脫硫后濕煙氣微塵凝并的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種脫硫后濕煙氣微塵凝并方法及裝置屬于煙氣凈化技術，特別是可以分離去除煙氣中細微顆粒的方法及裝置。該方法是在脫硫塔凈煙氣出口至深度凈化裝置之間的煙道上安裝微塵凝并裝置，使用微霧噴嘴，采用水和壓縮空氣雙流體噴霧，煙氣中的PM2.5級的細微顆粒物與霧滴碰撞凝并在霧滴中，霧滴在凝并塵粒過程中也在增大，凝并后的水滴平均粒徑60μm，這些在深度凈化裝置的高壓電場中荷電，并在電暈放電的電場力作用下被驅向陽極，水滴貼到陽極表面后能迅速釋放電荷，大量水滴連續(xù)不斷貼靠到陽極表面，當水膜厚度超過125μm此厚度時，靠水的重力順著陽極板內(nèi)壁向下流淌落入漿液池，處理后煙氣含塵量可降到在5mg/Nm3以內(nèi)。
【專利說明】脫硫后濕煙氣微塵凝并的方法及裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于煙氣凈化技術，特別是可以分離去除煙氣中細微顆粒的方法及裝置。

【背景技術】
[0002]由于微細粉塵對人體健康的危害巨大，從而對除塵器的性能提出了很高的要求，對企業(yè)煙塵排放標準要求也在逐年提高。原有的除塵設備的處理效果已達不到現(xiàn)有標準的要求，為達標排放一些電廠、鋼廠把原有的三電場靜電除塵器改為四電場，而有的企業(yè)則把靜電除塵器改為布袋除塵器。這些改造只能對干煙氣除塵有明顯的提高，能達到30mg/m3。但煙氣經(jīng)過脫硫塔時，通過脫硫漿液[碳酸鈣(CaCO3)或氧化鈣(CaO)]的洗滌，脫除了煙氣中的二氧化硫(SO2)，使150°C左右的干煙氣變?yōu)?5°C左右的濕煙氣。煙氣在溫度下降過程中，吸收了漿液中的水分，以某企業(yè)600m2燒結機為例，從漿液中每小時蒸發(fā)的水量為132噸。漿液蒸發(fā)過程中也帶走一部分二水硫酸鈣(CaSO4.2Η20)。一般情況下，經(jīng)濕法脫硫后的煙氣含塵量(煙塵加二水硫酸鈣)在70mg/m3左右，超出了國家及山東省的排放標準。要想去除脫硫后煙氣中的顆粒物就必須以新的思路開發(fā)出相應的新技術。
[0003]CN 102961943 A公開了一種濕法煙氣脫硫協(xié)同脫除微細顆粒的方法及設備，該脫除方法對濕法脫硫設備旳脫硫凈煙道中進行簡單改造，建立蒸汽相變區(qū)使微細顆粒凝結長大，和建立碰撞凝聚區(qū)使微細顆粒進一步凝聚長大，最后煙道除霧器對凝結長大的微細顆粒物進行有效捕捉，然后從煙道出口排出。該方法僅能達到；煙氣經(jīng)處理后，煙?出口煙溫為49°C，煙塵質(zhì)量濃度為28mg/Nm3，達到《火電廠大氣污染排放標準》(GB13233-2011)規(guī)定的煙塵排放濃度小于30mg/Nm3的排放標準，
[0004]2012年 申請人:在先專利201220493828.1 “濕式燒結脫硫煙氣深度凈化裝置”(以下簡稱深度凈化裝置)。該裝置工作原理是采用高壓靜電電離煙氣中粉塵荷電，粉塵荷電后在電場力的驅進下橫向移動并貼附在陽極板上，使煙氣中的顆粒物不再隨煙氣流動。當陽極板上的灰塵達到一定厚度時，用水沖洗使灰塵與水混合并在重力的作用下流淌到漿液池。該裝置投入運行三年來，除塵效率在90%以上，經(jīng)濕式深度凈化裝置后的煙氣含塵量都在20mg/Nm3以內(nèi)，達到了國家及山東省的遠期排放標準。但是該裝置工作時系統(tǒng)內(nèi)有60Kv-80Kv的高壓電，帶電沖洗時使陰極和陽極短路、供電系統(tǒng)跳閘。正常沖洗時需預先停電，沖洗后再送電。在沖洗期間深度凈化裝置是不工作的使?jié)袷诫姵龎m處于斷續(xù)工作狀態(tài)，與環(huán)保要求不符。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術中需要使用水沖洗陽極板使?jié)袷诫姵龎m間斷工作的不足，本發(fā)明的目的是提供一種脫硫后濕煙氣微塵凝并方法，本發(fā)明的另一個目的是提供實施該方法的脫硫后濕煙氣微塵凝并的裝置。
[0006]本發(fā)明的技術方案為，一種脫硫后濕煙氣微塵凝并方法，其特征在于:包括下述步驟:
[0007]A.煙氣在經(jīng)過脫硫塔濕式脫硫后，進入煙氣微塵凝并裝置使用微霧噴嘴，該噴嘴采用水和壓縮空氣雙流體噴霧，水和空氣在噴頭內(nèi)的壓力設計為0.4MPa，噴出的霧滴平均粒徑為60 μ m，最大粒徑為150 μ m，霧滴與煙氣流向90°角相切混合，在這個過程中PM2.5級的細微顆粒物與霧滴碰撞凝并在霧滴中，一個霧滴能夠凝并幾萬個細微煙塵顆粒，霧滴在凝并塵粒過程中也在增大，凝并后的水滴顆?？? 40 μ m，其平均粒徑60 μ m,
[0008]B.凝并后的氣體進入濕式燒結脫硫煙氣深度凈化設備，凝并后的水滴顆粒在高壓電場中荷電，并在電暈放電的電場力作用下被驅向陽極，水滴貼到陽極表面后能迅速釋放電荷，大量水滴連續(xù)不斷貼靠到陽極表面，陽極表面最大吸附水膜厚度是125 μ m,當水膜厚度超此厚度時，靠水的重力順著陽極板內(nèi)壁向下流淌落入漿液池，
[0009]C.經(jīng)步驟A、B處理后的煙氣進入煙筒排放，煙氣含塵量可降到在5mg/Nm3以內(nèi)。
[0010]脫硫后濕煙氣微塵凝并方法使用的脫硫后濕煙氣微塵凝并裝置，其特征在于:脫硫后濕煙氣微塵凝并裝置可布置在脫硫塔凈煙氣出口至濕式燒結脫硫煙氣深度凈化裝置之間的煙道上，微塵凝并裝置殼體周邊呈圓形陣列分布著8 —16個水平安裝的微霧噴嘴，微霧噴嘴上的法蘭與安裝在微塵凝并裝置殼體周邊的帶有法蘭的接管螺栓連接，微霧噴嘴接水接頭通過環(huán)形供水管道與高壓供水管道相連接，微霧噴嘴空氣接頭通過環(huán)形供氣管道與壓縮空氣管道相連接。
[0011]所述的微塵凝并裝置殼體底端連接著濕式脫硫塔頂部的氣體出口，該殼體頂端與深度凈化設備底部的氣體進口相連接位于氣體分布板之前。
[0012]所述的微霧噴嘴接水接頭與通過環(huán)形供水管道之間裝有微霧噴嘴供水閥門，微霧噴嘴空氣接頭與環(huán)形供氣管道之間裝有微霧噴嘴供氣閥門。
[0013]所述的高壓供水管道上裝有電磁流量計和供水電動調(diào)節(jié)閥，所述的壓縮空氣管道上裝有渦街流量計和供氣電動調(diào)節(jié)閥。
[0014]本發(fā)明的有益效果是
[0015]1.實現(xiàn)燃煤煙塵超低排放
[0016]提高煙氣深度凈化裝置除塵效率，使該裝置由現(xiàn)在的煙塵排放量20mg/Nm3降到5mg/Nm3以下，使燃煤煙氣達到天然氣燃燒排放標準。
[0017]2.能使深度凈化裝置捕捉PM2.5級的塵埃
[0018]PM2.5雖然在煙塵總排放量中占少數(shù)，但對人體的健康危害占大數(shù)。因為它可通過呼吸入肺而不能排出，是引發(fā)肺部及氣管疾病的罪魁禍首。某企業(yè)600燒結機工況煙氣量3166953m3/h，采用內(nèi)切圓360mm長6m的蜂窩管2664根。當煙氣流速2.5m/s時只能捕捉粒徑1ym以上粉塵顆粒。經(jīng)過計算電場的驅進速度為90mm/s。PM2.5級的粉塵顆粒驅進速度22.5mm/s，需要的陽極管長度23米長。顯然6米長的管束不起作用。如粉塵顆粒4(^111，它的驅進速度360111111/8，需要陽極管長度僅為1.5米。當設計煙氣流速2.95m/s，在SOKv的電場下最大捕捉塵埃直徑12 μ m以上。如果想捕捉PM2.5級的塵埃需要陽極管長度最短也要27.27米，這在結構上是很難做到的。
[0019]現(xiàn)在我們采用微塵裝置，把很多PM2.5級的塵埃凝并在60 μ m的水珠內(nèi)，使驅進速度提高24倍，并使陽極管長度縮短24倍。從理論上講加上凝并裝置后，陽極管長度大于1.13米即可。
[0020]3.經(jīng)濟效益顯著
[0021](I)節(jié)省造價
[0022]某企業(yè)600燒結機深度凈化裝置原采用導電玻璃鋼蜂窩管2664根，綜合造價3896萬元。加上煙塵強化凝并設備后，煙氣流速可提高到6m/s，只需要導電玻璃鋼蜂窩管1306根，少用1358根。如果要求系統(tǒng)流速不變，玻璃鋼蜂窩管長度由現(xiàn)在的6米縮短到3米。綜合造價能節(jié)省50%，約為1948萬元。
[0023](2)節(jié)省運行費用
[0024]某企業(yè)600燒結機深度凈化裝置原配用恒流高壓直流電源6臺，總功率1072KW。采用凝并設備后把比電阻率高的塵埃包在比電阻率相對較小的水珠內(nèi)，有利于驅進速度的提高，使凈化裝置運行更加穩(wěn)定可靠。按比線電流計算，恒流高壓直線電源裝機功率也減少50%，即536kW。按年運行時間8000小時、電費單價0.78元/kW *h計算，每年節(jié)省電費334.46 萬元。
[0025](3)由于微塵凝并裝置增加后除塵效率很高，對脫硫前煙氣含塵量在150mg/Nm3以內(nèi)的三電場靜電除塵器，通過脫硫除塵再通過凝并裝置到深度凈化達到5mg/Nm3的排放量。以180燒結機為例，由三電場改為四電場改造費用1650萬元就可省下。
[0026](4)濕式燒結脫硫煙氣深度凈化裝置原配的沖洗水泵流量320m3/h，揚程40m，電機功率90kW，加上凝并裝置后取消。新增I臺水泵流量6.3m3/h，揚程80m，電機功率7.5kW。新增I臺螺桿式空壓機風量780m3/h，風壓0.5MPa，功率60kW。增設微塵凝并裝置后節(jié)省裝機功率22.5kW。由于原水泵是斷續(xù)工作的，在水、電綜合能源消耗上，增加凝并設備與加裝iu基本相同。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為燒結機煙氣脫硫除塵總體技術方案圖，
[0028]圖2為深度凈化裝置導電玻璃鋼蜂窩管結構示意圖，
[0029]圖3為微塵凝并裝置中微霧噴嘴安裝圖，
[0030]圖4為微塵凝并裝置安裝位置示意圖，
[0031]圖5為圖4的A— A向剖視圖，
[0032]圖6為圖5的B— B向剖視圖，
[0033]圖7為供水管道設備示意圖，
[0034]圖8為供氣管道設備示意圖。
[0035]圖中，1.燒結機，2.電除塵器，3.燒結風機，4.脫硫風機，5.脫硫塔，6微塵凝并裝置，7.深度凈化裝置，8.煙囪，9.噴頭，10.微塵凝并裝置殼體，11.接管，12.法蘭，13.墊圈，14.螺栓，15.微霧噴嘴，16.接水接頭，17.空氣接頭，18.環(huán)形供氣管道，19.環(huán)形供水管道，20.微霧噴嘴供氣閥門，21.微霧噴嘴供水閥門，22.支架，23.平板除霧器二層，24.平板除霧器一層，25.連接水泵接口，26.電磁流量計，27.供水電動調(diào)節(jié)閥，28.連接環(huán)形供水管道接口，29.連接儲氣罐管道，30.渦街流量計，31.供氣電動調(diào)節(jié)閥，32.連接環(huán)形供氣管道接口

【具體實施方式】
[0036]本發(fā)明的【具體實施方式】是，如圖所示:
[0037]實施例1，脫硫后濕煙氣微塵凝并裝置，其特征在于:脫硫后濕煙氣微塵凝并裝置6可布置在脫硫塔5凈煙氣出口至深度凈化裝置7之間的煙道上，微塵凝并裝置殼體10周邊呈圓形陣列分布著8 —16個水平安裝的微霧噴嘴15，微霧噴嘴上的法蘭與安裝在微塵凝并裝置殼體周邊的帶有法蘭12的接管11螺栓14連接，微霧噴嘴接水接頭16通過環(huán)形供水管道19與高壓供水管道相連接，微霧噴嘴空氣接頭17通過環(huán)形空氣管道18與壓縮空氣管道相連接。
[0038]所述的微塵凝并裝置殼體底端連接著濕式脫硫塔頂部的氣體出口，該殼體頂端與深度凈化裝置底部的氣體進口相連接位于氣體分布板之前。
[0039]所述的微霧噴嘴接水接頭與環(huán)形供水管道之間裝有微霧噴嘴供水閥門21，微霧噴嘴空氣接頭與環(huán)形空氣管道之間裝有微霧噴嘴供氣閥門20。
[0040]所述的高壓供水管道上裝有電磁流量計26和供水電動調(diào)節(jié)閥27，所述的壓縮空氣管道上裝有渦街流量計30和供氣電動調(diào)節(jié)閥31。
[0041 ] 實施例2脫硫后濕煙氣微塵凝并裝置，其結構是:脫硫后濕煙氣微塵凝并裝置6微塵凝并裝置殼體底端連接著濕式脫硫塔5頂部的氣體出口，該殼體頂端與深度凈化裝置7底部的氣體進口相連接位于氣體分布板之前。微塵凝并裝置殼體10周邊呈圓形陣列分布著10個水平安裝的GBM-60110型微霧噴嘴15，該噴嘴為雙流體大流量，利用壓縮空氣高速流動的原理使液體噴霧微粒化。通常液體、氣體壓力都采用0.4MPa，微霧噴嘴上的法蘭與安裝在微塵凝并裝置殼體周邊的帶有法蘭12的接管11螺栓14連接，微霧噴嘴接水接頭16通過環(huán)形供水管道19與高壓供水管道相連接，微霧噴嘴空氣接頭17通過環(huán)形空氣管道18與壓縮空氣管道相連接。微塵凝并裝置殼體采用Q235B碳鋼制造，與濕煙氣接觸的內(nèi)壁和外接短管內(nèi)壁采用內(nèi)襯玻璃鱗片防腐。玻璃鱗片厚度為2.5毫米，安全使用壽命5年。噴嘴材料采用超級奧氏體不銹鋼(牌號:1.4529)，該材料適用于脫硫脫硝工程，可有效抵抗氯離子的腐蝕。
[0042]所述的微霧噴嘴接水接頭與環(huán)形供水管道之間裝有微霧噴嘴供水閥門21，微霧噴嘴空氣接頭與環(huán)形空氣管道之間裝有微霧噴嘴供氣閥門20。
[0043]所述的高壓供水管道上裝有電磁流量計26和供水電動調(diào)節(jié)閥27，所述的壓縮空氣管道上裝有渦街流量計30和供氣電動調(diào)節(jié)閥31。
【權利要求】
1.一種脫硫后濕煙氣微塵凝并方法，其特征在于:包括下述步驟: A.煙氣在經(jīng)過脫硫塔濕式脫硫后，進入煙氣微塵凝并裝置使用微霧噴嘴，該噴嘴采用水和壓縮空氣雙流體噴霧，水和空氣在噴頭內(nèi)的壓力設計為0.4MPa，噴出的霧滴平均粒徑為60 μ m，最大粒徑為150 μ m，霧滴與煙氣流向90°角相切混合，在這個過程中PM2.5級的細微顆粒物與霧滴碰撞凝并在霧滴中，一個霧滴能夠凝并幾萬個細微煙塵顆粒，霧滴在凝并塵粒過程中也在增大，凝并后的水滴顆粒可3 40 μ m，其平均粒徑60 μ m, B.凝并后的氣體進入濕式燒結脫硫煙氣深度凈化裝置，凝并后的水滴顆粒在高壓電場中荷電，并在電暈放電的電場力作用下被驅向陽極，水滴貼到陽極表面后能迅速釋放電荷，大量水滴連續(xù)不斷貼靠到陽極表面，陽極表面最大吸附水膜厚度是125 μ m,當水膜厚度超此厚度時，靠水的重力順著陽極板內(nèi)壁向下流淌落入漿液池， C.經(jīng)步驟A、B處理后的煙氣進入煙筒排放，煙氣含塵量可降到在5mg/Nm3以內(nèi)。
2.權利要求1所述的脫硫后濕煙氣微塵凝并方法使用的脫硫后濕煙氣微塵凝并裝置，其特征在于:脫硫后濕煙氣微塵凝并裝置布置在脫硫塔凈煙氣出口至濕式燒結脫硫煙氣深度凈化裝置之間的煙道上，微塵凝并裝置殼體周邊呈圓形陣列分布著8 —16個水平安裝的微霧噴嘴，微霧噴嘴上的法蘭與安裝在微塵凝并裝置殼體周邊的帶有法蘭的接管螺栓連接，微霧噴嘴接水接頭通過環(huán)形供水管道與高壓供水管道相連接，微霧噴嘴空氣接頭通過環(huán)形供氣管道與壓縮空氣管道相連接。
3.權利要求2所述的脫硫后濕煙氣微塵凝并裝置，其特征是:所述的微塵凝并裝置殼體底端連接著濕式脫硫塔頂部的氣體出口，該殼體頂端與深度凈化設備底部的氣體進口相連接位于氣體分布板之前。
4.權利要求2所述的脫硫后濕煙氣微塵凝并裝置，其特征是:所述的微霧噴嘴接水接頭與環(huán)形供水管道之間裝有微霧噴嘴供水閥門，微霧噴嘴空氣接頭與環(huán)形供氣管道之間裝有微霧噴嘴供氣閥門。
5.權利要求2所述的脫硫后濕煙氣微塵凝并裝置，其特征是:所述的高壓供水管道上裝有電磁流量計和供水電動調(diào)節(jié)閥，所述的壓縮空氣管道上裝有渦街流量計和供氣電動調(diào)節(jié)閥。
【文檔編號】B03C3/014GK104258994SQ201410377873
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權日:2014年5月29日
【發(fā)明者】呂和武, 孫德山, 張永林, 賈寧濤, 李永臣 申請人:山東國舜建設集團有限公司