一种火力发电厂粉尘治理系统及方法与流程

本发明涉及火力发电厂粉尘环境治理领域，具体涉及一种火力发电厂粉尘治理系统及方法。

背景技术：

近年来，随着我国社会经济的迅速发展，环境污染问题变得更加严重，不仅雾霾天气出现的频率越来越高，在严重程度上也比以前有所加大，而火力发电行业所排放的粉尘占有相当大的比重。

电力行业中危害性最高且危害面最广的一种职业性有害颗粒物硅尘一般是指以石英为代表的游离二氧化硅的粉尘。火电厂的硅尘一般是含有10％以下游离二氧化硅的粉尘(国家规定最高容许排放质量浓度为10mg/m3)，直径小于5μm的占73％。在锅炉周围巡检的工人因需爬梯登高，有时需要打焦清粉，劳动强度较大，接触的粉尘总量就相应增加，检修作业有时需进入局限空间中从事较重的体力劳动，接触粉尘浓度较高，游离二氧化硅浓度大，尘粒分散度高，对工人健康的影响也最大。另外，在火力发电厂中，输煤、卸煤、制粉系统包含了燃煤接卸、转运、筛分、破碎、输送、制粉等复杂环节，这些地方容易产生大量粉尘。粉尘污染不仅破坏了工作环境、影响工人健康，还会带来安全隐患，影响全厂安全文明生产。随着国家环保新标准的出台，给火电厂输煤系统粉尘治理带来了新的问题。粉尘污染对人的身心健康危害极大，粉尘治理意义重大。现有的除尘设备主要有以下几种：

第一种，布袋除尘器，主要是将灰和空气的混合物抽到布袋除尘器内，通过布袋的过滤作用,将灰和空气分离，空气由布袋内部经负压风机出口排入大气，灰由于重力的作用,经锁气阀落入灰库。存在以下缺点：(1)布袋吸水性大，容易结垢，不抗静电，不阻燃，长期工作通气性差，影响除尘效果；(2)除尘器在清灰过程中产生二次污染；(3)除尘器清灰不合理和不科学时会造成能源损耗；(4)设备容易老化，维护成本高，维修工作量大，使用寿命短，并且占地面积较大；(5)当污染源分散时粉尘难以收集，并且当一些特性粉尘(如：煤粉尘)达到一定浓度时，就会在高温、明火、电火花、摩擦、撞击的情况发生爆炸；(6)选用滤料时必须考虑粉尘气体的特性，一般要求其滤料有耐磨、耐腐、阻力低、使用寿命长等特点，从而增加了滤袋的制造费用；(7)滤料的性质决定了布袋除尘器相对于粉尘具有局限性；(8)治理效果差，虽然排放值达到国家允许的50毫克/立方米,但污染现场的治理指标均达不到国家规定的10毫克/立方米。

第二种，电除尘器，主要是含尘气体通过高压静电场时，使尘粒荷电，在电场力的作用下，使荷电尘粒沉积到集成板上，当粉尘沉积到一定的厚度后，通过振打将其振落到灰斗内并通过排灰阀将灰排走，从而达到除尘的目的。存在以下缺点：(1)一次投资高，钢材消耗量大；(2)电除尘器通常要求较高的制造安装精度，否则不能保证其正常高效运行；(3)电除尘器由于电场风速较低而占地面积较大；(4)电除尘器对所处理的粉尘有一定要求，在适宜范围以外的粉尘，采用电除尘就要有相应的措施，才能保证必须的除尘性能。

第三种，无动力除尘，运用空气动力学原理，采用压力平衡和闭环流通方式，最大限度的降低落料桶类粉尘空气的压力，使之与外部空气压力趋于平衡。物料在跌落时会产生大量的负压气流，粉尘在负压气流的引导下，在密闭空间内循环运动，撞击压力板，直线运动变为曲线运动，降低自身的势能，在重力的作用下尘降下来，来达到除尘的目的。存在以下缺点：(1)投资大；(2)粉尘捕集率低；(3)水平管道易堵塞，影响捕集率；(4)净化效率较低(通常为40％到50％)；(5)占地面积大。

第四种，单流体高压干雾除尘，经过高压陶瓷柱塞泵，把水经过管道加压，在由高压喷嘴雾化，通过管道连接安装到起尘点，来达到除尘的目的。存在以下缺点：(1)喷嘴容易堵塞；(2)设备故障率高，维护成本高；(3)对于运动设备的粉尘，起尘点的治理效果只能达到30％到40％；(4)由于喷嘴堵塞的原因，管道接头容易爆开；(5)安全系数低，由于设备是用高压泵把水加压到6mp-8mp，一旦管道爆破或冲开，会对现场工作人员造成伤害和现场设备造成不必要的损失；(6)对水源的纯净度的要求高；(7)过滤器容易堵塞。

由于各种除尘设备存在以上不足，火力发电厂的粉尘指标仍达不到标准水平，粉尘治理迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明的的目的在于提出一种能够全方位综合处理火力发电厂空气污染问题，从而达到发电厂整体环境改善的火力发电厂粉尘治理系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明所提供的火力发电厂粉尘治理系统，包括基座、供水系统、供气系统、两相流喷头和吸风管道，所述基座内形成有沉积室，所述两相流喷头布置在所述沉积室的顶部，所述供水系统和供气系统分别与所述两相流喷头连通，所述吸风管道与所述沉积室的进气端对接，所述吸风管道上设有风机。

进一步的，所述供水系统包括储水罐、计量泵及水分流器，所述储水罐通过供水干路依次与所述计量泵和水分流器连通，所述供水干路上设有水流量计、水过滤器、水压表及水稳压阀，所述水分流器分出多条供水支路，所述供水支路上设有水分流阀。

进一步的，所述储水罐上设有活性剂添加口，表面活性剂添加装置与所述活性剂添加口对接，所述表面活性剂添加装置内填充有质量浓度为0.04％-0.06％的sas阴离子表面活性剂。

进一步的，所述供气系统包括储气罐、空压机及气分流器，所述空压机的出气口与所述储气罐相连通，所述储气罐通过供气干路与所述气分流器连通，所述供气干路上设有气压表、气流量计及气稳压阀，所述气分流器分出多条供气支路，所述供气支路上设有气分流阀。

进一步的，所述两相流喷头通过支架安装在所述沉积室的顶部，所述支架的顶面为网状结构，所述两相流喷头均匀分布在网状结构的交错点处且喷射方向朝向所述沉积室，所述供气支路与两相流喷头的进气口连通，所述供水支路与两相流喷头的进气口连通。

进一步的，所述两相流喷头上设有控制开关。

进一步的，所述沉积室的侧壁上设有由透明材料制成的观察窗。

进一步的，所述空压机的气压调节范围为0.2-0.4mpa，所述计量泵的水压调节范围为0.1-0.3mpa。

进一步的，所述支架的高度及网状结构的网孔大小可调节。

一种火力发电厂粉尘治理方法，使用上述火力发电厂粉尘治理系统，包括如下步骤：

步骤1、将粉尘发生点的含尘气体通过风机输送至沉积室内；

步骤2、调节两相流喷头数量，并调节供水系统和供气系统，使之满足当前含尘空气的净化需求，喷出的微米级水雾与含尘气体发生碰撞、团聚而沉降，经净化后的气体由沉积室的出气端排出；

步骤3、对雾霾沉降于沉积室内的残留物进行及时地清理，防止二次扬尘的发生。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)通过风机的吸气功能将产尘点周围或狭窄通道内的粉尘颗粒吸入至气液两相流装置下方，便于进行集中处理；采用本发明的火力发电厂粉尘治理系统喷嘴下方区域空气湿度可以迅速饱和，对粉尘颗粒有极强的捕捉作用，粉尘浓度可以由8000ug/m³降至56ug/m³，沉积效果好。

(2)通过在储水罐顶部装有表面活性剂添加装置，表面活性剂为sas阴离子表面活性剂，此活性剂水溶性好，在硬水中有良好的润湿、乳化、分散、泡沫和去污能力，且生物降解性好，对人体无害。

(3)通过设定最佳气液压力，可以实现雾滴的微米化，能够达到很好的除尘效果；

(4)通过改变气液两相流喷嘴数量以适用不同浓度的粉尘环境；

(5)通过调节气水分流阀上的开关，可改变喷雾的布局方式；

(6)该系统耗水量、耗气量极低，仅为普通气液两相流装置的三分之一左右；

(7)除霾效率高，对呼吸性粉尘的治理可达到95％以上；

(8)该系统组装方便且适用范围广，可快速搭建，能够应用于加重雾霾形成的工业区或建筑工地等地方。

综上所述，本发明通过调节供气、供水压力使喷出来的水雾达到微米级，通过调节喷嘴使用数量来改变雾量大小，通过添加表面活性剂改变水的润湿性，喷出的微米级水雾将与粉尘发生碰撞、包覆等作用后沉降，最终实现喷雾除尘的效果，具有成本低、耗能少，且空气净化效果显著的优点，尤其适合呼吸性粉尘环境空气的净化。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中支架结构示意图；

图3为本发明中支架的俯视图；

图4为本发明中支架的侧视图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

参见图1-图4，一种火力发电厂粉尘治理系统，包括基座1、供水系统、供气系统、两相流喷头2和吸风管道3，基座1内形成有密闭的沉积室4，两相流喷头2布置在沉积室4的顶部，供水系统和供气系统分别与两相流喷头2的进水口和进气口连通，在沉积室4的两相对的侧壁上分别设有进气端口和出气口端口，吸风管道3与沉积室的进气端口对接，在吸风管道3上设有风机，风机将含尘气体吸入沉积室内，本发明通过调节气水压力与喷雾量进而改变喷嘴雾化性能，喷出粒径小于10μm的微细水雾与含尘气体发生碰撞、团聚，然后沉降，经净化后的气体由出气口排出，沉积的物质可以从基座上的沉积物排出槽排出。本发明中两相流喷雾装置采用的是佛山科日公司生产的气液两相流喷头，用以提供微细水雾。

具体的，两相流喷头2通过支架5安装在沉积室4的顶部，支架5的顶面为网状结构，支架5的高度和网状结构的网孔大小可以自由调节，以适应不同的净化要求。两相流喷头2均匀分布在网状结构的交错点处且喷射方向朝向沉积室4。供水系统包括储水罐6、计量泵7及水分流器8，储水罐6通过供水干路9依次与计量泵7和水分流器8连通，供水干路9上设有水流量计、水过滤器、水压表及水稳压阀，水分流器8分出多条与两相流喷头2进水口连通的供水支路10，在各供水支路10上设有水分流阀。供气系统包括储气罐11、空压机12及气分流器13，空压机12的出气口与储气罐11相连通，储气罐11通过供气干路14与气分流器13连通，供气干路14上设有气压表、气流量计及气稳压阀，气分流器13分出多条与两相流喷头2进气口连通的供气支路15，在供气支路15上设有气分流阀，其中，空压机12的气压调节范围为0.2-0.4mpa，计量泵7的水压调节范围为0.1-0.3mpa。

为提高水的润湿能力，储水罐6上设有活性剂添加口，表面活性剂添加装置与活性剂添加口对接，在表面活性剂添加装置内填充有质量浓度为0.05％为sas阴离子表面活性剂，此活性剂水溶性好，在硬水中有良好的润湿、乳化、分散、泡沫和去污能力，且生物降解性好，对人体无害。

本发明中，在两相流喷头2上设有控制开关，可根据环境中的雾霾量来调节所开喷嘴数的多少。

为方便观察沉积效果，在沉积室的侧壁上设有由透明材料制成的观察窗。

一种火力发电厂粉尘治理方法，包括如下步骤：

步骤1、将火力发电厂粉尘治理系统安装于某通风区域内，通过风机将外部粉尘发生点或狭窄通道内的含尘空气吸入至至沉积室4内位于两相流喷头2下方；

步骤2、调节两相流喷头2数量，调节气水压力参数使气压为0.3mpa、水压0.2mpa，一定压力的水和气分别从两侧进入两相流喷头2，气液两相间相对流速很大，在狭小的作用腔体中进行碰撞并雾化，产生粒径小于10μm并且可调节的高速水雾颗粒，喷出的含有表面活性剂的微细水雾与含尘气体发生碰撞、团聚而沉降，经净化后的气体由沉积室的出气端排出；

步骤3、对雾霾沉降于沉积室内的残留物进行及时地清理，防止二次扬尘的发生。

采用本发明的火力发电厂粉尘治理系统喷嘴下方区域空气湿度可以迅速饱和，对粉尘颗粒有极强的捕捉作用，粉尘浓度可以由8000ug/m³降至56ug/m³，沉积效果好。