一种超净除尘系统的制作方法
【专利摘要】一种超净除尘系统，包括烟筒、离心烟道和储液箱、脱硫塔、引风机、静电除尘器、水泵(高压)、储水箱、控制器、静电除尘器控制系统、厂用杂用空气、超细颗粒雾化喷头。超细颗粒雾化喷头分别安装在静电除尘器的烟气入口、脱硫塔的烟气入口和脱硫塔的烟气出口，这些设备在控制器的控制下协同工作，实现超净除尘的目的。此系统具有简单、建设和运行费用低的特点，便于在大工业的除尘系统应用。
【专利说明】一种超净除尘系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及环保行业-一种超净除尘系统的方案。
【背景技术】
[0002]中国经济快速发展，带来的环境问题越来越严重，使大众对环境问题日益关注，特别是近年来京津冀、珠三角、长三角大面积雾霾使人民深受危害，也深深促动政府和企业治理环境的动力。不同研究机构的研究成果表明，造成雾霾的主要原因是工业烟尘和汽车尾气的排放。工业排放主要由火电厂产生，为此国家发布了《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)，此标准从2014年7月I日开始执行，要求一般地区排放的烟尘浓度(30mg/Nm3、重点地区排放的烟尘浓度≤20mg/Nm3 ;珠三角、长三角的政府和一些负责任的企业提出火电厂排放达到燃气机组的排放标准，即:排放的烟尘浓度< 5mg/Nm3、二氧化硫浓度< 35mg/Nm3、氮氧化物浓度< 50mg/Nm3。
[0003]火电厂锅炉燃烧后温度为120~150°C的烟气携带大量的烟尘，一般为20~30g/Nm，要达到烟筒排放的烟尘浓度≤5mg/Nm3的要求，静电除尘器出口烟尘浓度≤15mg/Nm3,为此静电除尘器效率要达到99.95%及以上，这个要求现有的系统和设备难以胜任。大型工业烟尘的排放主要由静电除尘器和脱硫塔进行捕获，但由于技术和投资等问题现有的静电除尘器和脱硫塔组合的形式还达不到国家新排放标准的要求，究其原因如下:
[0004]I)采用先进的静电除尘器和静电除尘器电源投资高；
[0005]2)比电阻高的 灰，静电除尘器除尘后的烟尘难以达标排放；
[0006]3)静电除尘器末级和次末级振打时二次扬尘产生的细灰没法脱除；
[0007]4)脱硫塔的石膏浆液随烟气排放到大气中形成的石膏雨脱除困难。
[0008]为此，现有的烟气调质、湿式电除尘器等由于造价和运行费用高，且维护难、维修费用高，推广起来有较大的难度。
【发明内容】
[0009]本发明涉及一种超净除尘系统，此种超净除尘系统分别在静电除尘器(5)的烟气入口、脱硫塔(3)的烟气入口和脱硫塔(3)的烟气出口安装超细颗粒雾化喷头(11)，与现有的静电除尘器(5)和脱硫塔(3)相结合将烟尘浓度降低到5mg/Nm3。
[0010]本发明的技术方案是:一种超净除尘系统，包括烟筒(I)、离心烟道和储液箱(2)、脱硫塔(3)、引风机(4)、静电除尘器(5)、水泵(高压)(6)、储水箱(7)、控制器(8)、静电除尘器控制系统(9)、厂用杂用空气(10)、超细颗粒雾化喷头(11)，其特征是:
[0011]I超细颗粒雾雾化系统，超细颗粒雾化系统是利用高压水泵(6)产生20Mpa及以上压力的高压水经专用的超细颗粒雾化喷头(11)作用下形成水雾，此超细颗粒的水雾直径为10~50um，这些超细颗粒的水雾能够将细烟尘或细烟尘一石膏浆很好的凝聚，形成大颗粒的细烟尘凝聚体或细烟尘-石膏浆液凝聚体，被脱硫塔(3)和离心烟道(2)所捕获。超细颗粒雾化系统包括储水箱的(7)，水泵(高压)(6)，超细颗粒雾化喷头(11)，相应的管道、控制阀门和测量装置。超细颗粒雾化喷头(11)分别安装在静电除尘器(5)的烟气入口、脱硫塔(3)的烟气入口和脱硫塔(3)的烟气出口，这些设备在控制器(8)的控制下协同工作，实现超净除尘的目的。厂用杂用空气(10)和相应的控制阀在控制器(8)的控制下对超细颗粒雾化喷头(11)和相应的管路进行吹扫，防止冬季喷头和管路冻坏(北方地区)。
[0012]2离心烟道和储液箱(2)，包括分别与脱硫塔(3)和烟筒(I)连接的下半圆型烟道和烟道下面的储液箱(2)，其中下半圆型烟道流通面积是脱硫塔出口烟道流通面积的2倍以上。从脱硫塔(3)出来的细烟尘和石膏浆液穿过安装在脱硫塔(3)出口的超细颗粒雾化喷头(11)，相当于细烟尘和石膏浆液被一层水雾形成的筛子过滤，加湿凝聚后的凝聚体和湿烟气通过离心烟道(2)扩容和转向，烟气流速降低并在离心力的作用下将细烟尘和石膏浆液与水雾凝聚后的凝聚体甩落到储液箱(2)中，从而回收了脱硫塔(3)出口的细烟尘和石膏浆液的凝聚体，达到超净排放的目的。储液箱(2)中的细烟尘和石膏浆液通过控制阀回流到脱硫塔(3)内；储液箱(2)安装有搅拌装置和溢流管，溢流管也连接到脱硫塔(3)；储液箱(2)高于脱硫塔(3)。
[0013]3静电除尘器(5)烟气入口安装的超细颗粒雾化喷头(11)，是根据锅炉负荷进行控制的，当锅炉负荷高时、增加喷雾强度，反之、降低喷雾强度，通过控制器(8)优化的控制策略，在保证除尘效果的前提下，降低水耗。超细颗粒雾化喷头(11)安装在静电电除尘(5)入口烟道的上方，具体数量根据烟道的尺寸确定。
[0014]4脱硫塔(3)入口安装的超细颗粒雾化喷头(11)，是根据静电除尘器(5)末级和次末级电场振打状态进行控制的，当末级和次末级电场振打时、进行喷雾，反之、不喷雾；通过控制器(8)优化的控制策略，在保证除尘效果的前提下，降低水耗。超细颗粒雾化喷头
(11)安装在脱硫塔(3)入口烟道的水平方向或上方，具体数量根据烟道的尺寸确定。
[0015]5脱硫塔(3)出口安装的超细颗粒雾化喷头(11)，是根据烟筒(I)安装的浊度仪的信号进行控制的，当浊度高时、增加喷雾强度，反之、降低喷雾强度，通过控制器(8)优化的控制策略，在保证除尘效果的前提下，降低水耗。超细颗粒雾化喷头(11)安装在脱硫塔
(3)出口烟道的上方，具体数量根据烟道的尺寸确定。
[0016]6储水箱(7)，储水箱(7)是保证系统能够连续提供超细颗粒喷雾而设置的，水源可为自来水或除盐水，储水箱(7)按保证系统最大工况8h用水量设计，控制器(8)根据储水箱(7)水位测量装置的信号控制补水量，储水箱(7)溢流管的水回到脱硫塔(3)或就近的水沟内。
[0017]7控制器(8)，控制器⑶是超净除尘系统的控制中心，通过与静电除尘器(5)控制系统的通讯，取得锅炉负荷、烟筒排放浓度、静电除尘器(5)振打等信号，控制超净除尘系统的水泵及控制阀的起停，在内装优化控制算法的支持下，实现达标排放并降低水和电的消耗。
[0018]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0020]图1是一种超净除尘系统总系统图，说明整个系统设备之间的关系；[0021]图2是一种超净除尘系统脱硫塔、离心烟道和储液箱的结构图，说明离心烟道和储液箱的形状和超细颗粒雾化喷头(11)的安装位置；以及
[0022]图3是一种超净除尘系统静电除尘器的结构图，说明静电除尘器烟道入口超细颗粒雾化喷头(11)的安装位置；
[0023]图中
[0024]1-烟筒、2-离心烟道和储液箱、3-脱硫塔、4-引风机、5-静电除尘器、6-水泵(高压)、7_储水箱、8-控制器、9-静电除尘器控制系统、10-厂用杂用空气、11-超细颗粒雾化嗔头。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0026]图1?3示出了根据本发明的实施方式的一种超净除尘系统。参加附图所示，下面是本发明的一个实施方式。
[0027]I超细颗粒雾化除尘原理，参见图1，由超细颗粒雾化喷头(11)将超细颗粒水雾喷进烟道与烟道内的细烟尘或石膏浆混合并凝聚，形成大颗粒的细烟尘凝聚体(脱硫塔(3))前或细烟尘-石膏浆液凝聚体(离心烟道(2))前；脱硫塔(3)前烟道的细烟尘凝聚体被脱硫塔收集，其原理是含有细烟尘凝聚体的烟气在脱硫塔(3)内利用扩容降低烟气速度、利用烟气转向的离心力和石膏浆液的清洗完成收尘的；脱硫塔(3)后烟道的细烟尘-石膏浆液凝聚体被离心烟道(2)所收集，其原理是在脱硫塔(3)出口由超细颗粒雾化喷头(11)将超细颗粒水雾喷进烟道将含有细烟尘-石膏浆液的烟气形成大颗粒的细烟尘-石膏浆液凝聚体，此凝聚体通过离心烟道(2)扩容和转向，烟气流速降低并在离心力的作用下将此凝聚体甩落到储液箱(2)中，从而完成细烟尘-石膏浆液凝聚体的收集。
[0028]2静电除尘器(5)入口烟道喷雾是利用将烟气加湿后灰的比电阻会降低的特性，从而提高静电除尘器(5)的除尘效果，特别是细烟尘。由于超细颗粒雾化喷头(11)喷出的超细颗粒的水雾直径小于50um，强化了烟道内与细烟尘混合，使烟尘的比电阻均衡降低，提高除尘效果；采用超细颗粒雾化喷头是为了降低水的消耗；由于喷入烟道水量较小，不需要对静电除尘器和后面的烟道防腐处理，降低工程造价。
[0029]3超细颗粒雾化系统的原理，超细颗粒雾化系统是利用高压水泵(6)产生的20Mpa及以上压力的水经专用的超细颗粒雾化喷头(11)作用下形成水雾，此超细颗粒的水雾直径小于50um，采用高压水和超细颗粒雾化喷头(11),可提高水的雾化效果，降低水的消耗。
[0030]4静电除尘器(5)烟气入口安装的超细颗粒雾化喷头(11)由控制器⑶进行控制，控制器(8)是根据锅炉负荷进行控制的，当锅炉负荷高时、增加喷雾强度，反之、降低喷雾强度。超细颗粒雾化喷头(11)安装在静电电除尘器(5)入口烟道的上方，具体数量根据烟道的宽度确定，安装位置见附图3。
[0031]5脱硫塔(3)入口安装的的超细颗粒雾化喷头(11)由控制器⑶进行控制，控制器(8)是根据静电除尘器(5)末级和次末级电场振打状态进行控制的，当末级和次末级电场振打时、进行喷雾，反之、不喷雾。超细颗粒雾化喷头(11)安装在脱硫塔(3)入口烟道的水平方向或上方，具体数量根据烟道的尺寸确定，安装位置见附图2 ;考虑此处的喷头不连续工作，为减少喷头的腐蚀，喷头直接安装或采用驱动装置驱动，当需要喷雾时、喷头插入烟道，当不需要喷雾时、喷头退出烟道，由于此部分技术成熟，在此不进行专题说明。
[0032]6脱硫塔(3)出口安装的的超细颗粒雾化喷头(11)由控制器⑶进行控制，控制器(8)是根据烟筒安装的浊度仪的信号进行控制的，当浊度高时、增加喷雾强度，反之、降低喷雾强度。超细颗粒雾化喷头(11)安装在脱硫塔(3)出口烟道的上方，具体数量根据烟道的尺寸确定，安装位置见附图2。
[0033]7储水箱的(7)，储水箱的(7)是保证能够连续提供超细颗粒喷雾而设置的，水源可为自来水或除盐水，储水箱(7)保证系统最大工况8h用水量，控制器(8)是根据水箱水位测量装置的信号控制补水量，水位低于下限时打开补水门进行补水，水位高于上限时关闭补水门停止补水；储水箱(7)的溢流管的水回到脱硫塔(3)或就近的排水沟内。
[0034]8离心烟道和储液箱(2)，离心烟道安装在脱硫塔(3)出口和烟筒⑴入口之间，采用向下半圆的形状，离心烟道下连接储液箱；当含有细烟尘-石膏浆液凝聚体的烟气通过下半圆的形状的烟道时，由于烟道扩容流速降低、在重力和离心力双重作用下，将细烟尘-石膏浆液凝聚体甩到烟道下面的储液箱，使排放到烟筒(I)的烟气超净。
[0035]9厂用杂用空气(10)和相应的控制阀在控制器(8)的控制下对超细颗粒雾化喷头(11)和相应的管路进行吹扫，防止冬季喷头和管路冻坏，也能防止管路余水对局部部件的腐蚀，在南方地区，此吹扫系统可以不用。
[0036]10控制器(8)，控制器⑶是超净除尘系统的指挥中心，通过与静电除尘器控制系统(9)的通讯，取得锅炉负荷、烟筒排放浓度、静电除尘器(5)振打等信号，控制超净除尘系统的水泵和控制阀的动作，在内装优化控制算法的支持下，实现达标排放并降低水和电的消耗。
[0037]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0038]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合或拆解。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
【权利要求】
1.一种超净除尘系统，包括烟筒、离心烟道和储液箱、脱硫塔、引风机、静电除尘器、水泵(高压)、储水箱、控制器、静电除尘器控制系统、厂用杂用空气、超细颗粒雾化喷头，其特征是: 超净除尘系统的核心是超细颗粒雾化系统，超细颗粒雾化系统是用高压水泵产生20Mpa及以上压力的高压水经专用的超细颗粒雾化喷头作用下形成水雾。超细颗粒雾化系统包括储水箱的，水泵(高压)，超细颗粒雾化喷头，相应的管道、控制阀门和测量装置。超细颗粒雾化喷头分别安装在静电除尘器的烟气入口、脱硫塔的烟气入口和脱硫塔的烟气出口，这些设备在控制器的控制下协同工作，实现超净除尘。厂用杂用空气和相应的控制阀在控制器的控制下对超细颗粒雾化喷头和相应的管路进行吹扫。
2.根据权利I所述的超净除尘系统，其中，离心烟道和储液箱是与脱硫塔和烟筒连接的下半圆型烟道和烟道下面的储液箱，其中下半圆型烟道流通面积是脱硫塔出口烟道流通面积的2倍以上。储液箱中的细烟尘-石膏浆液的凝聚体通过控制阀回流到脱硫塔内；储液箱安装有搅拌装置和溢流管，溢流管也连接到脱硫塔；储液箱高于脱硫塔。
3.根据权利I所述的超净除尘系统，其中，静电除尘器烟气入口安装的超细颗粒雾化喷头是根据锅炉负荷进行控制的，当锅炉负荷高时、增加喷雾强度，反之、降低喷雾强度。超细颗粒雾化喷头安装在静电除尘器入口烟道的上方。
4.根据权利I所述的超净除尘系统，其中，脱硫塔入口安装的超细颗粒雾化喷头是根据静电除尘器末级和次末级电场振打状态进行控制的，当末级和次末级电场振打时、进行喷雾，反之、不喷雾。超细颗粒雾化喷头安装在脱硫塔入口烟道的水平方向或上方。
5.根据权利I所述的超净除尘系统，其中，脱硫塔出口安装的超细颗粒雾化喷头是根据烟筒安装的浊度仪的信号进行控制的，当浊度高时、增加喷雾强度，反之、降低喷雾强度。超细颗粒雾化喷头安装在脱硫塔出口烟道的上方。
6.根据权利I所述的超净除尘系统，其中，储水箱是保证能够系统连续提供超细颗粒喷雾而设置的，水源可为自来水或除盐水，储水箱按保证系统最大工况8h用水量，控制器根据储水箱水位测量装置的信号控制补水量，储水箱溢流管的水回到脱硫塔或就近的水沟内。
7.根据权利I?6所述的超净除尘系统，其中，控制器是超净除尘系统的控制中心，通过与静电除尘器控制系统的通讯，取得锅炉负荷、烟筒排放浓度、静电除尘器振打等信号，控制超净除尘系统的水泵和控制阀的动作，实现超净除尘。
【文档编号】B01D50/00GK103977662SQ201410189089
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】岳建华, 岳征宇, 李兰 申请人:岳建华