專利名稱：一種電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工除塵技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
電除塵器是火力發(fā)電廠必備的配套設(shè)備，它的功能是將燃煤或燃油鍋爐排放煙氣中的顆粒煙塵加以清除，從而大幅度降低排入大氣層中的煙塵量，這是改善環(huán)境污染，提高空氣質(zhì)量的重要環(huán)保設(shè)備。它的工作原理是煙氣通過(guò)電除塵器主體結(jié)構(gòu)前的煙道時(shí)，使其煙塵帶正電荷，然后煙氣進(jìn)入設(shè)置多層陰極板的電除塵器通道。由于帶正電荷煙塵與陰極電板的相互吸附作用，使煙氣中的顆粒煙塵吸附在陰極上，定時(shí)打擊陰極板，使具有一定厚 度的煙塵在自重和振動(dòng)的雙重作用下跌落在電除塵器結(jié)構(gòu)下方的灰斗中，從而達(dá)到清除煙氣中的煙塵的目的。電除塵的缺點(diǎn)是容易受煙氣及粉塵的物理化學(xué)特性影響，尤其是容易受粉塵比電阻影響。對(duì)于比電阻值在IO4 IOiciQ 范圍內(nèi)的粉塵，電除塵器表現(xiàn)出良好的收塵性能，在這個(gè)數(shù)值范圍以外，電除塵器的性能將下降。粉塵比電阻小，導(dǎo)電性好；比電阻過(guò)小的粉塵(例如炭黑粉塵)到達(dá)收塵極后，很快釋放出負(fù)電荷而成中性，失去吸力，因而易從收塵極上脫落，重返氣流，使除塵效率降低。但對(duì)于比電阻超過(guò)5X IOltlQ _，這類粉塵荷電和放電性能極差，電除塵器容易產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，結(jié)果導(dǎo)致二次電壓下降，二次電流急劇上升，收塵效率大大下降。如何克服高比電阻難以收塵這一難題，成為電除塵器發(fā)展的瓶頸之一。三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)為解決這一難題提供有效手段，三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)即在煙氣進(jìn)入電除塵器之前，注入少量(約IOppm 20ppm)的三氧化硫,三氧化硫與煙氣中的水分結(jié)合,生成硫酸氣溶膠吸附在粉塵表面，降低粉塵表面比電阻，形成低比電阻表面通道，從而大大提高電除塵器的除塵效率。三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，國(guó)外應(yīng)用較廣的硫酸或三氧化硫?qū)τ诟纳齐姵龎m器捕集高比電阻灰塵的性能，取得良好效果。但硫酸或三氧化硫調(diào)質(zhì)系統(tǒng)投資高，運(yùn)行管理復(fù)雜，還可能腐蝕設(shè)備，帶來(lái)二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)及方法，直接將煙氣中的廢氣二氧化硫?qū)崟r(shí)轉(zhuǎn)換成有利于除塵的三氧化硫，從而提高除塵效果又避免外加高成本、腐蝕性強(qiáng)的三氧化硫氣體。一種電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，包括煙道和第二電除塵器，所述煙道的進(jìn)氣口與廢氣源相連，所述煙道的出氣口與第二電除塵器的進(jìn)氣口相連；所述煙道外還依次設(shè)置有第一電除塵器和用于氧化二氧化硫氣體的催化反應(yīng)組件，所述第一電除塵器的進(jìn)氣端通過(guò)帶有第一風(fēng)機(jī)的管道和煙道相連通，所述催化反應(yīng)組件的出氣端位于煙道內(nèi)。所述催化反應(yīng)組件為光催化反應(yīng)器、等離子體電催化反應(yīng)器或者金屬催化反應(yīng)器。所述等離子體電催化反應(yīng)器，包括針板電極、金屬板電極和高壓電源，所述金屬板電極上設(shè)置有阻擋介質(zhì)。所述第二電除塵器的出氣口還連有第二風(fēng)機(jī)。一種利用上述系統(tǒng)的電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)方法，包括如下步驟
①將廢氣通入煙道內(nèi)，經(jīng)風(fēng)機(jī)將廢氣抽入電除塵器進(jìn)行初步除塵，繼而廢氣通入催化反應(yīng)組件，廢氣源中的二氧化硫經(jīng)氧化反應(yīng)生成三氧化硫后回到煙道中；
②將含有三氧化硫的混合廢氣通入電除塵器中；
③經(jīng)電除塵器除塵后的氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)排入大氣或者進(jìn)行工業(yè)化處理。所述二氧化硫的氧化反應(yīng)為將二氧化硫封閉在催化反應(yīng)組件中0. 5-2. 5s后，打開(kāi)出氣口閥門(mén)，排出氣體。本發(fā)明電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)及方法的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明對(duì)首次除塵后的廢氣進(jìn)行催化氧化，其生成的三氧化硫與其余煙氣一起進(jìn)行二次除塵；三氧化硫能與煙氣中的水分結(jié)合，生成硫酸氣溶膠吸附在粉塵表面，降低粉塵表面比電阻，大大提高電除塵器的除塵效率；并且三氧化硫氣體是在除塵過(guò)程中實(shí)時(shí)不間斷的形成的，避免外加三氧化硫氣體，降低成本，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除塵效果好，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。


圖1為電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)的示意圖。圖2為等離子體電催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為鍋爐,2為第一風(fēng)機(jī),3為煙道,4為第二電除塵器,5為第二風(fēng)機(jī),6為催化反應(yīng)組件，7為第一電除塵器，8為導(dǎo)線，9為針板電極，10為進(jìn)、出氣口，11為阻擋介質(zhì)，12為金屬板電極，13為高壓電源。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明如圖1、圖2所示，一種電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，包括煙道3和第二電除塵器4，所述煙道3的進(jìn)氣口與廢氣源相連，所述煙道3的出氣口與第二電除塵器4的進(jìn)氣口相連；所述煙道3外還依次設(shè)置有第一電除塵器7和用于氧化二氧化硫氣體的催化反應(yīng)組件6，所述第一電除塵器7的進(jìn)氣端通過(guò)帶有第一風(fēng)機(jī)2的管道和煙道3相連通，所述催化反應(yīng)組件6的出氣端位于煙道3內(nèi)。所述催化反應(yīng)組件6為光催化反應(yīng)器、等離子體電催化反應(yīng)器或者金屬催化反應(yīng)器。所述等離子體電催化反應(yīng)器，包括針板電極9、金屬板電極12和高壓電源13，所述金屬板電極12上設(shè)置有阻擋介質(zhì)11。所述阻擋介質(zhì)11為陶瓷或其他絕緣體。所述第二電除塵器4的出氣口還連有第二風(fēng)機(jī)5。一種電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)方法，包括如下步驟
①將廢氣通入煙道內(nèi)，經(jīng)風(fēng)機(jī)將廢氣抽入電除塵器進(jìn)行初步除塵，繼而廢氣通入催化反應(yīng)組件，廢氣源中的二氧化硫經(jīng)氧化反應(yīng)生成三氧化硫后回到煙道中；
②將含有三氧化硫的混合廢氣通入電除塵器中； ③經(jīng)電除塵器除塵后的氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)排入大氣或者進(jìn)行工業(yè)化處理，如進(jìn)入脫硫系統(tǒng)進(jìn)行脫硫處理。所述二氧化硫的氧化反應(yīng)為將二氧化硫封閉在催化反應(yīng)組件中0. 5-2. 5s后，打開(kāi)出氣口閥門(mén)，排出氣體。本發(fā)明在煙氣粉塵濃度不大于1200mg/m3的情況下具有更好的除塵效果。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的將鍋爐廢氣引入電除塵器進(jìn)行初步除塵，降低粉塵對(duì)催化反應(yīng)的不良影響，繼而廢氣通入催化反應(yīng)組件中，廢氣中的二氧化硫經(jīng)氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為三氧化硫，并與煙氣一同通入電除塵器，三氧化硫與煙氣中的水分結(jié)合，生成硫酸氣溶膠吸附在粉塵表面，降低粉塵表面比電阻，形成低比電阻表面通道，從而大大提高電除塵器的除塵效率。避免外加三氧化硫氣體，降低成本，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，包括煙道⑶和第二電除塵器⑷，所述煙道⑶的進(jìn)氣口與廢氣源相連，所述煙道⑶的出氣口與第二電除塵器⑷的進(jìn)氣口相連；其特征在于所述煙道⑶外還依次設(shè)置有第一電除塵器(7)和用于氧化二氧化硫氣體的催化反應(yīng)組件(6)，所述第一電除塵器(7)的進(jìn)氣端通過(guò)帶有第一風(fēng)機(jī)⑵的管道和煙道⑶相連通，所述催化反應(yīng)組件(6)的出氣端位于煙道⑶內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于所述催化反應(yīng)組件(6)為光催化反應(yīng)器、等離子體電催化反應(yīng)器或者金屬催化反應(yīng)器。
3.如權(quán)利要求2所述的電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于所述等離子體電催化反應(yīng)器，包括針板電極⑶、金屬板電極(12)和高壓電源(13)，所述金屬板電極(12)上設(shè)置有阻擋介質(zhì)(U)。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于所述第二電除塵器⑷的出氣口還連有第二風(fēng)機(jī)(5)。
5.一種利用權(quán)利要求1所述電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)的電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)方法，其特征在于包括如下步驟 ①將廢氣通入煙道內(nèi)，經(jīng)風(fēng)機(jī)將廢氣抽入電除塵器進(jìn)行初步除塵，繼而廢氣通入催化反應(yīng)組件，廢氣源中的二氧化硫經(jīng)氧化反應(yīng)生成三氧化硫后回到煙道中； ②將含有三氧化硫的混合廢氣通入電除塵器中； ③經(jīng)電除塵器除塵后的氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)排入大氣或者進(jìn)行工業(yè)化處理。
6.如權(quán)利要求5所述的電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)方法，其特征在于所述二氧化硫的氧化反應(yīng)為將二氧化硫封閉在催化反應(yīng)組件中O. 5-2. 5s后，打開(kāi)出氣口閥門(mén)，排出氣體。
全文摘要
一種電催化實(shí)時(shí)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)及方法，其系統(tǒng)包括煙道⑶和第二電除塵器⑷，所述煙道⑶的進(jìn)氣口與廢氣源相連，所述煙道⑶的出氣口與第二電除塵器⑷的進(jìn)氣口相連；所述煙道⑶外還依次設(shè)置有第一電除塵器⑺和用于氧化二氧化硫氣體的催化反應(yīng)組件⑹，所述第一電除塵器⑺的進(jìn)氣端通過(guò)帶有第一風(fēng)機(jī)⑵的管道和煙道⑶相連通，所述催化反應(yīng)組件⑹的出氣端位于煙道⑶內(nèi)。其優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明對(duì)首次除塵后的廢氣進(jìn)行催化氧化，其生成的三氧化硫與其余煙氣一起進(jìn)行二次除塵，能大大提高電除塵器的除塵效率；并且三氧化硫氣體是在除塵過(guò)程中實(shí)時(shí)不間斷的形成的，無(wú)需外部添加，減少設(shè)備的腐蝕率；系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除塵效果好，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)B01D53/50GK103007744SQ20121054933
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者王祖武, 車(chē)垚, 裴震爍, 王紅飛 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)