微纳米陶瓷管束水膜式烟气污染物一体化脱除装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种燃煤锅炉烟气污染物的一体化脱除技术，具体为一种用于协同脱除烟气中的石膏液滴、水蒸气、细微颗粒物及其so2、H2S04 (so3)气溶胶的中空多孔微纳米陶瓷管束水膜式烟气污染物一体化脱除装置，属于燃煤火力发电厂的节能减排技术领域。
【背景技术】
[0002]火电厂燃煤锅炉的尾部烟气从空气预热器流出后，先经过静电或布袋除尘器除去烟气中的飞灰，再进入脱硫塔脱除硫氧化物，最后通过烟囱排向大气。在常规烟气石灰石-湿法脱硫系统中，烟气要经过喷淋、脱硫等工艺从入口的120-140°C左右最终降低到50°C左右从脱硫系统排出，此时，烟气中含有大量的石膏液滴、饱和水蒸气、细微颗粒物和S02、H2S04(S03)气溶胶等酸性物质，它们一同被排到大气中，既污染了环境，又浪费了其中的宝贵水资源。
[0003]目前，用于火电厂锅炉烟气的除尘设备有很多种，如电除尘器、布袋除尘器、水膜除尘器以及漩涡式除尘器等，但是，由于脱硫后的烟气温度已经低于烟气的酸露点温度，并且烟气中含有大量的石膏液滴、饱和水蒸气、细微颗粒物以及S02、H2S04(S03)气溶胶等酸性物质，上述除尘技术已难以满足深度脱除烟气中的石膏液滴、饱和水蒸气、细微颗粒物以及S02、H2S04(S03)气溶胶等要求，进而造成了火电厂烟囱冒“白烟”现象和细微颗粒物污染大气环境的后果。
[0004]本发明结合火电厂燃煤锅炉尾部烟气系统的运行特点，创造性的提出了一种中空多孔微纳米陶瓷管束水膜式烟气污染物的一体化脱除技术，研制了相应的试验装置，适用于协同脱除脱硫后烟气中的石膏液滴、水蒸气、细微颗粒物及其S02、H2S04(S03)气溶胶等酸性气体，可大大减轻火电厂锅炉尾部烟道、烟气再热器(GGH)、烟囱的腐蚀压力以及GGH的堵灰、粉尘的排放，基本可消除“石膏雨”和烟囱冒“白烟”现象。该装置具有结构简单、耐腐蚀、运行阻力比较小、制造和运行成本较低、使用寿命长等优点，既能够高效脱除烟气中的多种污染物，实现清洁排放，又能够回收利用烟气中的水资源，节水降耗，具有广阔的工程应用前景。
【发明内容】
[0005]本发明的任务在于提供一种中空多孔微纳米陶瓷管束水膜式烟气污染物一体化脱除装置，用于高效脱除脱硫后烟气中的石膏液滴、饱和水蒸气、细微颗粒物及其S02、H2S04(S03)气溶胶等酸性气体，从而解决了现有技术中存在的问题及缺陷。
[0006]微纳米陶瓷管束水膜式烟气污染物一体化脱除装置包括玻璃钢外壳、若干中空多孔微纳米陶瓷膜管束组件、进水室及其附属管道、污水室及其附属管道、上下玻璃钢支撑板及其密封固定部件。其中，每个中空多孔微纳米陶瓷膜管束组件由120-150根直径为20-30mm、壁厚为l_3mm的三层结构多孔陶瓷管组成，管壁的孔径由内向外分别为50微米、20-30微米和6-10纳米；每一根多孔微纳米陶瓷管的顶端和底端均由耐腐蚀密封垫片、固定螺母固定在相应的玻璃钢支撑板上，其底部密封，顶部与进水室连通；在底部玻璃钢支撑板上，设置有污水排放孔与污水室连通。所述中空多孔微纳米陶瓷管束水膜式烟气污染物一体化脱除装置安装在脱硫装置之后的烟道内，中空多孔微纳米陶瓷膜管束组件的数量视烟气流量的大小以及对石膏液滴、饱和水蒸气及其细微颗粒物捕集效率的要求来决定；每一套组件的上部空间设置一个进水室，进水采用除盐水，进水压力保持在0.2-0.3MPa之间；每一套组件的下部空间设置一个污水室，用于汇集由陶瓷膜管束组件捕集到的石膏液滴、水蒸气和细微颗粒物等污染物，并通过污水排出管道送至污水处理厂。
[0007]本发明的有益效果是:可以用于高效脱除脱硫后烟气中的石膏液滴、饱和水蒸气、细微颗粒物及其S02、H2S04(S03)气溶胶等酸性气体，大大减轻了尾部烟道、烟气再热器(GGH)、烟囱的腐蚀压力以及GGH的堵灰、粉尘的排放，基本可消除“石膏雨”和烟囱冒“白烟”现象，既能够高效脱除烟气中的多种污染物，实现清洁排放，又能够回收利用烟气中的水资源，节水降耗，具有广阔的工程应用前景。
[0008]具体指标如下:
石膏液滴的脱除率> 99% ；
水蒸气的回收率> 98% ；
细微颗粒物排放浓度< 5mg/m3;
S02、H2S04(S03)气溶胶的脱除效率> 95%。
[0009]本发明的显著特点:一是能够协同脱除脱硫后烟气中的石膏液滴、饱和水蒸气、细微颗粒物及其S02、H2S04(S03)气溶胶等酸性气体，脱除效率高，减排效果显著；二是采用模块化结构的组件单元，装置结构简单，制造及运行成本低，易于普及；三是采用了微纳米陶瓷膜管，耐腐蚀，使用寿命长；四是可回收烟气中的水蒸气，经简单处理后即可作为脱硫系统的补充水，节水效果明显。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的总体结构示意图。
[0011]图2为图1中的A-A向剖视结构示意图。
[0012]图3为图1中的中空多孔微纳米陶瓷膜管束组件的结构示意图。
[0013]图4为图1中的上玻璃钢支撑板的结构示意图。
[0014]图5为图1中的下玻璃钢支撑板的结构示意图。
[0015]图6为图3中的中空多孔微纳米陶瓷膜管的结构示意图。
[0016]图7为图3中的中空多孔微纳米陶瓷膜管的顶端和底端密封结构示意图。
[0017]图8为图1中的上盖板的结构示意图。
[0018]图9为图1中的进水室的结构示意图。
[0019]图10为图1中的污水室的结构示意图。
[0020]在附图中，(1)为装置上盖板，(2)为中空多孔微纳米陶瓷膜管束组件，(3)为进水室，⑷为进水管道，(5)为进水室进水流量控制阀，(6)为进水总阀，(7)为上支撑板，(8)为下支撑板，(9)为前侧板，(10)为后侧板，(11)为污水室，(12)为污水排出管道，(13)为污水流量控制阀，(14)为污水管道总阀，(15)为烟气入口连接法兰，(16)为烟气出口连接法兰，(17)为中空多孔微纳米陶瓷管，(17a)为中空多孔微纳米陶瓷管基层，(17b)为中空多孔微纳米陶瓷管中间层，(17c)为中空多孔微纳米陶瓷管分离层，(18)为中空多孔微纳米陶瓷管的顶端密封垫片，(19)为中空多孔微纳米陶瓷管的顶端固定螺母，(20)为中空多孔微纳米陶瓷管的底端密封垫片，(21)为中空多孔微纳米陶瓷管的底端固定螺母，(22)为下支撑板上的污水排放孔。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作如下描述:
使用本发明时，首先将所述的中空多孔微纳米陶瓷管束水膜式烟气污染物一体化脱除装置安装在脱硫装置之后的烟道内，烟气入口连接法兰(15)与脱硫装置侧的烟道连通，烟气出口连接法兰(16)与烟囱侧的烟道连通，进水管道(4)与供水水源连通，污水排出管道
(12)与电厂污水处理系统连通。
[0022]工作时，首先打开进水室进水流量控制阀(5)和进水总阀(6)，进水温度要求小于30°C，通过调节控制阀(5)的开度，控制进水室的压力保持在0.2-0.3MPa之间，并确保陶瓷膜管束组件(2)中的每一根中空多孔微纳米陶瓷管(17)的管内压力大于管外烟气侧的压力，二者之间的压差保持在0.1-0.2MPa之间，此时，在这一压差的作用下，陶瓷膜管(17)内的工质水从管内壁经陶瓷管基层(17a)、陶瓷管中间层(17b)，最终经过陶瓷管分离层(17c)向管外壁渗透，并在管外表面形成一层稳定致密水膜。
[0023]当脱硫后的烟气进入所述中空多孔微纳米陶瓷管束水膜式烟气污染物一体化脱除装置的入口后，它将横向掠过陶瓷膜管束组件(2)中错列布置的所有中空多孔微纳米陶瓷膜管(17)的外表面，此时，烟气中的石膏液滴、细微颗粒物以及S02、H2S04(S03)气溶胶等酸性成分将被水膜捕获，烟气中的饱和水蒸气将被水膜冷却为凝结水，这些被捕集到的污染物及其凝结水一同沿陶瓷膜管(17)的外表面汇流到下支撑板(8)上，并通过下支撑板上的污水排放孔(22)汇集到污水室。
[0024]开启污水流量控制阀(13)和污水管道总阀(14)，通过污水排出管道(12)将污水室的污水送至电厂污水处理系统，经简单处理后可作为脱硫系统的补充水使用。
【主权项】
1.一种用于协同脱除脱硫后烟气中的石膏液滴、饱和水蒸气、细微颗粒物及其so2、H2S04(S03)气溶胶等酸性气体的中空多孔微纳米陶瓷管束水膜式烟气污染物一体化脱除装置，其特征在于，它包括玻璃钢上盖板、中空多孔微纳米陶瓷膜管束组件、进水室及其附属管道、污水室及其附属管道、上下玻璃钢支撑板、前后玻璃钢侧板以及密封固定部件。2.根据权利要求1所述的中空多孔微纳米陶瓷膜管束组件，其特征在于，该组件由120-150根直径为20-30mm、壁厚为l_3mm的三层结构多孔陶瓷管组成，管壁的孔径由内向外分别为50微米、20-30微米和6-10纳米；每一根多孔微纳米陶瓷管的顶端和底端均由耐腐蚀密封垫片、固定螺母固定在相应的玻璃钢支撑板上，其底部密封，顶部与进水室连通；在底部玻璃钢支撑板上，设置有污水排放孔与污水室连通。3.根据权利要求2所述的中空多孔微纳米陶瓷膜管束组件中的每一根多孔微纳米陶瓷管，其特征在于，在压差驱动下，陶瓷管内的水从内壁向外壁渗透，在管外表面形成一层稳定致密的水膜。4.根据权利要求2所述的中空多孔微纳米陶瓷膜管束组件，其特征在于，当烟气横向掠过中空多孔微纳米陶瓷膜管束组件中的每一根多孔微纳米陶瓷管的外表面时，烟气中的石膏液滴、水蒸气、细微颗粒物以及S02、H2S04(S03)气溶胶等酸性成分被水膜捕获，进而实现了这些不同成分污染物的协同脱除。
【专利摘要】本发明公开了一种属于燃煤火电厂节能减排技术领域的中空多孔微纳米陶瓷管束水膜式烟气污染物一体化脱除装置，它包括上盖板(1)、中空多孔微纳米陶瓷膜管束组件(2)、进水室(3)及其附属管道(4)、污水室(11)及其附属管道(12)、上下玻璃钢支撑板(7)和(8)、前后侧板(9)和(10)以及密封固定部件。在压差驱动下，陶瓷管(17)的外表面可形成一层致密水膜，当烟气横向掠过陶瓷膜管束组件(2)时，烟气中的石膏液滴、水蒸气、细微颗粒物以及SO2、H2SO4(SO3)气溶胶等酸性成分被水膜捕获，顺流而下，汇集到污水室(11)，并通过污水管道(12)送至污水处理厂。本发明结构简单、成本低、耐腐蚀、使用寿命长，既可实现火电厂的清洁排放，又能够回收利用烟气中的水资源，具有广阔的工程应用前景。
【IPC分类】B01D47/00
【公开号】CN105477955
【申请号】CN201510201077
【发明人】陈海平, 周亚男
【申请人】华北电力大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年4月27日