一種同步脫硫脫硝脫汞系統的制作方法
【專利摘要】一種同步脫硫脫硝脫汞系統，包括依次通過煙氣管道連接的除塵裝置、引風機、吸收塔和提效型濕式靜電除塵除霧裝置；所述除塵裝置與引風機之間的煙氣管道內設有煙氣驟冷裝置；所述引風機與吸收塔之間的煙氣管道內設有一氣體混合反應器；所述引風機與氣體混合反應器之間的煙氣管道還外接有一臭氧發生裝置；所述除塵裝置為靜電除塵器或袋式除塵器；所述煙氣驟冷裝置為一噴淋裝置。本實用新型的同步脫硫脫硝脫汞系統，通過除塵裝置、吸收塔和提效型濕式靜電除塵除霧裝置聯合作用，能夠實現同步脫除煙氣中的二氧化硫、氮氧化物、汞及其氧化物，而且系統運行穩定、性價比高。
【專利說明】
一種同步脫硫脫硝脫汞系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及環保設備技術領域，尤其涉及一種同步脫硫脫硝脫汞系統。
【背景技術】
[0002]燃煤產生的二氧化硫、氮氧化物、氣態汞和顆粒汞均會對生態環境和人體造成巨大危害。截止目前，針對二氧化硫、氮氧化物、氣態汞和顆粒汞等單一污染物，國際國內專家已經先后研發出一系列相應的成熟控制技術，例如石灰石-石膏法脫硫，選擇性催化還原(SCR)和選擇性非催化還原(SNCR)脫硝以及活性炭脫汞。這種分級治理方式普遍存在占地面積大、設備投資和運行費用高，系統穩定性差等問題。
[0003]新頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223—2011)規定的大氣污染物排放濃度不僅對硫氧化物和氮氧化物排放要求有了提高，并且提出在2015年I月I日以后對重金屬汞有了排放要求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型在于克服現有技術的缺點于不足，提供一種能同時實現脫硫脫硝脫汞且投資費用少、運行成本低和無二次污染的同步脫硫脫硝脫汞系統。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案:一種同步脫硫脫硝脫汞系統，包括依次通過煙氣管道連接的除塵裝置、引風機、吸收塔和提效型濕式靜電除塵除霧裝置；所述除塵裝置與引風機之間的煙氣管道內設有煙氣驟冷裝置;所述引風機與吸收塔之間的煙氣管道內設有一氣體混合反應器;所述引風機與氣體混合反應器之間的煙氣管道還外接有一臭氧發生裝置;所述除塵裝置為靜電除塵器或袋式除塵器;所述煙氣驟冷裝置為一噴淋裝置。
[0006]進一步，所述提效型濕式靜電除塵除霧裝置為一中部分離式塔體結構，該塔體自上而下依次設有煙氣入口、均氣系統、調質系統、反沖洗系統、高壓電場區、煙氣出口和排液管;所述高壓電場區由陽極系統和陰極系統通電產生;所述塔體包括頂部塔體和底部塔體，所述高壓電場區分布于頂部塔體與底部塔底之間的分離段;所述煙氣出口內還設有一可調式氣液分尚系統。
[0007]進一步，所述可調式氣液分離系統為由一頂板與相互緊密連接并依次垂直圍設在頂板外圍的三塊除水擋板形成的具有兩個開口面的半包圍框架結構，其固接于底部塔體的塔壁和塔底，且該框架結構的其中一個開口面正對煙氣出口。
[0008]進一步，所述除水擋板包括骨架與傾斜固定于骨架上的多片相互平行的擋水片，且所述擋水片傾斜角度可調。
[0009]進一步，所述擋水片與水平面夾角為50°?70°。
[0010]進一步，所述氣體混合反應器為一風葉結構，其由外筒和芯柱組成;所述外筒套設于芯柱外部，且在外筒與芯柱之間傾斜安裝有葉片;所述葉片表面與豎直平面的夾角為50°?70°;所述葉片數量為10?15片，且葉片之間的重疊面積占葉片總表面積的10%?30%;所述芯柱直徑與外筒直徑的比值為1/6?1/3;所述氣體混合反應器的外筒外表面緊貼煙氣管道的內表面。
[0011 ]進一步，所述吸收塔從下往上依次設有排液口、進煙口、均氣加速裝置、第一噴淋層、紊流液膜發生裝置、二次處理噴淋裝置、除霧裝置和排煙口。
[0012]進一步，所述臭氧發生裝置的產臭氧量為5?90kg/h。
[0013]相比于現有技術，本實用新型的同步脫硫脫硝脫汞系統，通過除塵裝置、吸收塔和提效型濕式靜電除塵除霧裝置聯合作用，能夠實現同步脫除煙氣中的二氧化硫、氮氧化物、氣態汞和顆粒汞，且排放的煙氣可達到以下標準:SO2 < 35mg/Nm3、N0x< 50mg/Nm3、汞及其化合物< 0.03mg/Nm3，不僅遠低于現有的工業燃煤鍋爐排放限值，而且系統運行穩定、性價比尚O
[0014]為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本實用新型。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的同步脫硫脫硝脫汞系統的流程示意圖
[0016]圖2為本實用新型的氣體混合反應器的結構示意圖
[0017]圖3為本實用新型的氣體混合反應器的正視圖
[0018]圖4為本實用新型的吸收塔的結構示意圖
[0019]圖5為本實用新型的提效型濕式靜電除塵除霧裝置的結構示意圖
[0020]圖6為本實用新型所述的可調式氣液分離系統的安裝結構示意圖
[0021]圖7為圖6的A向示意圖
[0022]圖8為本實用新型所述的可調式氣液分離系統的結構示意圖
[0023]圖9為本實用新型所述的除水擋板的結構示意圖
[0024]圖10為圖9的B向示意圖
【具體實施方式】
[0025]請參閱圖1，其為本實用新型的同步脫硫脫硝脫汞系統的流程示意圖。本實用新型的一種同步脫硫脫硝脫汞系統，包括與鍋爐100依次通過煙氣管道910連接的除塵裝置200、煙氣驟冷裝置300、引風機400、氣體混合反應器600、吸收塔700和提效型濕式靜電除塵除霧裝置800、引風機400和氣體混合器600之間的煙氣管道910上接有臭氧發生裝置500。煙氣從鍋爐100中排出后，通過煙氣管道910進入除塵裝置200;經過除塵處理后的煙氣在設于煙氣管道910內部的煙氣驟冷裝置300中經過降溫，再由引風機400送入吸收塔700入口前端的煙氣管道910內；煙氣管道910內的氣體混合反應器600使臭氧與煙氣在短時間內迅速混合均勻;之后煙氣進入吸收塔700內。最后，經過吸收塔700的進一步脫汞處理后的煙氣從吸收塔700上方的排煙口進入提效型濕式靜電除塵除霧裝置800，經過其深度除塵除霧后，最終潔凈的煙氣從煙囪920排出。
[0026]具體地，請同時參閱圖2和圖3，其中，圖2為本實用新型的氣體混合反應器的結構示意圖，圖3為本實用新型的氣體混合反應器的正視圖。所述氣體混合反應器600為一風葉結構，其由外筒610和芯柱620組成;所述外筒610外表面緊貼煙氣管道910的內表面。所述外筒610套設于芯柱620外部，且在外筒610與芯柱620之間傾斜安裝有葉片630;所述葉片630表面與豎直平面的夾角為50°?70° ;所述葉片630數量為10?15片，且葉片630之間的重疊面積占葉片630總表面積的10%?30%;所述芯柱620直徑與外筒610直徑的比值為1/6?I/3。
[0027]請參閱圖4，其為本實用新型的吸收塔的結構示意圖。所述吸收塔700從下往上依次設有排液口 710、進煙口 720、均氣加速裝置730、第一噴淋層740、紊流液膜發生裝置750、二次處理噴淋裝置760、除霧裝置770和排煙口 780。所述二次處理噴淋裝置760包括第二噴淋層761和第三噴淋層762。所述除霧裝置770包括第一除霧器771和第二除霧器772。煙氣從進煙口 720進入塔體內部，依次經過均氣加速裝置730、紊流液膜發生裝置750和除霧裝置770后，從排煙口 780排出。所述第一噴淋層740與二次處理噴淋裝置760將石灰漿液噴入塔體內部對煙氣進行脫硫脫硝脫汞處理，之后帶著雜質的液體從塔底的排液口 710排出至塔外循環池內。
[0028]進一步地，所述煙氣驟冷裝置300可設置為一噴淋裝置，通過向煙氣噴淋霧化水對煙氣進行降溫，將煙氣溫度從150°C左右降至100?120°C。所述臭氧發生裝置500的產臭氧量為 5-90kg/h。
[0029]請參閱圖5，其為本實用新型的提效型濕式靜電除塵除霧裝置的結構示意圖。本實用新型所述的提效型濕式靜電除塵除霧裝置800，包括一中部分離式塔體，該塔體包括頂部塔體891和底部塔體892，且二者之間分離一端間隔。該塔體內部自上而下依次設有煙氣入口 810、均氣系統820、調質系統830、反沖洗系統840、高壓電場區850、煙氣出口 860和排液管870;所述煙氣出口 860開設于底部塔體892的側面，所述排液管870設于底部塔體892的底部。所述煙氣出口 860內設有一可調式氣液分離系統880。煙氣從煙氣入口 810進入所述塔體，并依次經過均氣系統820、調質系統830、反沖洗系統840、高壓電場區850除塵除霧后，通過可調式氣液分離系統880氣液分離后從煙氣出口860排出，濕法靜電除塵除霧過程中產生的廢液從排液管870排出。
[0030]具體地，所述高壓電場區850由陽極系統851和陰極系統852通高壓直流電產生，該高壓電場區分布于頂部塔體與底部塔底之間的分離段。所述陽極系統851由多塊陽極板形成，優選地，所述陽極板由導電玻璃鋼制成。所述陰極系統852包括多根陰極線8521和多個絕緣子室8522。所述調質系統830包括調質噴淋層，該調質噴淋層上設有多個霧化噴嘴。所述反沖洗系統840包括至少一層霧化水噴淋層，所述霧化水噴淋層上設有多個霧化噴嘴。
[0031]請同時參閱圖6?10，其中，圖6為本實用新型所述的可調式氣液分離系統的安裝結構示意圖；圖7為圖6的A向示意圖；圖8為本實用新型所述的可調式氣液分離系統的結構不意圖；圖9為本實用新型所述的除水擋板的結構不意圖；圖10為圖9的B向不意圖。所述可調式氣液分離系統880為由一頂板881與相互緊密連接并依次垂直圍設在頂板881外圍的三塊除水擋板882形成的具有兩個開口面的半包圍框架結構，其固接于底部塔體892的塔壁和塔底，且該框架結構的其中一個開口面正對煙氣出口 860。煙氣離開高壓電場區850后，穿過任一除水擋板882后排出煙氣出口 860。
[0032]具體地，所述除水擋板882包括骨架8821與傾斜固定于骨架8821上的多片相互平行的擋水片8822。所述擋水片8822的傾斜角度可通過連接件(如螺栓)調整，從而根據廢氣治理系統的阻力要求、指標要求以及煙氣出口 860的煙氣飛水量靈活調整擋水片的傾斜角度，保證更好的氣液分離效果。為了保證較佳的氣液分離效果，所述擋水片8822與水平面夾角b在50?70°范圍內調整。優選地，將該夾角b調整為60°，此傾斜角度的氣液分離效果最佳。煙氣離開高壓電場區850后，煙氣會將部分陽極板往下流的小液滴帶走，在煙氣出口處，由于頂板881的阻擋，只能從任一除水擋板882通過；由于除水擋板882上的擋水片8822傾斜設置，煙氣中夾雜的小液滴與擋水片8822發生碰撞，從而產生凝并作用凝并成大液滴留在擋水片8822上，并沿著擋水片8822從濕法靜電除塵除霧裝置底部的排液管870排出，使水滴中的含汞物質被截留下來，不僅使煙氣更為干燥，同時減少了煙氣中的有害物質，使煙氣得到更深層的凈化。
[0033]進一步地，所述除塵裝置200為干式靜電除塵器或袋式除塵器，其中，袋式除塵器的脫汞效率更高，顆粒汞吸附在粉塵、飛灰上，在袋式除塵器中粉塵被捕集，從而有效脫除顆粒萊。
[0034]煙氣中主要存在氣態汞(Hg。，即單質汞)、氧化態汞(Hg2+)和顆粒態汞(HgP)3種形態。其中氧化態汞(Hg2+，即二價汞)最主要的氧化形式是HgCl2，其他可能的有HgO、HgS04和Hg(NO3)2.2H20等。以下結合附圖具體闡述本實用新型的同步脫硫脫硝脫汞系統的脫汞原理。
[0035]待凈化的高溫煙氣從鍋爐100排出后，經過除塵裝置200的除塵處理后，脫除了吸附在粉塵、飛灰上的顆粒汞;之后煙氣進入煙氣管道910內部的煙氣驟冷裝置300，使得煙氣的溫度降至100?120°C。降溫后的煙氣由引風機400送入吸收塔700前端的煙氣管道910內，并與臭氧發生裝置500產生的臭氧匯合，進入設于煙氣管道910內部的氣體混合反應器600中。在氣體混合反應器600的葉片630的作用下，煙氣與臭氧在短時間內迅速地混合均勻，使得煙氣中的單質汞氧化成二價汞，同時，煙氣中的難溶于水的NO能全部氧化成易溶于水的NO2;經過氣體混合反應器600后的煙氣從進煙口 720進入吸收塔700中。煙氣經均氣加速裝置730加速并均勻分散，形成多條高速旋轉上升的紊流氣流。第一噴淋層740對其進行降溫和初步脫硫脫汞后，高速的紊流煙氣經過紊流液膜發生裝置750時，與二次處理噴淋裝置760噴出的石灰漿液相碰，煙氣高速旋切自由落下的吸收劑，氣液兩相持續碰撞旋切而互相粉碎進而充分混合，在紊流液膜發生裝置750上表面形成一層充滿極細氣泡的紊流液膜。由于含硫及二價汞的煙氣以極細氣泡形式在吸收劑中高速運動而被擠壓切割，氣液界面不斷更新，令氣膜不斷被打破的含硫、含二價汞的氣體分子濃度與液膜不斷被打破的石灰漿液濃度接近氣液主體濃度，傳質阻力變小，氣液固三相以巨大的表面積和極小的界面阻力進行接觸傳質，從而將煙氣中的二價汞和二氧化硫充分吸收;凈化后的煙氣經過除霧裝置770進行氣液分離，由排煙口780排出。同時，反應過剩的臭氧將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，NO2溶于水形成硝酸或亞硝酸，與石灰漿液反應生成相應的硝酸鹽和亞硝酸鹽，并隨脫硫副產物石膏渣一并落到塔底由排液口 710排出至塔外循環池。
[0036]經過除塵裝置200和吸收塔700的脫硫脫硝脫汞處理，煙氣中的大部分污染物已經被脫除，但仍然殘留部分的的無機鹽、重金屬(包括顆粒態汞)、灰塵等PM2.5物質。因此，從吸收塔700的排煙口排出的煙氣進入提效型濕式靜電除塵除霧裝置800進行深度除塵除霧。煙氣從進煙氣入口 810流入塔體內，經過均氣系統820后，分布均勻的煙氣進入調質系統830;調質系統830的調質噴淋層對煙氣噴淋霧化水，霧化水吸附煙氣中的粉塵，降低煙氣中粉塵的比電阻；之后吸附有粉塵的水霧進入高壓電場區850，水霧在電場作用下荷電化;此時，帶電荷的水霧與pm2.5塵粒相互碰撞凝并，在庫侖力作用下共同趨向陽極板并被其捕獲，形成水流并夾帶煙塵沿陽極板及陰極線向下流出高壓電場區。反沖洗系統840的霧化水噴淋層定期將霧化水直接噴向陽極板從而在陽極板上形成連續的水膜，流動的水膜將積聚的塵粒沖刷至裝置的底部，經排液管870排至裝置下方的水池中。經過除塵除霧后的煙氣進入可調式氣液分離系統880中，由于濕式靜電除塵除霧裝置為上進氣下出氣類型，煙氣會將部分陽極板往下流的小液滴帶走，煙氣中夾雜的小液滴與可調式氣液分離系統上的擋水片8822相碰撞，從而產生凝并作用凝并成大液滴留在擋水片8822上，使水滴中的無機鹽、重金屬、灰塵等PM2.5物質被截留下來，最終，經過深度除塵除霧除水的潔凈煙氣從煙氣出口 860排出，通過煙囪920排放。
[0037]相比于現有技術，本實用新型的同步脫硫脫硝脫汞系統，通過除塵裝置200、吸收塔700和提效型濕式靜電除塵除霧裝置800的聯合作用，能夠實現同步脫除煙氣中的二氧化硫、氮氧化物、萊及其氧化物，且排放的煙氣可達到以下標準:S02 < 35mg/Nm3、N0x < 50mg/Nm3和汞及其化合物< 0.03mg/Nm3，不僅遠低于現有的工業燃煤鍋爐排放限值，而且系統運行穩定、性價比高。
[0038]以上僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出的是，上述優選實施方式不應視為對本實用新型的限制，本實用新型的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種同步脫硫脫硝脫汞系統，其特征在于:包括依次通過煙氣管道連接的除塵裝置、引風機、吸收塔和提效型濕式靜電除塵除霧裝置;所述除塵裝置與引風機之間的煙氣管道內設有煙氣驟冷裝置;所述引風機與吸收塔之間的煙氣管道內設有一氣體混合反應器;所述引風機與氣體混合反應器之間的煙氣管道還外接有一臭氧發生裝置;所述除塵裝置為靜電除塵器或袋式除塵器;所述煙氣驟冷裝置為一噴淋裝置。2.根據權利要求1所述的同步脫硫脫硝脫汞系統，其特征在于:所述提效型濕式靜電除塵除霧裝置為一中部分離式塔體結構，該塔體中自上而下依次設有煙氣入口、均氣系統、調質系統、反沖洗系統、高壓電場區、煙氣出口和排液管;所述高壓電場區由陽極系統和陰極系統通電產生;所述塔體包括頂部塔體和底部塔體，所述高壓電場區分布于頂部塔體與底部塔體之間的分離段;所述煙氣出口內還設有一可調式氣液分離系統。3.根據權利要求2所述的同步脫硫脫硝脫汞系統，其特征在于:所述可調式氣液分離系統為由一頂板與相互緊密連接并依次垂直圍設在頂板外圍的三塊除水擋板形成的具有兩個開口面的半包圍框架結構，其固接于底部塔體的塔壁和塔底，且該框架結構的其中一個開口面正對煙氣出口。4.根據權利要求3所述的同步脫硫脫硝脫汞系統，其特征在于:所述除水擋板包括骨架與傾斜固定于骨架上的多片相互平行的擋水片，且所述擋水片傾斜角度可調。5.根據權利要求4所述的同步脫硫脫硝脫汞系統，其特征在于:所述擋水片與水平面夾角為50°?70°。6.根據權利要求1所述的同步脫硫脫硝脫汞系統，其特征在于:所述氣體混合反應器為一風葉結構，其由外筒和芯柱組成;所述外筒套設于芯柱外部，且在外筒與芯柱之間傾斜安裝有葉片;所述葉片表面與豎直平面的夾角為50°?70°;所述葉片數量為10?15片，且葉片之間的重疊面積占葉片總表面積的10%?30%;所述芯柱直徑與外筒直徑的比值為1/6?1/3;所述氣體混合反應器的外筒外表面緊貼煙氣管道的內表面。7.根據權利要求1所述的同步脫硫脫硝脫汞系統，其特征在于:所述吸收塔從下往上依次設有排液口、進煙口、均氣加速裝置、第一噴淋層、紊流液膜發生裝置、二次處理噴淋裝置、除霧裝置和排煙口。8.根據權利要求1所述的同步脫硫脫硝脫汞系統，其特征在于:所述臭氧發生裝置的產臭氧量為5?90kg/h。
【文檔編號】B01D53/80GK205435424SQ201620175383
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月8日
【發明人】溫超強, 李宇翔, 劉洪波, 黃秀燈, 陳俊杰, 聶嘉杰, 梁煥林, 李 泳
【申請人】江門市同力環保科技有限公司