CN205145894U - 工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理*** - Google Patents

工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理*** Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，包括荷电水雾发生装置、电晕荷电发生装置、荷电气雾混合反应器和静电旋风除尘器；工业废气经电晕荷电发生装置加载与荷电水雾相反电荷后进入荷电气雾混合反应器，与荷电水雾混合并初步分离后进入静电旋风除尘器进行强制分离；采用一体化的净化处理***对工业废气进行初步分离和强制分离处理，脱除工业废气中的二氧化硫和氮氧化物等气体污染物以及颗粒污染物(包括大颗粒微尘)，还能去除空气中PM10及以下的可吸入颗粒污染，尤其是针对PM2.5及以下的细颗粒物去除效果最佳最好，去除效率可高达98％以上，对废气中的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体去除效率可达95％以上。

Description

工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***
技术领域
本实用新型涉及一种工业废气净化处理设备，特别涉及一种工业废气脱硫脱硝除尘一体化净化处理***。
背景技术
我国是能源消费大国，化石等燃料燃烧后排放出大量工业废气，工业废气中含有的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体以及细颗粒粉尘对环境造成雾霾、酸雨、温室效应增强以及臭氧层破坏。现有工业废气的脱硫、脱硝和除尘一般采用单独的处理方法：脱硫主要采用石灰石-石膏湿法；氮氧化物去除以NH3-SCR和SNCR干法脱硝技术为主；除尘主要以静电除尘器、布袋除尘器为主。脱硝方法中，SNCR脱硝效率仅为30％～50％，无法满足日益严格的环保要求，NH3-SCR尽管脱硝效率达到80-90％，但投资大、催化剂成本高，且极易产生氨逃逸而造成二次污染。传统的除尘装置也存在诸多问题，如静电除尘器在清灰过程中易二次扬尘，除尘效率降低；布袋除尘器在使用过程中，由于湿法脱硫后废气中含有大量的水蒸气，不但粉尘容易粘连在布袋表面，增加***压降，降低除尘效率；而且为避免蒸汽凝结，需要提高废气温度，造成能源浪费。此外，布袋除尘器对粒径较大的粉尘颗粒虽有较好的除去效果，但对细颗粒物，特别是粒径小于2.5μm的PM2.5作用甚微。此外，单独的脱硫脱硝除尘需要多套设备以及不同工艺的组合使用，从而导致投资大、占地面积大等问题，且运行操作复杂、相互间易产生干扰，进而影响使用效果。
因此，需要一种工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，能同时脱除工业废气中的二氧化硫和氮氧化物等气体污染物以及颗粒污染物，尤其是对PM2.5及以下的细颗粒物去除效果最佳。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种工业废气脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，能同时脱除工业废气中的二氧化硫和氮氧化物等气体污染物以及颗粒污染物，尤其是对PM2.5及以下的细颗粒物去除效果最佳。
本实用新型的工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，包括荷电水雾发生装置、电晕荷电发生装置、荷电气雾混合反应器和静电旋风除尘器；工业废气经电晕荷电发生装置加载与荷电水雾相反电荷后进入荷电气雾混合反应器，与荷电水雾混合并初步分离后进入静电旋风除尘器进行强制分离；
进一步，所述静电旋风除尘器为环流式湿式静电除尘器，包括内筒、中间筒和外筒，所述中间筒施加负高电压，内筒和外筒接地；
进一步，经荷电气雾混合反应器初步分离后的气雾从静电旋风除尘器的上部进入进行静电旋风强制分离；
进一步，所述电晕荷电发生装置将含尘工业废气加载电荷后产生将不溶性氮氧化物氧化成可溶性氮氧化物的臭氧；
进一步，所述荷电水雾发生装置雾化碱性水溶液并加载荷电产生荷电水雾；
进一步，所述荷电水雾发生装置的荷电电压为1-100KV，产生的荷电水雾粒径为1-150μm；
进一步，所述静电旋风除尘器的静电电压为1-150KV，进口风速为10-35m/s；
进一步，所述电晕荷电发生装置的荷电电压为1-150KV；
进一步，所述荷电气雾混合反应器内设置有折流板或/和填料；
进一步，还包括用于与荷电气雾混合反应器的含尘固液相排放口和静电旋风除尘器的含尘固液相排放口连通的液体循环装置。
本实用新型的有益效果：本实用新型的工业废气脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，采用一体化的净化处理***对工业废气进行初步分离和强制分离处理，同时脱除工业废气中的二氧化硫和氮氧化物等气体污染物以及颗粒污染物(包括大颗粒微尘)，还能去除空气中PM10及以下的可吸入颗粒污染，尤其是针对PM2.5及以下的细颗粒物去除效果最佳最好，去除效率可高达98％以上，对废气中的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体去除效率可达95％以上；使用该***净化工业废气可大大降低了工业能耗，减少了水资源的浪费，并且环保无污染，占地面积小，投资成本低并且操作流程简单，维护方便，可根据情况灵活调节电压、水溶液等工艺参数，用于化工厂废气，燃煤电厂、冶炼厂、水泥厂、生物质及生活垃圾焚烧发电厂的烟气超净处理，同时适用于密闭空间的空气以及各种加工车间工业废气等的净化与除尘。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型的结构示意图，如图所示：本实施例的工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，包括荷电水雾发生装置1、电晕荷电发生装置2、荷电气雾混合反应器3和静电旋风除尘器4；工业废气经电晕荷电发生装置2加载与荷电水雾相反电荷后进入荷电气雾混合反应器3，与荷电水雾混合并初步分离后进入静电旋风除尘器4进行强制分离；荷电水雾发生装置1、电晕荷电发生装置2与高压电源6连接，工业废气在混合前，先通过电晕荷电发生装置2加载电荷后与加载相反电荷的细水雾在混合反应器中充分混合，废气中部分污染气体被水溶液吸收，同时荷电细水雾与带电荷粉尘发生凝聚作用，形成气相和含尘固液相以及沉降液，气相的密度最低，含尘固液相的密度小于沉降液，工业废气中的部分粒径较大的粉尘沉积凝积至沉降液，气相和含尘固液相进入静电旋风除尘器4在离心力和电场力作用下，粉尘和含尘固液相从气相完全分离出来，净化后的气体从静电旋风电除尘器的气相通道排出，该气相通道可与引发装置(如风机等)连通以便加速纯净气体的排放。
本实施例中，所述静电旋风除尘器4为环流式湿式静电除尘器，包括内筒、中间筒和外筒，所述中间筒施加负高电压，内筒和外筒接地；中筒接电产生高压静电场，在外筒和内筒之间加载静电场使外筒和内筒形成的气流通道内的电场强度更均匀，保证粉尘经过气流通道时均能受到同等强度的电场力而电离，使尘粒均能与与负离子结合并带上负电，趋向阳极表面放电沉积，气体环流的离心力将含尘固液相和微细液粒抛洒在外筒内表面，形成稳定水膜，而残余的微细荷电粉尘(小于1微米)在电场作用下推向外筒内表面的水膜，含尘固液相与粉尘一起因重力流到下面灰斗并排出到液体循环装置，在离心力和电场力的作用下，粉尘和含尘固液相从气相完全分离出来；该结构中，内筒、中间筒和外筒优选为金属圆桶，所述中筒接负高压电源；金属圆筒不仅结构强度高，而且可有效减少风阻，使含尘气体能够受到相对较大惯性离心力和均匀的电场力；外筒连通气流进气口，所述中筒和内筒中间环隙连通气流排气口；内筒、中筒和外4之间均形成气流通道，中筒和内筒的中间环隙排气口，外筒的进气口均设置在分离器的上部；气体从外筒进入，由中筒和内筒的中间环隙排出，使气体在静电分离机构进行多次循环分离，提高分离效率。本实施例中，所述内筒的长度大于中筒，小于外筒；该结构为气流提供了不同长度的通道，气体刚进入分离器内时，含尘密度大，因此需要相对较长的气流通道进行静电旋风分离，进入内筒的含尘气体密度相对较小，因此其气流通道可相对较短既能达到充分有效的静电分离效果，实现含尘气气体分级分离的目的，同时也便于气体在分离器内流通进行多次旋流分离，经分离后的洁净空气相密度最小，在离心力的作用下，便于从中筒和内筒的中间环隙排气口排出。所述外筒下部优选为锥形结构，所述内筒、中筒分布于外筒的锥形结构上方；外筒的锥形结构便于分离出的含尘液相在重力作用下沉积到分离器底部排出，外筒下部的锥形结构内可设置灰斗用于收集积尘；内筒、中筒分布于外筒的锥形结构上方避免积尘再次被带入环流循环通道中，产生二次污染和对静电分离产生干扰。
本实施例中，经荷电气雾混合反应器3初步分离后的气雾从静电旋风除尘器4的上部进入进行静电旋风强制分离；即进气口设置在静电旋风除尘器4的上部，气相、含尘固液相形成的气雾都从静电旋风除尘器4的上部进入进行强制分离，含尘固液相与粉尘一起因重力流到静电旋风除尘器4的下部经排放口排出。
本实施例中，所述电晕荷电发生装置将含尘工业废气加载电荷后产生将不溶性氮氧化物氧化成可溶性氮氧化物的臭氧；不溶性氮氧化物包括NO、N2O等，可溶性氮氧化物包括NO2、N2O3等；利用高压电极产生的臭氧将工业废气中的NO氧化成可溶性氮氧化物，可通过适当控制电极产生适量臭氧用于氮氧化物的氧化。
本实施例中，所述静电旋风除尘器4的静电电压为1-150KV，进口风速为10-35m/s；优选静电旋风除尘器4的静电电压为10-100KV，该风速更能为流体提供沿一定方向、一定路径循环流动的离心力，施加的静电电压更容易使粉尘经过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电沉积，在离心力和电场力的作用下将粉尘和含尘固液相从气相完全分离出来，因此，上述范围的参数之间相互协调和作用，并确保提供相对较大惯性离心力和合适的电场力，使液相和气相快速分离，进而提高分离效率，因此，该参数确定了静电旋风除尘器4的结构。
本实施例中，所述荷电水雾发生装置1雾化碱性水溶液并加载荷电产生荷电水雾；碱性水溶液中含有可中和/或吸收NO2或N2O3与其他酸性气体(SO2和HCl)的成分，因此，当工业废气与加载相反电荷的细水雾在混合反应器中充分混合时，废气中部分污染气体被水溶液吸收，同时荷电细水雾与带电荷粉尘发生凝聚作用，形成含有气相和含尘固液相的混合体系，便于利用重力进行初步分离。
本实施例中，所述荷电水雾发生装置1的荷电电压为1-100KV，优选为10-50KV产生的荷电水雾粒径为1-150μm，优选为10-100μm；所述电晕荷电发生装置2的荷电电压为1-150KV，优选为10-100KV；荷电水雾发生装置1产生的细水雾具有确定的粒径，针对工业废气中含有的颗粒污染物的浓度即能确定，而特定粒径的细水雾通过特定结构的荷电水雾发生装置1即能实现，上述参数确定了荷电水雾发生装置1的结构，电晕荷电发生装置2的结构，在此不再赘述。当然，本实施例中的水雾对大颗粒微尘同样具有较好的混合去除效果。通过控制细水雾的粒径、荷电水雾发生装置1的荷电电压、电晕荷电发生装置2的荷电电压并结合细水雾与含尘工业废气的体积比可确保含尘废气中的颗粒污染物均被细水雾粒有效附着并发生凝聚作用，确保电晕荷电发生装置2产生适量臭氧用于一氧化氮的氧化，通过控制上述参数以提高雾化效果和荷电效果进而确保带电的细水雾与带相反电荷的含尘工业废气进行充分的团聚凝结，以便后续重力初步分离的进行，进而提高整个***的净化效率；上述范围的参数之间相互协调和作用，更能适用于颗粒污染物，尤其是PM2.5及以下颗粒污染物与水雾进行混合并利用静电进行集聚，通过控制参数使细水雾粒更容易附着于含尘工业废气中的PM2.5及以下颗粒污染物，并增大含尘空气中的颗粒污染物的附着有效面积，进而增大颗粒污染物的粒径，便于后续进行旋风分离，进而提高颗粒污染物的净化效率。本***的荷电水雾发生装置1优选为高压水喷雾发生器和压缩空气-水二流体喷雾发生器中的一种。
本实施例中，所述荷电气雾混合反应器3内设置有折流板或/和填料；用于增加碰撞几率、混合流程和面积的部件，便于充分混合，增加分离效果；折流板的结构可采用现有技术的机械安装结构和几何结构，比如设置有通孔以增加接触面积等，在此不再赘述；荷电气雾混合反应器3底部为锥形结构，并设有排水口，用于排放经重力初步分离的含尘固液相，荷电气雾混合反应器3可以为立式或横式。
本实施例中，还包括用于与荷电气雾混合反应器3的含尘固液相排放口和静电旋风除尘器4的含尘固液相排放口连通的液体循环装置5；从荷电气雾混合反应器3和静电旋风除尘器4底部排出的水经液体循环装置5净化处置后即可以循环使用，该液体循环装置5一般由泵、管路等组成，属于现有技术，在此不再赘述。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，其特征在于：包括荷电水雾发生装置、电晕荷电发生装置、荷电气雾混合反应器和静电旋风除尘器；工业废气经电晕荷电发生装置加载与荷电水雾相反电荷后进入荷电气雾混合反应器，与荷电水雾混合并初步分离后进入静电旋风除尘器进行强制分离。
2.根据权利要求1所述的工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，其特征在于：所述静电旋风除尘器为环流式湿式静电除尘器，包括内筒、中间筒和外筒，所述中间筒施加负高电压，内筒和外筒接地。
3.根据权利要求2所述的工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，其特征在于：经荷电气雾混合反应器初步分离后的气雾从静电旋风除尘器的上部进入外筒进行静电旋风强制分离。
4.根据权利要求1所述的工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，其特征在于：所述电晕荷电发生装置将含尘工业废气加载电荷后产生可将不溶性氮氧化物氧化成可溶性氮氧化物的臭氧。
5.根据权利要求1所述的工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，其特征在于：所述荷电水雾发生装置雾化碱性水溶液并加载荷电产生荷电水雾。
6.根据权利要求3所述的工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，其特征在于：所述静电旋风除尘器的静电电压为1-150KV，静电旋风分离的进口风速为10-35m/s。
7.根据权利要求5所述的工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，其特征在于：所述荷电水雾发生装置的荷电电压为1-100KV，产生的荷电水雾粒径为1-150μm。
8.根据权利要求4所述的工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，其特征在于：电晕荷电发生装置的荷电电压为1-150KV。
9.根据权利要求3所述的工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，其特征在于：所述荷电气雾混合反应器内设置有折流板或/和填料。
10.根据权利要求2所述的工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理***，其特征在于：还包括用于与荷电气雾混合反应器的含尘固液相排放口和静电旋风除尘器的含尘固液相排放口连通的液体循环装置。
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