[實(shí)用新型]協(xié)同去除煙氣中粉塵與可凝結(jié)顆粒物的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520138388.1
• 申請日: 2015-03-11
• 公開（公告）號: CN204502693U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李艷萍;高境
• 申請（專利權(quán)）人: 高境;李艷萍;高迪
• 主分類號: B01D50/00
• 分類號: B01D50/00;B01D53/80;B01D53/50
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及煙氣治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及協(xié)同去除煙氣中粉塵和可凝結(jié)顆粒物的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力、冶金、礦山、化工、水泥等行業(yè)產(chǎn)生的燃煤煙氣及石油、天然氣、垃圾等燃料焚燒所得煙氣中，除含有固態(tài)的顆粒物與氣態(tài)的SO₂、NO_x等常規(guī)污染物外，還存在一類在煙氣狀態(tài)下呈氣態(tài)，離開煙道后在環(huán)境狀況下降溫幾秒內(nèi)凝結(jié)為液態(tài)或固態(tài)的物質(zhì)，此類物質(zhì)包括SO₃、銨鹽、硝酸鹽、亞硫酸鹽、揮發(fā)性有機(jī)物及重金屬物質(zhì)等，被統(tǒng)稱為可凝結(jié)顆粒物。

以電力行業(yè)為例，常規(guī)的污染物去除工藝路線包括：在空氣預(yù)熱器前設(shè)置脫硝設(shè)備去除大部分NO_x，然后在空氣預(yù)熱器后設(shè)置除塵器去除煙氣中大部分的粉塵；除塵器后設(shè)置脫硫系統(tǒng)去除SO₂。其中脫硫系統(tǒng)主體設(shè)備通常為噴淋塔。噴淋塔設(shè)有漿液池、漿液泵、噴淋管、噴淋層，可實(shí)現(xiàn)脫硫劑石灰石-石膏漿液或其他堿性物質(zhì)的噴淋洗氣，將SO₂從煙氣中去除；噴淋塔出口設(shè)有除霧器，用來攔截被煙氣攜帶的部分石膏漿液顆粒與粉塵，經(jīng)噴淋塔噴淋凈化后的煙氣通過除霧器后再經(jīng)一段凈煙道進(jìn)入煙囪，排入大氣。而由于可凝結(jié)顆粒物的特性，傳統(tǒng)的除塵設(shè)備，如靜電除塵器或袋式除塵器對其無能為力，至今尚無任何處理可凝結(jié)顆粒物的措施和設(shè)施，國內(nèi)也未曾制定專門的可凝結(jié)顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)，但此類物質(zhì)粒徑小，毒性大，對于人群健康危害極大，急需開發(fā)出相應(yīng)的去除方法與處理裝置。

研究發(fā)現(xiàn)，在低溫高濕環(huán)境下，例如噴淋塔內(nèi)40～60℃的飽和或近飽和濕煙氣環(huán)境下，可凝結(jié)顆粒物會在此濕煙氣中發(fā)生凝結(jié)，所形成的顆粒物被稱為冷凝核，冷凝核最初只有1～20nm(10^-9m)左右，隨時間增長冷凝核會逐步從粒徑小于20nm的核模態(tài)顆粒物經(jīng)過凝結(jié)、碰并長大為20～100nm的愛根核模態(tài)顆粒物，再長大到0.1～1μm(10^-6m)之間的積聚模態(tài)顆粒物。如果煙氣中僅有冷凝核，這個積聚過程速度緩慢，需要幾小時甚至幾天的時間，不可能在噴淋塔內(nèi)完成。但當(dāng)濕煙氣內(nèi)存在其他顆粒物如粉塵時，這些顆粒物會與冷凝核相互碰撞，由于煙氣中的粉塵的粒徑基本在200nm以上，較冷凝核大很多，大部份的冷凝核被吸附于粉塵外表面。

如以數(shù)濃度來統(tǒng)計(jì)，燃煤煙氣中粒徑在200nm-1000nm的粉塵數(shù)目最多，且這部分粉塵粒徑較小，較粒徑1μm以上的粒子有更強(qiáng)的分子熱運(yùn)動，因此，可凝結(jié)顆粒物形成的冷凝核主要是與粒徑在200nm-1000nm范圍，也就是粒徑小于1μm的粉塵發(fā)生碰撞并被其吸附。

對于傳統(tǒng)濕法脫硫系統(tǒng)，由于粉塵和可凝結(jié)顆粒物在其噴淋塔內(nèi)都是以固態(tài)或者液態(tài)顆粒物形式存在的，只能靠漿液噴淋，除霧器攔截等物理方式被去除。通常漿液噴淋只能對3μm以上的顆粒物有效去除，除霧器只能對20μm以上顆粒物全部去除，10-20μm范圍內(nèi)的顆粒物部分去除，所以其對1μm以下的粉塵及附著其上的可凝結(jié)顆粒物基本沒有去除效果。

申請?zhí)枮?00710132250.0的中國專利公布了一種先去除原煙氣中粒徑大于2.5μm粒子，再通過增濕來實(shí)現(xiàn)粒徑小于2.5μm粒子(簡稱PM2.5粒子)吸濕長大而被去除的方法，簡稱蒸汽相變除塵方法。該方法雖提到通過將煙氣降低5～10℃，可實(shí)現(xiàn)對PM2.5粒子的高效去除，但是考慮到飽和濕煙氣降溫過程需要放出大量的氣化潛熱，飽和濕煙氣降低1℃，相當(dāng)于常規(guī)煙氣降低10℃。該專利發(fā)明人在其后申請?zhí)枮?01410022770.6的中國專利中也認(rèn)識到，通過降溫使水汽凝結(jié)在顆粒物表面來實(shí)現(xiàn)顆粒物長大能耗較高，并不具實(shí)施價值，選擇了采用了在濕煙氣中增加蒸氣的方法來加速PM2.5粒子的成長。同時此方法增濕過程，煙氣中含有大量粒徑大于1μm的粉塵，這些粉塵表面積較大，會率先吸濕長大，而抑制粒徑小于1μm的粉塵(簡稱PM1)的吸濕成長。通常燃煤粉塵中PM1在PM2.5中所占比重為17～19％，該方法雖然對于PM2.5粉塵有80％左右的去除效率，大部分PM1粉塵仍然沒有被去除，可凝結(jié)顆粒物也隨之排入空氣中；并且該方法也沒有涉及可凝結(jié)顆粒物的去除，應(yīng)用此方法去除可凝結(jié)顆粒物的能力也較弱。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題在于提供了協(xié)同去除煙氣中粉塵和可凝結(jié)顆粒物的系統(tǒng)，本申請?zhí)峁┑南到y(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對煙氣中粉塵和可凝結(jié)顆粒物的去除，并且去除效率較高。

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N協(xié)同去除煙氣中粉塵與可凝結(jié)顆粒物的系統(tǒng)，包括：