内嵌式相变凝并烟气深度净化系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内嵌式相变凝并烟气深度净化系统，属于电力行业环境保护领域。
【背景技术】
[0002]截至2014年底，火电厂大气污染物排放量快速下降，实现了“十一五”以来的最大降幅:其中，电力烟尘排放量由2005年的约400万吨降至2014年的98万吨，单位火电发电量烟尘排放量0.23克/千瓦时;其中，燃煤电厂电除尘器、袋式除尘器、电袋复合除尘器占全国燃煤机组容量的比重分别为77.3 %、9.0 %、13.7 %。虽然，电力行业污染物减排取得了重大成果，但是雾霾天气仍然频发，环保形势依旧严峻，电力行业环保工作仍然是环境保护工作的重点和难点。
[0003]2015年12月11日，环保部、国家发改委、能源局三部门发布《关于印发全面实施燃煤电厂超(超)低排放和节能改造工作方案的通知》(环发
[2015]164号)，要求“到2020年，全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放(即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米)。全国有条件的新建燃煤发电机组达到超低排放水平，并加快现役燃煤发电机组超低排放改造步伐，将东部地区原计划2020年前完成的超低排放改造任务提前至2017年前总体完成;将对东部地区的要求逐步扩展至全国有条件地区，其中，中部地区力争在2018年前基本完成，西部地区在2020年前完成。”，燃煤电厂超低排放正式扩围提速。
[0004]其中，超低排放要求在基准氧含量6%条件下，烟尘排放浓度不高于10毫克/立方米;然而，现役机组多数为老机组，因场地和空间等条件限制，制约了超低排放技术路线的选择和工期进度。
[0005]中国专利ZL201420655999.9提供了一种用于大型燃煤电站烟气深度净化装置，在烟气入口处设置有双相整流凝变系统，为由纵向管道和横向管道相互交叉连通形成的网格状格栅，格栅设置为单层或者多层，但是这对于脱硫系统后场地和空间比较紧凑的机组来说，采取此工艺存在一定的困难。
[0006]中国专利(ZL201410522652.1和ZL201410617916.1)均涉及相变凝聚或者相变凝变与湿式电除尘器简单串联布置的除尘系统，即烟气经过相变凝变系统处理后，再进入湿式电除尘进行净化处理。湿式相变凝聚系统主要利用饱和烟气遇冷降温，所含水蒸气相变凝结，有利于微细颗粒碰撞、凝聚;凝聚后的颗粒物需要借助于温度梯度向冷凝壁面移动，而上述的两个专利(ZL201410522652.1和ZL201410617916.1)所涉及的湿式电除尘器系统内，阴阳极系统处于烟气条件下，无法提供这种温度梯度。
【发明内容】
[0007]针对上述相变凝聚器和湿式除尘器串联结合系统存在的缺点，本发明的目的是提供一种内嵌式相变凝并烟气深度净化系统，将深度净化荷电与相变凝并进行一体化设计，形成具有温度梯度的有机整体，结合微细颗粒凝并作用和大颗粒物荷电脱除作用，进一步提高对颗粒物的脱除效果，使得烟囱出口烟尘排放浓度达到超低排放要求；同时不受改造场地空间限制，节约了投资成本。此外，相变凝并装置与阳极板之间设有内嵌式固定装置，阳极板可以直接插入，无需焊接，节约安装时间，十分方便。
[0008]本发明采用的具体技术方案如下:
[0009]内嵌式相变凝并烟气深度净化系统，包括烟气进口、烟气出口、相变凝并出口、相变凝并进口、多个净化单元和集液槽，烟气进口、烟气出口、相变凝并出口和相变凝并进口均与净化单元相连通;集液槽设置在净化系统的底部;所述净化单元均竖直设置在净化系统内，净化单元之间固定连接，净化单元包括阳极板、阴极线和相变凝并装置，多块阳极板相互拼接形成内部空腔，内部空腔的中心设置有阴极线，相变凝并装置位于阳极板的两端，相邻的净化单元共用阳极板和相变凝并装置;所述内部空腔中流动有脱硫后湿烟气;所述相变凝并装置内的冷却介质下进上出，冷却介质的流动方向与脱硫后湿烟气的流动方向相反;所述阳极板的壁面温度可通过改变冷却介质的温度来调节。
[0010]所述相变凝并装置为循环冷却管道。
[0011]进一步地，所述阳极板和循环冷却管道之间设有内嵌式固定装置，所述内嵌式固定装置的形状为凹槽形，凹槽的背面与循环冷却管道焊接，凹槽的内部插入阳极板。
[0012]进一步地，所述净化单元的形状设为六边形、正方形或者圆形。
[0013]进一步地，所述阳极板的材质为不锈钢或者玻璃钢。
[0014]进一步地，所述阴极线的材质为不锈钢或者铅锑合金。
[0015]进一步地，所述相变凝并装置的材质为不锈钢。
[0016]进一步地，所述相变凝并装置出口和相变凝并装置出口均设置调节阀。
[0017]本发明具有如下优点:
[0018](I)本发明将相变凝并和深度净化荷电除尘进行一体化设计，形成一个具有温度梯度的有机整体:在对脱硫后湿烟气微细颗粒物进行相变凝并，通过控制装置内部阳极板壁面的温度，进一步控制饱和烟气的相变程度;与此同时，对烟气中大颗粒物进行深度净化荷电除尘;实现相变冷凝、凝聚、惯性、荷电一体化除尘，使得烟囱出口烟尘排放浓度低于10mg/m3，满足超低排放要求。
[0019](2)本发明集相变凝并和荷电除尘于一体，无需在深度净化前段及后端再设置相变凝变系统，现役机组改造不受空间和场地的限制，节约了设备的投资成本。
[0020](3)本发明可以通过调节循环冷却水的温度，来控制阳极板壁面的温度，提供相变凝聚所需的温度梯度，进一步控制湿烟气的相变程度，进而提高细颗粒物的脱除效果，操作简单。
[0021](4)相变凝并装置与阳极板之间设有内嵌式固定装置，阳极板可以直接插入，无需焊接，节约安装时间，十分方便。
【附图说明】
[0022]图1为本发明内嵌式相变凝并烟气深度净化系统的整体结构示意图；
[0023]图2为A局部示意图；
[0024]图3为B—B立面图；
[0025]图4为C局部示意图；
[0026]其中，1-湿烟气，2-阴极线，3-相变凝并装置，4-净烟气，5-相变凝并出口，6-相变凝并进口，7-集液槽，8-阳极板，9-内嵌式固定装置，10-内部空腔。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0028]参见图1，本实施例的内嵌式相变凝并烟气深度净化系统包括烟气进口、烟气出口、相变凝并出口 5、相变凝并进口 6、多个净化单元和集液槽7，烟气进口、烟气出口、相变凝并出口 5和相变凝并进口6均与净化单元相通;净化单元均竖直设置在净化系统内，净化单元之间固定连接;集液槽7设置在净化系统的底部。
[0029]如图2和图3所示，净化单元A的形状设为六边形、正方形或者圆形。每个净化单元均包括阴极线2、相变凝并装置3、阳极板8和内部空腔10，相邻的净化单元共用阳极板8和相变凝并装置3。多块阳极板8相互拼接形成内部空腔10，脱硫后湿烟气I通过烟气进口进入净化系统中，然后在每个净化单元的内部空腔10中流动，内部空腔10的中心垂直设置有阴极线2。在本实施例中，相变凝并装置3为循环冷却管道，循环冷却管道位于阳极板8的两端;循环冷却管道内的冷却介质为循环水，循环水下进上出，与脱硫后湿烟气I的流动方向相反(如图3所示)。
[0030]循环冷却管道的外侧设有内嵌式固定装置9，阳极板8可以直接插入，无需焊接，节约安装时间，十分方便。内嵌式固定装置9的形状为凹槽形，内嵌式固定装置9的背面与循环冷却管道焊接，阳极板8可插入内嵌式固定装置9的凹槽中。(如图4所示)。
[0031 ]相变凝并装置出口 5和相变凝并装置出口 6均设置调节阀。
[0032]阳极板8的主要材质为不锈钢或者玻璃钢，具备良好的导电和导热功能；阴极线2的主要材质为不锈钢或者铅锑合金，具备良好的放电和防腐蚀功能。相变凝并装置3的材质为不锈钢。
[0033]脱硫后湿烟气I进入本实施例的内嵌式相变凝并烟气深度净化系统内，阴极线2释放电荷，脱硫后湿烟气I中的颗粒物荷电后，在电场作用下，向阳极板8运动，最终被阳极板8收集，在重力作用下沿阳极板8顺流，实现惯性、荷电一体化除尘;对阳极板8具有自清洁作用，清洁阳极板8表面的结垢，由集液槽7收集利用。
[0034]同时循环冷却水从相变凝并装置进口6进入相变凝并装置3，从相变凝并装置出口5流出，将脱硫后湿烟气I中的微细颗粒雾滴凝并成大颗粒，使水汽在细颗粒物表面凝结，并同时产生热泳和扩散泳作用，促进细颗粒的迀移运动，增加相互碰撞接触几率，使0.1-1μπι的气溶胶态、液态或固态粒子凝聚长大，实现相变冷凝、凝聚除尘;同时在电场荷电作用下，进一步提高烟气中的细颗粒物、液滴、HCl、SO3等污染物的捕集性能，解决多污染物协同控制难题;最终，净烟气4从烟囱排放，满足超低排放要求。
[0035]本实施例可以通过调节循环冷却水的温度，来控制阳极板8壁面的温度，提供相变凝聚所需的温度梯度，进一步控制湿烟气I的相变程度，进而提高细颗粒物的脱除效果。
【主权项】
1.内嵌式相变凝并烟气深度净化系统，其特征在于，所述净化系统包括烟气进口、烟气出口、相变凝并出口、相变凝并进口、多个净化单元和集液槽，烟气进口、烟气出口、相变凝并出口和相变凝并进口均与净化单元相连通;集液槽设置在净化系统的底部； 所述净化单元均竖直设置在净化系统内，净化单元之间固定连接，净化单元包括阳极板、阴极线和相变凝并装置，多块阳极板相互拼接形成内部空腔，内部空腔的中心设置有阴极线，相变凝并装置位于阳极板的两端，相邻的净化单元共用阳极板和相变凝并装置;所述内部空腔中流动有脱硫后湿烟气;所述相变凝并装置内的冷却介质下进上出，冷却介质的流动方向与脱硫后湿烟气的流动方向相反;所述阳极板的壁面温度可通过改变冷却介质的温度来调节。2.根据权利要求1所述的内嵌式相变凝并烟气深度净化系统，其特征在于，所述相变凝并装置为循环冷却管道。3.根据权利要求2所述的内嵌式相变凝并烟气深度净化系统，其特征在于，所述阳极板和循环冷却管道之间设有内嵌式固定装置，所述内嵌式固定装置的形状为凹槽形，凹槽的背面与循环冷却管道焊接，凹槽的内部插入阳极板。4.根据权利要求1、2或3所述的内嵌式相变凝并烟气深度净化系统，其特征在于，所述净化单元的形状设为六边形、正方形或者圆形。5.根据权利要求1、2或3所述的内嵌式相变凝并烟气深度净化系统，其特征在于，所述阳极板的材质为不锈钢或者玻璃钢。6.根据权利要求1、2或3所述的内嵌式相变凝并烟气深度净化系统，其特征在于，所述阴极线的材质为不锈钢或者铅锑合金。7.根据权利要求1、2或3所述的内嵌式相变凝并烟气深度净化系统，其特征在于，所述相变凝并装置的材质为不锈钢。8.根据权利要求1、2或3所述的内嵌式相变凝并烟气深度净化系统，其特征在于，所述相变凝并装置出口和相变凝并装置出口均设置调节阀。
【专利摘要】本发明提供了一种内嵌式相变凝并烟气深度净化系统，包括烟气进出口、相变凝并进出口、净化单元和集液槽，烟气进出口、相变凝并进出口均与净化单元相通；净化单元包括阳极板、阴极线和相变凝并装置，多块阳极板相互拼接形成内部空腔，内部空腔的中心设置有阴极线，相变凝并装置位于阳极板的两端，相邻的净化单元共用阳极板和相变凝并装置；内部空腔中流动有脱硫后湿烟气；相变凝并装置内的冷却介质下进上出，冷却介质的流动方向与脱硫后湿烟气相反；阳极板的壁面温度可调。本发明将荷电除尘与相变凝并一体化，结合微细颗粒凝并和大颗粒物荷电脱除作用，进一步提高对颗粒物的脱除效果。
【IPC分类】B01D50/00
【公开号】CN105709555
【申请号】CN201610192872
【发明人】柏源, 薛建明, 管一明
【申请人】国电科学技术研究院