CN108404663A - 一种集成式烟气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种集成式烟气净化装置，其包括入口部、反应部、电除尘部、上盖和出口部；入口部连接于反应部的底端；出口部连通于电除尘部的底端；上盖设于反应部和电除尘部的顶端并围合形成连通于反应部和电除尘部之间的密封腔。该集成式烟气净化装置可有效减小整体设备的占地面积，在高温(300℃～400℃)工况下完成烟气脱硫脱硝的同时，可避免原烟气中的高粘性粉尘黏结于电除尘器内部影响后期电除尘效率，保障烟气达标排放。
Description
技术领域
本发明涉及烟气净化技术领域，具体涉及一种集成式烟气净化装置。
背景技术
近年来，随着电力行业超低排放的深入开展，玻璃、有色冶炼、钢铁、化工、陶瓷等非电行业的工业窑炉尾气对环境的污染问题日益凸显，国家及地方也相继出台相关政策，加大对非电工业大气污染排放的治理力度，非电工业领域成为大气污染治理的下一个风口。
玻璃及有色冶炼等行业的窑炉尾气具有温度高(400～500℃)、粉尘高粘性且易吸潮等特点，其烟气治理技术一般采用余热锅炉(一段)+高温电除尘器+SCR脱硝+余热锅炉(二段)+脱硫的工艺路线。各工艺设备相互独立，占地面积相对较大，并且烟气经高温电除尘器时未进行脱硫脱硝，易黏结于电除尘器内，影响后期烟气的除尘效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种集成式烟气净化装置，可有效减小整体设备的占地面积，在高温(300℃～400℃)工况下完成烟气脱硫脱硝的同时，可避免原烟气中的高粘性粉尘黏结于电除尘器内部影响后期电除尘效率，保障烟气达标排放。
为解决上述技术问题，本发明提供一种集成式烟气净化装置，其包括入口部、反应部、电除尘部、上盖和出口部；所述入口部连接于所述反应部的底端；所述出口部连通于所述电除尘部的底端；所述上盖设于所述反应部和所述电除尘部的顶端并围合形成连通于所述反应部和所述电除尘部之间的密封腔。
具体的，烟气、吸收剂(包括脱硝吸收剂和脱硫吸收剂)和催化剂经入口部进入反应部，并在反应部内完成脱硫、脱硝反应，烟气带动物料(包括反应后的吸收剂和催化剂)沿反应部继续向上移动至密封腔内，并经过电除尘部对烟气内的粉尘进行吸附，进而完成对烟气的净化处理，净化后的烟气从电除尘部的底端沿出口部排出。
本发明是将反应部和电除尘部集成为一体式结构，共用基础和钢架，节省整体占用场地面积及设备钢材的使用量，进而降低成本，同时，通过该集成式烟气净化装置对烟气进行净化时，烟气的治理流程为：余热锅炉(一段)+集成式烟气净化装置+余热锅炉(二段)，简化整体流程。并且，烟气在高温(300℃～400℃)工况下，于反应部内同时进行脱硫和脱硝反应，同时实现酸性气体、重金属等多污染物的协同脱除，缩短烟气处理流程，节省投资成本及运行成本，然后再将烟气和物料通入电除尘部进行除尘，可避免原烟气中的高粘性粉尘黏结于电除尘器内部影响后期电除尘效率，保障烟气达标排放。
另外，工业窑炉烟气经余热锅炉一次利用后，温度降至350℃，并由入口部进入反应部，而350℃左右正好是脱硫吸收剂及SCR催化剂具有最佳活性的温度，在反应部内同时完成脱硫、脱硝等可获得较高的脱除效率。烟气在经过电除尘部后通入余热锅炉内进行二次利用余热，本实施例中将反应部和电除尘部集成为一体式结构，烟气经过反应部和电除尘部之间的密封腔时行程较短，热量损失较小，进而可以保证烟气在经过电除尘部后仍具有较高的温度，以提高烟气余热的二次利用效率。
可选地，所述电除尘部内设有均布间隔设置的阴极层和阳极板，所述阴极层包括框架和固设于所述框架的阴极线，所述阴极线的轴线与所述反应部的轴向平行；所述阳极板和所述阴极层均为沿所述反应部的周向设置的筒状结构，且所述筒状结构与所述反应部同轴。
可选地，所述阳极板和所述阴极层均绝缘吊挂于所述上盖。
可选地，相邻两个所述阳极板以及相邻两个所述阴极层之间的间距为300～500mm。
可选地，所述电除尘部的外壁还设有保温层。
可选地，所述入口部与所述反应部之间连通有文丘里管，所述文丘里管的收缩段朝向所述入口部的一侧设置，所述文丘里管的扩散段朝向所述反应部的一侧设置。
可选地，所述出口部包括出气口和灰斗，所述灰斗设有排灰管，所述排灰管包括第一出口和第二出口，所述第一出口与所述入口部连通。
可选地，所述密封腔内设有均流装置。
可选地，所述入口部包括进气口和用于添加脱硫吸收剂和脱硝催化剂的进料口，所述进气口设有用于喷射脱硝吸收剂的格栅。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的集成式烟气净化装置的结构示意图；
图2是图1中A的放大图；
图3是截面为圆形的电除尘部的截面图；
图4是截面为方形的电除尘部的截面图。
附图1-4中，附图标记说明如下：
1-入口部，11-进气口，12-进料口，13-格栅；2-反应部；3-电除尘部，31-阴极层，311-框架，312-阴极线，32-阳极板；4-上盖；5-出口部，51-出气口，52-灰斗，521-排灰管，522-第一出口，523-第二出口；6-密封腔；7-文丘里管，71-收缩段，72-喉道，73-扩散段；8-均流装置；91-吊梁，92-拉杆。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1-4，图1是本发明实施例所提供的集成式烟气净化装置的结构示意图；图2是图1中A的放大图；图3是截面为圆形的电除尘部的截面图；图4是截面为方形的电除尘部的截面图。
本发明实施例提供了一种集成式烟气净化装置，其包括入口部1、反应部2、电除尘部3、上盖4和出口部5，其中，入口部1与反应部2的底端连通，出口部5与电除尘部3的底端连通，上盖4设于反应部2和电除尘部3的顶端，并与反应部2和电除尘部3之间围合形成密封腔6，反应部2和电除尘部3均与该密封腔6连通。
反应部2主要通过经入口部1通入的烟气以及脱硫吸收剂、脱硝吸收剂和催化剂等，完成SOX、NOX、HCl等酸性气体的脱除；电除尘部3则收集由反应区排出的多余吸收剂、脱酸副产物、原烟气粉尘等。其中，脱硝吸收剂为液氨、氨水或其他用于与NOX反应的还原剂，脱硫吸收剂为Ca(OH)2、电石渣或其他用于与SOX反应的吸收剂，催化剂为金属氧化物或其他用于SCR脱硝功能的催化剂。
具体的，烟气、吸收剂(包括脱硝吸收剂和脱硫吸收剂)和催化剂经入口部1进入反应部2，并在反应部2内完成脱硫、脱硝反应，烟气带动物料(包括反应后的吸收剂和催化剂)沿反应部2继续向上移动至密封腔6内，并经过电除尘部3对烟气内的粉尘进行吸附，进而完成对烟气的净化处理，净化后的烟气从电除尘部3的底端沿出口部5排出。
本实施例中，是将反应部2和电除尘部3集成为一体式结构，共用基础和钢架，节省整体占用场地面积及设备钢材的使用量，进而降低成本，同时，通过该集成式烟气净化装置对烟气进行净化时，烟气的治理流程为：余热锅炉(一段)+集成式烟气净化装置+余热锅炉(二段)，可简化整体流程。并且，烟气在高温(300℃～400℃)工况下，于反应部2内同时进行脱硫和脱硝反应，同时实现酸性气体、重金属等多污染物的协同脱除，缩短烟气处理流程，节省投资成本及运行成本，然后再将经过脱硫和脱硝反应的烟气和物料通入电除尘部3进行除尘，可避免原烟气中的高粘性粉尘黏结于电除尘器内部影响后期电除尘效率，保障烟气达标排放。
另外，工业窑炉烟气经余热锅炉一次利用后，温度降至约350℃，并由入口部1进入反应部2，而350℃左右正好是脱硫吸收剂及SCR催化剂具有最佳活性的温度，在反应部2内同时完成脱硫、脱硝等可获得较高的脱除效率。并且，本实施例中将反应部2和电除尘部3集成为一体式结构，烟气经过反应部2和电除尘部3之间的密封腔6时行程较短，热量损失较小，进而可以保证烟气在经过电除尘部3后仍具有较高的温度，可提高烟气在经过电除尘部3除尘后通入余热锅炉内进行二次利用余热的效率。
在上述实施例中，电除尘部3内设有均布间隔设置的阴极层31和阳极板32，其中，阴极层31包括框架311和阴极线312，阴极线312固设于框架311且阴极线312的轴线与反应部2的轴向平行，同时，阴极层31和阳极板32均为沿反应部2的周向设置的筒状结构，且筒状结构与反应部2同轴。具体的，阳极板32为分层结构，相邻两层阳极板32之间夹设一层阴极层31，该阴极层31包括沿横向设置的框架311以及沿纵向设置的阴极线312，各阴极线312与框架311固定且各阴极线312的轴线与反应部2是轴向平行。
也就是说，反应部2设于电除尘部3的内部中心，经过反应部2净化后的烟气由反应部2的顶部进入密封腔6内，向四周扩散，并沿周向进入电除尘部3进行除尘，可有效提高除尘效率。另外，将反应部2设于电除尘部3的内部中心时，电除尘部3内的烟气具有一定的温度，使得该电除尘部3相当于一个恒温保护层，可降低反应部2内的反应温度变化幅度，保证反应过程稳定、高效，同时还可提高烟气余热的二次利用效率。
具体的，筒状结构的截面可以是圆形(如图3所示)也可以是多边形(如图4所示)，在此不做具体限制。
在上述实施例中，阴极层31和阳极板32均绝缘吊挂于上盖4，具体的吊挂方式不做限制，如本实施例中是将各阳极板32的顶端与吊梁91固定，然后通过拉杆92悬挂于上盖4，并且拉杆92和上盖4之间设有绝缘件，同样的阴极层31的吊挂是在各层框架311的顶端通过吊梁91固定。吊挂的方式相对于通过底部设置支撑的结构来说，便于阳极板32和阴极层31在自身的重力作用下保持垂直度，进而保证相邻的阳极板32和阴极层31之间的间距，保证极距。
在上述实施例中，为保证收尘效率，相邻两个阳极板32之间的距离可具体根据粉尘的比电阻进行设置，本实施例中，将两个阳极板32之间的间距设置为300～500mm，可保证工业窑炉烟气的粉尘净化的收尘效率。相应的，相邻两个阴极层31之间的间距为300～500mm。
在上述实施例中，电除尘部3的外壁还设有保温层(图中未示出)，以保证烟气在经过电除尘部3时热量损失较少，进而保证净化后的烟气仍具有较高的温度，以进一步提高烟气余热的二次利用率。
在上述实施例中，入口部1与反应部2之间连通有文丘里管7，该文丘里管7，如图2所示，该文丘里管7包括依次设置的收缩段71、喉道72和扩散段73，其中，收缩段71朝向入口部1的一侧设置，扩散段73朝向反应部2的一侧设置。烟气、吸收剂和催化剂在入口部1内混合，经过文丘里管7后，气流被加速，使物料与原烟气在上方的反应部2内得到充分混合、发生反应，以除去烟气中的SOX、NOX等酸性气体，同时，经文丘里管7加速后，物料在进入反应部2内后能够悬浮起来并形成湍流状态，烟气中高粘性粉尘形成包裹、覆盖，团聚成低粘性的、更利于电除尘部3收尘的絮状粉尘。
在上述实施例中，出口部5包括出气口51和灰斗52，在经由电除尘部3收集粉尘后，干净烟气从出气口51排出，实现达标排放。而电除尘部3内收集的粉尘和物料(包括多余的吸收剂、脱酸副产物和催化剂等)，将在振打或其它型式清灰措施的作用下，落入下部的灰斗52内。该灰斗52的排灰管521包括第一出口522和第二出口523两个出口，其中，第一出口522与入口部1连通，也就是说，灰斗52内收集的粉尘和物料，一部分从第一出口522重新进入入口部1，即使得未反应的多余吸收剂得到重复利用，节省物耗，另一部分粉尘和物料将通过第二出口523外排，从而达到物料的平衡，具体的，可根据物料内混有的吸收剂、催化剂量进行确定该物料从哪个出口排出。
在上述实施例中，密封腔6内设有均流装置8，以使烟气均匀分配至电除尘部3的均流装置8。对该均流装置8的具体结构不做限制，如本实施例中，将均流装置8设置为沿高度方向上布置有不同开孔率的多孔板，或者，还可以将该均流装置8设置为栅格等，当反应部2为设于电除尘部3内部的结构时，该均流装置8可以设置为筒状(如图1所示)或锥筒状结构，其顶端与上盖4连接，底端与反应部2的顶端边缘连接，而当电除尘部3和反应部2并列设置(即反应部2不在电除尘部3的内部中心)时，该均流装置8可以倾斜设置于密封腔6内，只要保证其能使烟气均匀的分配至电除尘部3即可。
另外，在本实施例中，该均流装置8可以设置为一层结构也可以设置为多层结构，在此不做具体限制。
在上述实施例中，入口部1包括进气口11和进料口12，烟气由进气口11进入，脱硫吸收剂和脱硝催化剂由进料口12进入，而脱硝吸收剂则由设于进气口11处的格栅13喷入，以使脱硝吸收剂和烟气充分混合均匀。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种集成式烟气净化装置，其特征在于，包括入口部(1)、反应部(2)、电除尘部(3)、上盖(4)和出口部(5)；
所述入口部(1)连接于所述反应部(2)的底端；
所述出口部(5)连通于所述电除尘部(3)的底端；
所述上盖(4)设于所述反应部(2)和所述电除尘部(3)的顶端并围合形成连通于所述反应部(2)和所述电除尘部(3)之间的密封腔(6)。
2.根据权利要求1所述的集成式烟气净化装置，其特征在于，所述电除尘部(3)内设有均布间隔设置的阴极层(31)和阳极板(32)，所述阴极层(31)包括框架(311)和固设于所述框架(311)的阴极线(312)，所述阴极线(312)的轴线与所述反应部(2)的轴向平行；
所述阳极板(32)和所述阴极层(31)均为沿所述反应部(2)的周向设置的筒状结构，且所述筒状结构与所述反应部(2)同轴。
3.根据权利要求2所述的集成式烟气净化装置，其特征在于，所述阳极板(32)和所述阴极层(31)均绝缘吊挂于所述上盖。
4.根据权利要求2或3所述的集成式烟气净化装置，其特征在于，相邻两个所述阳极板(32)以及相邻两个所述阴极层(31)之间的间距为300～500mm。
5.根据权利要求1-3任一项所述的集成式烟气净化装置，其特征在于，所述电除尘部(3)的外壁还设有保温层。
6.根据权利要求1-3任一项所述的集成式烟气净化装置，其特征在于，所述入口部(1)与所述反应部(2)之间连通有文丘里管(7)，所述文丘里管(7)的收缩段(71)朝向所述入口部(1)的一侧设置，所述文丘里管(7)的扩散段(73)朝向所述反应部(2)的一侧设置。
7.根据权利要求1-3任一项所述的集成式烟气净化装置，其特征在于，所述出口部(5)包括出气口(51)和灰斗(52)，所述灰斗(52)设有排灰管(521)，所述排灰管(521)包括第一出口(522)和第二出口(523)，所述第一出口(522)与所述入口部(1)连通。
8.根据权利要求1-3任一项所述的集成式烟气净化装置，其特征在于，所述密封腔(6)内设有均流装置(8)。
9.根据权利要求1-3任一项所述的集成式烟气净化装置，其特征在于，所述入口部(1)包括进气口(11)和用于添加脱硫吸收剂、脱硝催化剂的进料口(12)，所述进气口(11)设有用于喷射脱硝吸收剂的格栅(13)。
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