[發明專利]板式塔濕法煙氣脫硫中促進PM2.5脫除的方法及裝置

有效

• 申請號: 201110282757.0
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102430307A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 楊林軍;鮑靜靜;熊桂龍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01D50/00
• 分類號: B01D50/00;B01D53/78;B01D53/48
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 馮慧

技術領域

本發明屬于一種促進燃煤煙道氣中PM_2.5脫除的技術，特別涉及一種板式塔濕法煙氣脫硫工藝中應用蒸汽相變原理促進PM_2.5脫除的方法及裝置。

背景技術

目前，國際上總顆粒物控制技術雖已達到較高水平，但對于空氣動力學直徑小于2.5微米的細顆粒物（PM_2.5）捕集率卻較低，造成大量細顆粒物排入大氣環境。如濕法煙氣脫硫（WFGD）系統難以捕集PM_2.5，但對于3~5微米以上的微粒脫除效率可達70~80%以上；清華大學王琿等測試某300MW燃煤電廠WFGD系統對PM_2.5的脫除作用發現，WFGD系統對可吸入顆粒物（PM₁₀）有74.5%的脫除效率，但PM_2.5反而增加（《中國電機工程學報》2008年第28卷）。燃煤是PM_2.5的主要一次來源，且在今后相當長的時期內，PM_2.5作為我國大氣首要污染物的基本狀況不會改變。因此，控制燃煤PM_2.5的污染是國家節能減排戰略的重大需求。運用新穎合理的技術原理對現有的煙氣污染控制裝置加以改進，提高對PM_2.5的脫除效率，實現多種污染物的協同高效脫除，是控制燃煤PM_2.5的重要技術發展方向；其中，將蒸汽相變預調節技術與現有煙氣污染物治理裝置結合是最有可能實現工程應用的重要途徑之一。依據蒸汽相變促進PM_2.5脫除的機理，利用該預調節技術，首先應建立過飽和水汽環境；因此，該技術只有與煙氣水汽含量較高、煙溫較低的過程結合才有實用價值。

目前，大中型燃煤電廠普遍在除塵裝置后安裝WFGD系統，脫硫塔主要有噴淋塔、板式塔、填料塔等類型；鑒于板式塔（如旋流板塔、篩板塔）具有良好的氣液接觸性能，在WFGD系統中應用已逐漸增多，大多為設有降液管的溢流式板式塔。板式塔是一種逐板接觸型的氣液傳質設備，傳質通常只發生在塔板上；因此，在板式塔濕法煙氣脫硫過程中，煙氣主要在塔板上與脫硫液接觸并進行SO₂傳質吸收反應，脫硫液沿降液管流入下一塊塔板，塔板間氣液基本不發生直接接觸，煙氣溫度、相對濕度等沿塔板作階躍式變化，煙溫可由100~150℃降至45~65℃左右，相對濕度可接近或達到飽和狀態，但達不到實現蒸汽相變所需的過飽和水汽環境。此外，安裝WFGD系統的燃煤電廠，排入大氣環境的細顆粒物除燃煤飛灰外，還包括硫酸霧、脫硫形成的無機鹽微粒；荷蘭Meij分析發現，石灰石/石膏法脫硫系統出口細顆粒物基本屬于PM_2.5，除燃煤飛灰外，還含石膏和未反應的石灰石等組分（Fuel?Processing?Technology，2004，85(6-7)：641-656）。?

申請號為200710132250.0的發明專利公開了一種濕法煙氣脫硫中應用蒸汽相變促進PM_2.5脫除的方法，采用在塔進口煙氣、脫硫凈化煙氣中添加蒸汽兩種方式，分別使煙氣在脫硫洗滌過程中及脫硫凈化煙氣達到過飽和；但由于脫硫前煙氣溫度高、含濕量低，欲需煙氣在脫硫洗滌過程中達到過飽和蒸汽耗量高，特別是過飽和水汽在PM_2.5表面凝結的同時，也會凝結于脫硫液中，進而減弱蒸汽相變效果；塔出口脫硫凈化煙氣中添加蒸汽需要配置絲網等高效除霧器，但該類除霧器易堵，在WFGD工藝中，大多采用折流板除霧器，其對幾十微米的微粒才有較佳捕集效果，而PM_2.5難以凝結長大至該尺度的微粒。

發明內容

發明目的：本發明針對板式塔濕法煙氣脫硫中塔板間氣液不直接接觸及煙氣含濕量較高的特點，提供一種應用蒸汽相變原理促進PM_2.5脫除的方法及裝置。

技術方案：一種板式塔濕法煙氣脫硫中促進PM_2.5脫除的方法，燃煤煙氣經除塵器脫除粒徑≥2.5微米的粗粉塵后，從下塔段的煙氣進口進入板式塔內，與中塔段底部塔板上的脫硫液接觸后，注入常壓飽和蒸汽同時調節塔進口氣液溫差，以使煙氣在中塔段的塔板間及在與塔板上的脫硫液接觸過程中達到過飽和狀態，過飽和水汽以PM_2.5為凝結核發生核化凝結，并同時產生擴散泳和熱泳作用，使PM_2.5粒度增大、質量增加，然后由后續塔板上的脫硫液捕集。

蒸汽在板式塔中塔段的上部塔節加入，蒸汽添加量以滿足煙氣過飽和度達到1.10~1.50為止。