一种增湿均流预荷电颗粒物强化脱除系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种增湿均流预荷电颗粒物强化脱除系统，沿烟气方向顺次包括液滴喷射装置、阻流与导流结合的均流装置以及荷电强化放电装置，液滴喷射装置包括喷嘴和支架，支架垂直于烟气方向布置，支架上安装有相互平行的管道，喷嘴布置在管道上；阻流与导流结合的均流装置包括带有开孔的挡板，荷电强化放电装置包括极线，极线设置在挡板后方并安装于悬挂框架上，极线与电源相连。本实用新型专利技术将烟气增湿、气流均布与高压静电场结合，从多方面强化颗粒物荷电的同时，优化烟气流场分布，降低流场不均匀给后续污染减排系统带来的效率损失，从流场、增湿和放电强化等多个方面保证了超细颗粒物高效脱除。

An enhanced removal system of preloaded particles with humidifying current

【技术实现步骤摘要】
一种增湿均流预荷电颗粒物强化脱除系统
本技术属于能源环境工程污染减排
，具体涉及一种增湿均流预荷电颗粒物强化脱除系统。
技术介绍
雾霾天气的形成与一次细颗粒物PM2.5的排放及环境空气中二次细颗粒物的形成密切相关。煤燃烧过程是细微颗粒物(PM2.5)及二次颗粒物前体物等大气污染物最主要的来源之一，为了减少雾霾天气，需要对燃煤排放的一次PM2.5及其前体物形成的二次PM2.5进行严格控制。《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)，要求火电厂粉尘排放浓度低于30mg/m3，重点地区低于20mg/m3。部分地区/电力公司提出达到5mg/m3的天然气燃气轮机粉尘排放要求，甚至达到3mg/m3以内的近零排放要求。湿式电除尘器通常作为大气污染物控制系统的终端处理装备，布置于脱硫塔后，不仅可有效去除烟气中的烟尘微粒、PM2.5，同时可协同脱除SO3、汞及除雾器后烟气中携带的脱硫石膏雾滴等污染物，已成为燃煤电厂大气污染物控制的重要技术。湿式静电除尘器的主要工作原理是：将水雾喷向集尘板，水雾在放电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化；电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并，共同对细颗粒物起捕集作用，最终颗粒物在电场力作用下到达集尘极而被捕集。细颗粒的均匀、高强度荷电是脱除效率的保证，脱硫塔后特殊的工作环境对此提出了严峻挑战。脱硫塔后，烟气湿度大，而且含有大量脱硫塔喷淋携带而来的微细水雾液滴。微细水雾液滴较粉尘颗粒更易吸附电子形成空间电荷，液滴荷电后电晕电流相对降低，粉尘荷电减少，捕集效率下降。为了提高粉尘的荷电效果，目前多采用在入口段安装预荷电器的方法，使粉尘在进入除尘器前通过高强度的荷电区，提高湿式静电除尘器的工作性能。中国专利CN205392746U公开了一种预荷电均流装置，包括均流板和电晕放电的部件，均流板在起到对烟气均流作用的同时，又与电场区中的放电部件形成电场，烟气中的颗粒被荷电并在电场力的反向作用下实现减速，为下游放电部件、板排电场高效捕集颗粒创造条件。中国专利CN105032611A公开了一种预荷电强化系统，包括气流均布板，电晕极线和电晕极线上方布置的清灰喷嘴，预荷电器的高强度脉冲放电可产生大量自由电子、离子和活性组分。自由电子和离子使烟气中的颗粒在进入除尘器前进行部分预荷电，活性组分使NO、SO2发生氧化进一步吸收。上述的荷电装置受到流场、颗粒特性、供电形式和运行环境等限制，对颗粒物的脱除过程存在以下问题：1、超低排放运行环境下，系统内的颗粒物浓度较低(20mg/m3甚至10mg/m3以下)，难以取得高脱除效率；2、流场均匀性差导致颗粒物运动存在大量扰动，影响了颗粒物脱除效率；3、部分颗粒物受到其理化性质影响，荷电量低、迁移能力弱，难以高效脱除；4、绝大多数的除尘器与预荷电器应用直流供电方式，受到反应器电气性能限制，输出能量有限，且能耗较高；以上问题使颗粒物脱除设施难以实现稳定的超低排放，需要从流场、颗粒物特性、供电方式等多个角度改善颗粒物特性与脱除环境，提高颗粒物荷电脱除水平。
技术实现思路
本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，提出了一种增湿均流预荷电颗粒物强化脱除系统。为了实现上述功能，本技术采用的技术方案为：一种增湿均流预荷电颗粒物强化脱除系统，所述系统沿烟气方向顺次包括液滴喷射装置、阻流与导流结合的均流装置以及荷电强化放电装置，所述液滴喷射装置包括喷嘴和支架，所述支架垂直于烟气方向布置，支架上安装有相互平行的管道，所述喷嘴布置在管道上；所述阻流与导流结合的均流装置包括带有开孔的挡板，所述荷电强化放电装置包括极线，所述极线设置在挡板后方并安装于悬挂框架上，所述极线与电源相连。本技术将烟气增湿、气流均布与高压静电场结合，从多方面强化颗粒物荷电的同时，优化烟气流场分布，降低流场不均匀给后续污染减排系统带来的效率损失，从流场、增湿和放电强化等多个方面保证了超细颗粒物高效脱除。作为优选，所述管道垂直于烟气方向布置，管道的间距不大于喷嘴有效喷射距离，喷嘴的喷射方向垂直于烟气方向，单个管道上喷嘴均匀分布，距离不大于喷嘴的有效喷射范围，相邻管道的喷嘴交错布置。作为优选，所述喷嘴为精细雾化实心锥喷嘴。精细雾化实心锥喷嘴可产生粒径范围在60～80μm的超细液滴，通过喷嘴荷电，使液滴带电，提高荷电水平。超细液滴喷射装置的喷淋量应连续可调，各个喷嘴的喷淋角度应经过精确校正与匹配；超细液滴喷射装置所采用的增湿剂可为工艺水，为同时促进系统对酸性污染物的脱除，超细液滴喷射装置所采用的增湿剂可为碱液。作为优选，所述挡板宽度为480mm，所述挡板包括阻流板和导流板，阻流板与导流板为相邻布置，并形成若干个菱形区域，所述阻流板、导流板与烟气方向的夹角绝对值为30°～40°；相邻阻流板与导流板的中心最近距离在220mm至280mm之间，阻流板与导流板之间的最近距离在15mm至25mm之间。阻流与导流结合的均流系统在显著提高流场均匀性的同时，由于其独创的布置方式，阻流板与导流板与流体速度的夹角小，降低了对气流产生的阻力和造成的压降，节省了烟风系统的运行成本。作为优选，每个菱形区域内设有两根极线，两根极线分别垂直于气流方向布置，极线间距离为140mm至150mm之间，极线与阻流板、导流板的垂直距离为130mm至160mm之间。作为优选，所述悬挂框架距离阻流板、导流板的垂直距离大于极线与阻流板、导流板距离的2.5倍，悬挂框架与电源连接处安装绝缘子，同时布置加热及热风吹扫装置。可以保证电气安全。作为优选，所述液滴喷射装置与阻流与导流结合的均流装置之间的距离大于500mm。作为优选，所述系统设置在静电除尘器入口处。结构紧凑，不需要额外空间；布置于静电除尘器入口处，向系统空间喷射大量超细液滴，利用液滴荷电速度快、荷电量大的特性，使其迅速带电，并与烟气中的颗粒物碰撞结合，使颗粒物荷电；颗粒物与液滴结合后，性质向有利于荷电的方向发生改变，其荷电速度与荷电强度得到显著提高，进一步提升颗粒物荷电量。超细液滴喷射装置所产生的超细液滴与颗粒物结合，使颗粒物粒径增大，荷电性质改善，荷电速度与荷电量提高；超细液滴喷射装置所产生的超细液滴在荷电后与颗粒物碰撞，增加颗粒物荷电量；阻流与导流结合的均流装置在提高系统流场均匀性的同时，与荷电强化放电系统配合产生高压静电场与高密度离子，用于颗粒物及液滴的强化荷电。电源(高能量密度供电装置)与荷电强化放电装置及均流装置经过匹配，输出能量形式有利于高压静电场和高密度粒子的稳定产生，采用的极线形式、板形式和材质均有强化放电的作用。本技术利用超细液滴喷射装置，将增湿剂雾化为超细液滴，并通过喷射装置的优化布置使超细液滴可以均匀分布于系统空间，与烟气进行充分混合和有效增湿；利用阻流和导流结合的均流系统，对烟道的高速来流进行均流，使进入系统的烟气流速分布均匀，提升后续系统的运行效果；利用荷电强化放电装置，在系统空间中产生高压静电场与高密度离子，使烟气中的颗粒物及液滴有效荷电，使其进入后续污染减排系统后被高效脱除；利用高能量密度供电装置(电源)，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，并通过新型供电技术及其优化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增湿均流预荷电颗粒物强化脱除系统，其特征在于：所述系统沿烟气方向顺次包括液滴喷射装置、阻流与导流结合的均流装置以及荷电强化放电装置，所述液滴喷射装置包括喷嘴和支架，所述支架垂直于烟气方向布置，支架上安装有相互平行的管道，所述喷嘴布置在管道上；所述阻流与导流结合的均流装置包括带有开孔的挡板，所述荷电强化放电装置包括极线，所述极线设置在挡板后方并安装于悬挂框架上，所述极线与电源相连。

【技术特征摘要】
1.一种增湿均流预荷电颗粒物强化脱除系统，其特征在于：所述系统沿烟气方向顺次包括液滴喷射装置、阻流与导流结合的均流装置以及荷电强化放电装置，所述液滴喷射装置包括喷嘴和支架，所述支架垂直于烟气方向布置，支架上安装有相互平行的管道，所述喷嘴布置在管道上；所述阻流与导流结合的均流装置包括带有开孔的挡板，所述荷电强化放电装置包括极线，所述极线设置在挡板后方并安装于悬挂框架上，所述极线与电源相连。2.根据权利要求1所述的增湿均流预荷电颗粒物强化脱除系统，其特征在于：所述管道垂直于烟气方向布置，管道的间距不大于喷嘴有效喷射距离，喷嘴的喷射方向垂直于烟气方向，单个管道上喷嘴均匀分布，距离不大于喷嘴的有效喷射范围，相邻管道的喷嘴交错布置。3.根据权利要求2所述的增湿均流预荷电颗粒物强化脱除系统，其特征在于：所述喷嘴为精细雾化实心锥喷嘴。4.根据权利要求1所述的增湿均流预荷电颗粒物强化脱除系统，其特征在于：所述挡板宽度为480mm，所述挡板包括阻流板和导流板，阻流板与导流板为相邻布置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，郑成航，郭一杉，张涌新，竺新波，常倩云，王毅，吴卫红，翁卫国，岑可法，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33