[發明專利]煙氣濕法脫硫中協同脫除PM2.5的方法及其裝置

無效

• 申請號: 200710132250.0
• 申請日: 2007-09-14
• 公開（公告）號: CN101219333A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 楊林軍;顏金培;沈湘林
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

一、技術領域

本發明屬于煙道氣中PM_2.5微粒脫除技術，特別涉及一種煙氣濕法脫硫中應用蒸汽相變原理協同脫除PM_2.5的方法及其裝置。

二、背景技術

可吸入顆粒物是目前我國城市大氣環境的首要污染物，尤其是其中空氣動力學直徑小于2.5μm的PM_2.5污染問題十分嚴重，主要原因在于PM_2.5微粒比表面積大，易富集各種重金屬及化學致癌物質，而常規除塵技術對其難以有效捕集，如濕法脫硫塔(包括除霧器、洗滌塔)對PM_2.5的捕集效率很低，但對于3～5μm以上的微粒脫除效率可達70～90％以上；清華大學王琿等測試某300MW燃煤電廠濕法脫硫系統WFGD對煙氣中細顆粒的脫除作用發現，WFGD對PM₁₀有74.5％的質量脫除效率，但對PM_2.5的脫除效率并不高，且隨粒徑減小脫除效率顯著下降(《中國電機工程學報》2007年第27卷)。燃煤是引起我國大氣環境中PM_2.5含量增加的主要原因。因此，控制燃煤PM_2.5排放是迫切需要解決的關鍵問題，技術發展的主要途徑是在除塵設備前設置預處理措施，使其通過物理或化學作用長大成較大顆粒后加以清除；其中，將蒸汽相變預處理技術與現有燃煤鍋爐煙氣濕法脫硫技術結合是最有可能實現工程應用的重要途徑之一。蒸汽相變促使微粒增大的機理是：在過飽和水汽環境中，水汽以PM_2.5微粒為凝結核發生相變，使微粒粒度增大、質量增加，并同時產生擴散泳和熱泳的作用，促使微粒遷移運動，相互碰撞接觸，進一步促使PM_2.5微粒凝并長大。目前，煙氣濕法脫硫技術已越來越成熟與普及，在脫硫塔內高溫煙氣與中低溫脫硫液相接觸，發生強烈的傳熱傳質過程，高溫煙氣使部分脫硫吸收液汽化，煙氣相對濕度增大，煙溫降低并可接近飽和狀態，但在現有煙氣濕法脫硫技術中，達不到實現蒸汽相變所需的過飽和水汽環境。因此，現有煙氣濕法脫硫技術雖可有效脫除SO₂和粗粉塵，但對PM_2.5的捕集效率很低，造成大量PM_2.5排入大氣環境。

三、發明內容

本發明針對上述技術問題，提供一種充分利用現有濕法脫硫技術中煙氣含濕量較高的特點，應用蒸汽相變原理實現WFGD有效脫除SO₂的同時，促使PM_2.5凝結長大并高效脫除的方法及其裝置。

本發明的技術解決方案為：一種煙氣濕法脫硫中協同脫除PM_2.5的方法，步驟為：

(1)一次脫除PM_2.5：含塵煙氣(溫度：120-180℃、濕度：5-12％)在脫除粒徑≥2.5μm的粗顆粒后，經濕度調節相對濕度增至20～50％，調節濕度后的煙氣進入脫硫塔與脫硫吸收液逆流接觸，PM_2.5微粒發生凝結長大并被部分脫除，一次質量脫除效率為40～60％；

(2)二次脫除PM_2.5：煙氣經上步處理后，由脫硫塔進入相變凝結室，煙氣在相變凝結室中的停留時間≥50～200毫秒，注入蒸汽或使煙氣冷卻5～10℃，促使未脫除的PM_2.5微粒發生二次凝結長大，由高效除霧器除去凝結長大的含塵液滴，二次質量脫除效率為40～60％，總質量脫除效率80％以上。

一種實現煙氣濕法脫硫中協同脫除PM_2.5方法的裝置，包括脫硫塔、除塵器、煙氣再熱器、引風機，還包括煙氣濕度調節室、相變凝結室，煙氣濕度調節室設置于除塵器出口與脫硫塔煙氣進口之間，相變凝結室設于脫硫塔頂部出口處，也可適當增加脫硫塔高度，以脫硫塔頂部空間作相變凝結室，相變凝結室出口與煙氣再熱器相連，引風機設于煙氣再熱器出口處；脫硫塔和相變凝結室內分別設有脫硫塔除霧器和相變凝結室除霧器。相變凝結室除霧器為絲網除霧器、擋板除霧器或旋流板除霧器，優選絲網除霧器。脫硫塔為噴淋塔、填料塔或板式塔。

本發明的技術方案是通過對現有燃煤煙氣濕法脫硫裝置進行改進，增設煙氣濕度調節室和相變凝結室，使其同時具有脫除SO₂和促進PM_2.5凝結長大并高效脫除的功效；其特征在于煙氣濕度調節室設置于除塵器出口與脫硫塔煙氣進口之間，相變凝結室設于脫硫塔煙氣出口和煙氣再熱器間，也可適當增加脫硫塔高度，以脫硫塔頂部空間作相變凝結室；在相變凝結室煙氣出口處設置高效除霧器，相變凝結室內襯具有增進相變效果和防腐雙重功效的低表面能材料。