設有靜電加濕裝置的濕法脫硫系統的制作方法
【專利摘要】設有靜電加濕裝置的濕法脫硫系統涉及火力發電廠凈化裝置，具體涉及用于降低噴淋式脫硫吸收塔濕法脫硫煙氣含塵量的裝置。包括吸收塔（1），塔內設有噴淋層（6）和除霧器（7），所述除霧器（7）后設有加濕噴嘴（8），加濕噴嘴（8）與高壓靜電電源（19）連接，加濕噴嘴（8）后的煙道（3）內設有末級除霧器（9），末級除霧器（9）前設有沖洗末級除霧器（9）的沖洗噴嘴（10）。它具有如下優點：1、有效地降低火力發電廠煙囪煙塵排放量。2、能耗低。3、投資較小、設備維護方便、使用壽命長。4、施工周期短。5、設備故障率極低。6、運行調整簡單，設備安全。7、可有效收集微細顆粒物、脫銷逃逸氨、重金屬、有機污染物等。
【專利說明】設有靜電加濕裝置的濕法脫硫系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及火力發電廠凈化裝置，具體涉及用于降低噴淋式脫硫吸收塔濕法脫硫煙氣含塵量的裝置。
【背景技術】
[0002]脫硫吸收塔是使用物理和化學方法，除去煙氣中二氧化硫(SO2)的裝置或者構筑物。煤粉鍋爐煙塵的主要成分:二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、未燃盡碳等。火力發電廠脫硫噴淋式吸收塔脫硫后煙氣所含的煙塵，其中含有部分煤粉燃燒煙塵的成分，大部分固形物是脫硫吸收塔內的漿液成分。
[0003]濕法脫硫是多種脫硫方法之一，濕法脫硫在吸收和反應過程中以水做吸收劑載體，部分水參與吸收和氧化等物理化學過程，吸收和氧化等反應大部分在脫硫吸收塔內完成。濕法脫硫的主流技術是石灰石?石膏濕法脫硫，濕法脫硫吸收塔中有80?95%為石灰石?石膏濕法脫硫吸收塔。氨法脫硫、海水脫硫、雙堿法脫硫、有機胺脫硫等也都是濕法脫硫O
[0004]在多種脫硫吸收塔中，有一類濕法脫硫吸收塔是噴淋式吸收塔。噴淋式吸收塔主要工作過程是利用漿液循環泵將吸收漿液輸送到由多個噴嘴構成的噴淋層，吸收漿液由噴淋層的霧化噴嘴噴出后形成密集的霧化漿液噴淋區，漿液在霧化噴淋區與煙氣接觸，在接觸過程吸收煙氣中的SO2等有害氣體，完成煙氣脫硫，漿液沿著吸收塔內部飄落在吸收塔底部的漿池中。在噴淋吸收過程中，霧化的吸收漿液將煙氣中攜帶的大部分粉塵洗滌吸收，被洗滌吸收的煙塵大部分不參與吸收劑的化學反應。煙塵吸收率受吸收塔煙氣流速、噴淋密度、煙氣溫度等諸多因素影響。吸收塔在噴淋過程中有一部分細小漿液液滴和固體顆粒物倍脫硫后的煙氣攜帶，微小液滴中含有溶解的硫酸、硫酸鹽、二氧化硫等，同時含有脫硫硫齊U、脫硫產物等固體顆粒等。微小液滴與沒有倍洗滌干凈的煙塵等一起形成10?60微米的“霧”，會造成熱交換器、煙道等玷污和嚴重腐蝕。
[0005]除霧器是用于分離塔中氣體夾帶的液滴，以保證有傳質效率，降低有價值的物料損失和改善塔后壓縮機的操作，一般多在塔頂設置除霧器。除霧器主要用于氣液分離。亦可為空氣過濾器用于氣體分離。除霧器有旋流式、折板式，波形葉片式、絲網過濾式等多種形式。國內已建成濕法脫硫吸收塔出口的除霧器多數安裝2?3級。濕法脫硫吸收塔出口除霧器可以有效去除10?60微米的“霧”，對于2?10微米的霧滴和煙塵去除效率不高。
[0006]2?10微米的霧滴中攜帶夾雜煙塵和脫硫漿液成分，霧滴中夾雜煙塵和脫硫漿液對吸收塔含量20?35%，對出口的含塵量貢獻度很大，是吸收塔出口含塵量的主要來源。2?10微米的霧滴排放到大氣中，在天氣條件較好的情況下霧滴中的水蒸發后可以殘留下固形物，部分固形物粒徑在2.5 μ m以下，其主要成分是石膏和可溶解鹽類。2?10微米的霧滴排放到大氣中，在空氣濕度很大的情況下霧滴會凝聚水分形成“煙?雨”。石膏含量較高的2?10微米的霧滴排放到大氣中，在空氣濕度很大的情況下霧滴會凝聚水分形成“石膏雨”。[0007]根據環境保護部、國家質量監督檢驗檢疫總局聯合發布的中華人民共和國國家標準GB13223?2003《火電廠大氣污染物排放標準》要求:火電行業燃煤機組自2014年7月I日起執行煙塵特別排放限值，既全部火電廠煙塵排放限值不得高于30mg/m3，重點地區火電廠煙塵排放限值不得高于20mg/m3。
[0008]現有技術不能全部滿足新的國家標準。“電袋除塵”能夠降低脫硫系統入口的煙塵含量，但是不能解決吸收塔出口石膏塵攜帶和石膏雨問題，不能從根本上解決脫硫系統煙氣含塵量偏高問題，而且投資偏高。“電袋除塵”投資達到50?80元/kwh，投運后系統阻力增加400?900pa，折合增加廠用電0.15%,運行和維護成本也很高，改造施工周期較長，要40天以上才能完成。濕式電除塵雖然能解決脫硫系統煙氣含塵量偏高問題，但是投資造價極高，投運后系統阻力增加300?400pa，折合增加廠用電0.15%，運行時高壓直流電源電耗也很高，“濕式電除塵”投資達到120?150元/kwh。且施工周期長，電袋除塵要40天以上才能完成，濕式電除塵要80天以上才能完成，運行和維護成本也很高。已建成電廠基本沒有布置實施電除塵的空間。
【發明內容】
[0009]本實用新型所要解決的技術問題是:針對上述問題，提供一種設有靜電加濕裝置的濕法脫硫系統。
[0010]本實用新型的技術解決方案是:它包括吸收塔，塔內設有噴淋層和除霧器，所述除霧器后設有加濕噴嘴，加濕噴嘴與高壓靜電電源連接，加濕噴嘴后的煙道內設有末級除霧器，末級除霧器前設有沖洗末級除霧器的沖洗噴嘴。
[0011]本實用新型的技術效果是:它具有如下優點:1、有效地降低火力發電廠煙囪煙塵排放量，排放指標優于電袋除塵、與濕式電除塵效果相當，能達很容易達到新的環保排放標準，并且保持效果穩定。2、能耗低，能耗指標優于電袋除塵和濕式電除塵。3、投資較小，僅為電袋除塵的40?60%、為濕式電除塵的20?30%設備維護方便，使用壽命長。4、施工周期短，15?30天就可以完成，電袋除塵要40天以上才能完成，濕式電除塵要80天以上才能完成。5、設備故障率極低，優秀的設計保證設備安裝后可以在線維修。6、運行調整簡單，設備安全。7、可有效收集微細顆粒物(PM2.5粉塵、S03酸霧、氣溶膠)、脫銷逃逸氨、重金屬(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有機污染物(多環芳烴、二惡英)等。煙塵排放可達10mg/m以下，收塵性能與粉塵特性無關。
[0012]對于600麗(60萬千瓦)機組來說，電袋除塵改造增加投資0.3?0.5億元，濕式電除塵改造報價0.8?1.2億元。而應用本技術方案實施改造相對于電袋除塵可節約0.2?
0.4億元，相對于濕式電除塵可節約0.7?1.0億元。改造后環保完全能夠達到新的環保排放標準，具有巨大的環境效益和經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，它包括吸收塔1，吸收塔I設有煙氣入口 2、煙道3、氧化空氣入口 5、噴淋層6和除霧器7，煙氣入口 2設有煙道噴淋裝置4，在距離所述除霧器7后0.3?1.0m設有加濕噴嘴8，加濕噴嘴8與高壓靜電電源19連接，加濕噴嘴8后4?IOm的煙道內設有末級除霧器9，末級除霧器9前設有沖洗末級除霧器9的沖洗噴嘴10。
[0015]末級除霧器9下方設有集水槽11與加濕水循環沉淀水箱12連接，加濕噴嘴8、沖洗噴嘴10等用水來自工藝水管路14，加濕水循環沉淀水箱12上設有溢流管15、手動排污管16、連續小流量排污管17，并通過升壓泵18與加濕噴嘴8連接，也可為其提供加濕用水。
[0016]所述加濕噴嘴8為I?2層，加濕噴嘴8層間距0.5?1.0m0所述加濕噴嘴8噴水流量總和相對煙氣量液氣比為0.005?0.050L/Nm3。所述加濕噴嘴8噴水水源壓力0.2?
0.6Mp。加濕水固形物和溶解雜質總含量不高于3%。所述加濕噴嘴8連接有酸洗加酸管路13。所述末級除霧器9下方設有集水槽11，集水槽11通過管路與加濕水循環沉淀水箱12連接。所述加濕水循環沉淀水箱12通過升壓泵18與加濕噴嘴8連接。所述加濕水循環升壓泵18入口管路上設有高頻電磁阻垢儀。所述末級除霧器9為I?2級，葉片間距15?28mm。通過末級除霧器9的煙氣流速為3.5?5.5m/s。
[0017]具體實施如下:
[0018]1、在距離原有最后一層除霧器后0.3?1.0m安裝I?2層加濕噴嘴,加濕噴嘴的支撐結構件由絕緣性能良好的FRP或者由鋼制外包FRP制成。
[0019]2、如果安裝兩層加濕噴嘴，兩層加濕噴嘴相距0.5?1.0m，兩層加濕噴嘴交錯布置保證加濕均勻。
[0020]3、新安裝的加濕噴嘴噴水總流量與煙氣量的比例稱為液氣比，優選液氣比為為
0.005 ?0.050L/Nm3。
[0021]4、加濕噴嘴噴水水源壓力0.2?0.6Mp，如果噴水水源壓力不足可以安裝管道升壓泵做為加濕水循環升壓泵，每層加濕噴嘴對應I臺加濕水循環升壓泵，滿足噴水壓力要求，參見圖中加濕水循環升壓泵。
[0022]5、要求加濕水固形物和溶解雜質總含量不高于3%。
[0023]6、在加濕水進口總工藝水管設計安裝濾網，濾網不允許通過大于150 μ m雜質。
[0024]7、在加濕水循環升壓泵出口總管設計安裝在線流量表，時刻監測加濕水流量。
[0025]8、在加濕水進口總管設計安裝酸洗加酸管路，酸洗加酸管路與酸計量泵出口相連。
[0026]9、根據水質情況選擇在加濕水循環升壓泵入口管路上設計安裝高頻電磁阻垢儀。
[0027]10、在距離新安裝加濕水噴嘴后4?IOm的煙道內安裝I?2級末級除霧器，末級除霧器葉片間距15?28mm，葉片形式、材質、寬度、布置角度根據實際工況確定，如果不能保證通過末級除霧器的煙氣流速在3.5?5.5m/s，將部分煙道改造擴容，保證末級除霧器的煙氣流速在要求范圍內(示意圖中安裝末級除霧器的煙道已經經過擴容)。
[0028]11、在新安裝的末級除霧器之前0.3?1.0m安裝末級除霧器沖洗噴嘴，定期啟動末級除霧器沖洗噴嘴，沖洗末級除霧器。
[0029]12、在進入煙道前0.5m和進入煙道后的加濕水管路采用能夠耐受70°C高溫并且具有良好絕緣和耐酸性管路，例如PPR管路和FRP管路。
[0030]13、設計安裝高壓靜電加濕噴嘴時保證過流部分可以耐受5%稀鹽酸清洗。
[0031]14、根據運行情況選擇安裝調試高壓靜電電源，將高壓靜電電源陽極接地，將高壓靜電電源陰極與加濕噴嘴相連，形成高壓靜電加濕噴嘴。
[0032]15、保證煙道內部高壓靜電加濕噴嘴所有的“高壓線”能夠耐受煙道濕煙氣，保證不漏電不放電。
[0033]16、在每一個進水支管安裝一段耐腐蝕的不銹鋼管，并且保證這段不銹鋼管有可靠的接地，接地電阻不大于0.8 Ω，防止漏電將工作人員擊傷。
[0034]17、加強原有最后一層除霧器后至新安裝末級除霧器之間煙道的防腐，保證能夠耐受30kv電火花檢測，沒有漏電現象。
[0035]18、給原有最后一層除霧器后至新安裝末級除霧器之間煙道做可靠接地，保證接地電阻不大于0.8 Ω。
[0036]19、選擇在每一個進水支管附近安裝高壓靜電進入煙道高壓瓷瓶，保證高壓靜電線路安全接入煙道。
[0037]20、選擇安裝電流為0.5?2A、電壓為5?80kv的靜電電源，為高壓靜電噴霧系統供電。
[0038]本實用新型所涉及的除霧器特指濕法脫硫吸收塔出口的除霧器，大多數是波形板片式或者折板式板片。除霧器的除霧效率隨氣流速度的適當增加而增加，這是由于流速高，作用于霧滴上的慣性力大，有利于氣液的分離。但是，流速的增加將造成系統阻力增加，也使能耗增加。而且流速的增加有一定的限度，流速過高會造成二次帶水，從而降低除霧效率。通常將通過除霧器斷面的最高且又不致二次帶水時的煙氣流速定義為臨界流速，該速度與除霧器結構、系統帶水、負荷、氣流方向、除霧器布置方式等因素有關。除霧器設計優選流速一般選定在3.5?5.5m/so
[0039]本實用新型原理:經過脫硫系統的凈煙氣中漿液滴含量較高，煙氣中水蒸氣分壓處于“過飽和”狀態時(飽和蒸汽溫度繼續降低，有凝結水滴的狀態)，經過中2層除霧器后，粒徑在10 μ m以上的液滴被脫出99%以上，而小于10 μ m的霧滴脫出率很低，剩余的霧滴和煙塵粒徑多在2?10 μ m，隨著煙氣流動這些霧滴和煙塵會相互碰撞、凝聚，逐步形成粒徑較大的霧滴。在沒有干預情況下，這些霧滴會隨著煙氣進入下游設備(主要影響GGH)或者排入大氣。
[0040]系統的主要裝置之一為靜電噴霧加濕噴嘴，I?2層靜電噴霧加濕噴嘴安裝在脫硫吸收塔后沿煙氣流動方向原有最后一層除霧器之后，通過靜電噴霧加濕噴嘴向經過原有除霧器的煙氣噴水加濕，在噴水加濕的同時煙氣溫度略有降低，靜電噴霧噴嘴噴出的水霧液滴全部帶有相同的電荷，靜電噴霧噴嘴噴出來的加濕水霧滴粒徑較為均勻，每個霧滴都帶有同性電荷，同性電荷相互排斥，所以帶有靜電荷加濕水霧滴快速均勻地分布擴散在流動的煙氣中，每個帶有電荷的加濕水液滴將附近的I?IOym不帶電的液滴和煙塵顆粒極化并吸引，全部靜電噴霧加濕噴嘴噴水總流量與煙氣總量的比例稱為加濕液氣比，優選加濕液氣比為0.005?0.05L/Nm3，在新安裝的加濕裝置后4?IOm的煙道內安裝I?2層新的由導電、耐腐蝕材料制成的除霧器--新裝末級除霧器，在新安裝末級除霧器下部安裝除霧器集水槽，通過除霧器集水槽收集新裝末級除霧器攔截的凝聚了小霧滴和煙塵的加濕水，新裝除霧器做可靠的接地，保證除霧器能夠吸附除霧器集水槽安裝通過末級除霧器的凈化煙氣中小液滴含量不高于50mg/Nm3，能夠從新裝末級除霧器通過的只有少數2?IOym的小液滴，這些小液滴夾雜煙塵和脫硫漿液含量5?12%，對大氣排放煙氣的含塵量 貢獻度3.0?6 mg/Nm3,可以保證對大氣排放煙氣的總含塵量不高于10mg/m3。
【權利要求】
1.設有靜電加濕裝置的濕法脫硫系統，包括吸收塔(1)，塔內設有噴淋層(6)和除霧器(7)，其特征在于，所述除霧器(7)后設有加濕噴嘴(8)，加濕噴嘴(8)與高壓靜電電源(19)連接，加濕噴嘴(8)后的煙道(3)內設有末級除霧器(9)，末級除霧器(9)前設有沖洗末級除霧器(9)的沖洗噴嘴(10)。
2.如權利要求1所述的設有靜電加濕裝置的濕法脫硫系統，其特征在于，所述加濕噴嘴(8)為I?2層。
3.如權利要求1所述的設有靜電加濕裝置的濕法脫硫系統，其特征在于，所述加濕噴嘴(8 )連接有酸洗加酸管路(13)。
4.如權利要求1所述的設有靜電加濕裝置的濕法脫硫系統，其特征在于，所述末級除霧器(9 )下方設有集水槽(11)，集水槽(11)通過管路與加濕水循環沉淀水箱(12 )連接。
5.如權利要求4所述的設有靜電加濕裝置的濕法脫硫系統，其特征在于，所述加濕水循環沉淀水箱(12)通過升壓泵(18 )與加濕噴嘴(8 )連接。
6.如權利要求5所述的設有靜電加濕裝置的濕法脫硫系統，其特征在于，所述加濕水循環升壓泵(18)入口管路上設有高頻電磁阻垢儀。
7.如權利要求1所述的設有靜電加濕裝置的濕法脫硫系統，其特征在于，所述末級除霧器(9)為I?2級。
【文檔編號】B01D50/00GK203507747SQ201320577336
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】王利國, 楊杰, 程愛平, 董國奇 申請人:王利國, 楊杰, 程愛平