協(xié)同去除煙氣中粉塵與可凝結(jié)顆粒物的系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煙氣治理技術(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)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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S02、NOx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。
[0003]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NOx，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S02。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。
[0004]研宄發(fā)現(xiàn)，在低溫高濕環(huán)境下，例如噴淋塔內(nèi)40?60°C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I?20nm(l(T9m)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?10nm的愛根核模態(tài)顆粒物，再長大到0.1?I ym(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。
[0005]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Iym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Iym的粉塵發(fā)生碰撞并被其吸附。
[0006]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3 μπι以上的顆粒物有效去除，除霧器只能對20 μm以上顆粒物全部去除，10-20 μπι范圍內(nèi)的顆粒物部分去除，所以其對I μπι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。
[0007]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2.5 μ m粒子，再通過增濕來實(shí)現(xiàn)粒徑小于2.5 μ m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°C，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°C，相當(dāng)于常規(guī)煙氣降低10°C。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(jià)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I μπι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I μπι的粉塵(簡稱PMl)的吸濕成長。通常燃煤粉塵中PMl在ΡΜ2.5中所占比重為17?19%，該方法雖然對于ΡΜ2.5粉塵有80%左右的去除效率，大部分PMl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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的技術(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)與方法，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。
[0009]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:
[0010]除塵器，所述除塵器的出口與噴淋塔的入口相連，所述噴淋塔的出口與凈煙道的入口相連；
[0011]設(shè)置于噴淋塔下部的噴淋塔入口，所述噴淋塔入口處設(shè)置有噴水降溫裝置，設(shè)置于所述噴淋塔入口下部的漿液池，設(shè)置于噴淋塔頂部的除霧器，通過設(shè)置于噴淋塔外部的漿液管與所述漿液池相連的噴淋層，漿液管上設(shè)置有循環(huán)泵，設(shè)置于漿液管上的換熱器，且所述換熱器的入口與所述循環(huán)泵的出口相連，所述換熱器的出口與所述漿液管相連。
[0012]優(yōu)選的，所述除霧器與噴淋層之間還設(shè)置有第一換熱器。
[0013]本申請還提供了一種協(xié)同去除煙氣中粉塵與可凝結(jié)顆粒物的系統(tǒng)，包括:
[0014]除塵器，所述除塵器的出口與噴淋塔的入口相連，所述噴淋塔的出口與凈煙道的入口相連；
[0015]設(shè)置于噴淋塔下部的噴淋塔入口，所述噴淋塔入口處設(shè)置有噴水降溫裝置，設(shè)置于所述噴淋塔入口下部的漿液池，設(shè)置于噴淋塔頂部的除霧器，通過設(shè)置于噴淋塔外部的漿液管與所述漿液池相連的噴淋層，漿液管上設(shè)置有循環(huán)泵，入口與噴淋塔出口相連的凈煙道，設(shè)置于所述除霧器和噴淋層之間的第一換熱器。
[0016]優(yōu)選的，所述凈煙道內(nèi)設(shè)置有第二換熱器與第一除霧器，且所述第二換熱器的出口與所述第一除霧器的入口相連。
[0017]優(yōu)選的，所述除霧器之前還設(shè)置有發(fā)音器，且所述發(fā)音器的出口與所述除霧器的入口相連。
[0018]本申請還提供了一種協(xié)同去除煙氣中粉塵與可凝結(jié)顆粒物的系統(tǒng)，包括:
[0019]除塵器，所述除塵器的出口與噴淋塔的入口相連，所述噴淋塔的出口與凈煙道的入口相連；
[0020]設(shè)置于噴淋塔下部的噴淋塔入口，所述噴淋塔入口處設(shè)置有噴水降溫裝置，設(shè)置于所述噴淋塔入口下部的漿液池，設(shè)置于噴淋塔頂部的除霧器，通過設(shè)置于噴淋塔外部的漿液管與所述漿液池相連的噴淋層，漿液管上設(shè)置有循環(huán)泵，入口與噴淋塔出口相連的凈煙道，凈煙道內(nèi)設(shè)置有第二換熱器與第一除霧器，且所述第二換熱器的出口與所述第一除霧器的入口相連。
[0021]優(yōu)選的，所述除霧器之前設(shè)置有發(fā)音器，且所述發(fā)音器的出口與所述除霧器的入口相連；或所述第一除霧器之前設(shè)置有發(fā)音器，且所述發(fā)音器的出口與所述第一除霧器的入口相連。
[0022]優(yōu)選的，所述噴淋塔之前還設(shè)置電凝并裝置，且所述電凝并裝置的入口與所述除塵器的出口相連，所述電凝并裝置的出口與所述噴淋塔的入口相連。
[0023]本申請還提供了一種協(xié)同去除煙氣中粉塵與可凝結(jié)顆粒物的方法，包括以下步驟:
[0024]A)，將煙氣進(jìn)行除塵處理，使所述煙氣中PM2.5粒子的去除率為90%以上，或所述煙氣中PMl粒子的去除率為75%以上，然后進(jìn)行噴淋，得到增濕煙氣；
[0025]B)，將漿液降溫后噴淋所述增濕煙氣；
[0026]C)，將步驟B)得到的增濕煙氣中凝結(jié)長大的液滴去除，得到凈化煙氣。
[0027]優(yōu)選的，步驟B)中噴淋所述增濕煙氣后還包括:
[0028]將噴淋后的增濕煙氣進(jìn)行換熱降溫。
[0029]本申請還提供了一種協(xié)同去除煙氣中粉塵與可凝結(jié)顆粒物的方法，包括以下步驟:
[0030]A)，將煙氣進(jìn)行除塵處理，使所述煙氣中PM2.5粒子的去除率為90%以上，或使所述煙氣中PMl粒子的去除率為75%以上，然后進(jìn)行噴淋，得到增濕煙氣；
[0031]B)，將所述增濕煙氣再次噴淋后進(jìn)行換熱降溫；
[0032]C)，將步驟B)得到的增濕煙氣中凝結(jié)長大的液滴去除，得到凈化煙氣。
[0033]優(yōu)選的，步驟C)中所述增濕煙氣中凝結(jié)長大的液滴去除之后還包括:
[0034]將去除凝結(jié)長大的液滴后的煙氣再次進(jìn)行降溫，然后去除凝結(jié)長大的液滴，得到凈化煙氣。
[0035]優(yōu)選的，步驟C)之前還包括:
[0036]將步驟B)得到的煙氣進(jìn)行聲波處理。
[0037]優(yōu)選的，所述增濕煙氣的降溫幅度為O?4°C。
[0038]優(yōu)選的，步驟C)之前還包括:
[0039]在步驟B)得到的煙氣中加入水蒸氣、氧化物質(zhì)與氯化物質(zhì)中的一種或多種。
[0040]本申請還提供了一種協(xié)同去除煙氣中粉塵與可凝結(jié)顆粒物的方法，包括以下步驟:
[0041]A)，將煙氣進(jìn)行除塵處理，使煙氣中PM2.5粒子的去除率