[發明專利]脫除燃煤鍋爐煙氣中超細顆粒物的裝置及方法

有效

• 申請號: 201610169515.3
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105597477B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 陳占秀;張書斌;楊歷;劉聯勝;王志強;葛明慧
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01D50/00
• 分類號: B01D50/00;B03C3/017
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群,付長杰

技術領域

本發明涉及除塵裝置技術領域，具體是一種脫除燃煤鍋爐煙氣中超細顆粒物的裝置及方法。

背景技術

煤炭資源是我國最重要的化石燃料之一，儲量豐富，短時期以火電為主的能源結構不會改變，燃煤產生的含塵煙氣是大氣中懸浮顆粒物的主要來源之一。這些顆粒物從傳統設備(靜電除塵器、濕式除塵器、機械除塵器等)中飄散到大氣中，對人體和大氣環境有很大的危害性。我國大部分燃煤電廠都裝備了高效的除塵裝置，對煙塵的質量脫除效率能達到99％以上，對于大于10μm的顆粒物基本都可以除去，但是對于PM₁₀尤其是PM_2.5這樣的細顆粒物脫除效率特別低，這部分細顆粒物以數量計可達到煙氣中顆粒數量總數的90％以上。以PM_2.5為主的超細顆粒具有粒徑小、數量多、具有很強的吸附能力，能夠使重金屬(As、Se、Pb、Cr等)和有機污染物(二惡英類和多環芳香烴等)富集起來，除對人體健康有嚴重威脅外，也是導致酸雨、霧霾天氣等環境問題的主要原因。

申請號為2013106676615的中國專利公開了一種協同脫除燃煤鍋爐煙氣超細顆粒和微量污染物的裝置和方法，該方法在脫硫設備前設置有吸附劑預噴射裝置、超細顆粒團聚裝置、吸附劑加入裝置和布袋除塵裝置，在脫硫設備后依次設置有噴淋清洗裝置、反應劑加入裝置和濕式電除塵裝置，該方法增設的設備較多，沒能充分利用脫硫設備來脫除部分大顆粒和增加煙氣相對濕度的有利條件，使吸附劑用量較大，成本較高，實際操作復雜，推廣不易。

申請號為2015104361111的中國專利公開了一種濕式脫硫塔脫硫除塵除霧節水工藝，該工藝主要采用撞擊冷卻室、凝并室等裝置，采用兩股含塵煙氣撞擊的方法，阻力較大，各個設備連接繁瑣，成本較高，實際操作復雜，推廣不易。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種脫除燃煤鍋爐煙氣中超細顆粒物的裝置及方法。該裝置主要用于脫除燃煤煙氣中的超細顆粒物，在脫硫設備后沿煙氣流動方向依次連接煙氣蒸汽引射器、蒸汽相變團聚室、湍流團聚室、除霧器，之后連接靜電除塵器，該裝置可有效脫除PM_2.5等超細顆粒物，且該裝置具有結構簡單，操作方便，運行成本低廉等優點。

該方法采用湍流團聚協同蒸汽相變團聚的機理，在蒸汽相變團聚過程中，通過增加煙氣的濕度破壞顆粒物表面的氣膜，為湍流團聚創造條件；湍流團聚采用擾流構件控制煙氣的湍流度，增加細顆粒物的碰撞幾率，阻力損失小，多組擾流構件組合優化煙氣的流場分布，有效增加細顆粒物團聚效率。通過蒸汽相變團聚和湍流團聚技術使細顆粒物粒徑達到除塵器可以脫除的范圍；該方法不需要對電廠已有設備做較大的變動，適應性強，運行成本低，具有實際推廣應用的價值。

本發明解決所述裝置技術問題采用的技術方案是，設計一種脫除燃煤鍋爐煙氣中超細顆粒物的裝置，其特征在于該裝置沿煙氣流動方向按照工藝流程在脫硫設備之后依次設置煙氣蒸汽引射器、蒸汽相變團聚室、湍流團聚室和除霧器，除霧器的出口處與靜電除塵器連接；所述煙氣蒸汽引射器與脫硫設備連接的一端設有煙氣入口，在煙氣蒸汽引射器的上部設有水蒸汽入口；所述湍流團聚室內設有擾流圓柱和擾流渦片，擾流圓柱布置在湍流團聚室的前部，在擾流圓柱后等間距錯列布置若干數量的擾流渦片；所述湍流團聚室一端與蒸汽相變團聚室的出口連接，另一端與除霧器的入口連接。

本發明解決所述方法技術問題采用的技術方案是，設計一種脫除燃煤鍋爐煙氣中超細顆粒物的方法，該方法使用本發明所述的脫除燃煤鍋爐煙氣中超細顆粒物的裝置，該方法的工藝步驟如下：

1)蒸汽相變團聚

脫硫設備處理后的煙氣經過煙氣入口進入煙氣蒸汽引射器，根據煙氣流量引射器從水蒸汽入口自動引射相應的水蒸汽流量，控制蒸汽相變團聚室內過飽和度在1.05～1.2之間；煙氣和水蒸汽充分混合后流入到蒸汽相變團聚室中，煙氣中的細顆粒物在蒸汽相變團聚室內發生蒸汽相變團聚；

2)湍流團聚

經過蒸汽相變團聚室團聚后的煙氣，進入湍流團聚室中，煙氣經過湍流團聚室內擾流圓柱和擾流渦片后，實現煙氣中的細顆粒物的湍流團聚；

3)除霧

煙氣流經除霧器，為靜電除塵器除去多余的水分；

4)靜電除塵器脫除團聚后的細顆粒物

經過上述蒸汽相變團聚、湍流團聚之后，粒徑為2～6μm的細顆粒由靜電除塵器脫除。

與現有技術相比，本發明所述裝置和方法具有以下有益效果：