CN204338004U - 三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置 - Google Patents

三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置 Download PDF

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刘洪波
温超强
胡满深
周景堂
刘海峰
陈嘉伟
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一种三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,包括一塔体,其内部从下往上依次设有排液口、进烟口、三相紊流筒脱硫段、湿法静电除尘除雾段和排烟口。所述三相紊流脱硫段从下往上依次设有预处理喷淋层、均气加速装置、二次处理喷淋层、紊流液膜发生装置、三次处理喷淋层和折板除雾器;所述湿法静电除尘除雾段由下往上依次设有排水口、高压电场区和雾化水喷淋层;所述高压电场区由阳极系统和阴极系统通电产生;所述紊流液膜发生装置由外筒和芯柱组成;所述外筒套设于芯柱外部,且在外筒与芯柱之间倾斜安装有叶片;所述叶片表面与水平面的夹角为50°~70°;所述叶片数量为10~20片,且叶片之间的重叠面积占叶片总表面积的30%~60%;所述芯柱直径与外筒直径的比值为1/6~1/3。

Description

三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置
技术领域
本实用新型涉及环保设备技术领域,尤其涉及一种三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置。
背景技术
近年来,我国中东部持续遭遇雾霾,雾霾的形成与空气中的PM2.5含量密不可分,国内外研究结果表明,燃煤电厂湿法脱硫系统几乎没有去除PM2.5颗粒物的能力,对汞和SO3气溶胶等的脱除也十分有限,导致烟尘经常出现蓝烟、石膏雨等现象,严重污染环境,危害人体健康。
2011年国务院《国家环境保护“十二五”规划》要求:在京津翼、长三角和珠三角等区域开展臭氧、细微颗粒物(PM2.5)等污染物监测。2012年2月29日,国务院召开常务会议,要求发布新修订的《环境空气质量标准》将PM2.5纳入常规空气质量评价。随着国家对大气污染物排放控制要求的提高,新的火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)于2012年1月1日正式实施。新排放标准对烟尘、二氧化硫、氮氧化排放控制要求都有了很大的提高。为了满足新的排放标准以及解决目前电厂普遍存在石膏雨问题,迫切需要与之配套的系统和设备来处理PM2.5、蓝烟以及石膏雨等问题。
申请号为201310660280.4的发明专利提供了一种湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置,请参阅图1,其为现有技术的结构示意图。该湿式静电增强型PM2.5、SO2和Hg同时脱除的装置包括吸收塔,在所述的吸收塔内按烟气处理流程依次设置有湿法脱硫系统1、一级湿式静电除尘系统2、二级湿式静电除尘系统3;湿法脱硫系统1、一级湿式静电除尘系统2、二级湿式静电除尘系统3依次相通;一级湿式静电除尘系统2设置在吸收塔上部,二级湿式静电除尘系统3设置在吸收塔出口烟道内。该装置可将PM2.5、SO2和Hg同时脱除,由于其湿法脱硫系统1较为落后,因此需多加二级湿式静电除尘系统3以保证除尘效果;然而,系统较多不仅导致成本的提高,更增加了吸收塔的阻力,增大能耗。另外,该装置中烟气在脱硫过程中分布不均匀,脱硫效果较差。
实用新型内容
本实用新型在于克服现有技术的缺点于不足,提供一种能同时实现脱硫、深度除尘、深度去除水雾多重作用且结构简单、阻力小、耗电量低的三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置。
为了达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案:一种三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,包括一塔体,其内部从下往上依次设有排液口、进烟口、三相紊流筒脱硫段、湿法静电除尘除雾段和排烟口。所述三相紊流脱硫段从下往上依次设有预处理喷淋层、均气加速装置、二次处理喷淋层、紊流液膜发生装置、三次处理喷淋层和折板除雾器;所述湿法静电除尘除雾段由下往上依次设有排水口、高压电场区和雾化水喷淋层;所述高压电场区由阳极系统和阴极系统通电产生;所述紊流液膜发生装置由外筒和芯柱组成;所述外筒套设于芯柱外部,且在外筒与芯柱之间倾斜安装有叶片;所述叶片表面与水平面的夹角为50°~70°;所述叶片数量为10~20片,且叶片之间的重叠面积占叶片总表面积的30%~60%;所述芯柱直径与外筒直径的比值为1/6~1/3。
进一步,所述三次处理喷淋层设有1~3层喷淋层。喷淋层的层数根据原始烟气的二氧化硫浓度决定,若二氧化硫浓度低于1000mg/Nm3,则设置一层喷淋层;若二氧化硫浓度在1000~1400mg/Nm3范围内,则设置两层喷淋层;若二氧化硫浓度高于1400mg/Nm3,则设置三层喷淋层。
进一步,所述喷淋层包括供液管和设于供液管上的多个大口径锥形喷嘴。所述喷嘴的孔径为1.5~2.5寸。大口径的锥形喷嘴可避免脱硫液堵塞在喷嘴内壁上而影响脱硫液的供给。喷嘴的数量和位置根据塔体的内径设置,以喷出的脱硫液能够覆盖塔体的横截面为原则。所述喷嘴与供液管法兰连接。
进一步,所述阳极系统由多块阳极板组装形成蜂窝式组合,阳极板之间形成多个截面为六边形的气室;所述阴极系统包括设有所述气室内的阴极线。该设置使组装后的各阳极板之间为密封空间,烟气无串流,从而提高湿法静电除尘器的除尘效率。
进一步,所述阳极板通过夹具进行组装,所述夹具为一沿着轴向开设有三个承插槽的圆柱体,且相邻两个承插槽中心线的夹角为120°。通过夹具结构的改进,便于阳极板的组装,且提高阳极板安装的精度和稳固性。
进一步,所述阳极板由柔性纤维材料制成。柔性纤维的形变率和对水的附着性更好,可避免形成沟流。
进一步,所述雾化水喷淋层包括供水管和设于供水管上的多个雾化喷嘴。该设置使水雾在电场内与极细颗粒产生凝并作用。水雾和尘粒凝并能变相增加尘粒粒径,大大提高其荷电能力和降低比电阻,从而提高除尘效果。
进一步,所述阴极线为裸线。该设置能更有效保证高压电场的电压电流的稳定性。
相比于现有技术,本实用新型的一种三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,能同时实现脱硫、深度除尘、深度去除水雾的作用,可以解决脱硫过程中无法去除SO3酸雾、有毒重金属、逃逸的石膏雾粒及产生白色烟羽的问题,最终实现烟气的终端深度处理,达到超洁净排放指标。另外,本实用新型的一种三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,结构简单,成本较低,且阻力小、能耗低,有利于实现真正的节能减排。
为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本实用新型。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图
图2为本实用新型的三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置的结构示意图
图3为本实用新型的紊流液膜发生装置的结构示意图
图4为本实用新型的紊流液膜发生装置的的叶片的结构示意图
图5为本实用新型的阳极系统的结构示意图
图6为本实用新型的夹具的结构示意图
图7为本实用新型的夹具的截面示意图
具体实施方式
请参阅图2,其为本实用新型的三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置的结构示意图。本实用新型的一种三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,包括一塔体;其内部从下往上依次设有排液口50、进烟口10、三相紊流筒脱硫段20、湿法静电除尘除雾段30和排烟口40;烟气从进烟口10进入塔体内部,依次经过三相紊流筒脱硫段20后,烟气中的二氧化硫被充分吸收,进而进入湿法静电除尘除雾段30,pm2.5的极细尘粒深度除尘、深度除雾、SO3酸雾、有毒重金属、逃逸的石膏雾粒被深度去除,净化后的烟气从排烟口40排出。脱硫除尘后带着杂质的液体从塔体下方的排液口40排出至塔外循环池内。
具体地,所述三相紊流塔脱硫段20从下往上依次设有预处理喷淋层21、均气加速装置22、二次处理喷淋层23、紊流液膜发生装置24、三次处理喷淋层25和折板除雾器26。请同时参阅图3和图4,其中,图3为本实用新型的紊流液膜发生装置的结构示意图;图4为本实用新型的紊流液膜发生装置的的叶片的结构示意图。所述紊流液膜发生装置24由外筒241、叶片242和芯柱243组成;所述外筒241套设于芯柱243外部,且所述叶片242倾斜安装于外筒241与芯柱243之间,叶片242表面与水平面成50°~70°倾斜角。所述叶片242数量为10~20片,且叶片之间的重叠面积占叶片总表面积的30%~60%;所述芯柱243直径与外筒241直径的比值为1/6~1/3。
所述三次处理喷淋层25设有1~3层喷淋层,多层喷淋层之间直列排布。所述喷淋层包括供液管和设于供液管上的多个大口径锥形喷嘴。喷淋层的层数根据原始烟气的二氧化硫浓度决定,若二氧化硫浓度低于1000mg/Nm3,则设置一层喷淋层;若二氧化硫浓度在1000~1400mg/Nm3范围内,则设置两层喷淋层;若二氧化硫浓度高于1400mg/Nm3,则设置三层喷淋层。所述大口径的锥形喷嘴的孔径为1.5~2.5寸,其可避免脱硫液堵塞在喷嘴内壁上而影响脱硫液的供给,其数量和位置根据塔体的内径设置,以喷出的脱硫液能够覆盖塔体的横截面为原则。所述喷嘴与供液管法兰连接。所述预处理喷淋层21和二次处理喷淋层23均设置一层喷淋层,其结构与三次处理喷淋装置25的喷淋层结构相同。
进一步,所述均气加速装置22结构与所述紊流液膜发生装置24相似,区别在于叶片的数量更少(5~10片),叶片的倾斜角度更小(叶片表面与水平面的夹角为10°~40°),透光率更大(叶片之间的重叠面积占叶片总表面积的10%~40%),因此只起均匀烟气的作用,不会起任何的水层或者水膜,阻力很小。
具体地,所述湿法静电除尘除雾段30由下往上依次设有排水口33、高压电场区31和雾化水喷淋层32;所述高压电场区31由阳极系统和阴极系统通电产生。所述阳极系统由多块阳极板311组装形成蜂窝式组合,阳极板之间形成多个截面为六边形的气室;所述阴极系统包括设有所述气室内的阴极线312,该阴极线312为裸线。请同时参阅图5-7,所述阳极板311由柔性纤维材料制成,并通过夹具313进行组装,所述夹具313为一沿着轴向开设有三个承插槽3131的圆柱体,且相邻两个承插槽3131中心线的夹角为120°。所述雾化水喷淋层32包括供水管和设于供水管上的多个雾化喷嘴。
待净化的高温烟气从进烟口10流入塔体内,预处理喷淋层21先对其进行降温和初步脱硫后,烟气经均气加速装置22加速并均匀分散,形成多条高速旋转的紊流气流,绕着塔体外筒高速旋转上升。二次处理喷淋层23再对烟气进行脱硫处理,处理后的烟气再经过紊流液膜发生装置24时,与三次处理喷淋层25喷出的脱硫液相碰,烟气高速旋切自由落下的脱硫液,气液两相持续碰撞旋切而互相粉碎进而充分混合,在紊流液膜发生装置25上表面形成一层充满极细气泡的紊流液膜。由于含硫烟气以极细气泡形式在脱硫液中高速运动而被挤压切割,气液界面不断更新,令气膜不断被打破的含硫气体分子浓度与液膜不断被打破的脱硫液浓度接近气液主体浓度,传质阻力变小,气液固三相以巨大的表面积和极小的界面阻力进行接触传质,从而将烟气中的二氧化硫充分吸收,净化后的烟气经过经过折板除雾器26进行气液分离。此阶段,主要是对烟气进行深度脱硫,去除大颗粒尘粒。相比于现有技术,由于本实用新型的三相紊流塔脱硫段20设有均气加速装置22,烟气在脱硫过程中更加均匀,效果更好;另外,经过三相紊流塔脱硫段20脱硫后的烟气,含水率较高,意味着烟气中水雾含量高,在湿法静电除尘时的凝并效果更好,变相颗粒物粒径增大,更能减少湿法静电除尘段30的喷淋量,减少用水量。
烟气继续向上进入由阳极系统和阴极系统形成的高压电场区31。在电源的供电工况下,阳极板311和阴极线312之间发生稳流高压电场,同时,雾化水喷淋层32直接把水雾喷向阳极板311、阴极线312和电场区域。水雾在强大的电场内荷电后分裂进一步雾化,此时,荷电水雾与pm2.5尘粒相互碰撞凝并,在库仑力作用下共同趋向阳极板并被其捕集。由于雾化水喷淋层32是直接把水喷至阳极板上形成连续的水膜,流动水膜将捕获的尘粒冲刷到灰斗中随水从排水口33排出,深度除尘后的烟气经由排烟口40排出。此阶段,主要是对pm2.5的极细尘粒深度除尘、深度除雾、SO3酸雾、有毒重金属、逃逸的石膏雾粒进行深度去除。
相比于现有技术,本实用新型的一种三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,能同时实现脱硫、深度除尘、深度去除水雾的作用,可以解决脱硫过程中无法去除SO3酸雾、有毒重金属、逃逸的石膏雾粒及产生白色烟羽的问题,最终实现烟气的终端深度处理,达到超洁净排放指标。另外,本实用新型的一种三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,结构简单,成本较低,且阻力小、能耗低,有利于实现真正的节能减排。
以上仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制,本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,包括一塔体,其内部从下往上依次设有排液口、进烟口、三相紊流筒脱硫段、湿法静电除尘除雾段和排烟口;其特征在于:所述三相紊流脱硫段从下往上依次设有预处理喷淋层、均气加速装置、二次处理喷淋层、紊流液膜发生装置、三次处理喷淋层和折板除雾器;所述湿法静电除尘除雾段由下往上依次设有排水口、高压电场区和雾化水喷淋层;所述高压电场区由阳极系统和阴极系统通电产生;所述紊流液膜发生装置由外筒和芯柱组成;所述外筒套设于芯柱外部,且在外筒与芯柱之间倾斜安装有叶片;所述叶片表面与水平面的夹角为50°~70°;所述叶片数量为10~20片,且叶片之间的重叠面积占叶片总表面积的30%~60%;所述芯柱直径与外筒直径的比值为1/6~1/3。
2.根据权利要求1所述的三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,其特征在于:所述三次处理喷淋层设有1~3层喷淋层。
3.根据权利要求2所述的三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,其特征在于:所述喷淋层包括供液管和设于供液管上的多个大口径锥形喷嘴。
4.根据权利要求3所述的三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,其特征在于:所述喷嘴的孔径为1.5~2.5寸。
5.根据权利要求4所述的三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,其特征在于:所述阳极系统由多块阳极板组装形成蜂窝式组合,阳极板之间形成多个截面为六边形的气室;所述阴极系统包括设有所述气室内的阴极线。
6.根据权利要求5所述的三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,其特征在于:所述阳极板通过夹具进行组装,所述夹具为一沿着轴向开设有三个承插槽的圆柱体,且相邻两个承插槽中心线的夹角为120°。
7.根据权利要求6所述的三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,其特征在于:所述阳极板由柔性纤维材料制成。
8.根据权利要求7所述的三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,其特征在于:所述雾化水喷淋层包括供水管和设于供水管上的多个雾化喷嘴。
9.根据权利要求5-8任一项所述的三相紊流筒脱硫与湿法静电除尘除雾一体化净化装置,其特征在于:所述阴极线为裸线。
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