静电旋风分离荷电气雾脱硫脱硝除尘的净化处理方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业废气净化领域，特别涉及一种静电旋风分离荷电气雾脱硫脱硝除尘的净化处理方法及其系统。
【背景技术】
[0002]我国是能源消费大国，化石等燃料燃烧后排放出大量工业废气，工业废气中含有的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体以及细颗粒粉尘对环境造成雾霾、酸雨、温室效应增强以及臭氧层破坏。现有工业废气的脱硫、脱硝和除尘一般采用单独的处理方法:脱硫主要采用石灰石-石膏湿法;氮氧化物去除以NH3-SCR和SNCR干法脱硝技术为主；除尘主要以静电除尘器、布袋除尘器为主。脱硝方法中，SNCR脱硝效率仅为30%?50%，无法满足日益严格的环保要求，NH3-SCR尽管脱硝效率达到80-90%，但投资大、催化剂成本高，且极易产生氨逃逸而造成二次污染。传统的除尘装置也存在诸多问题，如静电除尘器在清灰过程中易二次扬尘，除尘效率降低；布袋除尘器在使用过程中，由于湿法脱硫后废气中含有大量的水蒸气，不但粉尘容易粘连在布袋表面，增加系统压降，降低除尘效率;而且为避免蒸汽凝结，需要提高废气温度，造成能源浪费。此外，布袋除尘器对粒径较大的粉尘颗粒虽有较好的除去效果，但对细颗粒物，特别是粒径小于2.5μπι的PM2.5作用甚微。此外，单独的脱硫脱硝除尘需要多套设备以及不同工艺的组合使用，从而导致投资大、占地面积大等问题，且运行操作复杂、相互间易产生干扰，进而影响使用效果。
[0003]因此，需要一种能同时脱硫脱硝除尘的一体化式工业废气净化处理工艺，采用脱硫脱硝除尘一体化工艺同时脱除工业废气中的二氧化硫和氮氧化物等气体污染物以及颗粒污染物，尤其是对ΡΜ2.5及以下的细颗粒物去除效果最佳。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种静电旋风分离荷电气雾脱硫脱硝除尘的净化处理方法及其系统，采用一体化工艺同时脱除工业废气中的二氧化硫和氮氧化物等气体污染物以及颗粒污染物，尤其是对ΡΜ2.5及以下的细颗粒物去除效果最佳。
[0005]本发明的静电旋风分离荷电气雾脱硫脱硝除尘的净化处理方法，包括以下步骤:
[0006]a.将水雾化成能够与粉尘混合的细水雾后加载电荷形成荷电水雾，将含尘工业废气加载与荷电水雾相反的电荷形成含尘荷电工业废气；
[0007]b.将荷电水雾与含尘荷电工业废气混合后形成含有气相和含尘固液相的混合体系，利用重力初步分离混合体系中的含尘固液相；
[0008]c.将步骤b中初步分离的混合体系经静电旋风分离形成洁净空气相和余下的含尘固液相；
[0009]进一步，步骤c中，静电旋风分离为静电湿式环流旋风分离，含尘固液相在气体环流的离心力下产生水膜；
[0010]进一步，还包括步骤d，将步骤b和步骤c中分离出的含尘固液相经固液分离后，液相循环使用；
[0011]进一步，步骤a中，所述能够与粉尘混合的细水雾粒径为1-150μπι;细水雾与工业废气的体积比为0.001?0.2L/m3，荷电水雾的的荷电电压为1-1 OOKV，含尘荷电工业废气的荷电电压均为1-150KV;
[0012]进一步，步骤a中，所述能够与粉尘混合的细水雾粒径为10-100μηι;荷电水雾的的荷电电压为10-50KV，含尘荷电工业废气的荷电电压均为10-100KV;
[0013]进一步，步骤c中，所述环流旋风分离的进口风速为10-35m/s，施加的静电电压为1-150KV；
[0014]进一步，步骤a中，所述细水雾由碱性水溶液雾化而成，含尘工业废气加载与荷电水雾相反的电荷后产生臭氧将不溶性氮氧化物氧化成可溶性氮氧化物。
[0015]本发明还公开一种静电湿式环流旋风分离荷电气雾脱硫脱硝除尘的工业废气净化系统，包括荷电水雾发生装置、电晕荷电发生装置、荷电气雾混合反应器和静电旋风除尘器;工业废气经电晕荷电发生装置加载与荷电水雾相反电荷并产生臭氧后进入荷电气雾混合反应器，与荷电水雾混合并初步分离后进入静电旋风除尘器进行强制分离；
[0016]进一步，还包括用于与荷电气雾混合反应器的含尘固液相排放口和静电旋风除尘器的含尘固液相排放口连通的液体循环装置；
[0017]进一步，所述静电旋风除尘器为环流式湿式静电除尘器，包括内筒、中间筒和外筒，所述中间筒施加负高电压，内筒和外筒接地;所述电晕荷电发生装置将工业废气加载电荷后产生臭氧将不溶性氮氧化物氧化成可溶性氮氧化物。
[0018]本发明的有益效果:本发明的静电旋风分离荷电气雾脱硫脱硝除尘的净化处理方法及其系统;采用脱硫脱硝除尘一体化工艺同时脱除工业废气中的二氧化硫和氮氧化物等气体污染物以及颗粒污染物，尤其是针对PM2.5及以下细颗粒物去除效果最好，去除效率可高达98%以上，对废气中的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体去除效率可达95%以上;使用该工艺可大大降低了工业能耗，减少了浪费水资源的浪费，并且环保无污染，占地面积小，投资成本低并且操作流程简单，维护方便，可根据情况灵活调节电压、水溶液等工艺参数，用于化工厂废气，燃煤电厂、冶炼厂、水泥厂、生物质及生活垃圾焚烧发电厂的烟气超净处理，同时适用于密闭空间的空气以及各种加工车间工业废气等的净化与除尘。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0020]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]图1为本发明的结构示意图；如图所示:本发明的静电旋风分离荷电气雾脱硫脱硝除尘的净化处理方法，包括以下步骤:
[0022]a.将水雾化成能够与粉尘混合的细水雾后加载电荷形成荷电水雾，将含尘工业废气加载与荷电水雾相反的电荷形成含尘荷电工业废气；
[0023]b.将荷电水雾与含尘荷电工业废气混合后形成含有气相和含尘固液相的混合体系，利用重力初步分离混合体系中的含尘固液相；
[0024]c.将步骤b中初步分离的混合体系经静电旋风分离形成洁净空气相和余下的含尘固液相;工业废气在混合前，用荷电电极加载电荷，将工业废气与加载相反电荷的细水雾混合，废气中部分污染气体被水溶液吸收，同时荷电细水雾与带电荷粉尘发生凝聚作用，含有气相和含尘固液相的混合体系，由于气相中可能含有粒径较小(小于I微米)的微尘，因此，该混合体系中的气体还不能直接排放，而存在于含尘固液相中的在体积、粒径、质量、密度等方面较重、较大的部分由于重力作用开始沉积、沉降，对混合体系进行了初步分离，其余的含有气相和含尘固液相的混合体系经静电旋风进行强制气液分离。
[0025]本实施例中，步骤c中，静电旋风分离为静电湿式环流旋风分离，含尘固液相在气体环流的离心力下产生水膜;气体环流的离心力将含尘固液相和微细液粒抛洒在分离器表面形成稳定水膜，更容易吸附粉尘，而残余的微细荷电粉尘(小于I微米)在电场作用下推向水膜被吸附，含尘固液相与粉尘一起因重力沉降，粉尘和含尘固液相从气相完全分离出来，最终达到气液分离的目的，静电湿式环流旋风的气体环流的离心力更强，可进行多次分离，分离效果更好。
[0026]本实施例中，还包括步骤d，将步骤b和步骤c中分离出的含尘固液相经固液分离后，液相循环使用;降低工业能耗，减少浪费水资源的浪费，环保无污染。
[0027]本实施例中，步骤a中，所述能够与粉尘混合的细水雾粒径为1_150μπι;优选为10-ΙΟΟμπι;细水雾与工业废气的体积比为0.001?0.2171113，荷电水雾的的荷电电压为1_100KV，优选为10-50KV;含尘荷电工业废气的荷电电压均为1-150KV;优选为10-100KV，通过控制细水雾的粒径，以及细水雾与含尘工业废气的体积比确保含尘空气中的颗粒污染物均被细水雾粒有效附着，提高雾化效果和荷电效果，进而提高净化效率;上述范围的参数之间相互协调和作用，更能适用于颗粒污染物，尤其是ΡΜ2.5及以下颗粒污染物与水雾进行混合并利用静电进行集聚，通过控制参数使细水雾粒更容易附着于含尘工业废气中的ΡΜ2.5及以下颗粒污染物，并增大含尘空气中的颗粒污染物的附着有效面积，进而增大颗粒污染物的粒径，便于后续进行旋风分离，进而提高颗粒污染物的净化效率。
[0028]本