本發(fā)明涉及除塵設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是對(duì)排放的煙氣在濕法脫硫后進(jìn)行聯(lián)合除塵的濕法除塵設(shè)備。

背景技術(shù)：

近年來(lái)隨著火電裝機(jī)容量不斷增長(zhǎng)，以及排放污染物的總量增加對(duì)大氣環(huán)境造成了很大壓力，為落實(shí)國(guó)家的科學(xué)發(fā)展觀，新頒布的火電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(gb13223-2011)已于2012年1月1日正式實(shí)施。

隨著新標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，人們對(duì)細(xì)微粉塵、酸霧、重金屬等污染物危害環(huán)境和身體健康的認(rèn)識(shí)也更進(jìn)一步提高，國(guó)家對(duì)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)還會(huì)不斷地提高，特別是pm2.5這種對(duì)人體健康危害極大的細(xì)微顆粒物勢(shì)必會(huì)成為國(guó)家對(duì)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的控制指標(biāo)。而現(xiàn)有的濕法脫硫系統(tǒng)幾乎沒(méi)有去除pm2.5顆粒物的能力，對(duì)汞和so3氣溶膠等的脫除也十分有限，導(dǎo)致煙囪風(fēng)向的下游經(jīng)常出現(xiàn)“酸雨”、“石膏雨”等現(xiàn)象，或者是有長(zhǎng)長(zhǎng)煙尾的“藍(lán)煙”現(xiàn)象。

對(duì)此，現(xiàn)有技術(shù)方案均是在濕法脫硫后增設(shè)濕式高壓靜電除塵器來(lái)保證煙囪的超潔凈排放，并且出現(xiàn)了多種流派的濕式高壓靜電除塵器，主要有臥式金屬板式、臥式非金屬板式、立式非金屬管式等。

上述技術(shù)方案主要存在以下缺陷：

其一，雖然解決了超凈排放問(wèn)題，但無(wú)論是哪一流派的濕式高壓靜電除塵器，均是利用粉塵荷電后經(jīng)電場(chǎng)力驅(qū)動(dòng)到收塵極板的靜電收塵原理，其收塵效果受到比集塵面積和煙氣風(fēng)速的影響，比集塵面積越大，煙氣風(fēng)速越低，其收塵效率越高，但加大比積塵面積和降低煙氣風(fēng)速，均使得本體結(jié)構(gòu)龐大，占用場(chǎng)地更多，設(shè)備造價(jià)過(guò)高。

其二，任何一種濕式高壓靜電除塵器因其收塵原理使然，均需要配套價(jià)格昂貴的高壓靜電電源及復(fù)雜的高壓供電控制設(shè)備，同時(shí)耗電量大，運(yùn)行費(fèi)用高。

其三，臥式金屬板式濕式靜電除塵器由于濕法脫硫后煙氣成份復(fù)雜且?jiàn)A帶霧滴，有很強(qiáng)的腐蝕性，其內(nèi)部件包括收塵極和放電極均采用不銹鋼，雖然具有很好的除塵效率，但進(jìn)一步提高了設(shè)備造價(jià)，為防止不銹鋼金屬極板不被腐蝕，還需連續(xù)噴射沖洗水使構(gòu)件形成水膜達(dá)到防腐和清灰作用，用水量巨大。雖然部分沖洗水循環(huán)利用，但由于用水量大，循環(huán)利用又使得水系統(tǒng)設(shè)備更為復(fù)雜，成本也更高，且排給脫硫回收使用的廢水量仍然過(guò)高，往往難以全部回收利用。

其四，臥式非金屬板式或立式非金屬管式靜電除塵器雖然解決了極板腐蝕所帶來(lái)一系列問(wèn)題，但由于極板是非金屬材料，盡管采用了增強(qiáng)導(dǎo)電的措施，其導(dǎo)電性仍然遠(yuǎn)不如金屬極板，因此電場(chǎng)不能獲得很好的伏安特性，影響了除塵效率，要想獲得和金屬極板同等的除塵效率，勢(shì)必要加大比積塵面積，其設(shè)備造價(jià)并不低于金屬板式的靜電除塵器，且占用了更多的場(chǎng)地。況且，收塵極板采用非金屬材料，由于靜電收塵過(guò)程中，易伴隨有火花放電，對(duì)非金屬極板易造成燒蝕，甚至導(dǎo)致起火燃燒，存在較高的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

因此，如何克服上述技術(shù)方案存在的缺陷，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種濕法除塵設(shè)備。該裝置能夠顯著降低濕法脫硫后除塵設(shè)備的場(chǎng)地占用和總體造價(jià)以及運(yùn)行費(fèi)用，減少濕法除塵的廢水排放量，同樣達(dá)到煙囪的超潔凈排放；同時(shí)，由于無(wú)高壓靜電設(shè)備，內(nèi)部件可采用非導(dǎo)電的耐蝕非金屬材料，無(wú)放電燃燒的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種濕法除塵設(shè)備，包括：超聲波霧化器，用于向煙氣流道內(nèi)噴射微細(xì)水霧，形成超聲波霧化區(qū)；聲波發(fā)生器，按煙氣流向設(shè)于所述超聲波霧化器下游，用于在煙氣流道內(nèi)建立聲場(chǎng)，形成聲波凝并區(qū)；液滴捕集器，按煙氣流向設(shè)于所述聲波發(fā)生器下游，用于捕集經(jīng)過(guò)所述超聲波霧化噴淋區(qū)和聲波凝聚區(qū)后凝并的含塵液滴，形成收塵區(qū)。

優(yōu)選地，所述液滴捕集器具有若干豎向煙氣通道，所述煙氣通道在煙氣流向上呈波浪形，其波峰和波谷部位形成旋流區(qū)。

優(yōu)選地，所述液滴捕集器設(shè)有若干以格柵形式排列的垂向波紋板，所述波紋板之間形成所述煙氣通道。

優(yōu)選地，所述波紋板的波峰和波谷部位呈半圓形。

優(yōu)選地，所述煙氣通道的波形半徑為50mm～200mm。

優(yōu)選地，所述超聲波霧化器的霧徑為1μm～15μm。

優(yōu)選地，所述聲波發(fā)生器的聲波波段為500hz～2000hz。

優(yōu)選地，所述煙氣流道包括豎向流道和水平流道，所述超聲波霧化器和聲波發(fā)生器設(shè)于所述豎向流道或水平流道，所述液滴捕集器設(shè)于所述水平流道。

優(yōu)選地，進(jìn)一步包括收集裝置，其設(shè)于所述液滴捕集器下方，用于收集所述液滴捕集器排出的含塵液滴。

優(yōu)選地，所述收集裝置包括集水盤(pán)及設(shè)于所述集水盤(pán)內(nèi)的斜板，所述集水盤(pán)在所述斜板的低位處設(shè)有排放口。

本發(fā)明充分利用濕法脫硫后的煙氣特性及吸收塔后的煙道特征，改變傳統(tǒng)的靜電除塵方式，以超聲波霧化器、聲波發(fā)生器和液滴捕集器相組合的形式實(shí)現(xiàn)聯(lián)合除塵，其中，采用超聲波霧化器可將霧化效率提高1000倍左右，節(jié)約了用水量，同時(shí)節(jié)約了水系統(tǒng)的耗電量，同理，除塵器的排水量也就減少，更易于被回收使用；利用了濕法脫硫后的煙氣特性，采用普通波段的聲波凝聚技術(shù)，無(wú)需使粉塵荷電即能使粉塵凝并，節(jié)省了昂貴的高壓靜電供電設(shè)備及復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)，節(jié)省了設(shè)備投資及耗電量；利用微旋流原理的高風(fēng)速特性，采用和煙道等風(fēng)速設(shè)計(jì)，減少了除塵器的斷面，減少了設(shè)備尺寸及場(chǎng)地占用，進(jìn)一步節(jié)省了設(shè)備投入；此外，液滴捕集器的波紋板可采用非導(dǎo)電的普通非金屬耐腐蝕材料，成本更低，設(shè)備無(wú)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)因?yàn)闊o(wú)高壓靜電設(shè)備，無(wú)火花放電情況發(fā)生，也就無(wú)燒蝕的的風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)備更安全可靠。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所提供濕法除塵設(shè)備的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示濕法除塵設(shè)備的俯視圖；

圖3為液滴捕集器的微旋流原理圖；

圖4為液滴捕集器的微旋流效果圖。

圖中：

1.脫硫吸收塔2.煙氣流道3.超聲波霧化器4.聲波發(fā)生器5.液滴捕集器6.收集裝置5-1.煙氣通道5-2.波紋板7.煙囪。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

請(qǐng)參考圖1、圖2，圖1為本發(fā)明所提供濕法除塵設(shè)備的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示濕法除塵設(shè)備的俯視圖。

在一種具體實(shí)施例中，本發(fā)明提供的濕法除塵設(shè)備設(shè)置在脫硫吸收塔1之后的煙氣流道2上，主要由超聲波霧化器3、聲波發(fā)生器4、液滴捕集器5以及收集裝置6等部分組成，煙氣流道2包括豎向流道和水平流道，超聲波霧化器3和聲波發(fā)生器4設(shè)于豎向流道，液滴捕集器5設(shè)于水平流道。

其中，超聲波霧化器3用于向煙氣流道內(nèi)噴射微細(xì)水霧，形成超聲波噴淋霧化區(qū)a，可選用1μm～15μm的霧徑參數(shù)；聲波發(fā)生器4按煙氣流向設(shè)于超聲波霧化器3下游，用于在煙氣流道2內(nèi)建立聲場(chǎng)，形成聲波凝聚區(qū)b，可選用500hz～2000hz的波段參數(shù)；液滴捕集器5按煙氣流向設(shè)于聲波發(fā)生器4下游，用于捕集經(jīng)過(guò)超聲波噴淋霧化區(qū)a和聲波凝并區(qū)b后凝并的含塵液滴，形成收塵區(qū)c。

收集裝置6位于液滴捕集器5下方，用于收集液滴捕集器5排出的含塵液滴，其集水盤(pán)內(nèi)設(shè)有斜板，并在斜板的低位處設(shè)有排放口，通過(guò)設(shè)置斜板可以防止收集下來(lái)的帶塵霧滴飛濺引起二次揚(yáng)塵而影響除塵效率。

當(dāng)然，圖示僅是典型的煙道布置，在水平流道足夠長(zhǎng)，或無(wú)豎向流道的情況下，霧化區(qū)和凝并區(qū)同樣可以布置在水平段上，只要確保上下游關(guān)系，而不必一定設(shè)置在豎向流道上。

請(qǐng)一并參考圖3、圖4，圖3為液滴捕集器的微旋流原理圖；圖4為液滴捕集器的微旋流效果圖。

如圖所示，液滴捕集器5具有若干豎向煙氣通道5-1，煙氣通道5-1在煙氣流向上呈波浪形，其波峰和波谷部位形成旋流區(qū)。

具體地，液滴捕集器5設(shè)有若干以格柵形式排列的垂向波紋板5-2(即波紋板垂直擺放)，波紋板5-2的波峰和波谷部位呈半圓形，相鄰的波紋板之間形成波浪形煙氣通道5-1，煙氣通道5-1的波形半徑可控制在50mm～200mm之間，例如波形半徑為r＝50mm、100mm、150mm、200mm，視粉塵工況及排放要求而定，r值越小，除塵效率越高，但阻力越大。

波紋板5-2高度和間距按煙道等斷面設(shè)計(jì)，長(zhǎng)度根據(jù)粉塵工況及排放要求確定，長(zhǎng)

度越長(zhǎng)，除塵效率越高，但阻力越大。

上述濕法除塵設(shè)備的工作原理如下：

首先，在霧化區(qū)，由超聲波霧化器3的噴嘴向煙氣內(nèi)噴射1～15μm霧徑的微細(xì)水霧，從云物理學(xué)原理可知，由于微細(xì)水霧的快速蒸發(fā)和降溫作用能使原本近飽和煙氣快速飽和，甚至達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，過(guò)飽和蒸氣會(huì)自動(dòng)尋找粉塵等凝結(jié)核而冷凝核化再次回到飽和狀態(tài)，作為凝結(jié)核的粉塵顆粒由于蒸氣的凝聚并合而增大，對(duì)后續(xù)的捕集起著促進(jìn)作用。

接著，在凝并區(qū)，由聲波發(fā)生器4在煙氣流道內(nèi)建立聲場(chǎng)，從聲波原理可知，處于聲場(chǎng)中的粒子(包括塵粒和水霧粒)因受到聲波的作用而產(chǎn)生振動(dòng)，其振動(dòng)速度隨粒子直徑的減小而上升，促使大小不同的粒子進(jìn)行大量的正向動(dòng)力凝聚，使較大的粒子接近離它很遠(yuǎn)的小粒子并和它們進(jìn)行碰撞，進(jìn)一步凝聚并合增大，產(chǎn)生聲波凝聚效應(yīng)，再次促進(jìn)了后續(xù)的捕集。

然后，在收塵區(qū)，格柵狀波紋板5-2可形成數(shù)量眾多的微型旋流器，從流體動(dòng)力學(xué)可知，當(dāng)流體流經(jīng)波紋格柵時(shí)，由于流道的突變，只要流體流動(dòng)具有一定速度時(shí)，將會(huì)在波紋板5-2的凸面的某一點(diǎn)開(kāi)始發(fā)生邊界層分離，凹槽區(qū)的壓強(qiáng)低于主體流動(dòng)的壓強(qiáng)，產(chǎn)生反壓力梯度，從而形成如圖3所示的旋渦流，上游凝并后的較大液滴很容易因離心作用而與波紋板壁碰撞而被收集，較小的液滴將被旋渦流驅(qū)動(dòng)往中心聚集不斷凝并增大，再因重力作用而滴落入集水盤(pán)，經(jīng)過(guò)除塵的凈煙氣從煙囪7排向大氣。

最后，集水盤(pán)將含塵液滴收集后向外排出，其內(nèi)設(shè)置斜板可防滴落的帶塵液滴飛濺形成二次揚(yáng)塵，進(jìn)一步提高除塵效率。

上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選方案，具體并不局限于此，在此基礎(chǔ)上可根據(jù)實(shí)際需要作出具有針對(duì)性的調(diào)整，從而得到不同的實(shí)施方式。例如，噴淋霧化區(qū)a、普通聲波凝并區(qū)b、微旋流收塵區(qū)c，各區(qū)無(wú)論具體設(shè)置在煙道的哪一位置，或三個(gè)分區(qū)整合在一起，或三個(gè)分區(qū)的任何組合均列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。由于可能實(shí)現(xiàn)的方式較多，這里就不再一一舉例說(shuō)明。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的濕法除塵設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。