燃煤烟气微尘凝并的方法及设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种燃煤烟气微尘凝并的方法及设备属于烟气净化技术，特别是可以分离去除烟气中细微颗粒的方法及设备。该方法是在脱硫塔净烟气出口至深度净化装置之间的烟道上安装微尘凝并设备，使用微雾喷嘴，采用水和压缩空气双流体喷雾，烟气中的PM2.5级的细微颗粒物与雾滴碰撞凝并在雾滴中，雾滴在凝并尘粒过程中也在增大，凝并后的水滴平均粒径60μm，这些在深度净化装置的高压电场中荷电，并在电晕放电的电场力作用下被驱向阳极，水滴贴到阳极表面后能迅速释放电荷，大量水滴连续不断贴靠到阳极表面，当水膜厚度超过125μm此厚度时，靠水的重力顺着阳极板内壁向下流淌落入浆液池，处理后烟气含尘量可降到在5mg/Nm3以内。
【专利说明】燃煤烟气微尘凝并的方法及设备
【技术领域】
[0001]本发明属于烟气净化技术，特别是可以分离去除烟气中细微颗粒的方法及设备。【背景技术】
[0002]由于微细粉尘对人体健康的危害巨大，从而对除尘器的性能提出了很高的要求，对企业烟尘排放标准要求也在逐年提高。原有的除尘设备的处理效果已达不到现有标准的要求，为达标排放一些电厂、钢厂把原有的三电场静电除尘器改为四电场，而有的企业则把静电除尘器改为布袋除尘器。这些改造只能对干烟气除尘有明显的提高，能达到30mg/m3。但烟气经过脱硫塔时，通过脱硫浆液[碳酸钙(CaCO3)或氧化钙(CaO)]的洗涤，脱除了烟气中的二氧化硫(SO2)，使150°C左右的干烟气变为55°C左右的湿烟气。烟气在温度下降过程中，吸收了浆液中的水分，以某企业600m2烧结机为例，从浆液中每小时蒸发的水量为132吨。浆液蒸发过程中也带走一部分二水硫酸钙(CaSO4.2Η20)。一般情况下，经湿法脱硫后的烟气含尘量(烟尘加二水硫酸钙)在70mg/m2左右，超出了国家及山东省的排放标准。要想去除脱硫后烟气中的颗粒物就必须以新的思路开发出相应的新技术。
[0003]CN102961943A公开了一种湿法烟气脱硫协同脱除微细颗粒的方法及设备，该脱除方法对湿法脱硫设备旳脱硫净烟道中进行简单改造，建立蒸汽相变区使微细颗粒凝结长大，和建立碰撞凝聚区使微细颗粒进一步凝聚长大，最后烟道除雾器对凝结长大的微细颗粒物进行有效捕捉，然后从烟道出口排出。该方法仅能达到；烟气经处理后，烟囱出口烟温为49°C，烟尘质量浓度为28mg/Nm3，达到《火电厂大气污染排放标准》(GB13233-2011)规定的烟尘排放浓度小于30mg/Nm3的排放标准，
[0004]2012年 申请人:在先专利201220493828.1 “湿式烧结脱硫烟气深度净化装置”(以下简称深度净化装置)。该装置工作原理是采用高压静电电离烟气中粉尘荷电，粉尘荷电后在电场力的驱进下横向移动并贴附在阳极板上，使烟气中的颗粒物不再随烟气流动。当阳极板上的灰尘达到一定厚度时，用水冲洗使灰尘与水混合并在重力的作用下流淌到浆液池。该装置投入运行三年来，除尘效率在90%以上，经湿式深度净化装置后的烟气含尘量都在20mg/Nm3以内，达到了国家及山东省的远期排放标准。但是该装置工作时系统内有60Kv-80Kv的高压电，带电冲洗时使阴极和阳极短路、供电系统跳闸。正常冲洗时需预先停电，冲洗后再送电。在冲洗期间深度净化装置是不工作的使湿式电除尘处于断续工作状态，与环保要求不符。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术中需要使用水冲洗阳极板使湿式电除尘间断工作的不足，本发明的目的是提供一种燃煤烟气微尘凝并的方法，本发明的另一个目的是提供实施该方法的及燃煤烟气微尘凝并的设备。
[0006]本发明的技术方案为，一种燃煤烟气微尘凝并的方法，其特征在于:包括下述步骤:[0007]A.烟气在经过脱硫塔湿式脱硫后，进入烟气微尘凝并设备使用微雾喷嘴，该喷嘴采用水和压缩空气双流体喷雾，水和空气在喷头内的压力设计为0.4MPa，喷出的雾滴平均粒径为60 μ m，最大粒径为150 μ m，雾滴与烟气流向90°角相切混合，在这个过程中PM2.5级的细微颗粒物与雾滴碰撞凝并在雾滴中，一个雾滴能够凝并几万个细微烟尘颗粒，雾滴在凝并尘粒过程中也在增大，凝并后的水滴颗粒可3 40 μ m，其平均粒径60 μ m,
[0008]B.凝并后的气体进入湿式烧结脱硫烟气深度净化设备，凝并后的水滴颗粒在高压电场中荷电，并在电晕放电的电场力作用下被驱向阳极，水滴贴到阳极表面后能迅速释放电荷，大量水滴连续不断贴靠到阳极表面，阳极表面最大吸附水膜厚度是125 μ m,当水膜厚度超此厚度时，靠水的重力顺着阳极板内壁向下流淌落入浆液池，
[0009]C.经步骤A、B处理后的烟气进入烟筒排放，烟气含尘量可降到在5mg/Nm3以内。
[0010]燃煤烟气微尘凝并的方法使用的燃煤烟气微尘凝并设备，其特征在于:燃煤烟气微尘凝并设备可布置在脱硫塔净烟气出口至湿式烧结脱硫烟气深度净化装置之间的烟道上，微尘凝并设备壳体周边呈圆形阵列分布着8 —16个水平安装的微雾喷嘴，微雾喷嘴上的法兰与安装在微尘凝并设备壳体周边的带有法兰的接管螺栓连接，微雾喷嘴接水接头通过环形供水管道与高压供水管道相连接，微雾喷嘴空气接头通过环形供气管道与压缩空气管道相连接。
[0011]所述的微尘凝并设备壳体底端连接着湿式脱硫塔顶部的气体出口，该壳体顶端与深度净化设备底部的气体进口相连接位于气体分布板之前。
[0012]所述的微雾喷嘴接水接头与通过环形供水管道之间装有微雾喷嘴供水阀门，微雾喷嘴空气接头与环形供气管道之间装有微雾喷嘴供气阀门。
[0013]所述的高压供水管道上装有电磁流量计和供水电动调节阀，所述的压缩空气管道上装有涡街流量计和供气电动调节阀。
[0014]本发明的有益效果是
[0015]1.实现燃煤烟尘超低排放
[0016]提高烟气深度净化装置除尘效率，使该装置由现在的烟尘排放量20mg/Nm3降到5mg/Nm3以下，使燃煤烟气达到天然气燃烧排放标准。
[0017]2.能使深度净化装置捕捉PM2.5级的尘埃
[0018]PM2.5虽然在烟尘总排放量中占少数，但对人体的健康危害占大数。因为它可通过呼吸入肺而不能排出，是引发肺部及气管疾病的罪魁祸首。某企业600m2烧结机工况烟气量3166953m3/h，采用内切圆360mm长6m的蜂窝管2664根。当烟气流速2.5m/s时只能捕捉粒径IOym以上粉尘颗粒。经过计算电场的驱进速度为90mm/s。PM2.5级的粉尘颗粒驱进速度22.5mm/s，需要的阳极管长度23米长。显然6米长的管束不起作用。如粉尘颗粒40 μ m,它的驱进速度360mm/s,需要阳极管长度仅为1.5米。当设计烟气流速2.95m/s,在SOKv的电场下最大捕捉尘埃直径12 μ m以上。如果想捕捉PM2.5级的尘埃需要阳极管长度最短也要27.27米，这在结构上是很难做到的。
[0019]现在我们采用微尘设备，把很多PM2.5级的尘埃凝并在60 μ m的水珠内，使驱进速度提高24倍，并使阳极管长度缩短24倍。从理论上讲加上凝并设备后，阳极管长度大于
1.13米即可。
[0020]3.经济效益显著[0021]⑴节省造价
[0022]某企业600m2烧结机深度净化装置原采用导电玻璃钢蜂窝管2664根，综合造价3896万元。加上烟尘强化凝并设备后，烟气流速可提高到6m/s，只需要导电玻璃钢蜂窝管1306根，少用1358根。如果要求系统流速不变，玻璃钢蜂窝管长度由现在的6米缩短到3米。综合造价能节省50%，约为1948万元。
[0023](2)节省运行费用
[0024]某企业600m2烧结机深度净化装置原配用恒流高压直流电源6台，总功率1072Kw。采用凝并设备后把比电阻率高的尘埃包在比电阻率相对较小的水珠内，有利于驱进速度的提高，使净化装置运行更加稳定可靠。按比线电流计算，恒流高压直线电源装机功率也减少50%，即536kW。按年运行时间8000小时、电费单价0.78元/kW *h计算，每年节省电费334.46 万元。
[0025](3)由于微尘凝并设备增加后除尘效率很高，对脱硫前烟气含尘量在150mg/Nm3以内的三电场静电除尘器，通过脱硫除尘再通过凝并设备到深度净化达到5mg/Nm3的排放量。以180m2烧结机为例，由三电场改为四电场改造费用1650万元就可省下。
[0026](4)湿式烧结脱硫烟气深度净化装置原配的冲洗水泵流量320m3/h，扬程40m，电机功率90kW，加上凝并设备后取消。新增I台水泵流量6.3m3/h，扬程80m，电机功率7.5kW。新增I台螺杆式空压机风量780m3/h，风压0.5MPa，功率60kW。增设微尘凝并设备后节省装机功率22.5kW。由于原水泵是断续工作的，在水、电综合能源消耗上，增加凝并设备与加装iu基本相同。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为烧结机烟气脱硫除尘总体技术方案图，
[0028]图2为深度净化装置导电玻璃钢蜂窝管结构示意图，
[0029]图3为微尘凝并设备中微雾喷嘴安装图，
[0030]图4为微尘凝并设备安装位置示意图，
[0031]图5为图4的A— A向剖视图，
[0032]图6为图5的B— B向剖视图，
[0033]图7为供水管道设备示意图，
[0034]图8为供气管道设备示意图。
[0035]图中，1.烧结机，2.电除尘器，3.烧结风机，4.脱硫风机，5.脱硫塔，6微尘凝并设备，7.深度净化装置，8.烟囱，9.喷头，10.微尘凝并设备壳体，11.接管，12.法兰，13.垫圈，14.螺栓，15.微雾喷嘴，16.接水接头，17.空气接头，18.环形供气管道，19.环形供水管道，20.微雾喷嘴供气阀门，21.微雾喷嘴供水阀门，22.支架，23.平板除雾器二层，24.平板除雾器一层，25.连接水泵接口，26.电磁流量计，27.供水电动调节阀，28.连接环形供水管道接口，29.连接储气罐管道，30.涡街流量计，31.供气电动调节阀，32.连接环形供气管道接口
【具体实施方式】
[0036]本发明的【具体实施方式】是，如图所示:[0037]实施例1，燃煤烟气微尘凝并设备，其特征在于:燃煤烟气微尘凝并设备6可布置在脱硫塔5净烟气出口至深度净化装置7之间的烟道上，微尘凝并设备壳体10周边呈圆形阵列分布着8 —16个水平安装的微雾喷嘴15，微雾喷嘴上的法兰与安装在微尘凝并设备壳体周边的带有法兰12的接管11螺栓14连接，微雾喷嘴接水接头16通过环形供水管道19与高压供水管道相连接，微雾喷嘴空气接头17通过环形空气管道18与压缩空气管道相连接。
[0038]所述的微尘凝并设备壳体底端连接着湿式脱硫塔顶部的气体出口，该壳体顶端与深度净化装置底部的气体进口相连接位于气体分布板之前。
[0039]所述的微雾喷嘴接水接头与环形供水管道之间装有微雾喷嘴供水阀门21，微雾喷嘴空气接头与环形空气管道之间装有微雾喷嘴供气阀门20。
[0040]所述的高压供水管道上装有电磁流量计26和供水电动调节阀27，所述的压缩空气管道上装有涡街流量计30和供气电动调节阀31。
[0041 ] 实施例3燃煤烟气微尘凝并设备，其结构是:燃煤烟气微尘凝并设备6微尘凝并设备壳体底端连接着湿式脱硫塔5顶部的气体出口，该壳体顶端与深度净化装置7底部的气体进口相连接位于气体分布板之前。微尘凝并设备壳体10周边呈圆形阵列分布着10个水平安装的GBIM-60110型微雾喷嘴15，该喷嘴为双流体大流量，利用压缩空气高速流动的原理使液体喷雾微粒化。通常液体、气体压力都采用0.4MPa，微雾喷嘴上的法兰与安装在微尘凝并设备壳体周边的带有法兰12的接管11螺栓14连接，微雾喷嘴接水接头16通过环形供水管道19与高压供水管道相连接，微雾喷嘴空气接头17通过环形空气管道18与压缩空气管道相连接。微尘凝并设备壳体采用Q235B碳钢制造，与湿烟气接触的内壁和外接短管内壁采用内衬玻璃鳞片防腐。玻璃鳞片厚度为2.5毫米，安全使用寿命5年。喷嘴材料采用超级奥氏体不锈钢(牌号:1.4529)，该材料适用于脱硫脱硝工程，可有效抵抗氯离子的腐蚀。
[0042]所述的微雾喷嘴接水接头与环形供水管道之间装有微雾喷嘴供水阀门21，微雾喷嘴空气接头与环形空气管道之间装有微雾喷嘴供气阀门20。
[0043]所述的高压供水管道上装有电磁流量计26和供水电动调节阀27，所述的压缩空气管道上装有涡街流量计30和供气电动调节阀31。
【权利要求】
1.一种燃煤烟气微尘凝并的方法，其特征在于:包括下述步骤: A.烟气在经过脱硫塔湿式脱硫后，进入烟气微尘凝并设备使用微雾喷嘴，该喷嘴采用水和压缩空气双流体喷雾，水和空气在喷头内的压力设计为0.4MPa，喷出的雾滴平均粒径为60 μ m，最大粒径为150 μ m，雾滴与烟气流向90°角相切混合，在这个过程中PM2.5级的细微颗粒物与雾滴碰撞凝并在雾滴中，一个雾滴能够凝并几万个细微烟尘颗粒，雾滴在凝并尘粒过程中也在增大，凝并后的水滴颗粒可3 40 μ m，其平均粒径60 μ m, B.凝并后的气体进入湿式烧结脱硫烟气深度净化装置，凝并后的水滴颗粒在高压电场中荷电，并在电晕放电的电场力作用下被驱向阳极，水滴贴到阳极表面后能迅速释放电荷，大量水滴连续不断贴靠到阳极表面，阳极表面最大吸附水膜厚度是125 μ m,当水膜厚度超此厚度时，靠水的重力顺着阳极板内壁向下流淌落入浆液池， C.经步骤A、B处理后的烟气进入烟筒排放，烟气含尘量可降到在5mg/Nm3以内。
2.权利要求1所述的燃煤烟气微尘凝并的方法使用的燃煤烟气微尘凝并设备，其特征在于:燃煤烟气微尘凝并设备布置在脱硫塔净烟气出口至湿式烧结脱硫烟气深度净化装置之间的烟道上，微尘凝并设备壳体周边呈圆形阵列分布着8 —16个水平安装的微雾喷嘴，微雾喷嘴上的法兰与安装在微尘凝并设备壳体周边的带有法兰的接管螺栓连接，微雾喷嘴接水接头通过环形供水管道与高压供水管道相连接，微雾喷嘴空气接头通过环形供气管道与压缩空气管道相连接。
3.权利要求2所述的燃煤烟气微尘凝并设备，其特征是:所述的微尘凝并设备壳体底端连接着湿式脱硫塔顶部的气体出口，该壳体顶端与深度净化设备底部的气体进口相连接位于气体分布板之 前。
4.权利要求2所述的燃煤烟气微尘凝并设备，其特征是:所述的微雾喷嘴接水接头与环形供水管道之间装有微雾喷嘴供水阀门，微雾喷嘴空气接头与环形供气管道之间装有微雾喷嘴供气阀门。
5.权利要求2所述的燃煤烟气微尘凝并设备，其特征是:所述的高压供水管道上装有电磁流量计和供水电动调节阀，所述的压缩空气管道上装有涡街流量计和供气电动调节阀。
【文档编号】B03C3/014GK104014427SQ201410236170
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】吕和武, 孙德山, 张永林, 郑忠才, 王强亮 申请人:山东国舜建设集团有限公司