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温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统技术方案

技术编号:16117267 阅读:45 留言:0更新日期:2017-09-01 14:07
本发明专利技术涉及一种温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统,包括顺次连通的调温增湿系统、电除尘末级脉冲荷电强化系统、分层脱硫协同增湿除尘系统、以及增湿均流的颗粒物荷电强化系统,本发明专利技术从技术和设计层面对颗粒物脱除进行系统分级强化,将调温、增湿、均流、荷电与强化收尘有机结合,通过流场、气氛、颗粒特性、高压静电场等多个方面实现颗粒物荷电强化,突破了颗粒物,特别是超细颗粒物荷电难、荷电量低的难题,从而实现工业烟气中颗粒物的高效脱除。

Combined electrostatic and dedusting system controlled by temperature and humidity

The invention relates to a temperature regulation / wet multi field enhanced electrostatic dust removal system, including temperature are communicated in turn humidification systems, esp the final pulse charging system, strengthen the hierarchical desulfurization dust removal system, and the synergistic wet particles humidifying flow of charge to strengthen the system, the invention from technology and design in the face of the removed particles system temperature, will strengthen the classification, humidification, flow, charged dust and strengthen the organic combination through a plurality of flow fields, atmosphere and particle characteristics, such as high voltage electrostatic field of charged particles to achieve enhanced breakthrough particles, especially the problem of ultrafine particles, difficult to charge the charge is low, so as to realize the efficient removal of particulate matter in industrial flue gas.

【技术实现步骤摘要】
温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统
本专利技术属于能源环境工程污染减排
,具体涉及一种温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统。
技术介绍
随着经济的快速发展,环境污染问题日趋严重,全国各地日渐加剧的雾霾天气更是对人们的身体健康造成严重危害,全国对PM2.5的控制需求日益紧迫。雾霾天气的形成原因主要是空气中悬浮着高浓度的细颗粒物,我国的颗粒物主要来自固定源排放,如燃煤电厂。其中固定源的一次颗粒态污染物包括可过滤颗粒物与可凝结颗粒物,二者的排放比例大约为1:1,是空气中颗粒污染物的重要来源之一。但由于可凝结颗粒物的生成机制,其属于细微颗粒物,在PM10和PM2.5中占有更大的比例,与可过滤颗粒物相比,造成的危害更大,且更易导致形成雾霾天气。细颗粒物捕集装置作为一种新型的除尘技术,可以很好的避免反电晕现象以及振打清灰带来的二次扬尘。但由于荷电与颗粒粒径之间的关系,电除尘器对于荷电不充分的细微颗粒物的脱除效率较低,因此对于可凝结颗粒物等细颗粒物的控制难以达到排放要求。同时,由于前端脱硫系统产生的高浓度悬浮物,包括石膏颗粒,二氧化硅及铁/铝的氢氧化物等,废水硬度较高,处于5116~11545mg/L之间,废水中的阳离子主要为钙镁等硬度离子,重金属离子种类较多,同时含有大量的阴离子主要为氯离子,容易引起后续设备的腐蚀。
技术实现思路
本专利技术针对现有烟气污染物减排过程气流分布不均匀、超细颗粒物荷电难、荷电量低、脱除效率低等问题,提出了一种温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统。为了实现上述功能,本专利技术采用的技术方案为:一种温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统,所述复合静电除尘系统包括顺次连通的调温增湿系统、电除尘末级脉冲荷电强化系统、分层脱硫协同增湿除尘系统、以及增湿均流的颗粒物荷电强化系统,所述调温增湿系统包括降温换热装置和废水增湿装置,降温换热装置的出口与废水增湿装置的进口相连通;所述电除尘末级脉冲荷电强化系统包括若干个连续的静电场,所述静电场中的末极电场的电源为高压脉冲电源;所述分层脱硫协同增湿除尘系统与脱硫废水池相连通,颗粒物荷电强化系统与废水箱相连通,所述废水箱与脱硫废水池相连通,脱硫废水池顺次通过中和池、絮凝池、沉淀池与废水增湿装置相连通,所述废水箱还与循环水箱相连通;所述颗粒物荷电强化系统包括冷凝管、液滴喷淋、阴极框架以及清洗喷淋,所述液滴喷淋、清洗喷淋分别与循环水箱相连通;所述颗粒物荷电强化系统之后、烟囱之前设有升温换热装置,所述升温换热装置与降温换热装置相连通。作为优选,所述沉淀池与废水增湿装置之间设有废水换热装置。脱硫废水在通过雾化喷嘴雾化分散之前可以选择设置加热单元进行加热,可以降低液体的表面张力,有助于得到粒径更小的雾化液滴。作为优选,所述废水增湿装置内设有双流体雾化喷嘴,所述双流体雾化喷嘴与脱硫废水池相连通。通过雾化空气雾化作用,降低雾化粒径,缩短烟道内液滴的蒸发时间,避免液滴在烟道管壁上的粘附,可以采用喷嘴交错的布置形式。作为优选,所述电除尘末级脉冲荷电强化系统包括放电极和收尘极,放电极与脉冲电源负极相连,收尘极为正极,接地;电除尘末级脉冲荷电强化系统采用高压脉冲电源。放电极使用防腐蚀特种钢材制成,收尘极采用#502钢材制成。电除尘器采取多电场布置形式,粉尘在除尘器内荷电并在电场力的驱动下向收尘极运动在收尘极上被俘获,并进入灰斗,定期处理。高压脉冲电源较使用普通电源情况下实现更充分的PM颗粒的荷电,达到对于细微颗粒的更好脱除效果,使得荷电量得以提升30%~60%,从而使得细微颗粒物的静电除尘器内的脱除效率上升20%以上,并有效提高出口颗粒物在脱硫塔内的捕集效率。作为优选,所述颗粒物荷电强化系统采用卧式电除尘器,所述冷凝管设置在卧式电除尘器喇叭状进口内,所述喇叭状进口末端设有两层气流均布板,其间距控制在100~150mm之间;所述液滴喷淋布置于气流均布板后方,所述阴极框架为多级不锈钢阴极框架,并由脉冲电源叠加高频电源供电,所述清洗喷淋设置在阴极框架上方。由高能量密度的电源供电,稳定提供产生高压静电场和高密度粒子所需的高密度能量,使颗粒荷电量提高20~40%以上。作为优选,所述颗粒物荷电强化系统采用立式管式湿式电除尘器,所述冷凝管设置在立式管式湿式电除尘器进口上方,液滴喷淋布置在冷凝管上方,气流均布板布置在液滴喷淋上方,阴极框架布置在气流均布板上方,清洗喷淋布置在阴极框架上方。作为优选,所述冷凝管采用Φ25×1.5mm的不锈钢蛇形盘管构成,所述气流均布板开孔率40~50%,开孔大小φ30~40mm,所述液滴喷淋安装于与烟气方向垂直的支架上,支架上布置平行管排,液滴喷淋的喷嘴方向与烟气流向一致,管排的间距不大于喷嘴有效喷射距离,相邻管排的喷嘴交错布置;所述液滴喷淋的喷嘴采用精细雾化实心锥喷嘴,可产生粒径范围在50~500μm的超细液滴,喷嘴流量为1~2L/min,喷嘴的喷射角度为30°。保证90%以上的颗粒粒径凝并、长大至0.5μm以上。为促进酸性污染物的协同脱除,颗粒物荷电强化系统中的液滴喷淋所采用的增湿剂可为碱性工艺水。喷淋量连续可调,各个喷嘴的喷淋角度经过精确校正与匹配。湿式电除尘器清洗喷淋在系统运行过程中间歇运行,结合电场中捕集的水滴对阴极框架(收尘极板)进行冲洗。作为优选,通过雾化喷嘴将液体被分散成为10~100μm的液滴,烟气温度条件90~120℃之间,液滴在2s内变为水蒸气;通过废水增湿装置的湿度调节,烟气中粉尘颗粒物的比电阻降低到105Ωm~1012Ωm范围内。有助于增效静电除尘器的除尘效果。增湿水量根据烟气条件进行一定调节,通过增湿水的喷入,使得相对湿度提升5~10%。废水增湿装置的雾化水可以采用处理过的脱硫废水,通过喷射蒸发处理可以节约水资源同时降低脱硫废水的处理成本,有助于电厂污水零排放。作为优选,所述的分层脱硫协同增湿除尘系统由多层喷淋层组成,脱硫废水经中和、絮凝、沉淀后进入烟道内,利用烟道余热加热至60~90℃;烟气经冷凝管后温度降低5℃以上。静电除尘器出口的烟气通过管道进入分层脱硫协同增湿除尘系统(脱硫塔),所述脱硫塔通过多层喷淋装置,向烟气中喷射石灰浆,高效率的脱除SO2气体,同时烟气湿度上升,达到饱和或过饱和的状态。上述浆液液滴降落后在脱硫塔废水池内,之后废水池内废水通过废水泵运送至废水沉降池,较大石灰渣等可以沉降在池底与上部废水分离。之后进入絮凝池,通过添加絮凝剂有助于经一部的澄清废水。处理后的脱硫废水可以通过废水加热单元进行升温后通过双流体喷嘴雾化喷射进入增湿单元烟道。作为优选,所述脉冲电源重复频率在0~1000Hz连续可调,脉冲上升沿在20μs以内,脉冲宽度在50μs以内,输出电压在-20kV~-80kV连续可调,瞬时脉冲功率达到2MW以上,能量转化效率在80%以上。本专利技术电厂烟气经过前置脱硝装置SCR以及空气换热器之后进入降温增湿系统,降温增湿系统包括降温换热装置和废水增湿装置,通过降温换热装置降低温度,实现温度调控。所述换热装置可以采用间壁式或其他形式的换热装置,采用耐磨材料。烟气温度降低从而减少总烟气流量,降低通过除尘器的烟气流量,提升除尘效率,通过烟气增湿系统向烟气中喷入增湿水,局部湿度迅速上升,促进烟气中颗粒物的凝并,利用烟气温度,雾滴本文档来自技高网...
温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统

【技术保护点】
一种温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统,其特征在于:所述复合静电除尘系统包括顺次连通的调温增湿系统、电除尘末级脉冲荷电强化系统、分层脱硫协同增湿除尘系统、以及增湿均流的颗粒物荷电强化系统,所述调温增湿系统包括降温换热装置和废水增湿装置,降温换热装置的出口与废水增湿装置的进口相连通;所述电除尘末级脉冲荷电强化系统包括若干个连续的静电场,所述静电场中的末极电场的电源为高压脉冲电源;所述分层脱硫协同增湿除尘系统与脱硫废水池相连通,颗粒物荷电强化系统与废水箱相连通,所述废水箱与脱硫废水池相连通,脱硫废水池顺次通过中和池、絮凝池、沉淀池与废水增湿装置相连通,所述废水箱还与循环水箱相连通;所述颗粒物荷电强化系统包括冷凝管、液滴喷淋、阴极框架以及清洗喷淋,所述液滴喷淋、清洗喷淋分别与循环水箱相连通;所述颗粒物荷电强化系统之后、烟囱之前设有升温换热装置,所述升温换热装置与降温换热装置相连通。

【技术特征摘要】
1.一种温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统,其特征在于:所述复合静电除尘系统包括顺次连通的调温增湿系统、电除尘末级脉冲荷电强化系统、分层脱硫协同增湿除尘系统、以及增湿均流的颗粒物荷电强化系统,所述调温增湿系统包括降温换热装置和废水增湿装置,降温换热装置的出口与废水增湿装置的进口相连通;所述电除尘末级脉冲荷电强化系统包括若干个连续的静电场,所述静电场中的末极电场的电源为高压脉冲电源;所述分层脱硫协同增湿除尘系统与脱硫废水池相连通,颗粒物荷电强化系统与废水箱相连通,所述废水箱与脱硫废水池相连通,脱硫废水池顺次通过中和池、絮凝池、沉淀池与废水增湿装置相连通,所述废水箱还与循环水箱相连通;所述颗粒物荷电强化系统包括冷凝管、液滴喷淋、阴极框架以及清洗喷淋,所述液滴喷淋、清洗喷淋分别与循环水箱相连通;所述颗粒物荷电强化系统之后、烟囱之前设有升温换热装置,所述升温换热装置与降温换热装置相连通。2.根据权利要求1所述的温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统,其特征在于:所述沉淀池与废水增湿装置之间设有废水换热装置。3.根据权利要求1所述的温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统,其特征在于:所述废水增湿装置内设有双流体雾化喷嘴,所述双流体雾化喷嘴与脱硫废水池相连通。4.根据权利要求1所述的温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统,其特征在于:所述电除尘末级脉冲荷电强化系统包括放电极和收尘极,放电极与脉冲电源负极相连,收尘极为正极,接地;电除尘末级脉冲荷电强化系统采用高压脉冲电源。5.根据权利要求1所述的温/湿调控多场强化的复合静电除尘系统,其特征在于:所述颗粒物荷电强化系统采用卧式电除尘器,所述冷凝管设置在卧式电除尘器喇叭状进口内,所述喇叭状进口末端设有两层气流均布板,其间距控制在100~150mm之间;所述液滴喷淋布置于...

【专利技术属性】
技术研发人员:高翔郑成航杨正大郭一杉张涌新翁卫国竺新波吴卫红王毅曲瑞阳岑可法
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江,33

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