[發明專利]協同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統及其方法

有效

• 申請號: 201410605084.1
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104437066B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 錢學略;劉茂玲
• 申請（專利權）人: 上海伏波環保設備有限公司
• 主分類號: B01D53/80
• 分類號: B01D53/80;B01D53/50;B01D50/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 蘆寧寧

技術領域

本發明涉及煙氣中煙塵脫除技術，特別是涉及一種協同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統及其方法。

背景技術

隨著國家對環境保護越來越重視，微細顆粒物、SO₃酸霧、重金屬(如汞)等以氣溶膠形式存在的污染物的減排已被提到了議事日程，國家新的《環境空氣質量標準》對原有排放標準要求大幅提高，同時將汞、PM2.5納入環境空氣質量標準。2013年1月28日，中國氣象局首次將反映空氣質量的PM2.5濃度與大氣能見度、相對濕度等氣象要素并列為預警分級的重要指標。

目前，燃煤電廠的煙氣脫硫技術絕大部分采用濕法煙氣脫硫技術，如何有效地減輕微細顆粒物、氣溶膠，以及有效地減輕濕法脫硫凈化所不能避免的石膏細顆粒(即“石膏雨”)及SO₃對環境的影響，有效地降低PM2.5細微顆粒物、重金屬離子對人體健康帶來的危害，已成為當今大氣污染物治理行業的當務之急。

燃煤是引起我國大氣環境中煙塵含量增加的主要原因。因此控制燃煤煙塵排放是迫切需要解決的關鍵問題。新的空氣質量標準出臺后，傳統的煙氣治理設備不能達到理想的治理效果。

1976年，美國Colorado礦業學校的斯考溫格德和布朗在一份研究報告中提出，采用微細的水霧捕塵能解決呼吸性煤塵的除塵問題。文章指出，人們早就認識到，一般的噴霧對除呼吸性粉塵效果不佳是因為水霧的粒徑太大(粒徑200-600μm)。從空氣動力學原理來說，更細的、與塵粒徑相近的水霧更能有效地從氣流中除去粉塵。因此，人們不斷在改進噴霧器的結構，使水霧噴得更細。但是，隨著水霧越來越細，擔心水霧在捕捉到粉塵之前就會在相對濕度不到10％的空間迅速蒸發掉，從而阻止了人們對噴霧器的進一步研究。斯考溫格德和布朗經過研究后提出了新見解，認為當水霧蒸發為蒸汽后就進入了云物理學范疇，這時另一種機理—冷凝核化的機理將起重要的作用，這就是當水霧不斷大量蒸發，空氣中濕度會迅速飽和，飽和后的水汽會直接在塵粒上凝聚，使粒徑不斷增大。雖然增大的速度與塵的親水性溫度、電荷等等因素有關，但是，這種增大不需要太多，只要到10～20μm就會落下或輕易地被一般水霧除去，顯現出對控制微細的呼吸性粉塵的良好效果。

目前，煙氣濕法脫硫技術已越來越成熟和普及，在脫硫塔內高溫煙氣與脫硫液相接觸，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，但是現有煙氣濕法脫硫技術中，達不到飽和，因此沒有水汽在塵粒上的凝聚，所以現有濕法煙氣脫硫技術雖可有效脫除SO₂和粗粉塵，但對呼吸性粉塵的捕集效率很低，造成大量呼吸性粉塵排入大氣環境。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種協同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統及方法，用于解決現有技術中無法在脫硫過程中去除煙氣中的呼吸性粉塵的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種協同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統，其包括濕式脫硫塔以及置于濕式脫硫塔外部的冷卻器，所述濕式脫硫塔底部設有吸收劑漿液池，濕式脫硫塔上部由下而上設置多層噴淋機構，噴淋機構的上方設有除霧器，其中頂部的至少一層噴淋機構構成相變凝結除塵區，所述冷卻器的進口與所述吸收劑漿液池連通，冷卻器的出口與所述噴淋機構相連，在吸收劑漿液池上方噴淋機構下方的濕式脫硫塔的塔壁上設有連接煙氣進管的進口，濕式脫硫塔的最頂端連接煙氣出管，在除霧器下方、煙氣進管上方的濕式脫硫塔內部區域為相變凝結除塵層。

優選的，還包括置于所述濕式脫硫塔外部的吸收劑制備系統，所述吸收劑制備系統與所述吸收劑漿液池相連。

優選的，還包括置于所述濕式脫硫塔外部的吸收劑制備系統，所述吸收劑制備系統與位于下方的一層或多層所述噴淋機構相連。

優選的，還包括設在所述煙氣進管和所述煙氣出管上的煙氣換熱器或者煙氣再熱器。

本發明還提供一種能脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫方法，其包括以下步驟：

1)噴淋增濕脫硫過程：吸收劑漿液經過濕式脫硫塔外的冷卻器降溫變為低溫漿液，然后經由多層噴淋機構噴出；煙氣經煙氣進管進入濕式脫硫塔，煙氣上升過程中與由噴淋機構噴出的低溫漿液接觸，實現噴淋脫硫，煙氣濕度迅速增大，而且煙溫降低；

2)飽和過程：煙氣繼續上升進一步吸水，煙氣濕度進一步增大，煙溫進一步降低，并且達到相應溫度下的飽和狀態；