相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)，屬于電力行業(yè)環(huán)境保護領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]截至2014年底，火電廠大氣污染物排放量快速下降，實現(xiàn)了“十一五”以來的最大降幅:其中，電力煙塵排放量由2005年的約400萬噸降至2014年的98萬噸，單位火電發(fā)電量煙塵排放量0.23克/千瓦時;其中，燃煤電廠電除塵器、袋式除塵器、電袋復(fù)合除塵器占全國燃煤機組容量的比重分別為77.3 %、9.0 %、13.7 %。雖然，電力行業(yè)污染物減排取得了重大成果，但是霧霾天氣仍然頻發(fā)，環(huán)保形勢依舊嚴(yán)峻，電力行業(yè)環(huán)保工作仍然是環(huán)境保護工作的重點和難點。
[0003]2015年12月11日，環(huán)保部、國家發(fā)改委、能源局三部門發(fā)布《關(guān)于印發(fā)全面實施燃煤電廠超(超)低排放和節(jié)能改造工作方案的通知》(環(huán)發(fā)
[2015]164號)，要求“到2020年，全國所有具備改造條件的燃煤電廠力爭實現(xiàn)超低排放(即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米)。全國有條件的新建燃煤發(fā)電機組達到超低排放水平，并加快現(xiàn)役燃煤發(fā)電機組超低排放改造步伐，將東部地區(qū)原計劃2020年前完成的超低排放改造任務(wù)提前至2017年前總體完成;將對東部地區(qū)的要求逐步擴展至全國有條件地區(qū)，其中，中部地區(qū)力爭在2018年前基本完成，西部地區(qū)在2020年前完成。”，燃煤電廠超低排放正式擴圍提速。
[0004]其中，超低排放要求在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵排放濃度不高于10毫克/立方米;然而，現(xiàn)役機組多數(shù)為老機組，因場地和空間等條件限制，制約了超低排放技術(shù)路線的選擇和工期進度。
[0005]中國專利ZL201420655999.9提供了一種用于大型燃煤電站煙氣深度凈化裝置，在煙氣入口處設(shè)置有雙相整流凝變系統(tǒng)，為由縱向管道和橫向管道相互交叉連通形成的網(wǎng)格狀格柵，格柵設(shè)置為單層或者多層，但是這對于脫硫系統(tǒng)后場地和空間比較緊湊的機組來說，采取此工藝存在一定的困難。
[0006]中國專利ZL201410522652.1和ZL201410617916.1均涉及相變凝聚或者相變凝變與濕式電除塵器簡單串聯(lián)布置的除塵系統(tǒng)，即煙氣經(jīng)過相變凝變系統(tǒng)處理后，再進入濕式電除塵進行凈化處理。而濕式相變凝聚系統(tǒng)主要利用飽和煙氣遇冷降溫，所含水蒸氣相變凝結(jié)，有利于微細(xì)顆粒碰撞、凝聚，凝聚后的顆粒物需要借助于溫度梯度向冷凝壁面移動。然而上述的兩個專利(ZL201410522652.1和ZL201410617916.1)所涉及的濕式電除塵器系統(tǒng)內(nèi)，陰陽極系統(tǒng)處于煙氣條件下，無法提供這種溫度梯度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述相變凝聚器和濕式除塵器串聯(lián)結(jié)合系統(tǒng)存在的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)，將深度凈化荷電與相變凝并進行一體化設(shè)計，形成具有溫度梯度的有機整體，結(jié)合微細(xì)顆粒凝并作用和大顆粒物荷電脫除作用，進一步提高對顆粒物的脫除效果，使得煙囪出口煙塵排放濃度達到超低排放要求；同時不受改造場地空間限制，節(jié)約了投資成本。
[0008]本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下:
[0009]相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)，包括煙氣進口、煙氣出口、冷卻介質(zhì)進口、冷卻介質(zhì)出口、多個凈化單元和集液槽，煙氣進口、煙氣出口、冷卻介質(zhì)進口和冷卻介質(zhì)出口與凈化單元均連通，集液槽設(shè)置在凈化系統(tǒng)的底部;所述凈化單元均豎直設(shè)置在凈化系統(tǒng)內(nèi)，凈化單元之間固定連接，凈化單元包括陽極板、陰極線和循環(huán)冷卻裝置，多塊陽極板相互拼接形成內(nèi)部空腔，內(nèi)部空腔的中心設(shè)置有陰極線，內(nèi)部空腔中流動有脫硫后濕煙氣;所述陽極板的外周設(shè)有循環(huán)冷卻裝置，循環(huán)冷卻裝置包圍內(nèi)部空腔;所述循環(huán)冷卻裝置內(nèi)流動有冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)下進上出，冷卻介質(zhì)的流動方向與所述脫硫后濕煙氣的流動方向相反;所述陽極板的壁面溫度可通過改變冷卻介質(zhì)的溫度來調(diào)節(jié)。
[0010]所述循環(huán)冷卻裝置為循環(huán)冷卻夾套或者冷卻管道。
[0011]所述循環(huán)冷卻裝置的材質(zhì)為不銹鋼或者玻璃鋼。
[0012]所述凈化單元的形狀設(shè)為六邊形、正方形或者圓形，凈化單元之間沿各邊焊接或者膠接固定。
[0013]進一步地，所述陽極板的材質(zhì)為不銹鋼或者玻璃鋼。
[0014]進一步地，所述陰極線的材質(zhì)為不銹鋼或者鉛銻合金。
[0015]進一步地，所述冷卻介質(zhì)進口和冷卻介質(zhì)出口均設(shè)有調(diào)節(jié)閥。
[0016]進一步地，所述陽極板相互焊接或者通過整體擠壓形成內(nèi)部空腔。
[0017]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0018](I)本發(fā)明將相變凝并和深度凈化荷電除塵進行一體化設(shè)計，形成一個具有溫度梯度的有機整體:在對脫硫后濕煙氣微細(xì)顆粒物進行相變凝并，通過控制裝置內(nèi)部陽極板壁面的溫度，進一步控制飽和煙氣的相變程度;與此同時，對煙氣中大顆粒物進行深度凈化荷電除塵;實現(xiàn)相變冷凝、凝聚、慣性、荷電一體化除塵，使得煙囪出口煙塵排放濃度低于10mg/m3，滿足超低排放要求。
[0019](2)本發(fā)明集相變凝并和荷電除塵于一體，無需在深度凈化前段及后端再設(shè)置相變凝變系統(tǒng)，現(xiàn)役機組改造不受空間和場地的限制，節(jié)約了設(shè)備的投資成本。
[0020](3)本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)循環(huán)冷卻水的溫度，來控制陽極板壁面的溫度，提供相變凝聚所需的溫度梯度，進一步控制濕煙氣的相變程度，進而提高細(xì)顆粒物的脫除效果，操作簡單。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的多個凈化單元A的俯視圖；
[0023]圖3(a)為凈化單元A的結(jié)構(gòu)詳圖；(b)為凈化單元A的剖面圖；
[0024]其中，1-陽極板，2-陰極線，3-夾套外壁，4-循環(huán)冷卻夾套，5-循環(huán)冷卻水出口，6-脫硫后濕煙氣，7-循環(huán)冷卻水進口，8-凈煙氣，9-內(nèi)部空腔，10-集液槽，A-凈化單元。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0026]如圖1和圖2所示，相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)包括煙氣進口、煙氣出口、循環(huán)冷卻水出口 5、循環(huán)冷卻水進口 7、多個凈化單元A和集液槽10，煙氣進口、煙氣出口、循環(huán)冷卻水出口 5和循環(huán)冷卻水進口 7均與凈化單元A相通;凈化單元A均豎直設(shè)置在凈化系統(tǒng)內(nèi)，凈化單元A之間沿各邊通過焊接或者膠接固定;集液槽10設(shè)置在凈化系統(tǒng)的底部。
[0027]如圖3所示，每個凈化單元A的形狀設(shè)為六邊形、正方形或者圓形。每個凈化單元A均包括陽極板1、陰極線2、內(nèi)部空腔9和循環(huán)冷卻夾套4，多塊陽極板I相互焊接或者通過整體擠壓形成內(nèi)部空腔9，脫硫后濕煙氣6通過煙氣進口進入凈化系統(tǒng)中，然后在每個凈化單元A的內(nèi)部空腔9中流動，內(nèi)部空腔9的中心垂直設(shè)置有陰極線2;每個凈化單元A的陽極板I外部均設(shè)有循環(huán)冷卻夾套4，包圍內(nèi)部空腔9。循環(huán)冷卻夾套4內(nèi)的冷卻介質(zhì)為循環(huán)水，循環(huán)水下進上出，與脫硫后濕煙氣6的流動方向相反(如圖3(b)所示)；循環(huán)冷卻水出口5和循環(huán)冷卻水進口 7均設(shè)置調(diào)節(jié)閥。以上的循環(huán)冷卻夾套4也可以換成冷卻管道，多根冷卻管道排布在陽極板I的外周。
[0028]陽極板I的主要材質(zhì)為不銹鋼或者玻璃鋼，具備良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱功能；陰極線2的主要材質(zhì)為不銹鋼或者鉛銻合金，具備良好的放電和防腐蝕功能;夾套外壁3的主要材質(zhì)為不銹鋼或者玻璃鋼，具備良好的導(dǎo)熱功能。
[0029]脫硫后濕煙氣6進入本實施例的相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)內(nèi)，陰極線2釋放電荷，脫硫后濕煙氣6中的顆粒物荷電后，在電場作用下，向陽極板I運動，最終被陽極板I收集，在重力作用下沿陽極板I順流，實現(xiàn)慣性、荷電一體化除塵;而且其對陽極板I具有自清潔作用，清潔陽極板I表面的結(jié)垢。
[0030]同時循環(huán)冷卻水從循環(huán)冷卻水進口7進入循環(huán)冷卻夾套4，從循環(huán)冷卻水出口 5流出，將脫硫后濕煙氣6中的微細(xì)顆粒霧滴凝并成大顆粒，使水汽在細(xì)顆粒物表面凝結(jié)，并同時產(chǎn)生熱泳和擴散泳作用，促進細(xì)顆粒的迀移運動，增加相互碰撞接觸幾率，使0.1-1μπι的氣溶膠態(tài)、液態(tài)或固態(tài)粒子凝聚長大，實現(xiàn)相變冷凝、凝聚除塵;同時在電場荷電作用下，進一步提高煙氣中的細(xì)顆粒物、液滴、HCl、SO3等污染物的捕集性能，解決多污染物協(xié)同控制難題;最終，凈煙氣8從煙氣出口排放，滿足超低排放要求。
[0031]本實施例可以通過調(diào)節(jié)循環(huán)冷卻水的溫度，來控制陽極板I壁面的溫度，提供相變凝聚所需的溫度梯度，進一步控制濕煙氣的相變程度，進而提高細(xì)顆粒物的脫除效果。
【主權(quán)項】
1.相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述凈化系統(tǒng)包括煙氣進口、煙氣出口、冷卻介質(zhì)進口、冷卻介質(zhì)出口、多個凈化單元和集液槽，煙氣進口、煙氣出口、冷卻介質(zhì)進口和冷卻介質(zhì)出口與凈化單元均連通，集液槽設(shè)置在凈化系統(tǒng)的底部； 所述凈化單元均豎直設(shè)置在凈化系統(tǒng)內(nèi)，凈化單元之間固定連接，凈化單元包括陽極板、陰極線和循環(huán)冷卻裝置，多塊陽極板相互拼接形成內(nèi)部空腔，內(nèi)部空腔的中心設(shè)置有陰極線，內(nèi)部空腔中流動有脫硫后濕煙氣;所述陽極板的外周設(shè)有循環(huán)冷卻裝置，循環(huán)冷卻裝置包圍內(nèi)部空腔;所述循環(huán)冷卻裝置內(nèi)流動有冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)下進上出，冷卻介質(zhì)的流動方向與所述脫硫后濕煙氣的流動方向相反;所述陽極板的壁面溫度可通過改變冷卻介質(zhì)的溫度來調(diào)節(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)冷卻裝置為循環(huán)冷卻夾套或者冷卻管道。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)冷卻裝置的材質(zhì)為不銹鋼或者玻璃鋼。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述凈化單元的形狀設(shè)為六邊形、正方形或者圓形，凈化單元之間沿各邊焊接或者膠接固定。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述陽極板的材質(zhì)為不銹鋼或者玻璃鋼。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述陰極線的材質(zhì)為不銹鋼或者鉛銻合金。7.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)進口和冷卻介質(zhì)出口均設(shè)有調(diào)節(jié)閥。8.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述陽極板相互焊接或者通過整體擠壓形成內(nèi)部空腔。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種相變凝并荷電一體化煙氣深度凈化系統(tǒng)，包括煙氣進出口、冷卻介質(zhì)進出口、多個凈化單元和集液槽，冷卻介質(zhì)進出口與凈化單元均連通，集液槽設(shè)置在凈化系統(tǒng)底部；凈化單元均豎直設(shè)置在凈化系統(tǒng)內(nèi)，凈化單元間固定連接，包括陽極板、內(nèi)部空腔、陰極線和循環(huán)冷卻裝置，陽極板相互連接形成內(nèi)部空腔，內(nèi)部空腔內(nèi)設(shè)有陰極線，內(nèi)部空腔中流動有濕煙氣；陽極板外周設(shè)有循環(huán)冷卻裝置，裝置內(nèi)流動有冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)下進上出，流動方向與濕煙氣的流動方向相反；陽極板的壁面溫度可調(diào)。本發(fā)明將深度凈化荷電與相變凝并進行一體化設(shè)計，結(jié)合微細(xì)顆粒凝并和大顆粒物荷電脫除作用，提高對顆粒物的脫除效果；同時不受改造場地空間限制。
【IPC分類】B01D51/02, B01D50/00
【公開號】CN105709554
【申請?zhí)枴緾N201610190160
【發(fā)明人】薛建明, 劉建民, 柏源, 管一明
【申請人】國電科學(xué)技術(shù)研究院