[實用新型]燃煤鍋爐煙氣細顆粒物的脫除裝置

有效

• 申請號: 201620098764.3
• 申請日: 2016-01-31
• 公開（公告）號: CN205308086U
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 盧明濤;陳占秀;楊歷;閔春華;王進
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01D51/02
• 分類號: B01D51/02;B01D45/16
• 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

本實用新型屬于脫除鍋爐煙氣中超細顆粒物的技術領域，尤其涉及燃煤鍋爐煙氣細顆 粒物的脫除裝置及工藝。

背景技術

PM_2.5直徑小、比表面積大、易于富集重金屬等有毒物質，其懸浮在大氣中，對大氣能 見度、人的身心健康均可造成影響。最近幾年出現的霧霾天氣就是由這種細顆粒物引起的， 成為空氣的首要污染物。因此，大力推進細顆粒物的排放控制，不僅是國家節能減排戰略 的重大需求，也是解決全球環境問題的必然要求。傳統的除塵器對燃煤煙氣中煙塵顆粒的 脫除效率可以達到99％以上，但對以亞微米為主的細顆粒物PM_2.5的捕集效率卻很低，這部 分細顆粒物以數量計可達到排放煙氣中細顆粒物總數的90％以上。目前國內外正在開發研 究的主要為燃燒后控制技術，通過外加條件作用使較小粒徑的顆粒長大為粒徑較大的顆粒 之后，再采用傳統除塵技術加以脫除。

顆粒物團聚的方式有聲聚并、電聚并、湍流聚并和化學聚并，以及蒸汽相變團聚，單 獨利用其中一種聚并技術耗能較多，而且脫除細顆粒的效果有限。其中蒸汽相變團聚技術 是目前工業中應用的技術，可有效促進顆粒物團聚；通常蒸汽相變團聚在一空腔中進行， 相變室內水汽和細顆粒物混合不均勻，導致不少水汽直接由煙氣帶走，但單靠過飽和水汽 在顆粒物表面的凝結作用，長大至3～5μm以上有一定難度，且過高的蒸汽添加量，會顯著 增大能耗。

申請號為2007101322500的實用新型專利公開了一種煙氣濕法脫硫中協同脫除PM_2.5的方法及其裝置，該方法應用蒸汽相變來促進PM_2.5的脫除，采用兩種方式添加蒸氣：1)在 脫硫塔入口添加蒸汽，使煙氣在脫硫洗滌過程中達到過飽和；2)在脫硫塔出口處添加蒸汽， 使凈煙氣達到過飽和；細顆粒物在過飽和狀態下發生蒸汽相變，團聚長大成較大顆粒。單 靠添加蒸汽方式使顆粒團聚長大，所需的蒸汽量較多，造成能耗較大，且顆粒碰撞團聚效 果也不明顯，導致顆粒脫除效率低。

顏金培等人于2014年在《中國環境科學學會學術年會光大環保優秀論文集(2014)》 發表的聲波與相變耦合促進燃煤細顆粒脫除的實驗研究中，提到了基于聲波和相變耦合作 用強化細顆粒長大的方法，并建立了在相變室中加入聲波振動與蒸汽相變團聚聯合作用下 燃煤細顆粒物長大脫除的實驗裝置，但是聲聚并技術需要解決高能耗和消除噪聲等危害， 對于工業應用推廣困難。

熊桂龍提出了一種高濕煙氣中細顆粒物的脫除方法及其裝置(熊桂龍.水汽相變耦合撞 擊流促進細顆粒物脫除的研究[D].東南大學,2012.)，該裝置是對旋風除塵器進行的改進， 將一個入口改為兩個對噴入口，而入口管道由蒸汽管道和煙氣管道嵌套而成，入口流出的 煙氣在旋風除塵器上部形成撞擊流，增強顆粒物的碰撞，使細顆粒物凝并長大，繼而利用 旋風除塵器的慣性脫除細顆粒，其不足之處在于采用撞擊流技術，導管較多，煙氣導管需 調節不同角度，工藝復雜。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型擬解決的技術問題是：提出一種燃煤鍋爐煙氣細顆 粒物的脫除裝置及工藝。該裝置在煙氣導管中設置蒸汽添加噴嘴，使煙氣過飽和度達到 1.02～1.2，流動過程中過飽和蒸汽逐漸凝結于細顆粒物表面，發生蒸汽相變團聚使細顆粒物 長大，同時在碰撞區后設置擾流柱，可形成漩渦，更利于顆粒的團聚長大，且裝置結構簡 單，易于操作。該工藝以利用蒸汽相變聚并為主，結合撞擊流和湍流聚并的機理來脫除煙 氣中的細顆粒物，再利用高效除霧器脫除細顆粒物，脫除效果明顯，能耗較低，易于工業 推廣。

本實用新型解決所述裝置技術問題采用的技術方案是:

一種燃煤鍋爐煙氣細顆粒物的脫除裝置，其特征在于該裝置包括2n個煙氣蒸汽引射器、 撞擊流相變室和高效除霧器，2n個煙氣蒸汽引射器沿撞擊流相變室的主體的中心呈中心對 稱布置，且位于撞擊流相變室的前部，在撞擊流相變室的出口處連接有高效除霧器；所述 煙氣蒸汽引射器包括煙氣導管和蒸汽添加噴嘴，蒸汽添加噴嘴設置在煙氣導管的入口處； 所述撞擊流相變室的水平方向和豎直方向的長度比為1-1.6:1，撞擊流相變室內設置有擾流 柱，在高效除霧器的尾部設有煙氣出口。

一種燃煤鍋爐煙氣細顆粒物的脫除工藝，該工藝利用上述的燃煤鍋爐煙氣細顆粒物的脫 除裝置，該工藝的具體步驟是：

1)煙氣與蒸汽預混合