CN104162486A - 一种荷电喷雾同步去除烟气中二氧化硫及细颗粒物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种荷电喷雾同步去除烟气中二氧化硫及细颗粒物的方法，该方法通过外部荷电喷枪对吸收液进行预荷电（正电荷），并利用压塑空气将输入到喷枪中的吸收液以雾状喷入到脱硫塔中；带正电的吸收液雾滴与烟气中的二氧化硫反应，并通过荷电凝并作用将烟气中的细颗粒物捕集下来。脱硫塔中的大液滴将直接掉落到吸收塔底部，而小液滴将随着烟气进入除雾装置时被捕集，沿着塔壁流入脱硫塔底，吸收液最后经过再生处理可以进行循环利用。通过本发明可以实现对燃煤烟气中二氧化硫和细颗粒物的同步高效去除。与现有技术相比，本发明具有高效率，低能耗等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃煤烟气净化领域的方法及装置，是一种利用荷电喷雾技术将燃煤烟气中二氧化硫和细颗粒物同步去除的方法及装置。本方法可以实现同步脱硫除尘，无二次污染问题。
背景技术
我国是以燃煤为主要能源的国家，每年燃煤消耗量已经超过35亿吨，由此产生的二氧化硫和粉尘污染非常严重。作为全球细颗粒物最高的地区之一，我国的细颗粒物的污染已引起社会的高度关注，我国新近修改的《环境空气质量标准》以明确将细颗粒物污染作为监测与评价对象。因此，细颗粒物将成为今后若干年大气污染控制的主要任务，其技术研发与应用推广将成为大气环保领域的最重要工作之一。
目前对于燃煤烟气中颗粒物的去除主要依靠静电除尘器、袋式除尘器或电袋复合除尘器等设备。静电除尘器对颗粒物较大的烟尘去除效果较好，但对细颗粒物的去除效率不够理想。袋式除尘器对细颗粒物有较好的去除效果，但袋式除尘清灰频繁，降低滤袋的使用寿命，并增加了稳定运行的管理难度。电袋复合除尘器能较好地解决单独使用电除尘器或袋式除尘器时存在的主要问题。但现有的电袋复合除尘器对细颗粒物的去除效率尚不够高，难以满足高效控制的技术需求。而且，此类除尘设备一般安装在湿法脱硫***工艺段前段，虽然能有效地去除部分燃煤烟气中的细颗粒物，但是对于湿法脱硫后产生的细颗粒物排放无法进行有效控制。
我国燃煤电厂大多配有湿法烟气脱硫***，可以有效脱除粗粉尘和SO 2 ，但对细颗粒物的捕集效率同样较低。而且，脱硫过程中细颗粒物与脱硫液接触，脱硫产物容易吸附细颗粒物表面，而改变颗粒的性质。同时由于反应、蒸发、结晶及捕集等作用，还可能使得脱硫后颗粒数浓度增加，粒径分布也发生变化。研究表明利用石灰石-石膏法或氨法湿法脱硫后，粒径段介于0.03-0.01mm的细颗粒数浓度明显增加，这说明在该脱硫过程中产生了新的颗粒物，新产生的颗粒物随烟气携带出脱硫塔，导致脱硫后烟气中细颗粒数浓度增加。而氨法脱硫主要由于产生了大量气溶胶颗粒，导致脱硫后烟气中细颗粒数浓度急剧增加。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种效率高、成本低的荷电喷雾烟气脱硫除尘方法，可以实现对燃煤烟气中二氧化硫和细颗粒物的同步去除的目的。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种荷电喷雾同步去除烟气中二氧化硫及细颗粒物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：通过外部电场及喷枪对吸收液进行预荷电，使吸附剂带正电荷，并通过与喷枪相连的绝缘性喷射管将带正电的吸收液以雾状高速喷射到湿法烟气脱硫塔中；喷入烟气中带正电荷的吸收液雾滴由于同性相斥，所以会很快分散开并与烟气充分混合；带正电的吸收液雾滴与烟气中的二氧化硫进行反应，同时借助吸收液雾滴的荷电性能与烟气中的细颗粒物进行凝并捕集，使其从烟气中分离开来；反应后的雾滴以及被凝并后的细颗粒物在通过除雾装置时被捕集，并凝结成大液滴，通过导流槽沿吸收塔壁流到塔底；吸收塔底部的吸收液经沉淀分离，其上清液经过再生后可以进行循环利用。
所述的吸附液为氧化镁吸收液，其浓度范围为：1-50 g/L。
所述的外部电场及喷枪由正极性的高压电源、电晕荷电喷枪以及封装吸附液的连续输送单元组成；荷电后的吸收液由分布在脱硫塔中的喷枪，借助高压空气以雾状喷入脱硫塔中, 吸收液的喷入量与烟气流量比例为1-10L/m3。
所述的高压电源的电压范围在20-100kV之间；所述的封装吸附液的连续输送单元为绝缘喷管，该绝缘喷管的材料为陶瓷、聚四氟乙烯或高分子材料及其复合材料。
所述的烟气的温度范围为20-50℃。
吸收液雾滴在吸收塔中与二氧化硫反应，并由于荷电特性与细颗粒物发生凝并以后，经过除雾装置时被捕集下来，并凝结成液滴通过塔壁流到吸收塔底部；吸收液经再生后可以进行循环利用。
利用荷电喷雾方法与氧化镁吸收相结合的二氧化硫及细颗粒物技术,与现有技术相比，本发明具有以下一些优点：
1、本发明采用外部电场及喷枪对吸附剂进行荷电，替代了原来喷淋吸收塔中的喷嘴，不改变吸收塔的结构尺寸；
2、所喷射的带正电荷吸收液雾滴在喷射及进入吸收塔后，由于同性相斥，所以可以非常好地分散在烟气中，提高了吸附液与烟气的混合程度；
3、本发明使用的吸收液雾滴由于带有正电荷，可以与细颗粒物发生荷电凝并作用，并对其进行捕集，提高湿法脱硫***对细颗粒物的捕集效率；
4、本发明所使用的吸收液经除雾装置捕集后，可以循环利用，运行成本低。
附图说明
图1为荷电喷雾脱硫除尘装置示意图。
图中1、脱硫塔，2、吸收液喷雾器，3、压缩空气储罐，4、空气阀门，5、高压空气管路，6、除雾装置，7、电源线，8、高压电源，9、吸收液阀门，10、吸收液管路，11、浆液泵，12、吸收液配液池，13、吸收液再生池。
具体实施方式
如图1所示，首先将制备好的吸收剂放置在吸收液配液池（12）中，利用浆液泵（11）通过吸收液管道（10）输送至脱硫塔（1）的喷枪（2）中，利用高压电源8将吸收剂荷电，然后利用压缩空气储罐（3）将空气通过高压空气管路（5）输入至喷枪（2）中，并将吸收液通过喷枪（2）以雾状形态喷入脱硫塔（1）中。带正电荷的吸附液雾滴与烟气中的二氧化硫反应，并通过荷电凝并作用将烟气中的细颗粒物捕集下来。在凝并过程中的大液滴会直接掉落到吸收塔底部，而细小的带电荷液滴经过除雾装置（6）时被捕集下来，顺着塔壁掉落到吸收塔底部。吸收塔底部的吸收液经过吸收液再生池（13）处理，上清液流入吸收液配液池（12），可以循环利用。
利用实验室中试装置，结构如图1所示。脱硫塔直径为250mm，塔高3000mm，使用喷枪的放电电极结构为单针状，供电电压0-80kV，荷电电流为0-80微安，吸收液与烟气量比为1-10L/m3（连续可调）。利用直径10mm的聚四氟乙烯管将喷枪所喷出的吸附液喷入脱硫塔中。
处理燃煤烟气为200m3/h，温度50℃，初始含尘浓度为1000mg/m3，。利用电称低压冲击器（ELPI）对烟气中总含尘浓度及细颗粒物浓度进行分析。在不启用荷电喷雾装置时，通过监测发现脱硫前后烟尘浓度下降至210mg/m3，其中细颗粒物约为70mg/m3。结果表明，喷雾湿法脱硫***的除尘效率约为80%，但细颗粒物的排放浓度仍然较高。同时通过对SO2浓度进行监测，结果表明***脱硫效率约为85%。当启动荷电喷雾装置，将电压调节至50kV，经监测，脱硫后的烟尘浓度下降至65mg/m3，而细颗粒物浓度也降至12mg/m3，脱硫效率也达到了93%。可见，利用荷电喷雾装置提高了***对烟气SO2和细颗粒物的去除效率。
Claims (6)
1.一种荷电喷雾同步去除烟气中二氧化硫及细颗粒物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：通过外部电场及喷枪对吸收液进行预荷电，使吸附剂带正电荷，并通过与喷枪相连的绝缘性喷射管将带正电的吸收液以雾状高速喷射到湿法烟气脱硫塔中；喷入烟气中带正电荷的吸收液雾滴由于同性相斥，所以会很快分散开并与烟气充分混合；带正电的吸收液雾滴与烟气中的二氧化硫进行反应，同时借助吸收液雾滴的荷电性能与烟气中的细颗粒物进行凝并捕集，使其从烟气中分离开来；反应后的雾滴以及被凝并后的细颗粒物在通过除雾装置时被捕集，并凝结成大液滴，通过导流槽沿吸收塔壁流到塔底；吸收塔底部的吸收液经沉淀分离，其上清液经过再生后可以进行循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种荷电喷雾同步去除烟气中二氧化硫及细颗粒物的方法，其特征在于，所述的吸附液为氧化镁吸收液，其浓度范围为：1-50g/L。
3.根据权利要求1所述的一种荷电喷雾同步去除烟气中二氧化硫及细颗粒物的方法，其特征在于，所述的外部电场及喷枪由正极性的高压电源、电晕荷电喷枪以及封装吸附液的连续输送单元组成；荷电后的吸收液由分布在脱硫塔中的喷枪，借助高压空气以雾状喷入脱硫塔中，吸收液的喷入量与烟气流量比例为1-10L/m3。
4.根据权利要求1所述的一种荷电喷雾同步去除烟气中二氧化硫及细颗粒物的方法，其特征在于，所述的高压电源的电压范围在20-100kV之间；所述的封装吸附液的连续输送单元为绝缘喷管，该绝缘喷管的材料为陶瓷、聚四氟乙烯或高分子材料及其复合材料。
5.根据权利要求1所述的一种荷电喷雾同步去除烟气中二氧化硫及细颗粒物的方法，其特征在于，所述的烟气的温度范围为20-50℃。
6.根据权利要求1所述的一种荷电喷雾同步去除烟气中二氧化硫及细颗粒物的方法，其特征在于，吸收液雾滴在吸收塔中与二氧化硫反应，并由于荷电特性与细颗粒物发生凝并以后，经过除雾装置时被捕集下来，并凝结成液滴通过塔壁流到吸收塔底部，吸收液经再生后可以进行循环使用。
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