一種協(xié)同增強pm2.5脫除和煙氣余熱深度利用的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種協(xié)同增強PM2.5脫除和煙氣余熱深度利用的裝置，其沿煙氣流向依次設置有煙氣增濕裝置、電除塵器、低溫省煤器和濕法脫硫塔，低溫省煤器內設有換熱管，煙氣增濕裝置內設有雙流體霧化噴嘴，雙流體霧化噴嘴通過管道與換熱管的冷卻水出口連接；濕法脫硫塔的上部設有脫硫液噴嘴，其底部設有補充脫硫液入口和脫硫廢液出口，脫硫廢液出口通過脫硫液循環(huán)泵和管道與脫硫液噴嘴連接，濕法脫硫塔的煙氣出口設有除霧器。本實用新型的優(yōu)點：該裝置在電除塵器煙氣進出口分別增設煙氣增濕裝置和低溫省煤器，即增強了電除塵器和濕法脫硫塔對PM2.5的捕集效果，又可回收煙氣余熱，適用于安裝有濕法煙氣脫硫塔的燃煤電站鍋爐和工業(yè)鍋爐。
【專利說明】一種協(xié)同增強PM2.5脫除和煙氣余熱深度利用的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于燃煤電站鍋爐、工業(yè)鍋爐節(jié)能減排【技術領域】，特別涉及一種一種協(xié)同增強PM2.5脫除和煙氣余熱深度利用的裝置。
【背景技術】
[0002]PM2.5是導致霧霾天氣的主要原因，已成為我國突出的大氣環(huán)境問題，而燃煤電站鍋爐和工業(yè)鍋爐是我國大氣中PM2.5的主要來源。目前，我國80%以上的大中型燃煤電站采用的除塵脫硫工藝是電除塵器與濕法煙氣脫硫系統(tǒng)相結合的工藝，該工藝在燃煤工業(yè)鍋爐的應用也日趨增多。近些年來，人們從極距、極配方式、清灰方式、氣流分布等方面對電除塵器進行了大量研究和改進，使這一工藝在治理燃煤粉塵的應用方面日趨成熟，但仍存在PM2.5難以有效脫除的技術瓶頸。另外，由于脫硫漿液的洗滌作用，濕法煙氣脫硫系統(tǒng)雖可協(xié)同脫除煙氣中的粗粉塵，但由于存在脫硫漿液霧化夾帶、脫硫產物結晶析出，以及各種氣-液、氣-液-固脫硫反應等物化過程，本身又可能會形成PM2.5，使得煙氣經濕法脫硫后PM2.5排放濃度反而增加。
[0003]針對傳統(tǒng)污染物控制設施對PM2.5的脫除效率亟需提高的現(xiàn)狀，采用各種物理或化學作用使PM2.5長大成較大顆粒后加以清除是增強電除塵、濕法脫硫等傳統(tǒng)污染物控制設施脫除PM2.5的重要技術手段。其中，基于過飽和水汽在微粒表面凝結特性的水汽相變技術特別適合與濕法脫硫等煙氣中水汽含量較高的過程結合。在濕法脫硫洗滌過程中高溫煙氣與中低溫脫硫液相接觸，使部分脫硫液汽化，煙溫降低，煙氣相對濕度增大，脫硫凈煙氣可達到飽和狀態(tài)，較易實現(xiàn)PM2.5凝結長大所需的過飽和水汽環(huán)境。此外，在電除塵器入口煙道噴入水、高聚物粘結劑等改變PM2.5表面特性和增強顆粒間的粘附力等途徑來促進PM2.5團聚長大是增強電除塵脫除PM2.5的重要途徑。
[0004]其次，我國燃煤電站鍋爐和工業(yè)鍋爐分別是第一和第二大耗能設備，排煙熱損失是各項熱損失中最大的一項，占鍋爐總熱損失的80%或更高；同時也是PM2.5排放的重點行業(yè)。我國每年有近2億噸標煤的能量以余熱的形式排向大氣。在能源問題日益成為經濟社會發(fā)展瓶頸的今天，提高能源的利用率，回收低位煙氣余熱，已成為我國節(jié)能減排戰(zhàn)略中最具潛力的研究方向之一。目前，煙氣余熱利用的方向大體可分為加熱凝結水、預熱助燃空氣、預熱并干燥燃料、加熱熱網水、采暖制冷等。煙氣余熱回收裝置視其設置位置不同，可分為以下兩種:(I)設置于空氣預熱器出口與電除塵器入口前的煙道上；(2)設置于電除塵器與脫硫塔之間。德國近幾年來新建火電廠的共同特點是:增加了煙氣熱量回收環(huán)節(jié)，即在電除塵器和煙氣脫硫裝置之間的煙道上安裝了煙氣冷卻器，回收的熱量用于加熱凝結水；我國在這方面的工程應用實例也日趨增多。但已有煙氣余熱利用技術主要側重于經濟可行性及節(jié)能性分析、冷凝防腐以及傳熱傳質等方面，對如何協(xié)同增強PM2.5脫除尚未引起關注。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是針對傳統(tǒng)污染物控制設施對PM2.5的脫硫效率亟需提高及燃煤電站鍋爐、工業(yè)鍋爐煙氣余熱利用的需求，提供一種應用煙氣增濕調質、水汽相變增強PM2.5的脫除，并協(xié)同實現(xiàn)煙氣余熱深度利用的裝置。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:
[0007]—種協(xié)同增強PM2.5脫除和煙氣余熱深度利用的裝置，其沿煙氣流向依次設置有煙氣增濕裝置、電除塵器、低溫省煤器和濕法脫硫塔，低溫省煤器內設有換熱管，煙氣增濕裝置內設有雙流體霧化噴嘴，雙流體霧化噴嘴通過管道與換熱管的冷卻水出口連接；濕法脫硫塔的上部設有脫硫液噴嘴，其底部設有補充脫硫液入口和脫硫廢液出口，脫硫廢液出口通過脫硫液循環(huán)泵和管道與脫硫液噴嘴連接，濕法脫硫塔的煙氣出口設有除霧器。
[0008]進一步優(yōu)選的，上述電除塵器的煙氣出口和低溫省煤器的煙氣進口之間還設有增壓風機。
[0009]進一步優(yōu)選的，上述雙流體霧化噴嘴相距電除塵器煙氣入口 10-15m。
[0010]進一步優(yōu)選的，上述低溫省煤器中的換熱管沿冷卻水流向分為高溫段和低溫段，低溫段的換熱管為耐腐蝕材料制成。
[0011]進一步優(yōu)選的，上述換熱管為螺旋翅片管。 [0012]本實用新型的優(yōu)點是:該裝置在電除塵器煙氣進出口分別增設煙氣增濕裝置和低溫省煤器，即增強了電除塵器和濕法脫硫塔對PM2.5的捕集效果，又可回收煙氣余熱，適用于安裝有濕法煙氣脫硫塔的燃煤電站鍋爐和工業(yè)鍋爐。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0014]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0015]其中，1、煙氣增濕裝置，11、雙流體霧化噴嘴，2、電除塵器，3、低溫省煤器，31、換熱管，4、濕法脫硫塔，41、補充脫硫液入口，42、脫硫液噴嘴，43、脫硫廢液出口，5、管道，6、增壓風機，7、脫硫液循環(huán)泵，8、除霧器。
[0016]【具體實施方式】:
[0017]如圖1所示，一種協(xié)同增強PM2.5脫除和煙氣余熱深度利用的裝置，其沿煙氣流向依次設置有煙氣增濕裝置1、電除塵器2、低溫省煤器3和濕法脫硫塔4，低溫省煤器3內設有換熱管31，該換熱管31可選用螺旋翅片管，其沿冷卻水流向分為高溫段和低溫段，低溫段為耐腐蝕材料制成，如ND鋼、耐候鋼、搪瓷、聚丙烯塑料、PTFE (襯里)等；煙氣增濕裝置I內設有雙流體霧化噴嘴11，雙流體霧化噴嘴11相距電除塵器2煙氣入口 10-15m，雙流體霧化噴嘴11通過管道5與換熱管31的冷卻水出口連接；電除塵器2的煙氣出口和低溫省煤器3的煙氣進口之間還可增設增壓風機6，以克服煙氣阻力；濕法脫硫塔4的上部設有脫硫液噴嘴42，其底部設有補充脫硫液入口 41和脫硫廢液出口 43，脫硫廢液出口 43通過脫硫液循環(huán)泵7和管道5與脫硫液噴嘴42連接，濕法脫硫塔4的煙氣出口設有除霧器8。
[0018]該裝置是這樣實現(xiàn)增強PM2.5脫除同時深度利用煙氣余熱的:第一步，來自燃煤電站鍋爐或工業(yè)鍋爐的煙氣進入煙氣增濕裝置I中，經雙流體霧化噴嘴11噴入平均粒徑為30-50 μ m的霧化熱水水滴,利用高溫煙氣使霧化熱水水滴在進入電除塵器2之前完全蒸發(fā)，霧化熱水來自低溫省煤器3，添加量以能夠控制煙氣經增濕調節(jié)后水汽體積百分含量增至10~15%、溫度降至105~120°C為準；霧化熱水中可添加能促進PM2.5粒度增大的由高聚物粘結劑和潤濕劑組成的化學團聚劑以增強電除塵捕集PM2.5的效果，高聚物粘結劑可以為改性聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚硅硫酸鋁、羧甲基纖維素鈉、黃原膠、海藻酸鈉等，潤濕劑可以為乙氧基改性聚二甲基硅氧烷、聚醚改性有機硅、脂肪酸單硫酸鈉復合鹽、水性有機硅潤濕劑、乳化劑OP-1O等；高聚物粘結劑和潤濕劑的添加量占所要處理的煙氣質量的0.05^0.25%;上述增濕調質降低了煙氣的比電阻，并增強了煙氣顆粒間的粘附力，促進PM2.5發(fā)生團聚長大。第二步，煙氣進入電除塵器2，利用電除塵器2脫除煙氣中90-95%以上的ΡΜ2.5。第三步，將第二步中的煙氣引入低溫省煤器3，以水為吸熱介質，通過調節(jié)換熱管31中冷卻水的水量控制流出低溫省煤器3的煙氣溫度進一步降至6(T70°C，相對濕度增至70-80%，其中，作為吸熱介質的水可以來自于回熱系統(tǒng)的凝結水，也可以是來自于供熱系統(tǒng)的回水，或者是其他溫度適宜的水；在低溫省煤器3吸收煙氣余熱后的熱水的一部分通入煙氣增濕裝置I作為霧化熱水，其余回收利用，如返回至電廠回熱系統(tǒng)或供熱系統(tǒng)等，達到了煙氣余熱深度利用的目的。第四步，來自低溫省煤器3的高相對濕度煙氣從濕法脫硫塔4下部的煙氣進口進入塔內，與脫硫液經循環(huán)泵7、脫硫液噴嘴42噴出的中低溫脫硫液逆流接觸，濕法脫硫塔進口脫硫液溫度為3(T40°C，比進口煙溫低20°C以上，脫硫操作液氣比控制在5L/Nm3以上，使高相對濕度煙氣在與脫硫液逆流接觸過程中達到過飽和，過飽和水汽在PM2.5表面發(fā)生核化凝結，使PM2.5粒度增大，凝結長大的含塵液滴除原始燃煤煙氣中的PM2.5外，還包括脫硫洗滌中形成的PM2.5，如SO3酸霧滴、無機鹽微粒等，這些PM2.5由脫硫液和除霧器8脫除；經脫硫和脫除PM2.5后的凈化煙氣從塔頂?shù)臒煔獬隹谂懦?，大大降低了煙氣對空?的污染。
【權利要求】
1.一種協(xié)同增強PM2.5脫除和煙氣余熱深度利用的裝置，其特征在于:該裝置沿煙氣流向依次設置有煙氣增濕裝置、電除塵器、低溫省煤器和濕法脫硫塔，所述低溫省煤器內設有換熱管，所述煙氣增濕裝置內設有雙流體霧化噴嘴，所述雙流體霧化噴嘴通過管道與換熱管的冷卻水出口連接；所述濕法脫硫塔的上部設有脫硫液噴嘴，其底部設有補充脫硫液入口和脫硫廢液出口，所述脫硫廢液出口通過脫硫液循環(huán)泵和管道與脫硫液噴嘴連接，所述濕法脫硫塔的煙氣出口設有除霧器。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種協(xié)同增強PM2.5脫除和煙氣余熱深度利用的裝置，其特征在于:所述電除塵器的煙氣出口和低溫省煤器的煙氣進口之間還設有增壓風機。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種協(xié)同增強PM2.5脫除和煙氣余熱深度利用的裝置，其特征在于:所述雙流體霧化噴嘴相距電除塵器煙氣入口 10-15m。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種協(xié)同增強PM2.5脫除和煙氣余熱深度利用的裝置，其特征在于:所述低溫省煤器中的換熱管沿冷卻水流向分為高溫段和低溫段，低溫段的所述換熱管為耐腐蝕材料制成。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的一種協(xié)同增強PM2.5脫除和煙氣余熱深度利用的裝置，其特征在于:所述換熱管為螺旋翅片管。
【文檔編號】B01D53/78GK203737036SQ201420072674
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權日:2014年2月20日
【發(fā)明者】楊兵, 馬麗, 楊林軍, 洪光信 申請人:江蘇瑞帆環(huán)保裝備股份有限公司