微納米陶瓷管束水膜式煙氣污染物一體化脫除裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃煤鍋爐煙氣污染物的一體化脫除技術(shù)，具體為一種用于協(xié)同脫除煙氣中的石膏液滴、水蒸氣、細微顆粒物及其so2、H2S04 (so3)氣溶膠的中空多孔微納米陶瓷管束水膜式煙氣污染物一體化脫除裝置，屬于燃煤火力發(fā)電廠的節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]火電廠燃煤鍋爐的尾部煙氣從空氣預熱器流出后，先經(jīng)過靜電或布袋除塵器除去煙氣中的飛灰，再進入脫硫塔脫除硫氧化物，最后通過煙囪排向大氣。在常規(guī)煙氣石灰石-濕法脫硫系統(tǒng)中，煙氣要經(jīng)過噴淋、脫硫等工藝從入口的120-140°C左右最終降低到50°C左右從脫硫系統(tǒng)排出，此時，煙氣中含有大量的石膏液滴、飽和水蒸氣、細微顆粒物和S02、H2S04(S03)氣溶膠等酸性物質(zhì)，它們一同被排到大氣中，既污染了環(huán)境，又浪費了其中的寶貴水資源。
[0003]目前，用于火電廠鍋爐煙氣的除塵設(shè)備有很多種，如電除塵器、布袋除塵器、水膜除塵器以及漩渦式除塵器等，但是，由于脫硫后的煙氣溫度已經(jīng)低于煙氣的酸露點溫度，并且煙氣中含有大量的石膏液滴、飽和水蒸氣、細微顆粒物以及S02、H2S04(S03)氣溶膠等酸性物質(zhì)，上述除塵技術(shù)已難以滿足深度脫除煙氣中的石膏液滴、飽和水蒸氣、細微顆粒物以及S02、H2S04(S03)氣溶膠等要求，進而造成了火電廠煙囪冒“白煙”現(xiàn)象和細微顆粒物污染大氣環(huán)境的后果。
[0004]本發(fā)明結(jié)合火電廠燃煤鍋爐尾部煙氣系統(tǒng)的運行特點，創(chuàng)造性的提出了一種中空多孔微納米陶瓷管束水膜式煙氣污染物的一體化脫除技術(shù)，研制了相應(yīng)的試驗裝置，適用于協(xié)同脫除脫硫后煙氣中的石膏液滴、水蒸氣、細微顆粒物及其S02、H2S04(S03)氣溶膠等酸性氣體，可大大減輕火電廠鍋爐尾部煙道、煙氣再熱器(GGH)、煙囪的腐蝕壓力以及GGH的堵灰、粉塵的排放，基本可消除“石膏雨”和煙囪冒“白煙”現(xiàn)象。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、耐腐蝕、運行阻力比較小、制造和運行成本較低、使用壽命長等優(yōu)點，既能夠高效脫除煙氣中的多種污染物，實現(xiàn)清潔排放，又能夠回收利用煙氣中的水資源，節(jié)水降耗，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種中空多孔微納米陶瓷管束水膜式煙氣污染物一體化脫除裝置，用于高效脫除脫硫后煙氣中的石膏液滴、飽和水蒸氣、細微顆粒物及其S02、H2S04(S03)氣溶膠等酸性氣體，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題及缺陷。
[0006]微納米陶瓷管束水膜式煙氣污染物一體化脫除裝置包括玻璃鋼外殼、若干中空多孔微納米陶瓷膜管束組件、進水室及其附屬管道、污水室及其附屬管道、上下玻璃鋼支撐板及其密封固定部件。其中，每個中空多孔微納米陶瓷膜管束組件由120-150根直徑為20-30mm、壁厚為l_3mm的三層結(jié)構(gòu)多孔陶瓷管組成，管壁的孔徑由內(nèi)向外分別為50微米、20-30微米和6-10納米；每一根多孔微納米陶瓷管的頂端和底端均由耐腐蝕密封墊片、固定螺母固定在相應(yīng)的玻璃鋼支撐板上，其底部密封，頂部與進水室連通；在底部玻璃鋼支撐板上，設(shè)置有污水排放孔與污水室連通。所述中空多孔微納米陶瓷管束水膜式煙氣污染物一體化脫除裝置安裝在脫硫裝置之后的煙道內(nèi)，中空多孔微納米陶瓷膜管束組件的數(shù)量視煙氣流量的大小以及對石膏液滴、飽和水蒸氣及其細微顆粒物捕集效率的要求來決定；每一套組件的上部空間設(shè)置一個進水室，進水采用除鹽水，進水壓力保持在0.2-0.3MPa之間；每一套組件的下部空間設(shè)置一個污水室，用于匯集由陶瓷膜管束組件捕集到的石膏液滴、水蒸氣和細微顆粒物等污染物，并通過污水排出管道送至污水處理廠。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:可以用于高效脫除脫硫后煙氣中的石膏液滴、飽和水蒸氣、細微顆粒物及其S02、H2S04(S03)氣溶膠等酸性氣體，大大減輕了尾部煙道、煙氣再熱器(GGH)、煙囪的腐蝕壓力以及GGH的堵灰、粉塵的排放，基本可消除“石膏雨”和煙囪冒“白煙”現(xiàn)象，既能夠高效脫除煙氣中的多種污染物，實現(xiàn)清潔排放，又能夠回收利用煙氣中的水資源，節(jié)水降耗，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。
[0008]具體指標如下:
石膏液滴的脫除率> 99% ；
水蒸氣的回收率> 98% ；
細微顆粒物排放濃度< 5mg/m3;
S02、H2S04(S03)氣溶膠的脫除效率> 95%。
[0009]本發(fā)明的顯著特點:一是能夠協(xié)同脫除脫硫后煙氣中的石膏液滴、飽和水蒸氣、細微顆粒物及其S02、H2S04(S03)氣溶膠等酸性氣體，脫除效率高，減排效果顯著；二是采用模塊化結(jié)構(gòu)的組件單元，裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造及運行成本低，易于普及；三是采用了微納米陶瓷膜管，耐腐蝕，使用壽命長；四是可回收煙氣中的水蒸氣，經(jīng)簡單處理后即可作為脫硫系統(tǒng)的補充水，節(jié)水效果明顯。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為圖1中的A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為圖1中的中空多孔微納米陶瓷膜管束組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為圖1中的上玻璃鋼支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5為圖1中的下玻璃鋼支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6為圖3中的中空多孔微納米陶瓷膜管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖7為圖3中的中空多孔微納米陶瓷膜管的頂端和底端密封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖8為圖1中的上蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖9為圖1中的進水室的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖10為圖1中的污水室的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]在附圖中，(1)為裝置上蓋板，(2)為中空多孔微納米陶瓷膜管束組件，(3)為進水室，⑷為進水管道，(5)為進水室進水流量控制閥，(6)為進水總閥，(7)為上支撐板，(8)為下支撐板，(9)為前側(cè)板，(10)為后側(cè)板，(11)為污水室，(12)為污水排出管道，(13)為污水流量控制閥，(14)為污水管道總閥，(15)為煙氣入口連接法蘭，(16)為煙氣出口連接法蘭，(17)為中空多孔微納米陶瓷管，(17a)為中空多孔微納米陶瓷管基層，(17b)為中空多孔微納米陶瓷管中間層，(17c)為中空多孔微納米陶瓷管分離層，(18)為中空多孔微納米陶瓷管的頂端密封墊片，(19)為中空多孔微納米陶瓷管的頂端固定螺母，(20)為中空多孔微納米陶瓷管的底端密封墊片，(21)為中空多孔微納米陶瓷管的底端固定螺母，(22)為下支撐板上的污水排放孔。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作如下描述:
使用本發(fā)明時，首先將所述的中空多孔微納米陶瓷管束水膜式煙氣污染物一體化脫除裝置安裝在脫硫裝置之后的煙道內(nèi)，煙氣入口連接法蘭(15)與脫硫裝置側(cè)的煙道連通，煙氣出口連接法蘭(16)與煙囪側(cè)的煙道連通，進水管道(4)與供水水源連通，污水排出管道
(12)與電廠污水處理系統(tǒng)連通。
[0022]工作時，首先打開進水室進水流量控制閥(5)和進水總閥(6)，進水溫度要求小于30°C，通過調(diào)節(jié)控制閥(5)的開度，控制進水室的壓力保持在0.2-0.3MPa之間，并確保陶瓷膜管束組件(2)中的每一根中空多孔微納米陶瓷管(17)的管內(nèi)壓力大于管外煙氣側(cè)的壓力，二者之間的壓差保持在0.1-0.2MPa之間，此時，在這一壓差的作用下，陶瓷膜管(17)內(nèi)的工質(zhì)水從管內(nèi)壁經(jīng)陶瓷管基層(17a)、陶瓷管中間層(17b)，最終經(jīng)過陶瓷管分離層(17c)向管外壁滲透，并在管外表面形成一層穩(wěn)定致密水膜。
[0023]當脫硫后的煙氣進入所述中空多孔微納米陶瓷管束水膜式煙氣污染物一體化脫除裝置的入口后，它將橫向掠過陶瓷膜管束組件(2)中錯列布置的所有中空多孔微納米陶瓷膜管(17)的外表面，此時，煙氣中的石膏液滴、細微顆粒物以及S02、H2S04(S03)氣溶膠等酸性成分將被水膜捕獲，煙氣中的飽和水蒸氣將被水膜冷卻為凝結(jié)水，這些被捕集到的污染物及其凝結(jié)水一同沿陶瓷膜管(17)的外表面匯流到下支撐板(8)上，并通過下支撐板上的污水排放孔(22)匯集到污水室。
[0024]開啟污水流量控制閥(13)和污水管道總閥(14)，通過污水排出管道(12)將污水室的污水送至電廠污水處理系統(tǒng)，經(jīng)簡單處理后可作為脫硫系統(tǒng)的補充水使用。
【主權(quán)項】
1.一種用于協(xié)同脫除脫硫后煙氣中的石膏液滴、飽和水蒸氣、細微顆粒物及其so2、H2S04(S03)氣溶膠等酸性氣體的中空多孔微納米陶瓷管束水膜式煙氣污染物一體化脫除裝置，其特征在于，它包括玻璃鋼上蓋板、中空多孔微納米陶瓷膜管束組件、進水室及其附屬管道、污水室及其附屬管道、上下玻璃鋼支撐板、前后玻璃鋼側(cè)板以及密封固定部件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空多孔微納米陶瓷膜管束組件，其特征在于，該組件由120-150根直徑為20-30mm、壁厚為l_3mm的三層結(jié)構(gòu)多孔陶瓷管組成，管壁的孔徑由內(nèi)向外分別為50微米、20-30微米和6-10納米；每一根多孔微納米陶瓷管的頂端和底端均由耐腐蝕密封墊片、固定螺母固定在相應(yīng)的玻璃鋼支撐板上，其底部密封，頂部與進水室連通；在底部玻璃鋼支撐板上，設(shè)置有污水排放孔與污水室連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中空多孔微納米陶瓷膜管束組件中的每一根多孔微納米陶瓷管，其特征在于，在壓差驅(qū)動下，陶瓷管內(nèi)的水從內(nèi)壁向外壁滲透，在管外表面形成一層穩(wěn)定致密的水膜。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中空多孔微納米陶瓷膜管束組件，其特征在于，當煙氣橫向掠過中空多孔微納米陶瓷膜管束組件中的每一根多孔微納米陶瓷管的外表面時，煙氣中的石膏液滴、水蒸氣、細微顆粒物以及S02、H2S04(S03)氣溶膠等酸性成分被水膜捕獲，進而實現(xiàn)了這些不同成分污染物的協(xié)同脫除。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種屬于燃煤火電廠節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域的中空多孔微納米陶瓷管束水膜式煙氣污染物一體化脫除裝置，它包括上蓋板(1)、中空多孔微納米陶瓷膜管束組件(2)、進水室(3)及其附屬管道(4)、污水室(11)及其附屬管道(12)、上下玻璃鋼支撐板(7)和(8)、前后側(cè)板(9)和(10)以及密封固定部件。在壓差驅(qū)動下，陶瓷管(17)的外表面可形成一層致密水膜，當煙氣橫向掠過陶瓷膜管束組件(2)時，煙氣中的石膏液滴、水蒸氣、細微顆粒物以及SO2、H2SO4(SO3)氣溶膠等酸性成分被水膜捕獲，順流而下，匯集到污水室(11)，并通過污水管道(12)送至污水處理廠。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低、耐腐蝕、使用壽命長，既可實現(xiàn)火電廠的清潔排放，又能夠回收利用煙氣中的水資源，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。
【IPC分類】B01D47/00
【公開號】CN105477955
【申請?zhí)枴緾N201510201077
【發(fā)明人】陳海平, 周亞男
【申請人】華北電力大學
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年4月27日