CN204307496U - 一种用于净化火力发电厂尾气的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于净化火力发电厂尾气的装置,其特征在于,所述装置具有冷却物流动通道和尾气流动通道,所述装置还包括用于间隔所述冷却物流动通道和所述尾气流动通道并用于在所述冷却物流动通道和所述尾气流动通道之间交换热量的间隔部件,所述间隔部件具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面。本实用新型冷却物流动通道内流有冷却物,使得热尾气析出的冷凝水均匀地附着在尾气接触面上,形成了均匀、稳定的水膜:一方面,避免在集尘板上形成浓H2SO4,同时,液膜在重力作用下向下流动,从而及时清洗附着在集尘板上的H2SO4;另一方面,水膜对雾滴的拦截和粉尘的捕捉具有非常显著的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气净化领域,尤其涉及一种用于净化火力发电厂尾气的装置。
背景技术
现有技术中,效果较好的用于净化火力发电厂尾气的装置主要为湿式静电除尘器,其收尘过程包括对粉尘和雾滴进行荷电、收集和清理三个过程,因此相应地一套完整的湿式静电除尘器包括粉尘和雾滴荷电系统、收集系统和清理系统。湿式静电除尘器中的金属放电线在直流高电压的作用下,将其周围气体电离,使粉尘雾滴粒子表面荷电。荷电粒子在电场力的作用下向收尘极板上运动,并沉积在收尘极板上。传统上多采用喷淋水流从集尘板顶端流下,在集尘板上形成水流,将收尘极板上的粉尘颗粒带走。
现有的湿式静电除尘器可以分为两类,一类是阳极板(即粉尘收集板)采用平的金属极板,阳极板相隔一定距离相互平行布置,在两极板之间设置放电极棒,气流水平流进流出,这类型的湿式静电除尘器具有的优点是金属极板、机械强度高、刚性好、不易变形、耐高温、极间距有保证、电场稳定性好。运行电压较高,只要除尘面积足够大就可以保证达到除尘效果,并且还可以串联多级电场,即多级设计来达到高效除尘的效果。
另外一类是阳极板采用蜂窝状或者管状,更准确地讲应称为粉尘收集筒,收集筒的形式有圆筒、四方筒、正六角筒等各种形状。烟气上进下出,或者下进上出,烟气沿阳极筒内腔流过。阳极采用导电玻璃钢材料,因玻璃钢材料内添加有碳纤维毡、石墨粉等导电材料,自身可以导电。阴极采用针刺阴极线,位于每个阳极筒的中心,阴极线材料采用钛合金、超级双相不锈钢;配置水喷淋清灰系统,每天需要停电冲洗一次来清理分离出的粉尘。
实用新型内容
通过实际应用与比较,发现以上两种类型的湿式静电除尘器的缺点在于:1、在淋洗过程中水流分布不均,无法形成均匀的水膜,导致在阳极板上形成干湿交界面,粉尘收集板/收集筒的使用寿命短;2、粉尘和雾滴的拦截技术措施单一,只靠静电一种技术措施;3、允许的气体流速较低,大约为1~3m/s,进而导致现有除尘器空间需求巨大,不利于已经建造完毕的脱硫系统技术升级改造。
更具体地,火力发电厂尾气含有大量SO2,在尾气处理过程中,一部分SO2被氧化为SO3,可与尾气内的水汽结合,生成H2SO4。形成的H2SO4会随尾气中的粉尘和雾滴附着到粉尘收集板/收集筒上。传统的湿式静电除尘器采用淋洗的方式去除粉尘收集板/收集筒上的粉尘和雾滴。由于无法形成均匀稳定的水膜,在粉尘收集板/收集筒上会形成干湿交界面,因此,粉尘收集板/收集筒上会附着无法及时被冲洗的浓H2SO4,在通有高压电且温度大约在50℃情况下,粉尘收集板/收集筒极易发生腐蚀。为延长除尘器的使用寿命,收集板/收集筒通常需要使用昂贵的强耐腐蚀性材料,致使净化尾气的装置成本高。
为解决上述问题,本实用新型提供了一种用于净化火力发电厂尾气的装置,所述装置具有冷却物流动通道和尾气流动通道,所述装置还包括用于间隔所述冷却物流动通道和所述尾气流动通道并用于在所述冷却物流动通道和所述尾气流动通道之间交换热量的间隔部件,所述间隔部件具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面。
在一个具体实施方式中,所述间隔部件的数量为多个,并组成多个重复的间隔部件组,所述间隔部件组包括第一间隔部件和第二间隔部件,所述冷却物流动通道由所述第一间隔部件和所述第二间隔部件限定而成,所述尾气流动通道由相邻的两个所述间隔部件组限定而成。
进一步地,所述第一间隔部件和所述第二间隔部件为一体成型,或者所述间隔部件组还包括用于连接所述第一间隔部件和所述第二间隔部件的连接件。
进一步地,所述第一间隔部件和所述第二间隔部件为板状。
进一步地,所述间隔部件组为中空板,所述冷却物流动通道由所述中空板的中空结构限定而成,所述尾气流动通道由相邻的两个所述中空板限定而成。
进一步地,相邻两个所述中空板分别带有相反电荷,相邻两个所述中空板的间距为50~300mm;或者相邻两个所述中空板之间还设置有静电发生装置,所述中空板带正电荷,相邻两个所述中空板的间距为100~400mm。
进一步地,所述中空板的形状为波纹状,优选为正弦波形状。
进一步地,所述中空板上包括一个或多个钩部。
进一步地,忽略中空板内的流动物的消耗量以及利用率,中空板状也可以为整体的圆管或者其他异形截面管,比如水滴型。
在另一具体实施方式中,所述间隔部件的数量为多个,所述间隔部件为管状,所述尾气流动通道由间隔部件的内壁限定而成。
进一步地,所述间隔部件的外部套有第二管状部件,所述冷却物流动通道由所述间隔部件的外壁和所述第二管状部件的内壁限定而成。
进一步地,所述间隔部件和所述第二管状部件为一体成型。
进一步地,所述装置还包括用于连接所述间隔部件和所述第二管状部件的连接件。
进一步地,所述间隔部件的横截面为三角形、多边形、圆形或椭圆形,所述第二管状部件的横截面为三角形、多边形、圆形或椭圆形;优选地,所述间隔部件的横截面为六边形,所述第二管状部件的横截面为六边形。
进一步地,所述装置还包括位于所述间隔部件内的静电发生装置,所述间隔部件带正电。
进一步地,所述冷却物为冷却液或冷却气体,其中冷却液优选为水,更优选为工业冷却水。
进一步地,所述冷却物的温度为3-20℃。
本实用新型还提供了一种用于净化火力发电厂尾气的系统,所述系统包括如上所述的装置。
进一步地,所述系统包括设于所述装置上游位置的一级或者多级选自包括平板式除雾器、屋顶式除雾器、管式除雾器和水平气流除雾器组成的组中的一种或多种。
进一步地,所述系统还包括除雾装置,所述除雾装置设于所述用于净化火力发电厂尾气的装置的下游位置;
进一步地,所述除雾装置包括多个中空板,所述中空板的中空结构限定了加热物的流动通道,其中所述加热物为热水,所述加热物的温度为≥50℃。
本实用新型还提供了一种用于净化火力发电厂尾气的方法,所述方法包括如下步骤:
提供尾气接触面,使所述尾气流过所述尾气接触面,并使所述尾气接触面收集所述尾气中的尘和/或雾;
冷却所述尾气接触面使所述尾气接触面上形成水膜;
冲洗所述尾气接触面上收集的尘和/或雾。
进一步地,所述方法还包括:
提供流动的冷却物;
提供间隔部件以提供所述尾气接触面,并将所述冷却物和所述尾气间隔开。
进一步地,所述冷却物是工业冷却水。
本实用新型中提到的尾气是指火力发电厂中排出的已经过传统的平板式除雾器、屋顶式除雾器、管式除雾器或水平气流除雾器或其组合处理过的尾气。
本实用新型中提到的水膜是指热尾气与冷却物流动通道内的冷却物进行热交换,形成的附着在尾气接触面上的冷凝水。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
1、冷却物流动通道内流有冷却物,使得热尾气析出的冷凝水均匀地附着在尾气接触面上,形成了均匀、稳定的水膜:一方面,避免在集尘板上形成浓H2SO4,同时,液膜在重力作用下向下流动,从而及时清洗附着在集尘板上的H2SO4;另一方面,水膜对雾滴的拦截和粉尘的捕捉具有非常显著的效果。
2、将静电除尘除雾技术、液膜除尘除雾技术以及传统的波纹板式弯曲流道除雾技术进行有机结合,大幅提高了粉尘和雾滴的拦截分离效率。
3、均匀、稳定的水膜,可以有效防止反电晕现象。
4、节水效应。不但不需要额外的冲洗水,而且还从热尾气中收集冷凝水,这些冷凝水起到吸附粉尘和雾滴效果,同时在重力作用下冷凝水下流并带走拦截下的粉尘,阻止了收集板的堵塞。冷凝水离开收集板经过处理后还可以作为他用,比如作为吸收塔内除雾器的冲洗水。
5、由于中空板是波纹状,用于净化火力发电厂尾气的装置可以承受更高的气体流速,因此用于净化火力发电厂尾气的装置的体积将大幅缩小,减小了设备的空间需求,这对已经完成建造的脱硫装置的升级改造来说是至关重要的。
6、用于净化火力发电厂尾气的装置下游位置配置的除雾装置,其设计为中空结构,内流有热水,除雾装置起到加热器的效果,将提高尾气的排放温度,将有效防止烟囱雨现象。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以使本领域的技术人员充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本实用新型一具体实施例的中空板的结构示意图。
图2是本实用新型一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中静电发生装置位于相邻两个如图1所示的中空板之间。
图3是本实用新型一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中静电发生装置位于如图1所示的中空板的上游位置。
图4是本实用新型一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中该装置不具有静电发生装置。
图5是本实用新型另一具体实施例的中空板的结构示意图,其中该中空板具有1.5个正弦波形状。
图6是本实用新型另一具体实施例的中空板的结构示意图,其中该中空板具有0.5个正弦波形状。
图7是本实用新型另一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中静电发生装置位于相邻两个如图5所示的中空板之间。
图8是本实用新型一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中静电发生装置位于如图5所示的中空板的上游位置。
图9是本实用新型另一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中该装置不具有静电发生装置。
图10是本实用新型另一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中静电发生装置位于中空板的上游位置,并且中空板上具有钩部。
图11是本实用新型一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中静电发生装置位于中空板的上游位置,并且中空板上具有钩部。
图12是本实用新型另一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中该装置不具有静电发生装置,并且中空板上具有钩部。
图13是本实用新型又一具体实施例的间隔部件和第二管状部件的结构示意图,其中间隔部件和第二管状部件的横截面为正六边形。
图14是图13中间隔部件和第二管状部件的剖视图。
图15是本实用新型又一具体实施例的间隔部件和第二管状部件的结构示意图,其中间隔部件和第二管状部件的横截面为圆形。
图16是图15中间隔部件和第二管状部件的剖视图。
图17是本实用新型又一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中如图13所示的间隔部件内具有静电发生装置。
图18是本实用新型又一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中如图15所示的间隔部件内具有静电发生装置。
图19是本实用新型又一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中该装置如图13所示的间隔部件内不具有静电发生装置。
图20是本实用新型又一具体实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置的结构剖视图,其中该装置如图15所示的间隔部件内不具有静电发生装置。
具体实施方式
实施例1
图1-2显示了本实用新型的一个具体实施例,从附图中可以看出,用于净化火力发电厂尾气的装置主要包括中空板1,冷却物流动通道14和尾气流动通道15,中空板1具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面16。
在本实施例中,用于净化火力发电厂尾气的装置具有多个中空板1,这些中空板1按照一定间距、相互平行布置,相邻两个中空板1的间距为约300mm。冷却物流动通道14由中空板1的中空结构限定而成,尾气流动通道15由相邻的两个中空板1限定而成;冷却物的流动入口与供给水系统连通,冷却物的流动出口与排水系统连通;冷却物的流动入口和流动出口可以根据需要设置在中空板1上,具体位置不受限制。
另外,相邻两个中空板1之间还设有静电发生装置2,中空板1与高压直流电源的阳极连接。
在运行本实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置时,温度为45~55℃的携带粉尘和雾滴的尾气流过尾气流动通道,尾气的流速为≤5.0m/s,冷却物在冷却物流动通道内流动,该冷却物为冷却液或冷却气体,优选为工业冷却水,该冷却物的温度为3-20℃。由于冷却物的温度低于尾气温度,并且尾气几乎为饱和的湿烟气,因此,尾气将在尾气接触面16上发生冷凝,形成一层薄的、均匀的、稳定的水膜18。在这种情况下,一方面尾气中的粉尘在接触到水膜时将被捕获,接触到水膜的雾滴将瞬间与水膜融为一体,实现被水膜捕获;另一方面,设置于尾气流动通道内的静电发生装置2对周围的尾气进行电离,悬浮状的粉尘和雾滴被荷上电子从而转化成荷电粉尘和荷电雾滴,在电场的作用下向阳极板,即中空板1的方向移动,从而被收集在中空板上1。
本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置实现了尾气的流速为5.0m/s,净化后的尾气中粉尘含量为≤5mg/Nm3。
实施例2
图1和图3显示了本实用新型的另一个具体实施例,从附图中可以看出,用于净化火力发电厂尾气的装置主要包括中空板1,冷却物流动通道14和尾气流动通道15,该中空板1具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面16。
在本实施例中,用于净化火力发电厂尾气的装置具有多个中空板1,这些中空板1按照一定间距、相互平行布置,相邻两个中空板1的间距为约300mm。冷却物流动通道14由中空板1的中空结构限定而成,尾气流动通道15由相邻的两个中空板1限定而成;冷却物的流动入口与供给水系统连通,冷却物的流动出口与排水系统连通;冷却物的流动入口和流动出口可以根据需要设置在中空板1上,具体位置不受限制。
另外,用于净化火力发电厂尾气的装置还包括设于中空板1上游位置的静电发生装置2,该静电发生装置2用于将尾气中的粉尘和雾滴在进入尾气流动通道15前荷上负电,中空板1与高压直流电源的阳极连接。
在运行本实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置时,温度为45~55℃、流速为≤5.0m/s。的携带粉尘和雾滴的尾气经过静电发生装置2,粉尘和雾滴被荷上负电转化成荷电粉尘和荷电雾滴,然后流过尾气流动通道。冷却物在冷却物流动通道内流动,该冷却物为冷却液或冷却气体,优选为工业冷却水,该冷却物的温度为3-20℃。由于冷却物的温度低于尾气温度,并且尾气几乎为饱和的湿烟气,因此,尾气将在尾气接触面16上发生冷凝,形成一层薄的、均匀的、稳定的水膜18。在这种情况下,一方面尾气中的粉尘在接触到水膜时将被捕获,接触到水膜的雾滴将瞬间与水膜融为一体,实现被水膜捕获;另一方面,荷电粉尘和荷电雾滴在电场的作用下向阳极板,即中空板1的方向移动,从而被收集在中空板上1。
本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置实现了尾气的流速为5.0m/s,净化后的尾气中粉尘含量为≤5mg/Nm3。
实施例3
图1和图4显示了本实用新型的另一个具体实施例,从附图中可以看出,用于净化火力发电厂尾气的装置主要包括中空板1,冷却物流动通道14和尾气流动通道15,该中空板1具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面16。
在本实施例中,用于净化火力发电厂尾气的装置具有多个中空板1,这些中空板1按照一定间距、相互平行布置,相邻两个中空板1的间距为约40mm。冷却物流动通道14由中空板1的中空结构限定而成,尾气流动通道15由相邻的两个中空板1限定而成;冷却物的流动入口与供给水系统连通,冷却物的流动出口与排水系统连通;冷却物的流动入口和流动出口可以根据需要设置在中空板1上,具体位置不受限制。
在运行本实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置时,温度为45~55℃、流速为≤2.5m/s的携带粉尘和雾滴的尾气流过尾气流动通道,冷却物在冷却物流动通道内流动,该冷却物为冷却液或冷却气体,优选为工业冷却水,该冷却物的温度为3-20℃。由于冷却物的温度低于尾气温度,并且尾气几乎为饱和的湿烟气,因此,尾气将在尾气接触面16上发生冷凝,形成一层薄的、均匀的、稳定的水膜18。此时,尾气中的粉尘在接触到水膜时将被捕获,接触到水膜的雾滴将瞬间与水膜融为一体,实现被水膜捕获,尾气中的粉尘和雾滴从而被收集在中空板上1。
本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置实现了尾气的流速为2.5m/s,净化后的尾气中粉尘含量为≤18mg/Nm3。
实施例4
图5-7显示了本实用新型的另一个具体实施例,从附图中可以看出,用于净化火力发电厂尾气的装置主要包括中空板1,冷却物流动通道14和尾气流动通道15。中空板1为波纹状,优选为正弦波形状,更具体地,中空板1具有0.5个(如图6所示)或0.5个以上的正弦波形状,如1.5个正弦波形状(如图5所示)。中空板1具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面16。
在本实施例中,用于净化火力发电厂尾气的装置具有多个中空板1,这些中空板1按照一定间距、相互平行布置,相邻两个中空板1的间距为约55mm。冷却物流动通道14由中空板1的中空结构限定而成,尾气流动通道15由相邻的两个中空板1限定而成;冷却物的流动入口与供给水系统连通,冷却物的流动出口与排水系统连通;冷却物的流动入口和流动出口可以根据需要设置在中空板1上,具体位置不受限制。
另外,相邻两个中空板1之间还设有静电发生装置2,中空板1与高压直流电源的阳极连接。
在运行本实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置时,温度为45~55℃的携带粉尘和雾滴的尾气流过尾气流动通道,尾气的流速为≤10.5m/s。冷却物在冷却物流动通道内流动,该冷却物为冷却液或冷却气体,优选为工业冷却水,该冷却物的温度为3-20℃。由于冷却物的温度低于尾气温度,并且尾气几乎为饱和的湿烟气,因此,尾气将在尾气接触面16上发生冷凝,形成一层薄的、均匀的、稳定的水膜18。在这种情况下,一方面,当尾气中的粉尘在弯曲的尾气流动通道15内流动时,粉尘在离心力作用下飞向水膜而被捕获,尾气中的雾滴在弯曲的尾气流动通道15内流动时,雾滴在离心力作用下也会飞向水膜,接触到水膜的雾滴将瞬间与水膜融为一体,实现被水膜捕获;另一方面,设置于尾气流动通道内的静电发生装置2对周围的尾气进行电离,悬浮状的粉尘和雾滴被荷上电子从而转化成荷电粉尘和荷电雾滴,在电场的作用下向阳极板,即中空板1的方向移动,从而被收集在中空板上1。
本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置实现了尾气的流速为10.5m/s,净化后的尾气中粉尘含量为≤5mg/Nm3。
实施例5
图5、图6和图8显示了本实用新型的另一个具体实施例,从附图中可以看出,用于净化火力发电厂尾气的装置主要包括中空板1,冷却物流动通道14和尾气流动通道15。中空板1为波纹状,优选为正弦波形状,更具体地,中空板1具有0.5个(如图6所示)或0.5个以上的正弦波形状,如1.5个正弦波形状(如图5所示)。中空板1具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面16。
在本实施例中,用于净化火力发电厂尾气的装置具有多个中空板1,这些中空板1按照一定间距、相互平行布置,相邻两个中空板1的间距为约40mm。冷却物流动通道14由中空板1的中空结构限定而成,尾气流动通道15由相邻的两个中空板1限定而成;冷却物的流动入口与供给水系统连通,冷却物的流动出口与排水系统连通;冷却物的流动入口和流动出口可以根据需要设置在中空板1上,具体位置不受限制。
另外,用于净化火力发电厂尾气的装置还包括设于中空板1上游位置的静电发生装置2,该静电发生装置2用于将尾气中的粉尘和雾滴在进入尾气流动通道15前荷上负电,中空板1与高压直流电源的阳极连接。
在运行本实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置时,温度为45~55℃、流速为≤11.0m/s。的携带粉尘和雾滴的尾气经过静电发生装置2,粉尘和雾滴被荷上负电转化成荷电粉尘和荷电雾滴,然后流过尾气流动通道。冷却物在冷却物流动通道内流动,该冷却物为冷却液或冷却气体,优选为工业冷却水,该冷却物的温度为3-20℃。由于冷却物的温度低于尾气温度,并且尾气几乎为饱和的湿烟气,因此,尾气将在尾气接触面16上发生冷凝,形成一层薄的、均匀的、稳定的水膜18。在这种情况下,一方面,当尾气中的粉尘在弯曲的尾气流动通道15内流动时,粉尘在离心力作用下飞向水膜而被捕获,尾气中的雾滴在弯曲的尾气流动通道15内流动时,雾滴在离心力作用下也会飞向水膜,接触到水膜的雾滴将瞬间与水膜融为一体,实现被水膜捕获;另一方面,荷电粉尘和荷电雾滴在电场的作用下向阳极板,即中空板1的方向移动,从而被收集在中空板上1。
本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置实现了尾气的流速为11.0m/s,净化后的尾气中粉尘含量为≤5mg/Nm3。
实施例6
图5、图6和图9显示了本实用新型的另一个具体实施例,从附图中可以看出,用于净化火力发电厂尾气的装置主要包括中空板1,冷却物流动通道14和尾气流动通道15。中空板1为波纹状,优选为正弦波形状,更具体地,中空板1具有0.5个(如图6所示)或0.5个以上的正弦波形状,如1.5个正弦波形状(如图5所示)。中空板1具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面16。
在本实施例中,用于净化火力发电厂尾气的装置具有多个中空板1,这些中空板1按照一定间距、相互平行布置,相邻两个中空板1的间距为约30mm。冷却物流动通道14由中空板1的中空结构限定而成,尾气流动通道15由相邻的两个中空板1限定而成;冷却物的流动入口与供给水系统连通,冷却物的流动出口与排水系统连通;冷却物的流动入口和流动出口可以根据需要设置在中空板1上,具体位置不受限制。
在运行本实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置时,温度为45~55℃、流速为≤8.5m/s。的携带粉尘和雾滴的尾气流过尾气流动通道,冷却物在冷却物流动通道内流动,该冷却物为冷却液或冷却气体,优选为工业冷却水,该冷却物的温度为3-20℃。由于冷却物的温度低于尾气温度,并且尾气几乎为饱和的湿烟气,因此,尾气将在尾气接触面16上发生冷凝,形成一层薄的、均匀的、稳定的水膜18。此时,当尾气中的粉尘在弯曲的尾气流动通道15内流动时,粉尘在离心力作用下飞向水膜而被捕获,尾气中的雾滴在弯曲的尾气流动通道15内流动时,雾滴在离心力作用下也会飞向水膜,接触到水膜的雾滴将瞬间与水膜融为一体,实现被水膜捕获,尾气中的粉尘和雾滴从而被收集在中空板上1。
本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置实现了尾气的流速为8.5m/s,净化后的尾气中粉尘含量为≤9mg/Nm3。
实施例7
图10显示了本实用新型的另一个具体实施例,从附图中可以看出,用于净化火力发电厂尾气的装置主要包括中空板1,冷却物流动通道14和尾气流动通道15。中空板1为波纹状,优选为正弦波形状,更具体地,中空板1具有0.5个(如图6所示)或0.5个以上的正弦波形状,如1.5个正弦波形状(如图5所示)。中空板1具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面16。如图10所示,中空板1上还包括一个或多个钩部17。
在本实施例中,用于净化火力发电厂尾气的装置具有多个中空板1,这些中空板1按照一定间距、相互平行布置,相邻两个中空板1的间距为约30mm。冷却物流动通道14由中空板1的中空结构限定而成,尾气流动通道15由相邻的两个中空板1限定而成;冷却物的流动入口与供给水系统连通,冷却物的流动出口与排水系统连通;冷却物的流动入口和流动出口可以根据需要设置在中空板1上,具体位置不受限制。
另外,相邻两个中空板1之间还设有静电发生装置2,中空板1与高压直流电源的阳极连接。
在运行本实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置时,温度为45~55℃的携带粉尘和雾滴的尾气流过尾气流动通道,尾气的流速为≤12.0m/s。冷却物在冷却物流动通道内流动,该冷却物为冷却液或冷却气体,优选为工业冷却水,该冷却物的温度为3-20℃。由于冷却物的温度低于尾气温度,并且尾气几乎为饱和的湿烟气,因此,尾气将在尾气接触面16上发生冷凝,形成一层薄的、均匀的、稳定的水膜18。在这种情况下,一方面,当尾气中的粉尘在在弯曲的尾气流动通道15内流动时,粉尘经过钩部17与中空板限定的狭窄通道,流速增大,受到较大的离心力飞向水膜而被捕获,尾气中的雾滴在弯曲的尾气流动通道15内流动时,雾滴经过钩部17与中空板限定的狭窄通道,流速增大,受到较大的离心力,雾滴在离心力作用下也会飞向水膜,接触到水膜的雾滴将瞬间与水膜融为一体,实现被水膜捕获;另一方面,设置于尾气流动通道内的静电发生装置2对周围的尾气进行电离,悬浮状的粉尘和雾滴被荷上电子从而转化成荷电粉尘和荷电雾滴,在电场的作用下向阳极板,即中空板1的方向移动,从而被收集在中空板上1。
本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置实现了尾气的流速为12.0m/s,净化后的尾气中粉尘含量为≤4mg/Nm3。
实施例8
图11显示了本实用新型的另一个具体实施例,从附图中可以看出,用于净化火力发电厂尾气的装置主要包括中空板1,冷却物流动通道14和尾气流动通道15。中空板1为波纹状,优选为正弦波形状,更具体地,中空板1具有0.5个(如图6所示)或0.5个以上的正弦波形状,如1.5个正弦波形状(如图5所示)。中空板1具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面16。如图11所示,中空板上还包括一个或多个钩部17。
在本实施例中,用于净化火力发电厂尾气的装置具有多个中空板1,这些中空板1按照一定间距、相互平行布置,相邻两个中空板1的间距为约30mm。冷却物流动通道14由中空板1的中空结构限定而成,尾气流动通道15由相邻的两个中空板1限定而成;冷却物的流动入口与供给水系统连通,冷却物的流动出口与排水系统连通;冷却物的流动入口和流动出口可以根据需要设置在中空板1上,具体位置不受限制。
另外,用于净化火力发电厂尾气的装置还包括设于中空板1上游位置的静电发生装置2,该静电发生装置2用于将尾气中的粉尘和雾滴在进入尾气流动通道15前荷上负电,中空板1与高压直流电源的阳极连接。
在运行本实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置时,温度为45~55℃、流速为≤12.0m/s。的携带粉尘和雾滴的尾气经过静电发生装置2,粉尘和雾滴被荷上负电转化成荷电粉尘和荷电雾滴,然后流过尾气流动通道。冷却物在冷却物流动通道内流动,该冷却物为冷却液或冷却气体,优选为工业冷却水,该冷却物的温度为3-20℃。由于冷却物的温度低于尾气温度,并且尾气几乎为饱和的湿烟气,因此,尾气将在尾气接触面16上发生冷凝,形成一层薄的、均匀的、稳定的水膜18。在这种情况下,一方面,当尾气中的粉尘在在弯曲的尾气流动通道15内流动时,粉尘经过钩部17与中空板限定的狭窄通道,流速增大,受到较大的离心力飞向水膜而被捕获;尾气中的雾滴在弯曲的尾气流动通道15内流动时,雾滴经过钩部17与中空板限定的狭窄通道,流速增大,受到较大的离心力,雾滴在离心力作用下也会飞向水膜,接触到水膜的雾滴将瞬间与水膜融为一体,实现被水膜捕获;另一方面,荷电粉尘和荷电雾滴在电场的作用下向阳极板,即中空板1的方向移动,从而被收集在中空板上1。
本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置实现了尾气的流速为12.0m/s,净化后的尾气中粉尘含量为≤4mg/Nm3。
实施例9
图12显示了本实用新型的另一个具体实施例,从附图中可以看出,用于净化火力发电厂尾气的装置主要包括中空板1,冷却物流动通道14和尾气流动通道15。中空板1为波纹状,优选为正弦波形状,更具体地,中空板1具有0.5个(如图6所示)或0.5个以上的正弦波形状,如1.5个正弦波形状(如图5所示)。中空板1具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面16。如图12所示,中空板上还包括一个或多个钩部17。
在本实施例中,用于净化火力发电厂尾气的装置具有多个中空板1,这些中空板1按照一定间距、相互平行布置,相邻两个中空板1的间距为约30mm。冷却物流动通道14由中空板1的中空结构限定而成,尾气流动通道15由相邻的两个中空板1限定而成;冷却物的流动入口与供给水系统连通,冷却物的流动出口与排水系统连通;冷却物的流动入口和流动出口可以根据需要设置在中空板1上,具体位置不受限制。
在运行本实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置时,温度为45~55℃、流速为≤8.5m/s。的携带粉尘和雾滴的尾气流过尾气流动通道,冷却物在冷却物流动通道内流动,该冷却物为冷却液或冷却气体,优选为工业冷却水,该冷却物的温度为3-20℃。由于冷却物的温度低于尾气温度,并且尾气几乎为饱和的湿烟气,因此,尾气将在尾气接触面16上发生冷凝,形成一层薄的、均匀的、稳定的水膜18。此时,当尾气中的粉尘在在弯曲的尾气流动通道15内流动时,粉尘经过钩部17与中空板限定的狭窄通道,流速增大,受到较大的离心力飞向水膜而被捕获;尾气中的雾滴在弯曲的尾气流动通道15内流动时,雾滴经过钩部17与中空板限定的狭窄通道,流速增大,受到较大的离心力,雾滴在离心力作用下也会飞向水膜,接触到水膜的雾滴将瞬间与水膜融为一体,实现被水膜捕获,尾气中的粉尘和雾滴从而被收集在中空板上1。
本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置实现了尾气的流速为8.5m/s,净化后的尾气中粉尘含量为≤8mg/Nm3。
实施例10
图13-18是本实用新型的又一具体实施例,为了更加清楚的显示本实施例的具体结构,图17和图18实际为用于净化火力发电厂尾气的装置的剖视图,本实施例的装置具有冷却物流动通道14和尾气流动通道15,该装置还包括用于间隔所述冷却物流动通道14和所述尾气流动通道15并用于在所述冷却物流动通道14和所述尾气流动通道15之间交换热量的间隔部件12,该间隔部件12具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面。
在本实施例中,用于净化火力发电厂尾气的装置具有多个间隔部件12,这些间隔部件为管状,如图13-16所示,间隔部件12具有内壁121和与内壁相对应的外壁122,尾气流动通道由间隔部件的内壁121限定而成,即,间隔部件的内壁121实际为用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面。
另外,在间隔部件12的外部套有第二管状部件13,冷却物流动通道由间隔部件的外壁122和第二管状部件13的内壁131限定而成。
一个间隔部件12和一个第二管状部件13组成一个收集组件,即本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置的重复单元,用于净化火力发电厂尾气的装置包括多个这样的收集组件,多个收集组件成蜂窝状。间隔部件12和第二管状部件13为一体成型,或者通过一连接件连接。冷却物的流动入口和流动出口可以根据需要设置在第二管状部件13和/或连接件上,具体位置不受限制。
间隔部件12的横截面可以为三角形、多边形、圆形(如图15、16和18所示)或椭圆形,第二管状部件13的横截面可以为三角形、多边形、圆形(如图15、16和18所示)或椭圆形。间隔部件12的横截面优选为六边形,第二管状部件13的横截面优选为六边形,具体如图13、14和17所示。
另外,间隔部件12内还设有静电发生装置2,间隔部件12与高压直流电源的阳极连接。
在运行本实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置时,温度为45~55℃的携带粉尘和雾滴的尾气流过尾气流动通道,尾气的流速为≤4.5m/s。冷却物在冷却物流动通道内流动,该冷却物为冷却液或冷却气体,优选为工业冷却水,该冷却物的温度为3-20℃。由于冷却物的温度低于尾气温度,并且尾气几乎为饱和的湿烟气,因此,尾气将在间隔部件12的内壁121上发生冷凝,形成一层薄的、均匀的、稳定的水膜。在这种情况下,一方面尾气中的粉尘在接触到水膜时将被捕获,接触到水膜的雾滴将瞬间与水膜融为一体,实现被水膜捕获;另一方面,设置于间隔部件12内的静电发生装置2对周围的尾气进行电离,悬浮状的粉尘和雾滴被荷上电子从而转化成荷电粉尘和荷电雾滴,在电场的作用下向带正电的间隔部件12移动,从而被收集在间隔部件12的内壁121上。
本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置实现了尾气的流速为4.5m/s,净化后的尾气中粉尘含量为≤6mg/Nm3。
实施例11
图13-16和图19-20是本实用新型的又一具体实施例,为了更加清楚的显示本实施例的具体结构,图19和图20实际为用于净化火力发电厂尾气的装置的剖视图,本实施例的装置具有冷却物流动通道14和尾气流动通道15,该装置还包括用于间隔所述冷却物流动通道14和所述尾气流动通道15并用于在所述冷却物流动通道14和所述尾气流动通道15之间交换热量的间隔部件12,该间隔部件12具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面。
在本实施例中,用于净化火力发电厂尾气的装置具有多个间隔部件12,这些间隔部件为管状,如图13-16所示,间隔部件12具有内壁121和与内壁相对应的外壁122,尾气流动通道由间隔部件的内壁121限定而成,即,间隔部件的内壁121实际为用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面。
另外,在间隔部件12的外部套有第二管状部件13,冷却物流动通道由间隔部件的外壁122和第二管状部件13的内壁131限定而成。
一个间隔部件12和一个第二管状部件13组成一个收集组件,即本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置的重复单元,用于净化火力发电厂尾气的装置包括多个这样的收集组件,多个收集组件成蜂窝状。间隔部件12和第二管状部件13为一体成型,或者通过一连接件连接。冷却物的流动入口和流动出口可以根据需要设置在第二管状部件13和/或连接件上,具体位置不受限制。
间隔部件12的横截面可以为三角形、多边形、圆形或椭圆形,第二管状部件13的横截面可以为三角形、多边形、圆形(如图15、16和20所示)或椭圆形。间隔部件12的横截面优选为六边形,第二管状部件13的横截面优选为六边形,具体如图13、14和19所示。
在运行本实施例的用于净化火力发电厂尾气的装置时,温度为45~55℃的携带粉尘和雾滴的尾气流过尾气流动通道,尾气的流速为≤2.5m/s。冷却物在冷却物流动通道内流动,该冷却物为冷却液或冷却气体,优选为工业冷却水,该冷却物的温度为3-20℃。由于冷却物的温度低于尾气温度,并且尾气几乎为饱和的湿烟气,因此,尾气将在间隔部件12的内壁121上发生冷凝,形成一层薄的、均匀的、稳定的水膜。此时,尾气中的粉尘在接触到水膜时将被捕获,接触到水膜的雾滴将瞬间与水膜融为一体,实现被水膜捕获,尾气中的粉尘和雾滴从而被收集在间隔部件12的内壁121上。
本实施例用于净化火力发电厂尾气的装置实现了尾气的流速为2.5m/s,净化后的尾气中粉尘含量为≤20mg/Nm3。
携带粉尘和雾滴的尾气经过本实用新型用于净化火力发电厂尾气的装置处理后,得到的是饱和的湿烟气,即相对湿度达到或接近100%,气流将在本实用新型用于净化火力发电厂尾气的装置的下游设备中,比如下游位置的烟道、烟囱等,由于热量的损失而析出冷凝水。由于经本实用新型用于净化火力发电厂尾气的装置处理后的尾气的温度低于酸露点温度从而少量的腐蚀性气体将腐蚀下游设备,因此,优选在本实用新型用于净化火力发电厂尾气的装置的下游设有除雾装置。所述除雾装置包括多个中空板1,所述中空板的中空结构限定了加热物的流动通道,中空板内流动有温度为超过50℃。的热水。饱和的湿烟气经过所述除雾器加热后,雾滴被拦截收集的同时排烟温度也得到提高,从而达到消除或者减缓烟囱雨、"白烟"的治理效果。为了使上述效果更理想,中空板1上优选包括一个或多个钩部17。
为确保本实用新型用于净化火力发电厂尾气的装置能长期、安全、可靠运行,优选地在本实用新型用于净化火力发电厂尾气的装置和其下游位置的除雾装置的上游侧和/或下游侧配置冲洗系统。当实用新型用于净化火力发电厂尾气的装置和其下游位置的除雾装置的运行压降上升后可以开启冲洗系统来消除堵塞结垢物。
另外,在使用本实用新型用于净化火力发电厂尾气的装置时,其上游位置还可以设有一级或者多级选自包括平板式除雾器、屋顶式除雾器、管式除雾器和水平气流除雾器组成的组中的一种或多种,以使除尘效果更佳。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。比如将本实用新型用于净化火力发电厂尾气的装置应用于倾斜的烟道上或者竖直的烟道上或者吸收塔内,或者将本实用新型用于净化火力发电厂尾气的装置和/或除雾装置均设计成一级以上,或者将本实用新型的中空板的形式用折流板式替代,或者用其他曲线形式替代,或者在收集板上增加钩部或者孔,或者改变收集板之间的间距等等。因此,凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (30)
1.一种用于净化火力发电厂尾气的装置,其特征在于,所述装置具有冷却物流动通道和尾气流动通道,所述装置还包括用于间隔所述冷却物流动通道和所述尾气流动通道并用于在所述冷却物流动通道和所述尾气流动通道之间交换热量的间隔部件,所述间隔部件具有用于收集所述尾气中尘和/或雾的尾气接触面。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述间隔部件的数量为多个,并组成多个重复的间隔部件组,所述间隔部件组包括第一间隔部件和第二间隔部件,所述冷却物流动通道由所述第一间隔部件和所述第二间隔部件限定而成,所述尾气流动通道由相邻的两个所述间隔部件组限定而成。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述第一间隔部件和所述第二间隔部件为一体成型。
4.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述间隔部件组还包括用于连接所述第一间隔部件和所述第二间隔部件的连接件。
5.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述第一间隔部件和所述第二间隔部件为板状。
6.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述间隔部件组为中空板,所述冷却物流动通道由所述中空板的中空结构限定而成,所述尾气流动通道由相邻的两个所述中空板限定而成。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,相邻两个所述中空板分别带有相反电荷。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,相邻两个所述中空板的间距为100~400mm。
9.如权利要求6所述的装置,其特征在于,相邻两个所述中空板之间还设置有静电发生装置,所述中空板带正电荷。
10.如权利要求9所述的装置,其特征在于,相邻两个所述中空板的间距为50~300mm。
11.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述中空板的形状为波纹状。
12.如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述中空板的形状为正弦波形状。
13.如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述中空板上包括一个或多个钩部。
14.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述间隔部件的数量为多个,所述间隔部件为管状,所述尾气流动通道由间隔部件的内壁限定而成。
15.如权利要求14所述的装置,其特征在于,所述间隔部件的外部套有第二管状部件,所述冷却物流动通道由所述间隔部件的外壁和所述第二管状部件的内壁限定而成。
16.如权利要求15所述的装置,其特征在于,所述间隔部件和所述第二管状部件为一体成型。
17.如权利要求15所述的装置,其特征在于,所述装置还包括用于连接所述间隔部件和所述第二管状部件的连接件。
18.如权利要求15所述的装置,其特征在于,所述间隔部件的横截面为三角形、多边形、圆形或椭圆形,所述第二管状部件的横截面为三角形、多边形、圆形或椭圆形。
19.如权利要求18所述的装置,其特征在于,所述间隔部件的横截面为六边形,所述第二管状部件的横截面为六边形。
20.如权利要求14所述的装置,其特征在于,所述装置还包括位于所述间隔部件内的静电发生装置,所述间隔部件带正电。
21.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述冷却物为冷却液或冷却气体。
22.如权利要求21所述的装置,其特征在于,所述冷却液为水。
23.如权利要求21所述的装置,其特征在于,所述冷却液为工业冷却水。
24.如权利要求1所述的去除尘雾的装置,其特征在于,所述冷却物的温度为3-20℃。
25.一种用于净化火力发电厂尾气的系统,其特征在于,所述系统包括如权利要求1-24所述的装置。
26.如权利要求25所述的系统,其特征在于,所述系统进一步包括设于所述装置上游位置的一级或者多级选自包括平板式除雾器、屋顶式除雾器、管式除雾器和水平气流除雾器组成的组中的一种或多种。
27.如权利要求25所述的系统,其特征在于,所述系统进一步包括除雾装置,所述除雾装置设于所述用于净化火力发电厂尾气的装置的下游位置。
28.如权利要求27所述的系统,其特征在于,所述除雾装置包括多个中空板,所述中空板的中空结构限定了加热物的流动通道。
29.如权利要求28所述的系统,其特征在于,所述加热物为热水。
30.如权利要求28所述的系统,其特征在于,所述加热物的温度为大于50℃。
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WO2016074178A1 (zh) * | 2014-11-12 | 2016-05-19 | 德梅斯特科技有限公司 | 一种用于净化火力发电厂尾气的装置 |
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