一種低溫省煤器和雙極性高壓流光放電聯(lián)用煙氣凈化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐煙氣凈化領(lǐng)域，尤其涉及一種通過低溫省煤器降低煙氣溫度、雙極性高壓流光放電荷電器及電除塵器實(shí)現(xiàn)復(fù)合污染控制的高效煙氣氧化和顆粒物及氣溶膠霧收集的方法，具體為一種低溫省煤器和雙極性高壓流光放電聯(lián)用煙氣凈化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電除塵前采用正負(fù)放電實(shí)現(xiàn)顆粒物的電凝并是提高細(xì)顆粒物捕集效率的常見方法，在公開號為CN1603004A的專利申請中公開了一種放電凝并的方法和裝置，該方法采用一種雙極性電暈放電煙塵凝并技術(shù)，在單個煙道中實(shí)現(xiàn)了粉塵荷電凝并。該發(fā)明解決了不同煙道中雙極性放電時，荷電和凝并效率低下的問題，但由于該技術(shù)所述裝置是采用正和負(fù)的輝光電暈放電，電暈放電產(chǎn)生的自由基等活性物質(zhì)濃度比較低，不能有效地將煙氣中的N0氧化為N02、N02氧化為ΗΝ0 3、S02氧化為S0 3或H 2S04# ;另外如果不同低溫省煤器聯(lián)合使用，氧化后生成的酸霧氣溶膠因煙塵的溫度在酸露點(diǎn)以上很難被煙塵吸附，另外正負(fù)荷電后的煙塵雖可實(shí)現(xiàn)電凝并但因煙氣溫度較高對電除塵的除塵效率改善也很有限。
[0003]電凝并器除了具有對顆粒物荷電使其增大粒徑的作用外，還能夠?qū)煔庵械臍鈶B(tài)污染物進(jìn)行氧化。在公開號為CN102059050A的發(fā)明專利申請中公開了一種煙氣復(fù)合污染物控制的方法，在電凝并的同時氧化一氧化氮。該方法通過整合多種低溫等離子體裝置來實(shí)現(xiàn)復(fù)合污染物的控制，但該技術(shù)所述的雙極性放電裝置因煙氣溫度不在酸露點(diǎn)以下或附近，對SOjlj SO 3的氧化及S0 3和Η #04氣溶膠吸附效果不好，不能實(shí)現(xiàn)煙氣調(diào)質(zhì)。
[0004]綜上所述，公開的電凝并方法和裝置對顆粒物荷電效果一般，主要依靠顆粒物增大直徑來提高電除塵效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的煙氣凈化方法對顆粒物荷電效果差的問題，提供了一種低溫省煤器和雙極性高壓流光放電聯(lián)用煙氣凈化方法，該方法對煙氣中的氣體污染物氧化以及對細(xì)顆粒物和氣溶膠荷電凝并后通過電除塵器捕集去除。
[0006]一種低溫省煤器和雙極性高壓流光放電聯(lián)用煙氣凈化方法，包括以下步驟:
鍋爐排出的含煙塵和氣體污染物(如N0X、S0M)的煙氣先進(jìn)入低溫省煤器降溫，利用低溫省煤器的換熱作用將煙氣溫度降低至70?120°C，從而為雙極性高壓流光放電荷電器和電除塵器創(chuàng)造了最佳的工況條件；
降溫后的煙氣進(jìn)入雙極性高壓流光放電荷電器，雙極性高壓流光放電荷電器流光放電產(chǎn)生高濃度的活性0及0H自由基，對煙氣中的勵、勵2和S0 2主要實(shí)現(xiàn)如下自由基氧化反應(yīng)N0+0 — N02, Ν02+0Η — ΗΝ03和SO 2+0 — S03，因煙氣溫度比較低，煙氣中的S03和ΗΝ0 3很快形成氣溶膠或吸附在煙塵表面；氧化后所形成的氣溶膠同煙塵同時在雙極性高壓流光放電荷電器中被部分荷正電荷和部分荷負(fù)電荷，在進(jìn)入電除塵器收集電場前因氣體流動及靜電場力實(shí)現(xiàn)電凝并，主要凝并過程分為三大類:(1)煙塵間的電凝并，(2)煙塵與氣溶膠間的電凝并，(3)氣溶膠之間的電凝并；對第一種電凝并就如專利CN1603004A和CN102059050A公開的一樣可增大顆粒物煙塵的粒徑；現(xiàn)提出的第二種電凝并不僅可實(shí)現(xiàn)酸霧的電凝并吸附而且也降低了煙塵的表面比電阻；現(xiàn)提出的第三種電凝并因增大了氣溶膠的粒徑可改善利用煙塵吸附收集及電除塵收集酸霧氣溶膠，控制S03的排放；
經(jīng)過低省降溫、流光放電氧化、氣溶膠煙塵吸附、氣溶膠及煙塵電凝并后的煙氣進(jìn)入電除塵器，實(shí)現(xiàn)電除塵調(diào)質(zhì)后的顆粒物被高效捕集去除。
[0007]降溫是指煙氣經(jīng)過低溫省煤器后，煙氣溫度的下降程度，降溫后的煙氣溫度不低于70°C和不高于120°C。特別的對煙氣中NOJP SO 2濃度在100-600mg/m3和1500_3000mg/m3時，煙氣溫度不高于120°C;S0 2濃度在500-1500mg/m3時，煙氣溫度不高于100°C;可根據(jù)不同煙氣的酸露點(diǎn)設(shè)計(jì)低溫省煤器的出口溫度，可增強(qiáng)氣溶膠的吸附程度和電除塵器的電除塵效率。
[0008]所述的低溫省煤器為鍋爐尾部煙氣余熱回收設(shè)備，利用鍋爐煙氣加熱鍋爐給水或利它用，同時通過降低煙氣進(jìn)入雙極性高壓流光放電荷電器的煙氣溫度，不僅實(shí)現(xiàn)了電除塵的復(fù)合污染控制而且也可大幅度地降低后續(xù)濕法脫硫塔的水耗及石膏雨排放。低溫省煤器的入口與鍋爐空預(yù)器出口煙道相連，其出口與雙極性高壓流光放電荷電器入口相連。
[0009]所述的雙極性高壓流光放電荷電器，其入口與低溫省煤器出口連接，出口與電除塵器入口聯(lián)通，雙極性高壓流光放電荷電器內(nèi)部裝配至少一組正極性高壓流光放電電極和至少一組負(fù)極性高壓流光放電電極，正負(fù)放電電極分別與高壓電源、地相連，所述的高壓電源可以為單極性或雙極性，也可為直流電源或脈沖電源。
[0010]所述的電除塵器，入口與雙極性高壓流光放電荷電器出口相連。
[0011]本發(fā)明的主要技術(shù)和物化過程原理是:煙氣通過低溫省煤器降溫后，隨后在雙極性高壓流光放電荷電器中對氣體污染物氧化實(shí)現(xiàn)由氣態(tài)污染物到氣溶膠污染物的轉(zhuǎn)變，所形成包含S0#pΗΝ03等的氣溶膠在放電荷電后實(shí)現(xiàn)了電凝并。降溫后的煙塵不僅吸附了煙氣中大量的氣態(tài)污染物，而且因被荷電后實(shí)現(xiàn)了同煙塵或氣溶膠之間的電凝并。帶電的S03離子或荷電后的酸霧氣溶膠和細(xì)顆粒物在電電除塵前不僅增大了煙塵的粒徑，而且實(shí)現(xiàn)了對氣體污染物和氣溶膠的吸附去除。
[0012]本發(fā)明所提供的方法與常規(guī)電凝并技術(shù)相比，能夠產(chǎn)生如下有益效果:
1)利用低溫省煤器在提高鍋爐燃燒效率的同時，對煙氣中的復(fù)合污染物通過流光放電氧化和煙塵吸附及凝并，高效吸附含so3等的氣溶膠和降低煙塵比電阻，實(shí)現(xiàn)了電除塵器高效除塵和捕集氣態(tài)污染物；
2)利用雙極性高壓流光放電荷電器在實(shí)現(xiàn)煙塵電凝并的同時，還實(shí)現(xiàn)了部分302氧化成為S03，部分N0氧化成為N02，部分勵2氧化成為ΗΝ0 3，同時對所形成的酸霧氣溶膠高效荷電使之與煙塵高效電凝并，提高了吸附效率。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明低溫省煤器、雙極性高壓流光放電荷電器和電除塵器聯(lián)用的流程示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明原理示意圖。
[0015]圖3為雙極性高壓流光放電荷電器內(nèi)電凝并過程示意圖。
[0016]圖中:1-鍋爐，2-低溫省煤器，3-雙極性高壓流光放電荷電器，4-荷電器電源，5-電除塵器，6-電除塵器出口，7-正極性高壓流光放電電極，8-負(fù)極性高壓流光放電電極，9-煙塵，10-S02，11-S03，12-煙塵和氣溶膠荷電、運(yùn)動及碰撞過程，13-顆粒物或氣溶膠凝并過程，14-凝并增大后顆粒物，15-氧化過程，16-氣溶膠荷電、運(yùn)動及碰撞過程，17-氣溶膠吸附過程，18-吸附后顆粒物。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，為低溫省煤器與雙極性高壓流光放電荷電器和電除塵器聯(lián)用的流程示意圖。煙氣自鍋爐1排出后，順次進(jìn)入低溫省煤器2、雙極性高壓流光放電荷電器3和電除塵器5，處理后煙氣自電除塵器出口 6排入下游設(shè)備。
[0018]如圖2所示，為本發(fā)明所述流程原理圖。煙氣進(jìn)入低溫省煤器2后，煙氣溫度通過換熱方式下降，一般低溫省煤器出口煙氣溫度在70?120 °C。
[0019]如圖3所示，為本發(fā)明雙極性高壓流光放電荷電器的結(jié)構(gòu)示意圖。雙極性高壓流光放電荷電器3中交錯布置各至少一組正極性高壓流光放電電極7和負(fù)極性高壓流光放電電極8，圖示為其中一種布置方式，實(shí)際應(yīng)用中雙極性電極布置不限于此。帶有煙塵9、氣體污染物(如二氧化硫10和三氧化硫11等)的煙氣進(jìn)入雙極性高壓流光放電荷電器后發(fā)生兩個過程。煙塵9在電暈放電作用下，發(fā)生荷電、運(yùn)動及碰撞過程12，與不同極性煙塵或氣溶膠凝并增大，形成直徑更大的凝并增大后顆粒物14。在荷電器中該過程反復(fù)發(fā)生，使得顆粒物不斷增大，更利于電除塵器捕集。同時，煙氣中的二氧化硫10可以被放電氧化為三氧化硫氣溶膠。新形成的和煙氣中已有的三氧化硫氣溶膠在放電作用下發(fā)生荷電、運(yùn)動和碰撞過程16，并通過氣溶膠吸附過程17形成調(diào)質(zhì)后的吸附后顆粒物18。吸附后顆粒物18表面吸附了 S03氣溶膠，在得到調(diào)質(zhì)的同時還去除了部分S0 3。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低溫省煤器和雙極性高壓流光放電聯(lián)用煙氣凈化方法，其特征在于包括以下步驟: 鍋爐排出的煙氣先進(jìn)入低溫省煤器降溫，利用低溫省煤器的換熱作用將煙氣溫度降低至 70 ?120°C ； 降溫后的煙氣進(jìn)入雙極性高壓流光放電荷電器，雙極性高壓流光放電荷電器內(nèi)流光放電產(chǎn)生高濃度的活性0及OH自由基，對煙氣氧化形成氣溶膠，氣溶膠和煙塵在雙極性高壓流光放電荷電器內(nèi)被部分荷正電、部分荷負(fù)電，在進(jìn)入電除塵器前實(shí)現(xiàn)電凝并； 煙氣最后進(jìn)入電除塵器，實(shí)現(xiàn)電除塵調(diào)質(zhì)后的顆粒物被高效捕集去除。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫省煤器和雙極性高壓流光放電聯(lián)用煙氣凈化方法，其特征在于所述的雙極性高壓流光放電荷電器內(nèi)有至少一組正極性高壓流光放電電極和至少一組負(fù)極性高壓流光放電電極。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種低溫省煤器和雙極性高壓流光放電聯(lián)用煙氣凈化方法，其特征在于所述的雙極性高壓流光放電荷電器采用一臺或多臺單極性或雙極性高壓電源，高壓電源為直流電源或脈沖電源。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鍋爐煙氣凈化領(lǐng)域，具體為一種低溫省煤器和雙極性高壓流光放電聯(lián)用煙氣凈化方法。煙氣依次進(jìn)入低溫省煤器、雙極性高壓流光放電荷電器和電除塵器，煙氣通過低溫省煤器降溫，再在雙極性高壓流光放電荷電器中被氧化、氣溶膠及顆粒物煙塵被荷電，當(dāng)煙氣溫度低于煙氣的酸露點(diǎn)時，被氧化SO2及NOx等后形成的及煙氣中原有的含SO3、H2SO4及NOx等的氣溶膠被吸附在煙塵的表明，實(shí)現(xiàn)了酸霧氣溶膠的吸附收集，同時降低了煙塵的比電阻。因采用雙極性荷電器，在進(jìn)入電除塵收集電場前煙塵因正及負(fù)荷電凝并，煙塵的平均直徑增大，為改善電除塵效率奠定了基礎(chǔ)，另外氧化后的NOx和重金屬在電除塵器內(nèi)及后續(xù)的脫硫塔中被吸收或吸附，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合污染的協(xié)同凈化治理。
【IPC分類】B01D51/02, B01D53/60, B01D50/00, B01D53/32, F22D1/00, B01D53/76, B01D53/75
【公開號】CN105396441
【申請?zhí)枴緾N201510709789
【發(fā)明人】侯開忠, 史保中, 李逢茂
【申請人】山西晉浙環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年10月28日