本發(fā)明涉及一種濕法脫硫后的煙氣深度除塵方法和系統(tǒng)，屬于脫硫煙氣深度凈化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，我國城市霧霾天氣越來越嚴(yán)重，對(duì)公眾健康和生活造成了嚴(yán)重的影響，PM2.5級(jí)微細(xì)顆粒物含量過高是導(dǎo)致霧霾天氣的主要原因。PM2.5能長期懸浮于大氣中，具有很大的比表面積，易于富集多環(huán)芳香烴、病毒和細(xì)菌等有毒物質(zhì)以及痕量有毒元素，對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量影響很大。

目前，采用燃煤進(jìn)行火力發(fā)電的火電廠是我國粉塵的主要排放源，雖然這類火電廠大多配有靜電、布袋等除塵裝置以及濕法煙氣脫硫(WFGD)系統(tǒng)，可以有效脫除粗粉塵和煙氣中的SO₂，但難以有效捕集PM2.5等微細(xì)顆粒。

在目前的各種除塵新技術(shù)中，濕式電除塵是控制粉塵污染、實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的有效技術(shù)，但是，由于PM2.5等微細(xì)顆粒物粒徑過小，難以荷電，導(dǎo)致微細(xì)顆粒物難以富集至陽極板區(qū)域從而實(shí)現(xiàn)高效除塵，降低了濕式電除塵器的除塵效率，目前濕式電除塵器的除塵效率只有60-80％，具有很大的提升空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：針對(duì)現(xiàn)有的濕法脫硫后煙氣除塵效率較低的問題，本發(fā)明提供一種新型的濕法脫硫后的煙氣深度除塵方法和系統(tǒng)。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種濕法脫硫后的煙氣深度除塵方法，包括如下步驟：

(1)PM2.5細(xì)顆粒的凝并變大，向濕法脫硫后的近飽和或者飽和煙氣噴入蒸汽，建立水氣在PM2.5細(xì)顆粒物表面核化凝結(jié)所需要的過飽和環(huán)境，從而促使燃煤煙氣中的細(xì)顆粒物相互凝結(jié)變大；

(2)冷凝除霧，對(duì)煙氣進(jìn)行冷凝除霧，進(jìn)一步通過冷凝相變而增大細(xì)顆粒物表面核化凝結(jié)的過飽和度，繼續(xù)發(fā)生以PM2.5細(xì)顆粒物為凝結(jié)核的微細(xì)粒子凝并變大，并脫除煙氣中的部分液滴，使煙氣分布更均勻；

(3)凝結(jié)后顆粒物的脫除：將含有凝結(jié)增大后顆粒物的煙氣進(jìn)行電除塵后排放，保證煙氣中的粉塵排放量小于5mg/m³。

進(jìn)一步的，所述第(1)步驟中的蒸汽采用電廠廢蒸汽或二次蒸汽，蒸汽飽和度為1.10-1.50。

進(jìn)一步的，所述第(2)步驟中的冷凝除霧采用脫硫工藝水，工藝水溫度為10-40℃。

進(jìn)一步的，所述第(3)步驟中采用濕式電除塵器進(jìn)行除塵。

本發(fā)明還公開了一種濕法脫硫后的煙氣深度除塵系統(tǒng)，包括相變凝并室、冷凝除霧器和電除塵器；

所述相變凝并室與煙氣脫硫系統(tǒng)對(duì)接，在相變凝并室內(nèi)設(shè)有若干蒸汽噴嘴，所述蒸汽噴嘴通過蒸汽布?xì)夤芘c蒸汽系統(tǒng)連接；

所述電除塵器與相變凝并室的出口對(duì)接，所述冷凝除霧器設(shè)置在相變凝并室和電除塵器之間的通道上。

進(jìn)一步的，所述相變凝并室設(shè)置在脫硫吸收塔的上方，所述冷凝除霧器和電除塵器依次設(shè)置在相變凝并室的上方，所述電除塵器的陽極板組件和陰極線均豎向平行布置，形成整體式除塵塔體，所述除塵塔體頂部設(shè)置煙囪出口。

進(jìn)一步的，所述相變凝并室內(nèi)壁設(shè)置具有增進(jìn)相變效果和防腐功能的低表面能內(nèi)襯，所述低表面能內(nèi)襯采用聚四氟乙烯或含氟乙烯的乙烯基醚共聚物的低表面能涂層。

進(jìn)一步的，所述相變凝并室內(nèi)的蒸汽噴嘴與煙氣方向逆向設(shè)置，所述蒸汽噴嘴的上方還設(shè)有旋流板。

進(jìn)一步的，所述冷凝除霧器采用冷凝管式除霧器，所述冷凝管式除霧器采用多根毛細(xì)管排列組成的U型管束，上下兩層U型管束錯(cuò)位布置；該U型管束與脫硫工藝水管道連通；所述冷凝除霧器的上方設(shè)有第一噴淋沖洗管。

進(jìn)一步的，所述電除塵器為濕式電除塵器，在電除塵器的頂部設(shè)有第二噴淋沖洗管，所述濕式電除塵器采用管式結(jié)構(gòu)，電除塵器的陽極板組件為正六邊形管束，基體材質(zhì)采用導(dǎo)電玻璃鋼，陰極線采用螺旋排列的管刺線；所述濕式電除塵器采用防結(jié)露型絕緣子。

本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明的深度除塵方法對(duì)脫硫后煙氣中的PM2.5細(xì)顆粒物進(jìn)行凝結(jié)增大，再進(jìn)行濕式電除塵，有效解決了濕式電除塵器入口處顆粒粒徑過小而難以荷電的問題，提高了除塵效率，達(dá)到深度除塵。

(2)本發(fā)明的深度除塵系統(tǒng)在脫硫吸收塔和濕式電除塵器中間增加相變凝并室，利用脫硫后煙氣近飽和或飽和的特點(diǎn)，噴入蒸汽，同時(shí)通過旋流板的混合作用，建立水氣在細(xì)顆粒物表面核化凝結(jié)所需要的過飽和環(huán)境，從而促使燃煤煙氣中的細(xì)顆粒物凝結(jié)變大，利用電廠廢蒸汽和二次蒸汽，不需另設(shè)蒸汽產(chǎn)生裝置，成本低。相變凝并室內(nèi)設(shè)有冷凝管式除霧器，進(jìn)一步通過冷凝相變而增大過飽和度，繼續(xù)發(fā)生以PM2.5細(xì)顆粒為凝結(jié)核的微細(xì)粒子凝并變大，并脫除一部分液滴，同時(shí)使煙氣分布更均勻，有效解決了濕式電除塵器入口顆粒物粒徑過小導(dǎo)致難以荷電的問題，提高了除塵效率，實(shí)現(xiàn)深度除塵，保證濕電出口排放的煙氣粉塵濃度達(dá)到低于5mg/m³。

(3)本發(fā)明的深度除塵系統(tǒng)中的冷凝管式除霧器采用多根毛細(xì)管排列組成的U型管束，材質(zhì)為PP或316L不銹鋼，適應(yīng)高濕和強(qiáng)腐蝕環(huán)境，且采用上下兩層錯(cuò)位布置，增強(qiáng)換熱和除霧效果，并且由于U型管內(nèi)通有冷卻水，導(dǎo)致煙氣與管壁存在溫度差，煙氣中水冷凝析出粘附到微細(xì)粉塵，微細(xì)粉塵凝并增大成變成帶晶核的液滴。

(4)本發(fā)明的深度除塵系統(tǒng)中的濕式電除塵器采用管式結(jié)構(gòu)，陽極組件的陽極板組件采用正六邊形管束，基體材質(zhì)可為導(dǎo)電玻璃鋼，陰極線采用管刺線，并采用螺旋排列，構(gòu)造形式簡(jiǎn)潔輕巧，電場(chǎng)的二次數(shù)值穩(wěn)定。

(5)本發(fā)明的深度除塵系統(tǒng)中的冷凝管式除霧器和濕式電除塵器上方均設(shè)有噴淋沖洗管，定期對(duì)管式除霧器的管束和濕式電除塵器極線和極板進(jìn)行沖洗，沖洗水落入下部脫硫吸收塔直接作為補(bǔ)水，不新增污染物。

(6)本發(fā)明的一種濕法脫硫后的煙氣深度除塵方法和系統(tǒng)高效脫除微細(xì)顆粒物及氣溶膠，全面解決煙塵、石膏雨、氣溶膠、SO₃等各種污染物問題，可在火電廠等燃煤使用企業(yè)進(jìn)行廣泛推廣應(yīng)用。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為實(shí)施例中的煙氣深度除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為冷凝管式除霧器結(jié)構(gòu)示意圖(俯視)。

圖中標(biāo)號(hào)：1-脫硫吸收塔，2-相變凝并室，21-蒸汽布?xì)夤埽?2-蒸汽噴嘴，23-旋流板，24-冷凝除霧器，3-濕式電除塵器，31-陽極板組件，32-陰極線，41-第一噴淋沖洗管，42-第二噴淋沖洗管，241-上層U型管，242-下層U型管，243-冷卻水進(jìn)水箱，244-冷卻水出水箱。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

參見圖1，圖示中的煙氣深度除塵系統(tǒng)為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，主要包括相變凝并室2和濕式電除塵器3，相變凝并室2布置在脫硫吸收塔1上方，內(nèi)布置有蒸汽布?xì)夤?1，蒸汽布?xì)夤?1上設(shè)有若干蒸汽噴嘴22，在蒸汽布?xì)夤?1的噴嘴后方設(shè)有旋流板23以及冷凝管式除霧器24，濕式電除塵器3布置在相變凝并室2的出口位置，主要包括陽極板組件31和陰極線32。

在冷凝除霧器24和濕式電除塵器3上方分別設(shè)有沖洗裝置，其中在冷凝除霧器24上設(shè)有第一噴淋沖洗管41，濕式電除塵器3上設(shè)有第二噴淋沖洗管42。

本實(shí)施例將相變凝并室2和濕式電除塵器3集成設(shè)置在脫硫吸收塔1內(nèi)，形成一個(gè)包含脫硫吸收以及除塵處理的塔體設(shè)備，相變凝并室2設(shè)置在脫硫吸收塔1的上方，冷凝除霧器24和濕式電除塵器3依次設(shè)置在相變凝并室2的上方，濕式電除塵器3的陽極板組件31和陰極線32均豎向平行布置，除塵塔體頂部設(shè)置煙囪出口。

相變凝并室2的內(nèi)壁設(shè)置為具有增進(jìn)相變效果和防腐功效的低表面能內(nèi)襯，該內(nèi)襯采用聚四氟乙烯、含氟乙烯的乙烯基醚共聚物等低表面能涂料涂制。

相變凝并室內(nèi)的蒸汽噴嘴22噴氣方向與煙氣方向逆向布置，蒸汽噴嘴22上方布置有旋流板23，促使蒸汽與煙氣接觸更充分，混合更均勻，提高蒸汽和煙氣微細(xì)粉塵之間的相變凝并作用。

結(jié)合參見圖2，冷凝除霧器24采用管式除霧器，包括兩層由多根毛細(xì)管排列組成的U型管束，上層U型管241和下層U型管242之間交錯(cuò)分布，提高煙氣與U型冷凝管的接觸面積，冷凝管材質(zhì)采油工PP或316L不銹鋼，適應(yīng)高濕和強(qiáng)腐蝕環(huán)境，該U型管束的多根毛細(xì)管的入口均連接至一個(gè)冷卻水進(jìn)水箱243，出口均連接至一個(gè)冷卻水出水箱244，冷卻水直接連接脫硫工藝的工藝水，工藝水溫度為10-40℃。

冷凝除霧器采用上下兩層U型管式錯(cuò)位布置，增強(qiáng)換熱和除霧效果，并且由于U型管內(nèi)，通有冷卻水，導(dǎo)致煙氣與管壁存在溫度差，煙氣中水冷凝析出粘附到微細(xì)粉塵，微細(xì)粉塵凝并增大變成帶晶核的液滴。

濕式電除塵器3采用管式結(jié)構(gòu)，陽極板組件31為正六邊形管束，基體材質(zhì)可為導(dǎo)電玻璃鋼，陰極線32采用管刺線，并采用螺旋排列，濕式電除塵器3所用絕緣子為防結(jié)露型絕緣子。

本實(shí)施例的系統(tǒng)工作時(shí)，煙氣依次經(jīng)過脫硫吸收塔1，相變凝并室2和濕式電除塵器3，最后由煙囪排出，可實(shí)現(xiàn)濕法脫硫后的煙氣深度除塵方法，在相變凝并室內(nèi)向濕法脫硫后的近飽和或者飽和煙氣噴入蒸汽，建立水氣在PM2.5細(xì)顆粒物表面核化凝結(jié)所需要的過飽和環(huán)境，從而促使燃煤煙氣中的細(xì)顆粒物相互凝結(jié)變大；通過冷凝除霧器對(duì)煙氣進(jìn)行冷凝除霧，進(jìn)一步通過冷凝相變而增大細(xì)顆粒物表面核化凝結(jié)的過飽和度，繼續(xù)發(fā)生以PM2.5細(xì)顆粒物為凝結(jié)核的微細(xì)粒子凝并變大，并脫除煙氣中的部分液滴，使煙氣分布更均勻；最后通過濕式電除塵器將含有凝結(jié)增大后顆粒物的煙氣進(jìn)行電除塵后排放，保證煙氣中的粉塵排放量小于5mg/m³。

具體的，煙氣在經(jīng)過脫硫吸收塔1濕法脫硫后達(dá)到近飽和或者飽狀態(tài)，進(jìn)入相變凝并室2，相變凝并室2的內(nèi)部為具有增進(jìn)相變效果和防腐等功效的低表面能內(nèi)襯，采用聚四氟乙烯、含有氟乙烯的乙烯基醚共聚物等低表面能涂料涂制。然后通過蒸汽布?xì)夤?1和蒸汽噴嘴22，噴入少量蒸汽，且蒸汽噴嘴22噴氣方向與煙氣方向逆流，噴嘴22后布置有旋流板23，促使蒸汽與煙氣接觸更充分，混合更均勻，提高蒸汽相變凝并作用。

通過蒸汽和煙氣混合，建立水氣在細(xì)顆粒物表面核化凝結(jié)所需要的過飽和環(huán)境，從而促使燃煤煙氣中的細(xì)顆粒物凝結(jié)變大。將蒸汽布?xì)夤芘c電廠的蒸汽系統(tǒng)管道連接，采用電廠廢蒸汽和二次蒸汽作為蒸汽來源，蒸汽飽和度為1.10-1.50，不需另設(shè)蒸汽產(chǎn)生裝置，節(jié)約成本。

接著經(jīng)過冷凝管式除霧器24進(jìn)一步通過冷凝相變而增大過飽和度，繼續(xù)發(fā)生以PM2.5為凝結(jié)核的微細(xì)粒子凝并變大，并脫除一部分液滴，同時(shí)使煙氣分布更均勻。

經(jīng)過相變凝并室2凝并增大后的顆粒物進(jìn)入濕式電除塵器3，由于顆粒物被過飽和煙氣中析出的水包裹，形成了粒徑在30μm以上的霧滴，有效解決了入口處顆粒粒徑過小而難以荷電的問題，提高了除塵效率，達(dá)到深度除塵，保證濕式電除塵出口粉塵排放小于5mg/m³，經(jīng)過凈化的煙氣最終進(jìn)入煙囪達(dá)標(biāo)排放。

冷凝管式除霧器24和濕式電除塵器3上方設(shè)有噴淋沖洗管路4，定期對(duì)管式除霧器24的管束和濕式電除塵器3極線和極板進(jìn)行沖洗，沖洗水落入下部脫硫吸收塔1直接作為補(bǔ)水，不新增污染物。

以下通過一具體案例對(duì)本實(shí)施例的除塵效果進(jìn)行說明。

實(shí)例一

一燃煤電廠煙氣經(jīng)濕法脫硫后，粉塵濃度為30-50mg/Nm³,主要為亞硫酸液滴、石膏以及PM2.5等細(xì)顆粒物，煙氣直接進(jìn)入濕式電除塵，受細(xì)顆粒物性質(zhì)影響，很難實(shí)現(xiàn)高效除塵，達(dá)到超低排放。利用上述實(shí)施例，將濕法脫硫后煙氣近飽和或飽和的煙氣狀態(tài)，煙氣先通過蒸汽相變室，通過噴嘴噴入蒸汽飽和度為1.20的電廠廢蒸汽或二次蒸汽，建立水氣在PM2.5細(xì)顆粒物表面核化凝結(jié)所需要的過飽和環(huán)境，從而促使燃煤煙氣中的細(xì)顆粒物相互凝結(jié)變大，顆粒物粒徑增大至20微米以上，然后進(jìn)一步經(jīng)過通有溫度為25℃的冷卻工藝水的冷凝管式除霧器冷凝相變，粒徑進(jìn)一步增大至30微米以上，凝并增大后的顆粒物進(jìn)入濕式電除塵后被迅速捕集，粉塵濃度排放能達(dá)到小于5mg/Nm³，實(shí)現(xiàn)超低排放。

以上實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的說明，并非對(duì)本發(fā)明的限定，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的具體工作原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。