电除尘除雾器的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型进一步阐述，但并不限制本实用新型。
实施例1
一种高速脱硫湿式电除尘除雾塔，其结构示意图见图1所示，图中1为排泥管，21、22、23、24、25为人孔，3为反射板，4为中心沉降筒，5为清水堰，61、62、63为塔体，7为喷淋管排，8为均分板，9为阴极线，10为阳极板，11为冲洗排管，121、122为阴极室，13为出气口，14为进气口，15为曝气排管，16为清洗水口。
上述的高速脱硫湿式电除尘除雾塔自下而上由三段组成，下段为竖流式沉淀池，中段为喷淋脱硫塔的脱硫段，上段为湿式电除尘除雾器的中上部的电除尘除雾段；
所述的竖流式沉淀池的结构示意图如图2所示，类似澄清污水常用的竖流式沉淀筒，它由排泥管1、设备人孔21、反射板3、中心沉降筒4、清水堰5、塔体61、清水管16组成；
所述的喷淋式脱硫塔的脱硫段的结构示意图如图3所示，为逆流式喷淋脱硫塔的中下部的脱硫段，它由人孔22、塔体62、喷淋排管7、进气口14、曝气排管15组成； 
所述的湿式电除尘除雾器的结构示意图如图4所示，为日本三菱湿式电除尘除雾塔的中上部，它由人孔23、24、25、塔体63、均分板8、阴极线9、阳极板10、冲洗排管11、阴极室121、122、出气口13组成；
所述的竖流式沉淀池和喷淋式脱硫塔的脱硫段和湿式电除尘除雾器三大部的塔体61、62、63之间以等径或者异径并通过焊接或者外接的法兰密封连接。
上述的一种高速脱硫湿式电除尘除雾塔，其工作路线如下所示：
需要脱除二氧化硫的烟气从高速脱硫湿式电除尘除雾塔中段的喷淋式脱硫塔的脱硫段的进气口14进入塔体62后上升与3-5层喷淋管组成的喷淋排管7喷出的脱硫碱液逆流接触，充分洗涤脱除烟气中的二氧化硫，脱除二氧化硫后的湿饱和烟气上升至高速脱硫湿式电除尘除雾塔上段的湿式电除尘除雾器；
脱除烟气中的二氧化硫后的脱硫碱液落到喷淋式脱硫段的下部的竖流式沉淀池中，再与曝气排管15送出的空气进行亚硫酸盐液体氧化成硫酸盐曝气反应，曝气反应完成后的脱硫废液下沉至高速脱硫湿式电除尘除雾塔下段的竖流式沉淀池；
下降至竖流式沉淀池的脱硫废液即悬浮物从中心沉降筒4下沉到反射板3，水流方向与悬浮物沉淀方向相反，其截留速度与水流速度相等，上升速度等于沉降速度的颗粒将悬浮在混合液中形成一层悬浮物层，对上升的颗粒进行截留和过滤，清水上升至清水堰5，通过清水管16流至冲洗水系统作为循环水使用；截留和过滤后的悬浮物层凝聚产生较大的泥团沉淀至竖流式沉淀池底部通过排泥管1排出塔体61之外；
上升至高速脱硫湿式电除尘除雾塔上段的湿式电除尘除雾器的脱除二氧化硫后的湿饱和烟气，首先经过4层均分板8进行烟气均匀分布，然后进入由阴极线9、阳极板10组成的高压静电场对粉尘，酸雾、水雾等微小颗粒荷电，这些荷电的微小颗粒沉积在阳极板10上，由冲洗排管11排出的水滴进行冲洗后经过由阴极线9、阳极板10、冲洗排管11、阴极室121、122组成的湿式电除尘除雾器进行精细除尘、除雾，然后通过出气口13排出塔体63，从而完成高速脱硫、湿式电除尘、除雾一体化的作业。
应用实施例1
将实施例所述的高速脱硫湿式电除尘除雾塔应用于上海锅炉厂3MW燃煤锅炉进行烟气脱硫除尘除雾一体化的作业，其脱硫除尘除雾过程中的测试数据：
进入流速高达3m/s的脱硫湿式电除尘除雾塔时：
进塔烟气温度 ℃ ≤140
进塔烟气含尘 mg/Nm3 ≤100
SO3 mg/Nm3 ≤60
SO2 mg/Nm3 ≤960
H2O mg/Nm3 0
出高速脱硫湿式电除尘除雾塔的中段喷淋式脱硫段时：
烟气温度 ℃ ≤50
塔烟气含尘 mg/Nm3 ≤30
SO3 mg/Nm3 ≤45
SO2 mg/Nm3 ≤86
H2O mg/Nm3 ≤350
出高速脱硫湿式电除尘除雾塔时：
烟气温度 ℃ ≤50
塔烟气含尘 mg/Nm3 ≤9
SO3 mg/Nm3 ≤6
SO2 mg/Nm3 ≤75
H2O mg/Nm3 ≤8
高速脱硫湿式电除尘除雾塔的下段的竖流式沉淀池清洗水出口：
清水温度 ℃ ≤35
清水PSS mg/l ≤200
高速脱硫湿式电除尘除雾塔的下段的竖流式沉淀池排泥管出口：
水温度 ℃ ≤40
污泥浓度 V% ≤2
从上述的各表中的结果进行对比，可以看出：没有使用燃煤烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔之前的喷淋式脱硫塔排烟成分不能满足国家环保对于脱硫烟气最新排放要求和目前欧洲燃煤烟气排放标准（粉尘10mg/Nm3以下、SO3雾10mg/Nm3以下、水雾10 mg/Nm3以下）；如喷淋式脱硫段脱除二氧化硫的湿饱和烟气仍然含尘30mg/Nm3、含水雾350mg/Nm3、含三氧化硫45mg/Nm3、含二氧化硫86mg/Nm3、而出高速脱硫湿式电除尘除雾塔除尘除雾后含尘9mg/Nm3、含水雾8mg/Nm3、含三氧化硫6mg/Nm3、含二氧化硫75mg/Nm3，最终可将石膏粉尘从50mg/Nm3降低到10mg/Nm3以下、SO3雾从20mg/Nm3降低到小于10 mg/Nm3以下、水雾75mg/Nm3降低到小于10 mg/Nm3以下，达到了现有欧洲脱硫除尘除雾的水平，可以满足现有和将来环保要求的排放指标。
竖流式沉淀池出水PSS小于200说明沉淀池清水出水完全可以作为清洗水循环利用；由于竖流式沉淀池出口污泥可以达到体积分数2%说明竖流式沉淀池浓缩污泥达到理想目标，减少了污泥处理设备的负荷。
综上所述，本实用新型的一种燃煤烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔由于将竖流式沉淀池和喷淋式脱硫段和湿式电除尘除雾器三大功能融为一体，协同作用，即通过提高湿式电除尘除雾器中的空塔气速，把湿式电除尘除雾器安装在喷淋式脱硫塔之上，从而实现高速脱硫湿式电除尘除雾塔同步脱硫、除尘和除雾的功能；而改变喷淋式脱硫塔底部为竖流式沉淀池，即可得到冲洗只用的澄清水又可以节省废水处理的场地，特别适合老机组脱硫塔的技术改造，从而适合新策对脱硫除尘除雾装置的技术升级要求。
以上实施例只是对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明，不能理解为对本实用新型技术方案的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种烟气高速脱硫湿式电除尘除雾塔，其特征在于所述的烟气高速脱硫、湿式电除尘、除雾塔自下而上由三段组成，下段为竖流式沉淀池，中段为喷淋脱硫塔的脱硫段，上段为湿式电除尘除雾器的中上部的电除尘除雾段；
所述的竖流式沉淀池上设有排泥管（1）、人孔（21）、反射板（3）、中心沉降筒（4）、清水堰（5）、塔体（61）、清水管（16）；
所述的喷淋脱硫塔的脱硫段设有人孔（22）、塔体（62）、喷淋排管（7）、进气口（14）、曝气排管（15）； 
所述的湿式电除尘除雾器的中上部的电除尘除雾段设有人孔（23）、（24）、（25），塔体（63），均分板（8），阴极线（9），阳极板(10)，冲洗排管(11)，阴极室(121)、阴极室（122)，出气口(13)；
所述的下段的竖流式沉淀池的塔体（61），中段的喷淋脱硫塔的脱硫段的塔体（62），上段的湿式电除尘除雾段的塔体（63）之间以等径或者异径并通过焊接或者外接的法兰密封连接。
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