基于电袋除尘器去除烟气中汞及三氧化硫的装置的制作方法

本实用新型涉及除尘技术领域，特别涉及一种基于电袋除尘器去除烟气中汞及三氧化硫的装置。

背景技术：

随着现代工业的迅速发展，尤其是燃煤电厂、冶金、矿山、水泥、及化工、铸造等工业的发展，造成了我国大气的严重污染，因此也制约了我国经济的发展。其中，燃煤电厂造成的环境污染成为当今亟待解决和控制的首要问题之一。

燃煤电厂所排放的污染物主要有烟尘、SO_X、NO_X、汞及其化合物等。其中SO₃的存在会导致电厂设备的腐蚀、烟气不透明度的增加、酸雨的形成等问题。排放到大气中后更会导致呼吸道疾病。而汞作为一种有毒重金属的危害更大，中毒后会引起肾衰竭、损害神经系统等严重的后果。尽管SO3与汞造成的污染问题已经逐渐开始受到人们的重视，但目前国内针对燃煤电厂中SO3和汞的减排技术较少。

现有技术中电袋除尘器常使用活性炭加强对汞的吸附作用，虽然也一定会对SO₃具有吸附脱除作用。但是活性炭对于SO₃的吸附作用为比较弱的物理吸附，活性炭被喷入烟道中后，与烟气的混合时间不长，仅仅物理吸附不一定能使SO₃的排放浓度降低至较低水平。同时，活性炭的喷入，更会导致SO₃在滤袋上富集，从而减少滤袋寿命。并且活性炭的使用成本比较高。

并且，活性炭本身的吸附能力是一定的，而SO₃和汞同样都具有较强的被吸附能力，会产生吸附竞争现象。对于高硫煤种，烟气中的SO₃含量较高，更加容易被活性炭吸附，这样必须喷入更多的活性炭来保证脱汞效率，大大提高了脱汞的成本。同时，更多的SO3将富集在滤袋上，可能造成滤袋腐蚀、破损现象的发生，这导致传统的电袋除尘器不适用于高硫煤种。

因此，有必要优化现有电袋除尘器技术，提高电袋除尘器对SO3、汞等不同种类污染物的脱除效率，扩大电袋除尘器的适用范围，打破现有的电袋除尘器技术局限，同时降低工业成本，以符合现代工业经济节能环保的要求。

技术实现要素：

本实用新型提供一种基于电袋除尘器去除烟气中汞及三氧化硫的装置，包括电袋除尘器，还包括以下部件：

废水处理装置，用于去除由脱硫塔流出的脱硫废水中的重金属盐及悬浮物，并将脱硫废水的ph值调节至碱性；

雾化器，具有用于将经废水处理装置后的脱硫废水雾化的喷嘴，所述雾化器的喷嘴设置于连通所述电袋除尘器的烟气进口的烟道内部，经雾化后的颗粒在进入电袋除尘器的袋区之前完全蒸发。

本文中将脱硫废水的ph值调节至碱性，然后再将脱硫废水喷至烟道内部，碱性的脱硫废水蒸干析出的氯盐与氢氧化物在烟道中与烟气中SO₃等酸性物质和汞元素进行充分接触，氯盐可以将单质汞转化为氧化态汞，提高汞的脱除效率，氢氧化物可以与SO₃等酸性物质反应生成硫酸盐，提高SO₃的脱除效率。并且部分雾化颗粒与烟气中的飞灰颗粒碰撞，迅速蒸发后析出结晶盐和氢氧化物附着在飞灰颗粒上，使飞灰的比电阻降低，可提高电袋除尘器的除尘效率。

附着在飞灰上的氯盐和氢氧化物可在原本物理吸附的基础上，增加对汞和SO₃更稳定高效的化学吸附，提高飞灰对汞以及SO₃的结合能力，进而飞灰被除尘滤袋捕集，汞与SO₃也被脱除。

部分液滴在喷出后，会与不同的细微颗粒如PM2.5发生多次碰撞，碰撞后，废水液滴会与这些细微飞灰颗粒结合在一起，当液滴迅速蒸干后，这些细微飞灰将会凝并在一起，变为较大的飞灰颗粒，从而更容易被电袋除尘器捕集。随后，吸附了汞与SO₃的飞灰和废水液滴蒸干后析出的结晶大部分在电区被脱除，另一部分在电区荷电后进入袋区，被滤袋与滤袋外已荷电的粉尘层阻隔在外，与原有的粉尘层结合形成新的蓬松的粉尘层，新的粉尘层上由于具有氯盐、氢氧化物和较大的比表面积，较强的物理吸附和化学吸附的能力可以使其作为最后一层“过滤膜”，来降低汞、SO₃、PM2.5等各种污染物的排放。袋区的清灰周期较长，这意味着氯盐与氢氧化物可以得到更有效的利用。

与此同时，这些粉尘上都携带有氢氧化物，这些氢氧化物可以与SO₃进行中和反应，从而防止滤袋被SO₃腐蚀，延长滤袋的寿命。烟气中的氢氧化物与SO₃反应后生成的硫酸盐对于汞和SO₃也具有较强的吸附作用。废水蒸干后的产物大部分都已随飞灰被电区与袋区捕集，因此，脱硫废水喷回烟道中不会对脱硫塔的运行产生影响，造成氯的富集现象。并且，烟道中的脱硫废水雾化颗粒在进入袋区之前完全蒸发，不会产生糊袋现象。

该方法可使脱硫废水与电袋除尘器完美结合，电袋除尘器在保证氯盐不会再进入脱硫塔的前提下，将脱硫废水喷入烟道后较大的提高了电袋除尘器中飞灰与多污染物的结合能力，同时又利用电袋除尘器中袋区除尘的特点，大大提高脱除汞、SO3、PM2.5等污染物的效率及稳定性，使电袋除尘器在脱除多污染物的过程中减少活性炭的喷入量甚至不喷入活性炭，即可完成多污染物的高效、稳定脱除。同时，该方法解决了现有的电袋除尘器脱汞效率不稳定以及脱汞成本较高的问题，还可有效保护滤袋，延长滤袋寿命。

可选的，所述废水处理装置包括以下部件：

反应池，设置于所述脱硫塔的下游，盛装有与脱硫废水中重金属盐反应并生成沉淀的碱性溶液，经所述反应池的脱硫废水的ph值范围为：8-9；

澄清池，用于过滤脱硫废水经所述反应池所产生的悬浮物，以获得澄清的脱硫废水；

PH调节池，设置于所述澄清池的下游、所述雾化器的上游，所述PH调节池内盛装有PH值调节物质，由所述澄清池流出的脱硫废水流经所述PH调节池进行PH值调节。

可选的，所述PH值调节物质为氧化钙，并且经所述氧化钙调节后脱硫废水的ph值的范围为：11-12。

可选的，所述反应池中盛装的碱性溶液为氢氧化钙与可溶无机盐的混合溶液。

可选的，所述雾化器的雾化角范围0°至60°，所述喷嘴并列设置形成蒸发区，所述蒸发区平面垂直烟气流动方向，所述喷嘴的喷射方向沿烟气流动方向。

可选的，经所述雾化器喷嘴喷出的雾化颗粒粒径尺寸小于或者等于50μm，并且所述喷嘴位于烟道远离所述电袋除尘器的端部。

附图说明

图1为具体实施方式中去除烟气中汞及三氧化硫的装置示意图；

图2为具体实施方式中去除烟气中汞及三氧化硫的控制方法流程图。

图1中：

PH调节池1、澄清池2、反应池3、烟囱4、脱硫塔5、尾部烟道6、除尘滤袋区7、前级电场区8、雾化器9、烟道10。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合控制方法、装置、说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请一并参看图1，图1为具体实施方式中基于电袋除尘器去除烟气中汞及三氧化硫的装置示意图。

本实用新型提供了一种基于电袋除尘器去除烟气中汞及三氧化硫的装置，包括电袋除尘器，脱硫塔5。电袋除尘器包括前级电场区8、除尘滤袋区7，前级电场区8设置有阳极板、阴极，阴极用于对烟气中的颗粒进行荷电，阳极板主要作用为与阴极形成电场，并起收尘作用。

除尘滤袋区7位于前级电场区8之后，设置有按一定规则排列的滤袋。通常除尘滤袋区7与前级电场区8之间还设置有中间过渡区，前级电场区8之前设置有进口喇叭，烟气自进口喇叭进入电袋除尘器的壳体内部，依次经前级电场区8、中间过渡区、除尘滤袋区7流至电袋除尘器的烟气出口，经烟气出口进入外部管路。当然，通常除尘滤袋区7顶部还设置有净气室，除尘滤袋区7的烟气经净气室净化后再由烟气出口流出。

其中除尘滤袋区7可以为一级除尘袋，也可以设置多级除尘袋。

本文中脱硫塔5的内部结构、工作原理可以与现有技术相同，在此不做重点介绍。脱硫塔5可以设置于电袋除尘器的下游，烟气经过电袋除尘器后进入脱硫塔5内部，脱硫塔5对烟气内部的二氧化硫进行清除。

本文中的去除烟气中三氧化硫的装置还进一步包括废水处理装置和雾化器9，废水处理装置用于去除脱硫塔5流出的脱硫废水中的重金属盐与悬浮物，并将脱硫废水的ph值调节至碱性。其中废水处理装置具体又可以进一步包括反应池3、澄清池2，反应池3设置于所述脱硫塔5的下游，盛装有与脱硫废水中重金属盐反应并生成沉淀的碱性溶液，经所述反应池3的脱硫废水的ph值范围为：8-9。碱性溶液可以为氢氧化钙与可溶无机盐的混合溶液，这可以通过向反应池中添加固体氢氧化钙同时搅拌形成。

经澄清池2的碱性脱硫废水可以直接经过雾化器9的喷嘴喷入烟道10内部。

雾化器9具有用于将经废水处理装置后的脱硫废水雾化的喷嘴，雾化器9的喷嘴设置于连通电袋除尘器的烟气进口的烟道10内部。关于雾化颗粒在烟道10中的蒸发时间，本文做了大量试验研究，研究发现影响雾化颗粒蒸发时间的主要因素并非现有技术所认为的烟气的温度，而是雾化颗粒直径的大小。故本文根据实际应用环境烟道10的实际长度，设定雾化器9喷嘴的尺寸，以使雾化颗粒在进入电袋除尘器的袋区之前完全蒸发。最佳理想状态为雾化颗粒在进入电袋除尘器前就蒸发完毕，尽量减少雾化颗粒对电场区除尘的影响。

通常烟道10内部烟气的流速为15m/s，连接于电袋除尘器进口之前的烟道10长度通常为10-15m，如果想要雾化颗粒在进入电袋除尘器之前就蒸发完毕，则雾化颗粒就需要在1s左右完成蒸发。试验证实，当雾化喷嘴喷出的雾化颗粒的直径小于等于50μm时，可实现雾化颗粒在进入电袋除尘器之前就蒸发完毕。

当然，根据烟道10长度的不同，可以适当调节雾化喷嘴的尺寸，以达到上述技术效果。

请参考图2，图2为具体实施方式中去除烟气中三氧化硫的控制方法流程图。

在上述去除烟气中三氧化硫的装置的基础上，本文还提供了一种控制方法，该控制方法具体为：

S1、去除由脱硫塔5流出的脱硫废水中的重金属盐及悬浮物，并将脱硫废水的ph值调节至碱性；

S2、将经废水处理装置后的脱硫废水雾化喷射于电袋除尘器烟气进口的烟道10内部，其中，经雾化器9喷嘴雾化后的颗粒在进入电袋除尘器的袋区之前完全蒸发。

进一步地，步骤S1具体为：

S11、使用氢氧化钙去除脱硫废水中的重金属盐，并调节脱硫废水ph值至8-9；

S12、加入氧化钙将脱硫废水的ph值进一步调节至11-12，废水温度上升。

本文中将脱硫废水的ph值调节至碱性，然后再将脱硫废水喷至烟道10内部，碱性的脱硫废水蒸干析出的氯盐与氢氧化物在烟道10中与烟气中SO₃等酸性物质和汞元素进行充分接触，氯盐可以将单质汞转化为氧化态汞，提高汞的脱除效率，氢氧化物可以与SO₃等酸性物质反应生成硫酸盐，提高SO₃的脱除效率。并且部分雾化颗粒与烟气中的飞灰颗粒碰撞，迅速蒸发后析出结晶盐和氢氧化物附着在飞灰颗粒上，使飞灰的比电阻降低，可提高电袋除尘器的除尘效率。

附着在飞灰上的氯盐和氢氧化物可在原本物理吸附的基础上，增加对汞和SO₃更稳定高效的化学吸附，提高飞灰对汞以及SO₃的结合能力，进而飞灰被除尘滤袋捕集，汞与SO₃也被脱除。

部分液滴在喷出后，会与不同的细微颗粒如PM2.5发生多次碰撞，碰撞后，废水液滴会与这些细微飞灰颗粒结合在一起，当液滴迅速蒸干后，这些细微飞灰将会凝并在一起，变为较大的飞灰颗粒，从而更容易被电袋除尘器捕集。随后，吸附了汞与SO₃的飞灰和废水液滴蒸干后析出的结晶大部分在电区被脱除，另一部分在电区荷电后进入袋区，被滤袋与滤袋外已荷电的粉尘层阻隔在外，与原有的粉尘层结合形成新的蓬松的粉尘层，新的粉尘层上由于具有氯盐、氢氧化物和较大的比表面积，较强的物理吸附和化学吸附的能力可以使其作为最后一层“过滤膜”，来降低汞、SO₃、PM2.5等各种污染物的排放。袋区的清灰周期较长，这意味着氯盐与氢氧化物可以得到更有效的利用。

与此同时，这些粉尘上都携带有氢氧化物，这些氢氧化物可以与SO₃进行中和反应，从而防止滤袋被SO₃腐蚀，延长滤袋的寿命。烟气中的氢氧化物与SO₃反应后生成的硫酸盐对于汞和SO₃也具有较强的吸附作用。废水蒸干后的产物大部分都已随飞灰被电区与袋区捕集，因此，脱硫废水喷回烟道10中不会对脱硫塔5的运行产生影响，造成氯的富集现象。并且，脱硫废水于烟道10中的雾化颗粒在进入袋区之前完全蒸发，不会产生糊袋现象。

该方法可使脱硫废水与电袋除尘器完美结合，电袋除尘器在保证氯盐不会再进入脱硫塔5的前提下，将脱硫废水喷入烟道10后较大的提高了电袋除尘器中飞灰与多污染物的结合能力，同时又利用电袋除尘器中袋区除尘的特点，大大提高脱除汞、SO₃、PM2.5等污染物的效率及稳定性，使电袋除尘器在脱除多污染物的过程中减少活性炭的喷入量甚至不喷入活性炭，即可完成多污染物的高效、稳定脱除。解决了现有的电袋除尘器脱汞效率不稳定以及脱汞成本较高的问题，还可有效保护滤袋，提高滤袋寿命。

上述实施例中，如果反应池3中存储的碱性溶液为氢氧化钙溶液，则上述雾化颗粒中析出的氢氧化物即为氢氧化钙。

为了尽量避免雾化颗粒喷出对烟气温度的影响，可以在脱硫废水进入雾化器9之前，对脱硫废水进行问题调节。具体如下。

上述废水处理装置还可以进一步包括PH调节池1，PH调节池1设置于澄清池2的下游、所述雾化器9的上游，PH调节池1内盛装有PH值调节物质，用于调节由澄清池2流出的脱硫废水温度至预定PH值。

PH调节池1可以通过加入PH调节的物质以调节脱硫废水的PH值，并且该物质溶解后PH调节池1内的温度升高。该物质可以为氧化钙，在加入氧化钙的同时，脱硫废水的ph值也同时上升，经所述氧化钙调节后脱硫废水的ph值的范围为：11-12。

即，经PH调节池1后的脱硫废水为高碱性溶液，即溶液中氢氧化物的浓度比较高，这样当高碱性溶液喷入烟道10时，有利于氢氧化物的快速析出。并且氧化钙溶解散热，脱硫废水的温度将有一定程度的升高，温度升高进一步利于高碱溶液喷入烟道10时，氢氧化物的析出。

为了尽量降低雾化颗粒对烟道10内壁的腐蚀，雾化器9喷嘴的雾化角应尽量小，雾化角可以选择0°-60°。为了使雾化颗粒尽量在烟道10中蒸发，喷嘴一般尽量安装于离电袋除尘器进口远的烟道10端部。

在一种具体实施方式中，喷嘴并列设置形成蒸发区，蒸发区平面垂直烟气流动方向，喷嘴的喷射方向沿烟气流动方向。

脱硫塔5可以设置于电袋除尘器的下游，即经电袋除尘器的烟气经尾部烟道6进入脱硫塔5，经脱硫塔5后再由烟囱4排至外部。

以上对本实用新型所提供的去除烟气中三氧化硫的控制方法及装置进行了详细介绍。本文中仅针对本实用新型的具体例子进行了阐述，以上具体实施方式的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型特点的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本实用新型的保护范围。