[發明專利]一種基于蒸發冷卻除塵技術的濕式電除塵裝置及方法

有效

• 申請號: 201610380648.5
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN106076627B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 楊林軍;雒飛;吳昊;袁竹林
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B03C3/16
• 分類號: B03C3/16;B03C3/34;B03C3/014
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 馮慧

一.技術領域

本發明涉及一種基于蒸發冷卻除塵技術的濕式電除塵裝置及方法，屬于大氣污染控制技術領域。

二.背景技術

大氣中的PM級細顆粒物是目前關注的熱點，這種細顆粒物是霧霾天氣形成的主要原因，同時因其比表面積大，易吸附空氣中的有害物質從而對人體健康造成很大威脅。為了應對日益嚴重的大氣污染問題，國家政府近年來出臺了多項措施。2015年12月，環保部、發改委、國家能源局聯合印發了《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》，將超低排放改造正式提上日程。

燃煤鍋爐機組的尾氣污染被認為是引起霧霾天氣的重要原因，因此控制鍋爐機組尾氣的顆粒物排放是必不可少的環節。目前主要除塵技術包括電除塵、布袋除塵、電袋復合除塵技術，基本可以滿足現行的排放要求，但對于實現超低排放還存在困難。近年來新興的濕式電除塵技術應用于燃煤機組發展很快，作為尾氣處理的最后一步能協同脫除多種污染物，但同時也存在亞微米細顆粒物難以荷電、能耗過高、增加了污水處理環節等問題。

蒸發冷卻除塵技術是一種新式除塵技術，對于高濕煙氣的除塵與回收水汽方面有很好的效果。利用冷卻劑的蒸發吸熱和冷凝放熱原理，能夠輕易實現過飽和水汽環境并在細顆粒表面凝結，使得細顆粒長大，在蒸發器處實現顆粒的預脫除跟回收水汽，同時也能有效提高濕式電除塵器內細顆粒物的荷電量，從而提高其脫除效率。

三、發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種在無額外增加能耗的條件下提高濕式電除塵器對亞微米細顆粒物的脫除效率同時回收部分水汽的裝置與方法。

技術方案：一種基于蒸發冷卻除塵技術的濕式電除塵的方法，包含如下步驟：煙氣在煙道內先經過蒸發冷卻除塵裝置再進入濕式電除塵器，制冷劑在蒸發冷卻除塵裝置內循環流動，在煙道中，制冷劑與煙氣逆向流動；煙氣流動促使風扇轉動，通過第一錐齒變速器和第二錐齒變速器帶動制冷劑壓縮器和葉輪工作；制冷劑經過制冷劑壓縮器由低溫低壓氣體變為高溫高壓氣體，再通過冷凝器冷凝和節流閥節流降壓變為低溫低壓液體，由循環泵送至蒸發器，制冷劑在通過蒸發器的同時由于煙氣傳熱而蒸發，再由蒸發器的出口流向制冷劑壓縮器，由于制冷劑的蒸發吸熱作用，飽和煙氣在流過蒸發器時溫度降低，形成過飽和水汽環境，部分水汽在細顆粒物表面凝結，使得細顆粒變大，并在熱泳力的作用下移動到蒸發器的管壁，然后向下流到污水收集盤，通過漏斗流向污水處理池，處理轉化為清液后由水泵泵入脫硫漿液槽，而煙氣則繼續進入濕式電除塵器除塵。

一種用于基于蒸發冷卻除塵技術的濕式電除塵方法的裝置，包括濕式電除塵器，在濕式電除塵器之前設置蒸發冷卻除塵裝置，所述的蒸發冷卻除塵裝置包括：風扇、第一錐齒變速器、第二錐齒變速器、制冷劑壓縮器、葉輪、冷凝器、節流閥、制冷劑循環泵、蒸發器、污水收集盤、污水處理池、水泵；在煙道內按煙氣流動方向依次設置風扇、第一錐齒變速器、第二錐齒變速器和蒸發器，風扇、第一錐齒變速器、第二錐齒變速器設置在與風扇相連的轉軸上，第一錐齒變速器與制冷劑壓縮器相連，第二錐齒變速器與葉輪相連，蒸發器下方設置污水收集盤，污水收集盤上分別設有制冷劑進出口和污水收集口，污水收集盤的制冷劑出口與制冷劑壓縮器、冷凝器、節流閥、制冷劑循環泵以及污水收集盤制冷劑入口依次串聯組成封閉循環，污水收集盤的污水收集口與污水處理池連接；所述的葉輪設置在冷凝器的上方。

所述的污水處理池通過水泵與脫硫漿液槽連接。

所述的第一、二錐齒變速器采用防銹合金材料，能夠遠程控制變速檔位。

所述的制冷劑壓縮器采用往復活塞式壓縮器，由煙氣的流動使風扇轉動并為制冷劑壓縮器提供動力。

所述的冷凝器采用翅片管式換熱器。

所述的節流閥選用手動節流閥或熱電膨脹閥。

所述的蒸發器采用U型不銹鋼毛細管束，錯列布置，由1000～1500根細管組成。

有益效果：

(1)本發明采用蒸發冷卻除塵技術對進入濕式電除塵器前的煙氣進行預處理，煙氣可以在流過蒸發器的毛細管束后降溫3～5℃，形成過飽和水汽環境，水汽在細顆粒物表面發生相變凝結同時細顆粒物體積增大，然后通過熱泳力作用移動到管壁實現細顆粒物的預脫除，在提高細顆粒物脫除效率的同時還能回收部分水汽，有效緩解了煙囪出口水汽含量過大的問題。

(2)裝置本身的耗能僅增加了循環泵消耗的少量電能，基本可以忽略不計，壓縮器的工作與冷凝器的散熱都依靠煙氣流動的動能實現，不再依靠額外的電能，故整個裝置運行成本并不高。