CN208574453U

CN208574453U - 一种锅炉烟气多种污染物深度治理装置

Info

Publication number: CN208574453U
Application number: CN201820178038.1U
Authority: CN
Inventors: 冯肇霖; 吴少娟; 谢逢俊; 康奕菁; 汤剑飞; 冯伟杰; 冯业钧
Original assignee: GUANGZHOU GUANGYI AIR TREATMENT ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: GUANGZHOU GUANGYI AIR TREATMENT ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2018-02-01
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2019-03-05
Anticipated expiration: 2028-02-01

Abstract

本实用新型提出了一种锅炉烟气多种污染物深度治理装置，包括壳体，所述壳体内从下往上依次分为烟气注氨区、等离子脱硫脱硝区、粉尘荷电凝并区、湿式电除尘除雾区和烟气排出区；所述烟气注氨区的壳体上设有烟气进口，所述烟气排出区的壳体上设有烟气出口；所述烟气注氨区与等离子脱硫脱硝区之间设有注氨喷头。在现有排放标准的前提下，经过本实用新型装置的处理，能大大降低各种污染物的排放量，结构简单，且净化效率较高。

Description

一种锅炉烟气多种污染物深度治理装置

技术领域

本实用新型涉及一种烟气处理装置，尤其是一种锅炉烟气多种污染物深度治理装置。

背景技术

近十年，我国投入数千亿元进行大规模的烟气脱硫治理，不断地升级改造除尘器、脱硝脱硫工艺，付出巨大的努力，也取得相应的成果：我国“十二五”SO₂排放总量比“十一五”末下降了10％以上。烟尘的直接排放值也大幅度下降，但外在的表现上，我国的“蓝天数量不升反降”，雾霾等大气环境问题依然很严峻。雾霾成因较复杂，就燃煤烟气排放造成影响而言，影响雾霾形成的排放物质不是单一的粉尘、SO₂或者其他污染物，而是烟气中多种污染物排放共同作用造成的综合结果。对于粉尘、SO₂、NO_X等单一污染物而言，国际上具有一系列相应的成熟技术。这些技术的特点是：一项技术仅针对一种污染物，从而造成设备投资高、运行费用的提高和占地面积大，一定程度上影响了燃煤污染物控制的经济性和实用性。

燃煤锅炉烟气主要污染物为粉尘、硫化物、氮氧化物。目前，我国已经出台了《大气污染防治行动计划》、《2014-2015年节能减排低碳发展行动方案》和《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》等政策，其中明确指出了强力推进重点行业大气污染的治理；广东省政府出台的《珠三角及周边地区重点行业大气污染限期治理方案》中也明确指出燃煤机组必须改造并安装“高效脱硫脱硝除尘设施”，并预计到2020年，要求广东、海南等地现役燃煤机组大气污染物排放浓度经技术改造更新后基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6％条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、 50毫克/立方米)。然而由于重金属Hg、PM2.5和废水等环保要求提高，若仅仅采用单个设备对燃煤锅炉烟气进行一一清理，其污染物的排放量仍是太高(即烟尘≤30mg/Nm³，二氧化硫≤100mg/Nm³，氮氧化物≤100mg/Nm³)；若想在此基础上再进一步降低各种污染物的排放量，在单个工艺上进行改进的成本非常高。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种锅炉烟气多种污染物深度治理装置，该装置在现有排放标准的前提下，能大大降低各种污染物的排放量，结构简单，且成本较低。

本实用新型的技术方案是这样实现的：包括壳体，所述壳体内从下往上依次分为烟气注氨区、等离子脱硫脱硝区、粉尘荷电凝并区、湿式电除尘除雾区和烟气排出区；所述烟气注氨区的壳体上设有烟气进口，所述烟气排出区的壳体上设有烟气出口；所述烟气注氨区与等离子脱硫脱硝区之间设有注氨喷头。

进一步的，所述等离子脱硫脱硝区包括若干排交错布置的第一阳极和第一阴极，所述若干第一阴极的两端通过第一阴极固定框架固定在壳体上，所述若干第一阳极的两端通过第一阳极固定框架固定在壳体上，所述第一阳极和第一阴极竖直放置，所述第一阴极与第一高压电源相连，所述第一阳极接地；两相邻第一阴极之间的距离为100～150mm，两相邻第一阳极之间的距离为 100～150mm。

进一步的，所述第一阴极包括若干根均匀排布的第一芒刺针状管和将若干根第一芒刺针状管固定在一起的第一支撑架，所述第一支撑架固定在所述第一阴极固定框架上；所述第一阳极为波纹板状，所述第一阳极固定在第一阳极固定框架上。

进一步的，所述粉尘荷电凝并区包括若干排交错布置的第二阳极和第二阴极，所述若干第二阴极的两端通过第二阴极固定框架固定在壳体上，所述第二阳极的两端通过第二阳极固定框架固定在壳体上，所述第二阳极和第二阴极竖直放置，所述第二阴极与第二高压电源相连，所述第二阳极接地；两相邻第二阴极之间的距离为150～200mm，两相邻第二阳极之间的间距为150～200mm。

进一步的，所述第二阴极包括若干根均匀排布的第二芒刺针状管和将若干根第二芒刺针状管固定在一起的第二支撑架，所述第二支撑架固定在所述第二阴极固定框架上；所述第二阳极包括若干根均匀排布的圆管和将若干根圆管固定在一起的第三支撑架，所述第三支撑架固定在所述第二阳极固定框架上。

进一步的，所述湿式电除尘除雾区包括若干根六角管，所述若干根六角管相互粘合在一起，所述六角管的中心设有电晕极；所述六角管为阳极，所述若干根六角管通过两端设有的花板固定在所述壳体上；所述电晕极为阴极，所述电晕极通过第三阴极固定框架经绝缘子支承固定在壳体上。

进一步的，所述六角管的内圆的直径为300～400mm；所述电晕极为长针刺管杆刚性电晕极，所述电晕极的管杆直径为10mm～40mm，所述电晕极的长针刺长度为50mm～200mm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型从原来的单一技术处理单一污染物的工艺转向多种污染物高效联合协同脱除，实现了除尘脱硫脱硝一体化深度脱除，简化了工艺流程；本实用新型不仅结构简单，且净化效率高。本实用新型在现有排放标准的基础上(即烟尘≤30mg/Nm³，二氧化硫≤100mg/Nm³，氮氧化物≤100mg/Nm³)，经过本实用新型的处理可实现锅炉烟气超低浓度排放，即达到重点地区燃气轮机大气污染物排放限值(烟尘＜5mg/Nm³，氮氧化物＜50mg/Nm³，二氧化硫＜35mg/Nm³，Hg＜3ug/Nm³)。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的剖面图；

图3为本实用新型一实施例中等离子脱硫脱硝区的结构示意图；

图4为图3中等离子脱硫脱硝区的原理结构图；

图5为本实用新型一实施例中粉尘荷电凝并区的结构示意图；

图6为本实用新型一实施例中湿式电除尘除雾区的结构示意图；

图7为湿式电除尘除雾区的原理结构图；

图8为本实用新型一实施例中电晕极的截面图；

图9为本实用新型一实施例中第一芒刺针状管的截面图。

附图标识：1壳体；2烟气排出区；3湿式电除尘除雾区；301电晕极；302 六角管；303第三阴极固定框架；304花板；305第三高压电源；4粉尘荷电凝并区；401第二阴极；402第二阳极；403第二阴极固定框架；404第二阳极固定框架；405第二高压电源5等离子脱硫脱硝区；501第一阴极；502第一阳极； 503第一阴极固定框架；504第一阳极固定框架；505第一高压电源；6烟气注氨区；7绝缘子；8注氨喷头；9烟气出口；10烟气进口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型一实施例的结构示意图，参阅图1，本实用新型一种锅炉烟气多种污染物深度治理装置，主要包括：壳体1，所述壳体1内从下往上依次分为烟气注氨区6、等离子脱硫脱硝区5、粉尘荷电凝并区4、湿式电除尘除雾区3和烟气排出区2；所述烟气注氨区6的壳体1上设有烟气进口10，所述烟气排出区2的壳体1上设有烟气出口9；所述烟气注氨区6与等离子脱硫脱硝区 5之间设有注氨喷头8。

上述实施例中，烟气注氨区6用于将氨水喷入装置中，使氨和锅炉烟气充分混合均匀，便于提高后续脱硫脱硝的效率；等离子脱硫脱硝区5用于对锅炉烟气进行脱硫脱硝，使锅炉烟气中的NO_X和SO₂转化为硫酸铵和硝酸铵的盐类物质；粉尘荷电凝并区4用于对超细、超轻及易分散的粉尘凝并成几何尺寸足够大的可捕捉颗粒物，使得颗粒物易于被后续处理设备收集下来，实现烟尘＜ 5mg/Nm³的排放目标；湿式电除尘除雾区3用于将荷电凝并后的颗粒物、SO₃酸雾气凝胶、烟气中的水雾、重金属汞等多种污染物收集下来。

图2为本实用新型一实施例的剖面图，图3为本实用新型一实施例中等离子脱硫脱硝区的原理示意图，参阅图2及图3，等离子脱硫脱硝区5包括若干排交错布置的第一阳极502和第一阴极501，所述若干第一阴极501的两端通过第一阴极固定框架503固定在壳体1上，所述若干第一阳极502的两端通过第一阳极固定框架504固定在壳体1上，所述第一阳极502和第一阴极501竖直放置，所述第一阴极501与第一高压电源505相连，所述第一阳极502接地。其中，优选的，两相邻第一阴极501之间的距离为100～150mm，两相邻第一阳极 502之间的距离为100～150mm。

图4为图3中等离子脱硫脱硝区的原理结构图，参阅图4，等离子脱硫脱硝区5的第一阴极501包括若干根均匀排布的第一芒刺针状管和将若干根第一芒刺针状管固定在一起的第一支撑架，所述第一支撑架固定在所述第一阴极固定框架503上。等离子脱硫脱硝区5的第一阳极502为波纹板状，第一阳极502 固定在第一阳极固定框架504上。其中，第一阳极502和第一阴极501的材质均为金属。通过往第一阴极501(即第一芒刺针状管)上施加30kV～70kV的直流高压正电，第一阳极502接地，使第一芒刺针状管的芒刺尖端表面产生强电场，强电场可产生10eV以上能量的高能电子，这些高能电子撞击锅炉烟气分子，使锅炉烟气中的O₂、N₂、H₂O、NH₃等气体分子发生电离，产生OH^-、HO₂ ⁺、O^2-、 O₃、N^3-、NH₂ ⁺、NH^-、N₂H⁺、H⁺、e^-(高能电子)等自由基；这些自由基具有强氧化性，可以将烟气中的NO_X和SO₂分解和转化，在氨添加剂的作用下，生成硫酸铵和硝酸铵的盐类物质，从而使SO₂和NO_X从气相脱除，达到脱硫脱硝的目的。

图9为本实用新型一实施例中第一芒刺针状管的截面图，参阅图4及图9，第一芒刺针状管上对称设有四根芒刺针，所述芒刺针的一边成锯齿形状。

图5为本实用新型一实施例中粉尘荷电凝并区的结构示意图，参阅图2及

图5，粉尘荷电凝并区4包括若干排交错布置的第二阳极402和第二阴极401，所述若干第二阴极401的两端通过第二阴极固定框架403固定在壳体1上，所述第二阳极402的两端通过第二阳极固定框架404固定在壳体1上，所述第二阳极402和第二阴极401竖直放置，所述第二阴极401与第二高压电源405相连，所述第二阳极402接地。其中，优选的，两相邻第二阴极401之间的距离为150～200mm，两相邻第二阳极402之间的间距为150～200mm。

上述实施例中，粉尘荷电凝并区4的第二阴极401包括若干根均匀排布的第二芒刺针状管和将若干根第二芒刺针状管固定在一起的第二支撑架，所述第二支撑架固定在所述第二阴极固定框架403上。粉尘荷电凝并区4的第二阳极 402包括若干根均匀排布的圆管和将若干根圆管固定在一起的第三支撑架，所述第三支撑架固定在所述第二阳极固定框架404上。其中，所述第二阳极402和第二阴极401材质均为金属，且粉尘荷电凝并区4中第二芒刺针状管的结构和等离子脱硫脱硝区5中第一芒刺针状管的结构相同。

粉尘荷电凝并区4主要用于去除超细、超轻及易分散粉尘。现有的锅炉烟气处理工艺中，锅炉烟气中的大部分粉尘颗粒被原有的静电除尘器或袋式除尘器脱除，特别是电除尘器在正常运行工况下除尘效率很高，高效电除尘器的除尘效率可高达99.7％。然而这对于粒径0.1～1.0μm的亚微米级的颗粒来说，仍有高达15％的颗粒会离开除尘器排入大气，因此要实现烟尘＜5mg/Nm³的排放目标，需要对该部分超细、超轻及易分散的粉尘进行有效收集。本实施例通过往粉尘荷电凝并区4的第二阴极401(即第二芒刺针状管)上施加30kV～70kV的直流高压负电，第二阳极402接地，在粉尘荷电凝并区4产生电场，使锅炉烟气中的颗粒物通过电场时被荷电，带电后的颗粒物特别是粒径小于10μm的微细颗粒物会相互凝并在一起，形成粒径10μm以上的可捕捉颗粒物，使得颗粒物易于被湿式电除尘除雾区3收集下来。

图6为本实用新型一实施例中湿式电除尘除雾区的结构示意图，图7为湿式电除尘除雾区的原理结构图，参阅图6及图7，所述湿式电除尘除雾区3包括若干根竖直设置的六角管302，所述若干根六角管302相互粘合在一起，其截面形成蜂窝状排列；六角管302的中心设有电晕极301。其中，六角管302为阳极，所述若干根六角管302通过两端设有的花板304固定在所述壳体1上；电晕极 301为阴极，所述电晕极301通过第三阴极固定框架303固定在壳体1上。

进一步的，六角管302采用乙烯基酯树脂、玻璃纤维布和石墨构成的导电玻璃钢制作而成，具有耐腐蚀、耐温、导电性强、重量轻、强度高等特点，其内圆的直径为300～400mm。图8为本实用新型一实施例中电晕极的截面图，参阅图7及图8，电晕极301为长针刺线型管材，其表面均匀设有长针刺线；所述电晕极301的管杆直径为10mm～40mm，所述电晕极301的长针刺长度为 50mm～200mm。

上述实施例中，湿式电除尘除雾区3的阴极与第三高压电源305相连，阳极接地。在湿式电除尘除雾区3的阳极和阴极之间施加50kV～70kV直流高压负电，形成强电场；在强电场的作用下，阴阳两极间的气体发生充分电离，使得除雾区空间充满带负电荷的离子；随烟气流进入除雾区内的尘(雾)粒子与这些负离子相碰撞而荷电，带电尘(雾)粒子由于受到高压静电场库仑力的作用，向阳极运动；到达阳极后，将所带的电荷释放掉，而尘(雾)粒本身则由于其固有的黏性而附着在阳极(六角管)上，最后可通过液体冲洗的方法清除。

进一步的，等离子脱硫脱硝区5的第一阴极固定框架503、粉尘荷电凝并区 4的第二阴极固定框架403、湿式电除尘除雾区3的第三阴极固定框架303均包括上阴极固定框架和下阴极固定框架，各个区的上阴极固定框架经各个区的绝缘子7支承固定在壳体上，而阳极则与高压电源相连接。

在其他影响因素不变的条件下，适当提高NH₃/NO_X摩尔比以提高脱硝效率，将氨氮比从1.5～2.0之间提高至1.5～2.5之间，可将脱硝效率提高至50％～70％，氨逃逸率增加～10％；而逃逸的氨进入本实用新型装置，通过本实用新型装置进行同步脱硫脱硝，可大大提高锅炉烟气多种污染物的排放，最终使排放的氮氧化物＜50mg/Nm³，二氧化硫＜35mg/Nm³。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种锅炉烟气多种污染物深度治理装置，其特征在于，包括壳体，所述壳体内从下往上依次分为烟气注氨区、等离子脱硫脱硝区、粉尘荷电凝并区、湿式电除尘除雾区和烟气排出区；所述烟气注氨区的壳体上设有烟气进口，所述烟气排出区的壳体上设有烟气出口；所述烟气注氨区与等离子脱硫脱硝区之间设有注氨喷头。

2.如权利要求1所述锅炉烟气多种污染物深度治理装置，其特征在于，所述等离子脱硫脱硝区包括若干排交错布置的第一阳极和第一阴极，所述若干第一阴极的两端通过第一阴极固定框架固定在壳体上，所述若干第一阳极的两端通过第一阳极固定框架固定在壳体上，所述第一阳极和第一阴极竖直放置，所述第一阴极与第一高压电源相连，所述第一阳极接地；两相邻第一阴极之间的距离为100～150mm，两相邻第一阳极之间的距离为100～150mm。

3.如权利要求2所述锅炉烟气多种污染物深度治理装置，其特征在于，所述第一阴极包括若干根均匀排布的第一芒刺针状管和将若干根第一芒刺针状管固定在一起的第一支撑架，所述第一支撑架固定在所述第一阴极固定框架上；所述第一阳极为波纹板状，所述第一阳极固定在第一阳极固定框架上。

4.如权利要求1所述锅炉烟气多种污染物深度治理装置，其特征在于，所述粉尘荷电凝并区包括若干排交错布置的第二阳极和第二阴极，所述若干第二阴极的两端通过第二阴极固定框架固定在壳体上，所述第二阳极的两端通过第二阳极固定框架固定在壳体上，所述第二阳极和第二阴极竖直放置，所述第二阴极与第二高压电源相连，所述第二阳极接地；两相邻第二阴极之间的距离为150～200mm，两相邻第二阳极之间的间距为150～200mm。

5.如权利要求4所述锅炉烟气多种污染物深度治理装置，其特征在于，所述第二阴极包括若干根均匀排布的第二芒刺针状管和将若干根第二芒刺针状管固定在一起的第二支撑架，所述第二支撑架固定在所述第二阴极固定框架上；所述第二阳极包括若干根均匀排布的圆管和将若干根圆管固定在一起的第三支撑架，所述第三支撑架固定在所述第二阳极固定框架上。

6.如权利要求1所述锅炉烟气多种污染物深度治理装置，其特征在于，所述湿式电除尘除雾区包括若干根六角管，所述若干根六角管相互粘合在一起，所述六角管的中心设有电晕极；所述六角管为阳极，所述若干根六角管通过两端设有的花板固定在所述壳体上；所述电晕极为阴极，所述电晕极通过第三阴极固定框架经绝缘子支承固定在壳体上。

7.如权利要求6所述锅炉烟气多种污染物深度治理装置，其特征在于，所述六角管的内圆的直径为300～400mm；所述电晕极为长针刺管杆刚性电晕极，所述电晕极的管杆直径为10mm～40mm，所述电晕极的长针刺长度为50mm～200mm。