CFS深度冷凝除塵除霧器

1.技術(shù)背景與創(chuàng)新

2020年，德梅斯特公司成功研發(fā)了第III代CFS冷凝除塵除霧技術(shù)，該技術(shù)攻克了吸收塔治理亞微米級煙塵的難題，為環(huán)保事業(yè)帶來了新的助力。基于第II代冷凝濕膜技術(shù)，CFS技術(shù)通過冷凝作用，使煙氣中的粉塵和霧滴吸附氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，迅速增大粒徑，從而實(shí)現(xiàn)高效分離。與傳統(tǒng)折流板除霧器相比，CFS技術(shù)顯著提高了分離效率，減少了吸收塔空間需求，且對水溶性亞微米顆粒（如SO?）展現(xiàn)出卓越的脫除性能。

2.工作原理

CFS冷凝除塵技術(shù)的核心在于其獨(dú)特的螺旋型管道設(shè)計(jì)。飽和濕煙氣流經(jīng)螺旋管道時(shí)，產(chǎn)生連續(xù)的慣性力和離心力。隨著煙氣冷卻，氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水滴，覆蓋并包裹細(xì)微顆粒，使其增大并形成光滑球形。這一過程不僅增強(qiáng)了顆粒的離心力，還降低了煙氣對顆粒的粘制力，使顆粒被持續(xù)推送至管壁并被水膜湮滅，從而實(shí)現(xiàn)高效分離。

原理圖

3.材料優(yōu)勢

CFS冷凝除塵除霧器采用石墨烯碳素合金材料（PPCT），這是一種創(chuàng)新的石墨烯復(fù)合材料。通過原位聚合技術(shù)，石墨烯均勻分散于聚合物基體中，賦予材料優(yōu)異的耐腐蝕性、導(dǎo)熱性和物理化學(xué)穩(wěn)定性。這種材料不僅滿足濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的需求，還顯著提升了設(shè)備的可靠性和使用壽命。

CFS深度冷凝除塵除霧器由管式預(yù)分離器、菱形除霧器、冷凝器、CFS冷凝除塵器、屋脊式除霧器和沖洗系統(tǒng)組成。冷凝除塵除霧器憑借其高效的除塵性能、緊湊布局以及強(qiáng)大的低負(fù)荷適應(yīng)性，成為超凈排放的理想解決方案。

深度冷凝除塵除霧器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可以分為以下幾個(gè)主要部分，每一部分都具有特定的功能和作用，共同實(shí)現(xiàn)煙氣的除塵、除霧、冷凝提水功能。

1.管式預(yù)分離器

功能：位于最下方，靠近噴淋層。由兩層交錯(cuò)布置的圓管組成。

作用：通過慣性力作用，攔截?zé)煔庵写箪F滴（粒徑>250μm），起到預(yù)處理效果，減少后方除霧器的堵塞風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)具有煙氣均布作用。

2.菱形除霧器

功能：位于管式除霧器上方，單層梁上設(shè)計(jì)2級高效分離器。

作用：采用特殊設(shè)計(jì)的波紋板，進(jìn)一步攔截?zé)煔庵械奈⑿§F滴（粒徑＞15μm），降低煙氣中霧滴濃度至30mg/Nm3以下。

4.CFS冷凝除塵除霧器

功能：位于煙氣冷凝器上方，屬于核心除塵除霧設(shè)備。

作用：既是一種氣液換熱器，也是一種高效的除霧器。飽和濕煙氣流經(jīng)管內(nèi)側(cè)，冷卻水流經(jīng)殼外側(cè)。煙氣中的細(xì)微顆粒物（包括粉塵、霧滴和氣溶膠）在冷凝水的作用下長大，通過螺旋葉片的慣性力和離心力作用，實(shí)現(xiàn)高效分離，去除粒徑大于0.5μm的顆粒物。

5.超精細(xì)屋脊除霧器

功能：位于CFS冷凝除塵除霧器上方，作為最后一級除霧設(shè)備。

作用：采用特殊孔鉤設(shè)計(jì)的波紋板，主要用于去除CFS冷凝除塵除霧器沖洗系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的霧滴，確保凈煙氣中霧滴濃度極低。

6.沖洗系統(tǒng)

功能：貫穿整個(gè)設(shè)備，分布在各級除霧器之間。

作用：通過定期沖洗，防止除霧器葉片表面結(jié)垢和堵塞，確保設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。沖洗水可循環(huán)利用，大部分沖洗水與冷凝水一起被收水型除霧器收集并排出吸收塔外，從而不影響漿液池的液位水平解決水平衡問題。

1.超凈排放能力

高效除塵性能：冷凝除塵除霧器能夠有效去除亞微米級顆粒物（粒徑小于1μm），實(shí)現(xiàn)凈煙氣粉塵排放濃度低于5mg/Nm3滿足超凈排放標(biāo)準(zhǔn)。

冷凝放大顆粒物：通過冷凝作用，將細(xì)微顆粒物（如0.5μm以上顆粒）放大到5μm以上，利用慣性力和離心力實(shí)現(xiàn)高效分離，解決了傳統(tǒng)除霧器難以去除小粒徑顆粒物的問題。

2.低能耗

節(jié)能運(yùn)行：冷凝除塵除霧器在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，通過調(diào)整冷卻水流量，依然可以保持高效的除塵性能，無需額外增加能耗。

3.設(shè)備優(yōu)化與空間利用

緊湊設(shè)計(jì)：與傳統(tǒng)三梁屋脊除霧器相比，在2層梁上可實(shí)現(xiàn)3-4分離器的設(shè)計(jì)，也可以在單層梁上設(shè)計(jì)3級分離器，適合在各種現(xiàn)有吸收塔內(nèi)進(jìn)行改造并且無需拔塔。新建項(xiàng)目整體脫硫塔高度可以省一層鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省投資成本。

一體化功能集成：集煙氣提水、除塵除霧于一體，無需額外增加濕式電除塵器等設(shè)備，降低了設(shè)備投資和運(yùn)行成本。

4.技術(shù)創(chuàng)新與專利支持

專利技術(shù)：采用德梅斯特公司自主研發(fā)的CFS冷凝除塵除霧技術(shù)，擁有專利號ZL 2022 10214184.6/ZL 2022 20468039.6，技術(shù)成熟，性能可靠。

材料與工藝：設(shè)備采用石墨烯碳素合金材料（PPCT），具有耐腐蝕、耐高溫、高導(dǎo)熱系數(shù)（導(dǎo)熱系數(shù)6）等特點(diǎn)，確保設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。

5.適應(yīng)性強(qiáng)與運(yùn)行穩(wěn)定性

低負(fù)荷適應(yīng)性：即使在20%-30%的低負(fù)荷運(yùn)行工況下，通過冷凝作用放大顆粒物粒徑，依然能夠保證穩(wěn)定的除塵效果，解決了傳統(tǒng)除霧器低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)效率下降的問題。

自清潔功能：冷凝水可對設(shè)備自身及后方除霧器進(jìn)行沖洗，減少設(shè)備堵塞風(fēng)險(xiǎn)，降低維護(hù)成本。

6.實(shí)際案例驗(yàn)證

成功應(yīng)用案例：冷凝除塵除霧器已在多個(gè)項(xiàng)目中成功應(yīng)用，如臺州市椒江熱電（1.02-1.52mg/Nm3）、中鋁山西交口興華電廠（2.3mg/Nm3）、華電河西包頭電廠（1.9-2.3mg/Nm3）等，均實(shí)現(xiàn)了超凈排放目標(biāo)，驗(yàn)證了其技術(shù)的可靠性和有效性。

7.綜合效益

節(jié)能減排：通過冷凝水回收利用和低能耗運(yùn)行，降低系統(tǒng)用水量和能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。

環(huán)保達(dá)標(biāo)：滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，避免因超標(biāo)排放帶來的環(huán)保壓力和經(jīng)濟(jì)處罰。

CFS冷凝除塵除霧器對亞微米級顆粒（如SO?、氨、可溶性鹽）具有卓越的脫除效果。經(jīng)驗(yàn)證，入口粉塵濃度80mg/Nm3時(shí)，通過方案設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)凈煙氣排放可低于5mg/Nm3，無需額外濕式電除塵設(shè)備，大幅降低了投資和運(yùn)行成本。

冷凝除塵除霧器是一種高效、節(jié)能且環(huán)保的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)和場景，尤其適用于需要實(shí)現(xiàn)超凈排放的項(xiàng)目。以下是其主要應(yīng)用場景和適用地點(diǎn)：

1.火力發(fā)電廠

濕法脫硫系統(tǒng)：用于600MW、1000MW等大容量燃煤機(jī)組的煙氣脫硫系統(tǒng)，替代傳統(tǒng)除霧器，實(shí)現(xiàn)凈煙氣粉塵濃度低于5mg/Nm3甚至更低，滿足超低排放要求。

2.鋼鐵廠

燒結(jié)機(jī)煙氣處理：用于燒結(jié)機(jī)尾氣的脫硫除塵，去除煙氣中的霧滴和粉塵，減少對后續(xù)設(shè)備的腐蝕。

 焦化廠煙氣治理：適用于焦化廠的煙氣凈化，去除焦油霧滴和粉塵，降低污染物排放。

3.垃圾焚燒廠

煙氣凈化：用于垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣處理，去除煙氣中的酸性氣體、霧滴和細(xì)微顆粒物，確保達(dá)標(biāo)排放。

4.化工廠

廢氣處理：用于化工生產(chǎn)中的廢氣處理，去除廢氣中的水蒸氣、霧滴和粉塵，減少對大氣的污染。

廢水處理：在廢水處理過程中，通過冷凝回收水蒸氣，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

5.造紙廠

黑液蒸發(fā)：在造紙廠的黑液蒸發(fā)過程中，用于去除水蒸氣和霧滴，提高蒸發(fā)效率。

廢氣凈化：用于造紙廠廢氣的凈化處理，去除廢氣中的顆粒物和異味。

6.玻璃廠

 煙氣治理：用于玻璃熔爐的煙氣處理，去除煙氣中的粉塵和霧滴，降低對環(huán)境的污染。

7.炭黑廠

尾氣凈化：用于炭黑生產(chǎn)過程中的尾氣凈化，去除尾氣中的粉塵和霧滴，減少對大氣的污染。

8.熱電廠

小型機(jī)組改造：適用于小型熱電機(jī)組的脫硫除塵改造，實(shí)現(xiàn)超凈排放。

9.其他工業(yè)領(lǐng)域

磚窯陶瓷廠：用于磚窯和陶瓷廠的煙氣處理，去除煙氣中的粉塵和霧滴。

有色金屬冶煉廠：用于有色金屬冶煉過程中的煙氣凈化，去除煙氣中的粉塵和重金屬。

10.改造項(xiàng)目

現(xiàn)有脫硫系統(tǒng)升級：適用于現(xiàn)有濕法脫硫系統(tǒng)的升級改造，通過更換或增加冷凝除塵除霧器，提升系統(tǒng)的除塵除霧效率。

11.特殊環(huán)境

高濕度環(huán)境：適用于高濕度的工業(yè)環(huán)境，通過冷凝回收水分，降低空氣濕度。

水資源短缺地區(qū)：在水資源短缺的地區(qū)，通過冷凝回收水蒸氣，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

12.環(huán)保工程公司

提供一站式解決方案：為環(huán)保工程公司提供高效、節(jié)能的除塵除霧解決方案，滿足客戶的超凈排放需求。