CN206082014U - 一种多污染物联合脱除的电袋复合除尘器 - Google Patents

一种多污染物联合脱除的电袋复合除尘器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种多污染物联合脱除的电袋复合除尘器,其包括颗粒喷射装置,具体颗粒喷射装置包括以下部件:第一储罐,用于存储物理吸附颗粒;第二储罐,用于存储碱性金属化合物颗粒;喷管,沿长度方向开设有多个喷嘴;气源,用于提供输送载气;气源的出口通过主管路连通喷管,第一储罐的出料口、第二储罐的出料口均连接主管路;碱性金属化合物颗粒会与物理吸附颗粒互相吸附,使得活性炭颗粒中也有一定含量的碱性成分,从而将部分低效的物理吸附转化为高效、稳定的化学吸附,进一步提高了脱除SO3的效率。与此同时,这些活性炭颗粒与碱性金属化合物颗粒还具有吸附烟气中的汞元素以及细微粉尘PM2.5的能力,也提高了对这两种污染物的脱除效率;该电袋复合除尘器运行成本低、排放超低、能协同脱除烟气中汞以及SO3、不但适用于普通煤种,同时可适用于高灰分、高硫分煤种。

Description

一种多污染物联合脱除的电袋复合除尘器
技术领域
本实用新型涉及除尘技术领域,特别涉及一种多污染物联合脱除的电袋复合除尘器。
背景技术
随着现代工业的迅速发展,尤其是燃煤电厂、冶金、矿山、水泥、及化工、铸造等工业的发展,造成了我国大气的严重污染,因此也制约了我国经济的发展。其中,燃煤电厂造成的环境污染成为当今亟待解决和控制的首要问题之一。
燃煤电厂所排放的污染物主要有烟尘、SOX、NOX、汞及其化合物等。其中SO3的存在会导致电站设备的腐蚀、烟气不透明度的增加、酸雨的形成等问题。排放到大气中后更会导致呼吸道疾病。而汞作为一种有毒重金属的危害更大,中毒后会引起肾衰竭、损害神经系统等严重的后果。尽管SO3与汞造成的污染问题已经逐渐开始受到人们的重视,但目前国内针对燃煤电厂中SO3和汞的减排技术较少。
虽然电袋复合除尘器已广泛应用于工业净化烟气的排放,但是,现有技术的电袋复合除尘器存在一定的缺陷。比如,由于其除尘方式中含有布袋过滤环节,在除尘过程中,粉尘会聚集在滤袋外表面形成具有较大比表面积的粉饼,粉饼可以对多种污染物进行吸附,对SO3也有较高的捕集率。尤其,高硫煤中的硫分含量较高,燃烧生成的烟气中SO3浓度较高,由于粉饼对SO3具有一定的脱除作用,将会导致SO3在滤袋表面富集,从而造成滤袋的腐蚀,寿命下降。这使得高硫煤无法应用于电袋复合除尘器与布袋除尘器.
现有技术中电袋复合除尘器中常使用活性炭加强对汞的吸附作用,虽然也一定会对SO3具有脱除作用。但是活性炭对于SO3的吸附作用为比较弱的物理吸附,活性炭被喷入除尘器中后,与烟气的混合时间不长,仅仅物理吸附不一定能使SO3的排放浓度降低至较低水平。同时,活性炭的喷入,更会导致SO3在滤袋上富集,从而减少滤袋寿命。
并且,活性炭本身的吸附能力是一定的,而SO3和汞同样都具有较强的被吸附能力,会产生吸附竞争现象。对于高硫煤种,烟气中的SO3含量较高,更加容易被活性炭吸附,使现有技术电袋复合除尘器在脱汞过程中,必须喷入更多的活性炭来保证脱汞效率,这大大提高了脱汞的成本。
因此,亟需对电袋复合除尘器进行优化设计,从而提高电袋复合除尘器对汞、SO3等不同种类污染物的除尘效率,降低工业成本,以符合现代工业经济节能环保的要求。
实用新型内容
本实用新型提供一种多污染物联合脱除的电袋复合除尘器,包括烟气进口、除尘袋区,还包括颗粒喷射装置,所述颗粒喷射装置包括以下部件:
第一储罐,用于存储物理吸附颗粒;
第二储罐,用于存储碱性金属化合物颗粒;
喷管,沿长度方向开设有多个喷嘴,所述喷管设置于所述烟气进口和所述除尘滤袋区之间;
气源,用于提供输送载气;所述气源的出口通过主管路连通所述喷管,所述第一储罐的出料口、所述第二储罐的出料口均连接所述主管路;
在载气的作用下,落入所述主管路的所述物理吸附颗粒与所述碱性金属化合物颗粒的混合物被输送至所述喷管,由所述喷嘴喷出。
本实用新型中的电袋复合除尘器设置有颗粒喷射装置,当实际除尘工作时,该颗粒喷射装置气源采用气力输送的方式将活性炭颗粒和金属碱性化合物输送至喷管,由喷管的喷嘴将混合颗粒喷入除尘袋区的前方,输送载气可以采用的是常温压缩空气,气体的温度从喷射点向外逐渐增大,直到与烟气温度相等。物理吸附的过程可以看作液化的过程,部分区域温度的降低,可以提高区域中SO3的液化程度,即提高了SO3的被吸附效率。
碱性金属化合物颗粒会与活性炭颗粒互相吸附,使得活性炭颗粒中也有一定含量的碱性金属成分,从而将部分低效的物理吸附转化为高效、稳定的化学吸附,进一步提高了脱除SO3的效率。与此同时,这些活性炭颗粒与碱性金属化合物颗粒还具有吸附烟气中的汞元素以及细微粉尘PM2.5的能力,也提高了对这两种污染物的脱除效率。
随后,吸附剂颗粒(活性炭颗粒和碱性金属化合物颗粒)会被阻挡在布袋外,在外面形成一层新的粉尘层,新加入的吸附剂颗粒由于未被荷电,会与原本布袋外部由于粉尘荷电而形成的蓬松的粉尘层相互作用,形成更加致密,孔隙更小,比表面积更大、吸附能力更强的新的粉尘层,成为最后一层吸附汞、SO3、PM2.5、粉尘等多污染物的“过滤膜”,从而再度提高了脱除以上多种污染物的效率。
由于粉尘层中均匀分布有碱性成分,这些碱性成分将与被吸附的SO3进行反应,生成中性的金属盐。这些金属盐将不会对滤袋造成腐蚀,可以有效保护滤袋,延长滤袋寿命。
电袋复合除尘器袋区的清灰周期较长,这些活性炭与碱金属有充足的时间停留在滤袋的外表面,可以达到非常高的利用率。
该工艺可使电袋复合除尘器适用于高硫分煤种。由于高硫分煤种燃烧产生的SO3量较大,SO3在烟气中的浓度较高,更容易被滤袋及粉尘层捕集,造成SO3在滤袋处富集,引起滤袋腐蚀。而该工艺可将滤袋外富集的SO3中和,有效保护滤袋,使电袋复合除尘器可适用于高硫分煤种。
该工艺脱除SO3的过程中,由于高效、稳定的化学吸附占主导,这使大部分SO3被碱性成分所吸附,可有效避免SO3与汞产生吸附竞争,提高活性炭的利用率,从而提高电袋复合除尘器脱汞的效率,降低运行成本。
可选的,所述第二储罐中存储的碱性金属化合物为氧化镁、氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钙、钠碱和钾碱中的一者或几者的混合物。
可选的,所述物理吸附颗粒为活性炭颗粒。
可选的,所述气源包括风机,所述风机的进风口与外部常温气体连通,其出风口连通所述第一储罐的出料口和所述第二储罐的出料口。
可选的,所述第一储罐的出料口与所述主管路之间还设置有第一流量阀,所述第一流量阀用于控制出料口物理吸附颗粒的流量,以使物理吸附颗粒的喷入量满足烟气中污染物的脱除效率的0.8-0.95。
可选的,所述第二储罐的出料口与所述主管路之间还设置有第二流量阀,所述第二流量阀用于控制出料口的碱性金属化合物的流量,以使所述碱性金属化合物的喷入量与烟气中SO3的含量摩尔比等于或大于1。
可选的,所述喷管的数量至少为一根,各所述喷管并列设置形成吸附区,所述吸附区平面垂直烟气流动方向,所述喷嘴的喷射方向沿烟气流动方向,各所述喷管连通所述主管路。
可选的,所述前级电场区、所述过渡区、所述除尘袋区的下方均设置有灰斗。
附图说明
图1为具体实施方式中多污染物联合脱除的电袋复合除尘器结构示意图。
图1中:
风机1、第一储罐2、第二储罐3、主管路4、进口喇叭5、前级电场区6、灰斗7、中间过渡区8、除尘滤袋区9、滤袋10、净气室11、出口12、阳极板13、壳体14。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
请一并参看图1,图1为本实施方式中多污染物联合脱除的电袋复合除尘器结构示意图。
本实用新型中多污染物联合脱除的电袋复合除尘器包括前级电场区6、除尘滤袋区9,前级电场区6设置有阳极板13、阴极(图中未示出),阴极用于对烟气中的颗粒进行荷电,阳极板13主要作用为与阴极形成电场,并起收尘作用。
除尘滤袋区9位于前级电场区6之后,设置有按一定规则排列的滤袋10。通常除尘滤袋区9与前级电场区6之间还设置有中间过渡区8,前级电场区6之前设置有进口喇叭5,烟气自进口喇叭5进入电袋复合除尘器的壳体14内部,依次经前级电场区6、中间过渡区8、除尘滤袋区9流至电袋复合除尘器的烟气出口12,经烟气出口12进入外部管路。当然,通常除尘滤袋区9顶部还设置有净气室11,除尘滤袋区的烟气经净气室11净化后再由烟气出口12流出。
其中除尘滤袋区9可以为一级除尘袋,也可以设置多级除尘袋。
本实用新型所提供的电袋复合除尘器还进一步设置有颗粒喷射装置,该颗粒喷射装置具体包括第一储罐2、第二储罐3、喷管、气源。
其中第一储罐2用于存储物理吸附颗粒,本文以物理吸附颗粒为活性炭颗粒为例介绍技术方案,第二储罐3用于存储碱性金属化合物颗粒,喷管沿长度方向开设有多个喷嘴;气源用于提供输送载气,气源的出口通过主管路4连通喷管,第一储罐2的出料口和第二储罐3的出料口连通主管路4,即第一储罐2的出料口、第二储罐3的出料口分别通过第一支路、第二支路连通主管路4。具体地,第一储罐2的出料口、第二储罐3的出料口还可以进一步设置第一流量阀、第二流量阀,第一流量阀、第二流量阀分别用于控制第一储罐2、第二储罐3的颗粒流量。
本文所提供的颗粒喷射装置中第一储罐2、第二储罐3、气源可以均设置于电袋复合除尘器壳体14的外部,仅喷管置于电袋复合除尘器壳体14的内部。具体地,喷管可以置于前级电场区6之后,除尘滤袋区9之前,即喷管优先放置于中间过渡区8。
在烟气进入该电袋复合除尘器时,依次经过前级电场区6、喷管区、除尘滤袋区9的过滤净化作用,具体烟气流动方向请参看图1中箭头所示。
本实用新型中的电袋复合除尘器设置有颗粒喷射装置,当实际除尘工作时,该颗粒喷射装置气源采用气力输送的方式将活性炭颗粒和金属碱性化合物输送至喷管,由喷管的喷嘴将混合颗粒喷入除尘滤袋区之前,输送载气可以采用的是常温压缩空气,气体的温度从喷射点向外逐渐增大,直到与烟气温度相等。物理吸附的过程可以看作液化的过程,部分区域温度的降低,可以提高区域中SO3的液化程度,即提高了SO3的被吸附效率。
碱性金属化合物颗粒会与活性炭颗粒互相吸附,使得活性炭颗粒中也有一定含量的碱性金属成分,从而将部分低效的物理吸附转化为高效、稳定的化学吸附,进一步提高了脱除SO3的效率。与此同时,这些活性炭颗粒与碱性金属化合物颗粒还具有吸附烟气中的汞元素以及细微粉尘PM2.5的能力,也提高了对这两种污染物的脱除效率。
随后,吸附剂颗粒(活性炭颗粒和碱性金属化合物颗粒)会被阻挡在布袋外,在外面形成一层新的粉尘层,新加入的吸附剂颗粒由于未被荷电,会与原本布袋外部由于粉尘荷电而形成的蓬松的粉尘层相互作用,形成更加致密,孔隙更小,比表面积更大、吸附能力更强的新的粉尘层,成为最后一层吸附汞、SO3、PM2.5、粉尘等多污染物的“过滤膜”,从而再度提高了脱除以上多种污染物的效率。
由于粉尘层中均匀分布有碱性成分,这些碱性成分将与被吸附的SO3进行反应,生成中性的金属盐。这些金属盐将不会对滤袋造成腐蚀,可以有效保护滤袋,延长滤袋寿命。
综上,该电袋复合除尘器运行成本低、排放超低、能协同脱除烟气中汞以及SO3、不但适用于普通煤种,同时可适用于高灰分、高硫分煤种的电袋除尘器。
电袋复合除尘器袋区的清灰周期较长,这些活性炭与碱金属有充足的时间停留在滤袋的外表面,可以达到非常高的利用率。
电袋复合除尘器适用于高硫分煤种。由于高硫分煤种燃烧产生的SO3量较大,SO3在烟气中的浓度较高,更容易被滤袋及粉尘层捕集,造成SO3在滤袋处富集,引起滤袋腐蚀。而该工艺可将滤袋外富集的SO3中和,有效保护滤袋,使电袋复合除尘器可适用于高硫分煤种。
该工艺脱除SO3的过程中,由于高效、稳定的化学吸附占主导,这使大部分SO3被碱性成分所吸附,可有效避免SO3与汞产生吸附竞争,提高活性炭的利用率,从而提高电袋复合除尘器脱汞的效率,降低运行成本。
需要说明的是,在高温状态下,烟气中的SO3以气态SO3的形态存在,而当温度低于200℃后,大部分的SO3将以H2SO4的形式存在,H2SO4根据温度的不同,分为气态H2SO4和液态H2SO4,本申请提案中,将SO3与H2SO4统称为SO3
依据现有的吸附理论,吸附质分子的结构越复杂,沸点越高,被吸附的能力就越强。H2SO4的沸点为338℃,汞的沸点为356.7℃,两种物质沸点较高,都属于较易被吸附的物质。
需要说明的是,物理吸附颗粒的种类可根据实际烟气情况进行选择,不局限于活性炭,只需满足脱汞、除SO3等污染物时的吸附效果及工程实际应用的经济可行性。
第二储罐3中存储的碱性金属化合物为氧化镁、氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钙、钠碱和钾碱中的一者或几者的混合物。当然,也不局限于本文中所列出的以上几种。
上述各实施例中的气源可以包括风机1,风机1的进风口与外部常温气体连通,其出风口连通第一储罐2的出料口和第二储罐3的出料口。即风机1提供载气运输动力,该结构比较方便。
本文中关于风机1、第一储罐2、第二储罐3的安装位置不做具体限定,只要能实现本文的上述技术效果即可。
上文所述第一储罐2的出料口与主管路4之间设置有第一流量阀,第一流量阀用于控制出料口物理吸附颗粒的流量,第一流量阀可以手动阀,也可以为电控阀,优选电控阀,电控阀有利于实现系统的自动控制。根据烟气污染物脱出要求,设定第一流阀的开度以控制自第一储罐2中流入主管路4中的物理吸附颗粒的量,例如在一种具体实施方式中,控制第一流量阀的开度以使物理吸附颗粒的喷入量满足烟气中污染物的脱除效率的0.8-0.95。
烟气中SO3的吸附主要考虑碱性金属化合物喷吹量。第二流量阀用于控制出料口的碱性金属化合物的流量,以使所述碱性金属化合物的喷入量与烟气中SO3的含量摩尔比等于或大于1。
也就是说,物理吸附颗粒和碱性金属化合物的比例可以根据实际烟气中有毒物质的含量及去除要求设定。
在一种优选的实施方式中,喷管的数量至少为一根,各喷管并列设置形成吸附区,吸附区平面垂直烟气流动方向,喷嘴的喷射方向沿烟气流动方向,各喷管连通主管路4。该设置方式尽量减少烟气传送过程的风阻,并且脱汞、去除SO3和PM2.5等有害物质的效果比较好。
上述各实施方式中,电袋复合除尘器的前几电场区、过渡区、除尘滤袋区9的下方可以均设置有灰斗7,沉积于电极、喷管、过滤袋上的灰尘可以落入灰斗7内部,灰斗7具有卸灰口,自卸灰口清除至电袋复合除尘器的外部。
另外,除尘滤袋区9中过滤袋可以竖直设置,开口向下,易于滤袋表面灰尘的清理。
以上对本实用新型所提供的多污染物联合脱除的电袋复合除尘器进行了详细介绍。本文中仅针对本实用新型的具体例子进行了阐述,以上具体实施方式的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出,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特点的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应该视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种多污染物联合脱除的电袋复合除尘器,包括烟气进口、除尘滤袋区(9),其特征在于,还包括颗粒喷射装置,所述颗粒喷射装置包括以下部件:
第一储罐(2),用于存储物理吸附颗粒;
第二储罐(3),用于存储碱性金属化合物颗粒;
喷管,沿长度方向开设有多个喷嘴,所述喷管设置于所述烟气进口和所述除尘滤袋区(9)之间;
气源,用于提供输送载气;所述气源的出口通过主管路(4)连通所述喷管,所述第一储罐(2)的出料口、所述第二储罐(3)的出料口均连接所述主管路(4);
在载气的作用下,落入所述主管路(4)的所述物理吸附颗粒与所述碱性金属化合物颗粒的混合物被输送至所述喷管,由所述喷嘴喷出。
2.如权利要求1所述的多污染物联合脱除的电袋复合除尘器,其特征在于,所述物理吸附颗粒为活性炭颗粒。
3.如权利要求1所述的多污染物联合脱除的电袋复合除尘器,其特征在于,所述气源包括风机(1),所述风机(1)的进风口与外部常温气体连通,其出风口连通所述第一储罐(2)的出料口和所述第二储罐(3)的出料口。
4.如权利要求1至3任一项所述的多污染物联合脱除的电袋复合除尘器,其特征在于,所述喷管的数量至少为一根,各所述喷管并列设置形成吸附区,所述吸附区平面垂直烟气流动方向,所述喷嘴的喷射方向沿烟气流动方向,各所述喷管连通所述主管路(4)。
5.如权利要求1所述的多污染物联合脱除的电袋复合除尘器,其特征在于,所述多污染物联合脱除的电袋复合除尘器为多污染物联合脱除的电袋复合除尘器,包括前级电场区(6),所述前级电场区(6)与所述除尘滤袋区(9)之间还设置有过渡区(8),所述颗粒喷射装置的喷管设置于所述过渡区(8)。
6.如权利要求5所述的多污染物联合脱除的电袋复合除尘器,其特征 在于,所述前级电场区(6)、所述过渡区(8)、所述除尘滤袋区(9)的下方均设置有灰斗(7)。
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