本發(fā)明涉及除塵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多污染物聯(lián)合脫除的電袋復(fù)合除塵器。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，尤其是燃煤電廠、冶金、礦山、水泥、及化工、鑄造等工業(yè)的發(fā)展，造成了我國大氣的嚴(yán)重污染，因此也制約了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。其中，燃煤電廠造成的環(huán)境污染成為當(dāng)今亟待解決和控制的首要問題之一。
燃煤電廠所排放的污染物主要有煙塵、SOX、NOX、汞及其化合物等。其中SO3的存在會(huì)導(dǎo)致電站設(shè)備的腐蝕、煙氣不透明度的增加、酸雨的形成等問題。排放到大氣中后更會(huì)導(dǎo)致呼吸道疾病。而汞作為一種有毒重金屬的危害更大，中毒后會(huì)引起腎衰竭、損害神經(jīng)系統(tǒng)等嚴(yán)重的后果。盡管SO3與汞造成的污染問題已經(jīng)逐漸開始受到人們的重視，但目前國內(nèi)針對(duì)燃煤電廠中SO3和汞的減排技術(shù)較少。
雖然電袋復(fù)合除塵器已廣泛應(yīng)用于工業(yè)凈化煙氣的排放，但是，現(xiàn)有技術(shù)的電袋復(fù)合除塵器存在一定的缺陷。比如，由于其除塵方式中含有布袋過濾環(huán)節(jié)，在除塵過程中，粉塵會(huì)聚集在濾袋外表面形成具有較大比表面積的粉餅，粉餅可以對(duì)多種污染物進(jìn)行吸附，對(duì)SO3也有較高的捕集率。尤其，高硫煤中的硫分含量較高，燃燒生成的煙氣中SO3濃度較高，由于粉餅對(duì)SO3具有一定的脫除作用，將會(huì)導(dǎo)致SO3在濾袋表面富集，從而造成濾袋的腐蝕，壽命下降。這使得高硫煤無法應(yīng)用于電袋復(fù)合除塵器與布袋除塵器.
現(xiàn)有技術(shù)中電袋復(fù)合除塵器中常使用活性炭加強(qiáng)對(duì)汞的吸附作用，雖然也一定會(huì)對(duì)SO3具有脫除作用。但是活性炭對(duì)于SO3的吸附作用為比較弱的物理吸附，活性炭被噴入除塵器中后，與煙氣的混合時(shí)間不長，僅僅物理吸附不一定能使SO3的排放濃度降低至較低水平。同時(shí)，活性炭的噴入，更會(huì)導(dǎo)致SO3在濾袋上富集，從而減少濾袋壽命。
并且，活性炭本身的吸附能力是一定的，而SO3和汞同樣都具有較強(qiáng)的被吸附能力，會(huì)產(chǎn)生吸附競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。對(duì)于高硫煤種，煙氣中的SO3含量較高，更加容易被活性炭吸附，使現(xiàn)有技術(shù)電袋復(fù)合除塵器在脫汞過程中，必須噴入更多的活性炭來保證脫汞效率，這大大提高了脫汞的成本。
因此，亟需對(duì)電袋復(fù)合除塵器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高電袋復(fù)合除塵器對(duì)汞、SO3等不同種類污染物的除塵效率，降低工業(yè)成本，以符合現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)保的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種多污染物聯(lián)合脫除的電袋復(fù)合除塵器，包括煙氣進(jìn)口、除塵袋區(qū)，還包括顆粒噴射裝置，所述顆粒噴射裝置包括以下部件：
第一儲(chǔ)罐，用于存儲(chǔ)物理吸附顆粒；
第二儲(chǔ)罐，用于存儲(chǔ)堿性金屬化合物顆粒；
噴管，沿長度方向開設(shè)有多個(gè)噴嘴，所述噴管設(shè)置于所述煙氣進(jìn)口和所述除塵濾袋區(qū)之間；
氣源，用于提供輸送載氣；所述氣源的出口通過主管路連通所述噴管，所述第一儲(chǔ)罐的出料口、所述第二儲(chǔ)罐的出料口均連接所述主管路；
在載氣的作用下，落入所述主管路的所述物理吸附顆粒與所述堿性金屬化合物顆粒的混合物被輸送至所述噴管，由所述噴嘴噴出。
本發(fā)明中的電袋復(fù)合除塵器設(shè)置有顆粒噴射裝置，當(dāng)實(shí)際除塵工作時(shí)，該顆粒噴射裝置氣源采用氣力輸送的方式將活性炭顆粒和金屬堿性化合物輸送至噴管，由噴管的噴嘴將混合顆粒噴入除塵袋區(qū)的前方，輸送載氣可以采用的是常溫壓縮空氣，氣體的溫度從噴射點(diǎn)向外逐漸增大，直到與煙氣溫度相等。物理吸附的過程可以看作液化的過程，部分區(qū)域溫度的降低，可以提高區(qū)域中SO3的液化程度，即提高了SO3的被吸附效率。
堿性金屬化合物顆粒會(huì)與活性炭顆?；ハ辔剑沟没钚蕴款w粒中也有一定含量的堿性金屬成分，從而將部分低效的物理吸附轉(zhuǎn)化為高效、穩(wěn)定的化學(xué)吸附，進(jìn)一步提高了脫除SO3的效率。與此同時(shí)，這些活性炭顆粒與堿性金屬化合物顆粒還具有吸附煙氣中的汞元素以及細(xì)微粉塵PM2.5的能力，也提高了對(duì)這兩種污染物的脫除效率。
隨后，吸附劑顆粒(活性炭顆粒和堿性金屬化合物顆粒)會(huì)被阻擋在布袋外，在外面形成一層新的粉塵層，新加入的吸附劑顆粒由于未被荷電，會(huì)與原本布袋外部由于粉塵荷電而形成的蓬松的粉塵層相互作用，形成更加致密，孔隙更小，比表面積更大、吸附能力更強(qiáng)的新的粉塵層，成為最后一層吸附汞、SO3、PM2.5、粉塵等多污染物的“過濾膜”，從而再度提高了脫除以上多種污染物的效率。
由于粉塵層中均勻分布有堿性成分，這些堿性成分將與被吸附的SO3進(jìn)行反應(yīng)，生成中性的金屬鹽。這些金屬鹽將不會(huì)對(duì)濾袋造成腐蝕，可以有效保護(hù)濾袋，延長濾袋壽命。
電袋復(fù)合除塵器袋區(qū)的清灰周期較長，這些活性炭與堿金屬有充足的時(shí)間停留在濾袋的外表面，可以達(dá)到非常高的利用率。
該工藝可使電袋復(fù)合除塵器適用于高硫分煤種。由于高硫分煤種燃燒產(chǎn)生的SO3量較大，SO3在煙氣中的濃度較高，更容易被濾袋及粉塵層捕集，造成SO3在濾袋處富集，引起濾袋腐蝕。而該工藝可將濾袋外富集的SO3中和，有效保護(hù)濾袋，使電袋復(fù)合除塵器可適用于高硫分煤種。
該工藝脫除SO3的過程中，由于高效、穩(wěn)定的化學(xué)吸附占主導(dǎo)，這使大部分SO3被堿性成分所吸附，可有效避免SO3與汞產(chǎn)生吸附競(jìng)爭(zhēng)，提高活性炭的利用率，從而提高電袋復(fù)合除塵器脫汞的效率，降低運(yùn)行成本。
可選的，所述第二儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)的堿性金屬化合物為氧化鎂、氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鈣、鈉堿和鉀堿中的一者或幾者的混合物。
可選的，所述物理吸附顆粒為活性炭顆粒。
可選的，所述氣源包括風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口與外部常溫氣體連通，其出風(fēng)口連通所述第一儲(chǔ)罐的出料口和所述第二儲(chǔ)罐的出料口。
可選的，所述第一儲(chǔ)罐的出料口與所述主管路之間還設(shè)置有第一流量閥，所述第一流量閥用于控制出料口物理吸附顆粒的流量，以使物理吸附顆粒的噴入量滿足煙氣中污染物的脫除效率的0.8-0.95。
可選的，所述第二儲(chǔ)罐的出料口與所述主管路之間還設(shè)置有第二流量閥，所述第二流量閥用于控制出料口的堿性金屬化合物的流量，以使所述堿性金屬化合物的噴入量與煙氣中SO3的含量摩爾比等于或大于1。
可選的，所述噴管的數(shù)量至少為一根，各所述噴管并列設(shè)置形成吸附區(qū)，所述吸附區(qū)平面垂直煙氣流動(dòng)方向，所述噴嘴的噴射方向沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向，各所述噴管連通所述主管路。
可選的，所述前級(jí)電場(chǎng)區(qū)、所述過渡區(qū)、所述除塵袋區(qū)的下方均設(shè)置有灰斗。
附圖說明
圖1為具體實(shí)施方式中多污染物聯(lián)合脫除的電袋復(fù)合除塵器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中：
風(fēng)機(jī)1、第一儲(chǔ)罐2、第二儲(chǔ)罐3、主管路4、進(jìn)口喇叭5、前級(jí)電場(chǎng)區(qū)6、灰斗7、中間過渡區(qū)8、除塵濾袋區(qū)9、濾袋10、凈氣室11、出口12、陽極板13、殼體14。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
請(qǐng)一并參看圖1，圖1為本實(shí)施方式中多污染物聯(lián)合脫除的電袋復(fù)合除塵器結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明中多污染物聯(lián)合脫除的電袋復(fù)合除塵器包括前級(jí)電場(chǎng)區(qū)6、除塵濾袋區(qū)9，前級(jí)電場(chǎng)區(qū)6設(shè)置有陽極板13、陰極(圖中未示出)，陰極用于對(duì)煙氣中的顆粒進(jìn)行荷電，陽極板13主要作用為與陰極形成電場(chǎng)，并起收塵作用。
除塵濾袋區(qū)9位于前級(jí)電場(chǎng)區(qū)6之后，設(shè)置有按一定規(guī)則排列的濾袋10。通常除塵濾袋區(qū)9與前級(jí)電場(chǎng)區(qū)6之間還設(shè)置有中間過渡區(qū)8，前級(jí)電場(chǎng)區(qū)6之前設(shè)置有進(jìn)口喇叭5，煙氣自進(jìn)口喇叭5進(jìn)入電袋復(fù)合除塵器的殼體14內(nèi)部，依次經(jīng)前級(jí)電場(chǎng)區(qū)6、中間過渡區(qū)8、除塵濾袋區(qū)9流至電袋復(fù)合除塵器的煙氣出口12，經(jīng)煙氣出口12進(jìn)入外部管路。當(dāng)然，通常除塵濾袋區(qū)9頂部還設(shè)置有凈氣室11，除塵濾袋區(qū)的煙氣經(jīng)凈氣室11凈化后再由煙氣出口12流出。
其中除塵濾袋區(qū)9可以為一級(jí)除塵袋，也可以設(shè)置多級(jí)除塵袋。
本發(fā)明所提供的電袋復(fù)合除塵器還進(jìn)一步設(shè)置有顆粒噴射裝置，該顆粒噴射裝置具體包括第一儲(chǔ)罐2、第二儲(chǔ)罐3、噴管、氣源。
其中第一儲(chǔ)罐2用于存儲(chǔ)物理吸附顆粒，本文以物理吸附顆粒為活性炭顆粒為例介紹技術(shù)方案，第二儲(chǔ)罐3用于存儲(chǔ)堿性金屬化合物顆粒，噴管沿長度方向開設(shè)有多個(gè)噴嘴；氣源用于提供輸送載氣，氣源的出口通過主管路4連通噴管，第一儲(chǔ)罐2的出料口和第二儲(chǔ)罐3的出料口連通主管路4，即第一儲(chǔ)罐2的出料口、第二儲(chǔ)罐3的出料口分別通過第一支路、第二支路連通主管路4。具體地，第一儲(chǔ)罐2的出料口、第二儲(chǔ)罐3的出料口還可以進(jìn)一步設(shè)置第一流量閥、第二流量閥，第一流量閥、第二流量閥分別用于控制第一儲(chǔ)罐2、第二儲(chǔ)罐3的顆粒流量。
本文所提供的顆粒噴射裝置中第一儲(chǔ)罐2、第二儲(chǔ)罐3、氣源可以均設(shè)置于電袋復(fù)合除塵器殼體14的外部，僅噴管置于電袋復(fù)合除塵器殼體14的內(nèi)部。具體地，噴管可以置于前級(jí)電場(chǎng)區(qū)6之后，除塵濾袋區(qū)9之前，即噴管優(yōu)先放置于中間過渡區(qū)8。
在煙氣進(jìn)入該電袋復(fù)合除塵器時(shí)，依次經(jīng)過前級(jí)電場(chǎng)區(qū)6、噴管區(qū)、除塵濾袋區(qū)9的過濾凈化作用，具體煙氣流動(dòng)方向請(qǐng)參看圖1中箭頭所示。
本發(fā)明中的電袋復(fù)合除塵器設(shè)置有顆粒噴射裝置，當(dāng)實(shí)際除塵工作時(shí)，該顆粒噴射裝置氣源采用氣力輸送的方式將活性炭顆粒和金屬堿性化合物輸送至噴管，由噴管的噴嘴將混合顆粒噴入除塵濾袋區(qū)之前，輸送載氣可以采用的是常溫壓縮空氣，氣體的溫度從噴射點(diǎn)向外逐漸增大，直到與煙氣溫度相等。物理吸附的過程可以看作液化的過程，部分區(qū)域溫度的降低，可以提高區(qū)域中SO3的液化程度，即提高了SO3的被吸附效率。
堿性金屬化合物顆粒會(huì)與活性炭顆粒互相吸附，使得活性炭顆粒中也有一定含量的堿性金屬成分，從而將部分低效的物理吸附轉(zhuǎn)化為高效、穩(wěn)定的化學(xué)吸附，進(jìn)一步提高了脫除SO3的效率。與此同時(shí)，這些活性炭顆粒與堿性金屬化合物顆粒還具有吸附煙氣中的汞元素以及細(xì)微粉塵PM2.5的能力，也提高了對(duì)這兩種污染物的脫除效率。
隨后，吸附劑顆粒(活性炭顆粒和堿性金屬化合物顆粒)會(huì)被阻擋在布袋外，在外面形成一層新的粉塵層，新加入的吸附劑顆粒由于未被荷電，會(huì)與原本布袋外部由于粉塵荷電而形成的蓬松的粉塵層相互作用，形成更加致密，孔隙更小，比表面積更大、吸附能力更強(qiáng)的新的粉塵層，成為最后一層吸附汞、SO3、PM2.5、粉塵等多污染物的“過濾膜”，從而再度提高了脫除以上多種污染物的效率。
由于粉塵層中均勻分布有堿性成分，這些堿性成分將與被吸附的SO3進(jìn)行反應(yīng)，生成中性的金屬鹽。這些金屬鹽將不會(huì)對(duì)濾袋造成腐蝕，可以有效保護(hù)濾袋，延長濾袋壽命。
綜上，該電袋復(fù)合除塵器運(yùn)行成本低、排放超低、能協(xié)同脫除煙氣中汞以及SO3、不但適用于普通煤種，同時(shí)可適用于高灰分、高硫分煤種的電袋除塵器。
電袋復(fù)合除塵器袋區(qū)的清灰周期較長，這些活性炭與堿金屬有充足的時(shí)間停留在濾袋的外表面，可以達(dá)到非常高的利用率。
電袋復(fù)合除塵器適用于高硫分煤種。由于高硫分煤種燃燒產(chǎn)生的SO3量較大，SO3在煙氣中的濃度較高，更容易被濾袋及粉塵層捕集，造成SO3在濾袋處富集，引起濾袋腐蝕。而該工藝可將濾袋外富集的SO3中和，有效保護(hù)濾袋，使電袋復(fù)合除塵器可適用于高硫分煤種。
該工藝脫除SO3的過程中，由于高效、穩(wěn)定的化學(xué)吸附占主導(dǎo)，這使大部分SO3被堿性成分所吸附，可有效避免SO3與汞產(chǎn)生吸附競(jìng)爭(zhēng)，提高活性炭的利用率，從而提高電袋復(fù)合除塵器脫汞的效率，降低運(yùn)行成本。
需要說明的是，在高溫狀態(tài)下，煙氣中的SO3以氣態(tài)SO3的形態(tài)存在，而當(dāng)溫度低于200℃后，大部分的SO3將以H2SO4的形式存在，H2SO4根據(jù)溫度的不同，分為氣態(tài)H2SO4和液態(tài)H2SO4,本申請(qǐng)?zhí)岚钢?，將SO3與H2SO4統(tǒng)稱為SO3。
依據(jù)現(xiàn)有的吸附理論，吸附質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，沸點(diǎn)越高，被吸附的能力就越強(qiáng)。H2SO4的沸點(diǎn)為338℃，汞的沸點(diǎn)為356.7℃，兩種物質(zhì)沸點(diǎn)較高，都屬于較易被吸附的物質(zhì)。
需要說明的是，物理吸附顆粒的種類可根據(jù)實(shí)際煙氣情況進(jìn)行選擇，不局限于活性炭，只需滿足脫汞、除SO3等污染物時(shí)的吸附效果及工程實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)可行性。
第二儲(chǔ)罐3中存儲(chǔ)的堿性金屬化合物為氧化鎂、氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鈣、鈉堿和鉀堿中的一者或幾者的混合物。當(dāng)然，也不局限于本文中所列出的以上幾種。
上述各實(shí)施例中的氣源可以包括風(fēng)機(jī)1，風(fēng)機(jī)1的進(jìn)風(fēng)口與外部常溫氣體連通，其出風(fēng)口連通第一儲(chǔ)罐2的出料口和第二儲(chǔ)罐3的出料口。即風(fēng)機(jī)1提供載氣運(yùn)輸動(dòng)力，該結(jié)構(gòu)比較方便。
本文中關(guān)于風(fēng)機(jī)1、第一儲(chǔ)罐2、第二儲(chǔ)罐3的安裝位置不做具體限定，只要能實(shí)現(xiàn)本文的上述技術(shù)效果即可。
上文所述第一儲(chǔ)罐2的出料口與主管路4之間設(shè)置有第一流量閥，第一流量閥用于控制出料口物理吸附顆粒的流量，第一流量閥可以手動(dòng)閥，也可以為電控閥，優(yōu)選電控閥，電控閥有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。根據(jù)煙氣污染物脫出要求，設(shè)定第一流閥的開度以控制自第一儲(chǔ)罐2中流入主管路4中的物理吸附顆粒的量，例如在一種具體實(shí)施方式中，控制第一流量閥的開度以使物理吸附顆粒的噴入量滿足煙氣中污染物的脫除效率的0.8-0.95。
煙氣中SO3的吸附主要考慮堿性金屬化合物噴吹量。第二流量閥用于控制出料口的堿性金屬化合物的流量，以使所述堿性金屬化合物的噴入量與煙氣中SO3的含量摩爾比等于或大于1。
也就是說，物理吸附顆粒和堿性金屬化合物的比例可以根據(jù)實(shí)際煙氣中有毒物質(zhì)的含量及去除要求設(shè)定。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，噴管的數(shù)量至少為一根，各噴管并列設(shè)置形成吸附區(qū)，吸附區(qū)平面垂直煙氣流動(dòng)方向，噴嘴的噴射方向沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向，各噴管連通主管路4。該設(shè)置方式盡量減少煙氣傳送過程的風(fēng)阻，并且脫汞、去除SO3和PM2.5等有害物質(zhì)的效果比較好。
上述各實(shí)施方式中，電袋復(fù)合除塵器的前幾電場(chǎng)區(qū)、過渡區(qū)、除塵濾袋區(qū)9的下方可以均設(shè)置有灰斗7，沉積于電極、噴管、過濾袋上的灰塵可以落入灰斗7內(nèi)部，灰斗7具有卸灰口，自卸灰口清除至電袋復(fù)合除塵器的外部。
另外，除塵濾袋區(qū)9中過濾袋可以豎直設(shè)置，開口向下，易于濾袋表面灰塵的清理。
以上對(duì)本發(fā)明所提供的多污染物聯(lián)合脫除的電袋復(fù)合除塵器進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中僅針對(duì)本發(fā)明的具體例子進(jìn)行了闡述，以上具體實(shí)施方式的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明特點(diǎn)的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。