本发明专利技术提供了一种相变凝并荷电一体化烟气深度净化系统，包括烟气进出口、冷却介质进出口、多个净化单元和集液槽，冷却介质进出口与净化单元均连通，集液槽设置在净化系统底部；净化单元均竖直设置在净化系统内，净化单元间固定连接，包括阳极板、内部空腔、阴极线和循环冷却装置，阳极板相互连接形成内部空腔，内部空腔内设有阴极线，内部空腔中流动有湿烟气；阳极板外周设有循环冷却装置，装置内流动有冷却介质，冷却介质下进上出，流动方向与湿烟气的流动方向相反；阳极板的壁面温度可调。本发明专利技术将深度净化荷电与相变凝并进行一体化设计，结合微细颗粒凝并和大颗粒物荷电脱除作用，提高对颗粒物的脱除效果；同时不受改造场地空间限制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及相变凝并荷电一体化烟气深度净化系统，属于电力行业环境保护领域。
技术介绍
截至2014年底，火电厂大气污染物排放量快速下降，实现了“十一五”以来的最大降幅:其中，电力烟尘排放量由2005年的约400万吨降至2014年的98万吨，单位火电发电量烟尘排放量0.23克/千瓦时;其中，燃煤电厂电除尘器、袋式除尘器、电袋复合除尘器占全国燃煤机组容量的比重分别为77.3 %、9.0 %、13.7 %。虽然，电力行业污染物减排取得了重大成果，但是雾霾天气仍然频发，环保形势依旧严峻，电力行业环保工作仍然是环境保护工作的重点和难点。2015年12月11日，环保部、国家发改委、能源局三部门发布《关于印发全面实施燃煤电厂超(超)低排放和节能改造工作方案的通知》(环发164号)，要求“到2020年，全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放(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)。全国有条件的新建燃煤发电机组达到超低排放水平，并加快现役燃煤发电机组超低排放改造步伐，将东部地区原计划2020年前完成的超低排放改造任务提前至2017年前总体完成;将对东部地区的要求逐步扩展至全国有条件地区，其中，中部地区力争在2018年前基本完成，西部地区在2020年前完成。”，燃煤电厂超低排放正式扩围提速。其中，超低排放要求在基准氧含量6%条件下，烟尘排放浓度不高于10毫克/立方米;然而，现役机组多数为老机组，因场地和空间等条件限制，制约了超低排放技术路线的选择和工期进度。中国专利ZL201420655999.9提供了一种用于大型燃煤电站烟气深度净化装置，在烟气入口处设置有双相整流凝变系统，为由纵向管道和横向管道相互交叉连通形成的网格状格栅，格栅设置为单层或者多层，但是这对于脱硫系统后场地和空间比较紧凑的机组来说，采取此工艺存在一定的困难。中国专利ZL201410522652.1和ZL201410617916.1均涉及相变凝聚或者相变凝变与湿式电除尘器简单串联布置的除尘系统，即烟气经过相变凝变系统处理后，再进入湿式电除尘进行净化处理。而湿式相变凝聚系统主要利用饱和烟气遇冷降温，所含水蒸气相变凝结，有利于微细颗粒碰撞、凝聚，凝聚后的颗粒物需要借助于温度梯度向冷凝壁面移动。然而上述的两个专利(ZL201410522652.1和ZL201410617916.1)所涉及的湿式电除尘器系统内，阴阳极系统处于烟气条件下，无法提供这种温度梯度。
技术实现思路
针对上述相变凝聚器和湿式除尘器串联结合系统存在的缺点，本专利技术的目的是提供一种相变凝并荷电一体化烟气深度净化系统，将深度净化荷电与相变凝并进行一体化设计，形成具有温度梯度的有机整体，结合微细颗粒凝并作用和大颗粒物荷电脱除作用，进一步提高对颗粒物的脱除效果，使得烟囱出口烟尘排放浓度达到超低排放要求；同时不受改造场地空间限制，节约了投资成本。本专利技术采用的具体技术方案如下:相变凝并荷电一体化烟气深度净化系统，包括烟气进口、烟气出口、冷却介质进口、冷却介质出口、多个净化单元和集液槽，烟气进口、烟气出口、冷却介质进口和冷却介质出口与净化单元均连通，集液槽设置在净化系统的底部;所述净化单元均竖直设置在净化系统内，净化单元之间固定连接，净化单元包括阳极板、阴极线和循环冷却装置，多块阳极板相互拼接形成内部空腔，内部空腔的中心设置有阴极线，内部空腔中流动有脱硫后湿烟气;所述阳极板的外周设有循环冷却装置，循环冷却装置包围内部空腔;所述循环冷却装置内流动有冷却介质，冷却介质下进上出，冷却介质的流动方向与所述脱硫后湿烟气的流动方向相反;所述阳极板的壁面温度可通过改变冷却介质的温度来调节。所述循环冷却装置为循环冷却夹套或者冷却管道。所述循环冷却装置的材质为不锈钢或者玻璃钢。所述净化单元的形状设为六边形、正方形或者圆形，净化单元之间沿各边焊接或者胶接固定。进一步地，所述阳极板的材质为不锈钢或者玻璃钢。进一步地，所述阴极线的材质为不锈钢或者铅锑合金。进一步地，所述冷却介质进口和冷却介质出口均设有调节阀。进一步地，所述阳极板相互焊接或者通过整体挤压形成内部空腔。本专利技术具有如下优点:(I)本专利技术将相变凝并和深度净化荷电除尘进行一体化设计，形成一个具有温度梯度的有机整体:在对脱硫后湿烟气微细颗粒物进行相变凝并，通过控制装置内部阳极板壁面的温度，进一步控制饱和烟气的相变程度;与此同时，对烟气中大颗粒物进行深度净化荷电除尘;实现相变冷凝、凝聚、惯性、荷电一体化除尘，使得烟囱出口烟尘排放浓度低于10mg/m3，满足超低排放要求。(2)本专利技术集相变凝并和荷电除尘于一体，无需在深度净化前段及后端再设置相变凝变系统，现役机组改造不受空间和场地的限制，节约了设备的投资成本。(3)本专利技术可以通过调节循环冷却水的温度，来控制阳极板壁面的温度，提供相变凝聚所需的温度梯度，进一步控制湿烟气的相变程度，进而提高细颗粒物的脱除效果，操作简单。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的多个净化单元A的俯视图；图3(a)为净化单元A的结构详图；(b)为净化单元A的剖面图；其中，1-阳极板，2-阴极线，3-夹套外壁，4-循环冷却夹套，5-循环冷却水出口，6-脱硫后湿烟气，7-循环冷却水进口，8-净烟气，9-内部空腔，10-集液槽，A-净化单元。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。如图1和图2所示，相变凝并荷电一体化烟气深度净化系统包括烟气进口、烟气出口、循环冷却水出口 5、循环冷却水进口 7、多个净化单元A和集液槽10，烟气进口、烟气出口、循环冷却水出口 5和循环冷却水进口 7均与净化单元A相通;净化单元A均竖直设置在净化系统内，净化单元A之间沿各边通过焊接或者胶接固定;集液槽10设置在净化系统的底部。如图3所示，每个净化单元A的形状设为六边形、正方形或者圆形。每个净化单元A均包括阳极板1、阴极线2、内部空腔9和循环冷却夹套4，多块阳极板I相互焊接或者通过整体挤压形成内部空腔9，脱硫后湿烟气6通过烟气进口进入净化系统中，然后在每个净化单元A的内部空腔9中流动，内部空腔9的中心垂直设置有阴极线2;每个净化单元A的阳极板I外部均设有循环冷却夹套4，包围内部空腔9。循环冷却夹套4内的冷却介质为循环水，循环水下进上出，与脱硫后湿烟气6的流动方向相反(如图3(b)所示)；循环冷却水出口5和循环冷却水进口 7均设置调节阀。以上的循环冷却夹套4也可以换成冷却管道，多根冷却管道排布在阳极板I的外周。阳极板I的主要材质为不锈钢或者玻璃钢，具备良好的导电和导热功能；阴极线2的主要材质为不锈钢或者铅锑合金，具备良好的放电和防腐蚀功能;夹套外壁3的主要材质为不锈钢或者玻璃钢，具备良好的导热功能。脱硫后湿烟气6进入本实施例的相变凝并荷电一体化烟气深度净化系统内，阴极线2释放电荷，脱硫后湿烟气6中的颗粒物荷电后，在电场作用下，向阳极板I运动，最终被阳极板I收集，在重力作用下沿阳极板I顺流，实现惯性、荷电一体化除尘;而且其对阳极板I具有自清洁作用，清洁阳极板I表面的结垢。同时循环冷却水从循环冷却水进口7进入循环冷却夹套4，从循环冷却水出口 5流出，将脱硫后湿烟气6中的微细颗粒雾滴本文档来自技高网...
【技术保护点】
相变凝并荷电一体化烟气深度净化系统，其特征在于，所述净化系统包括烟气进口、烟气出口、冷却介质进口、冷却介质出口、多个净化单元和集液槽，烟气进口、烟气出口、冷却介质进口和冷却介质出口与净化单元均连通，集液槽设置在净化系统的底部；所述净化单元均竖直设置在净化系统内，净化单元之间固定连接，净化单元包括阳极板、阴极线和循环冷却装置，多块阳极板相互拼接形成内部空腔，内部空腔的中心设置有阴极线，内部空腔中流动有脱硫后湿烟气；所述阳极板的外周设有循环冷却装置，循环冷却装置包围内部空腔；所述循环冷却装置内流动有冷却介质，冷却介质下进上出，冷却介质的流动方向与所述脱硫后湿烟气的流动方向相反；所述阳极板的壁面温度可通过改变冷却介质的温度来调节。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：薛建明，刘建民，柏源，管一明，
申请(专利权)人：国电科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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