[发明专利]板式塔湿法烟气脱硫中促进PM2.5脱除的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于一种促进燃煤烟道气中PM_2.5脱除的技术，特别涉及一种板式塔湿法烟气脱硫工艺中应用蒸汽相变原理促进PM_2.5脱除的方法及装置。

背景技术

目前，国际上总颗粒物控制技术虽已达到较高水平，但对于空气动力学直径小于2.5微米的细颗粒物（PM_2.5）捕集率却较低，造成大量细颗粒物排入大气环境。如湿法烟气脱硫（WFGD）系统难以捕集PM_2.5，但对于3~5微米以上的微粒脱除效率可达70~80%以上；清华大学王珲等测试某300MW燃煤电厂WFGD系统对PM_2.5的脱除作用发现，WFGD系统对可吸入颗粒物（PM₁₀）有74.5%的脱除效率，但PM_2.5反而增加（《中国电机工程学报》2008年第28卷）。燃煤是PM_2.5的主要一次来源，且在今后相当长的时期内，PM_2.5作为我国大气首要污染物的基本状况不会改变。因此，控制燃煤PM_2.5的污染是国家节能减排战略的重大需求。运用新颖合理的技术原理对现有的烟气污染控制装置加以改进，提高对PM_2.5的脱除效率，实现多种污染物的协同高效脱除，是控制燃煤PM_2.5的重要技术发展方向；其中，将蒸汽相变预调节技术与现有烟气污染物治理装置结合是最有可能实现工程应用的重要途径之一。依据蒸汽相变促进PM_2.5脱除的机理，利用该预调节技术，首先应建立过饱和水汽环境；因此，该技术只有与烟气水汽含量较高、烟温较低的过程结合才有实用价值。

目前，大中型燃煤电厂普遍在除尘装置后安装WFGD系统，脱硫塔主要有喷淋塔、板式塔、填料塔等类型；鉴于板式塔（如旋流板塔、筛板塔）具有良好的气液接触性能，在WFGD系统中应用已逐渐增多，大多为设有降液管的溢流式板式塔。板式塔是一种逐板接触型的气液传质设备，传质通常只发生在塔板上；因此，在板式塔湿法烟气脱硫过程中，烟气主要在塔板上与脱硫液接触并进行SO₂传质吸收反应，脱硫液沿降液管流入下一块塔板，塔板间气液基本不发生直接接触，烟气温度、相对湿度等沿塔板作阶跃式变化，烟温可由100~150℃降至45~65℃左右，相对湿度可接近或达到饱和状态，但达不到实现蒸汽相变所需的过饱和水汽环境。此外，安装WFGD系统的燃煤电厂，排入大气环境的细颗粒物除燃煤飞灰外，还包括硫酸雾、脱硫形成的无机盐微粒；荷兰Meij分析发现，石灰石/石膏法脱硫系统出口细颗粒物基本属于PM_2.5，除燃煤飞灰外，还含石膏和未反应的石灰石等组分（Fuel Processing Technology，2004，85(6-7)：641-656）。 

申请号为200710132250.0的发明专利公开了一种湿法烟气脱硫中应用蒸汽相变促进PM_2.5脱除的方法，采用在塔进口烟气、脱硫净化烟气中添加蒸汽两种方式，分别使烟气在脱硫洗涤过程中及脱硫净化烟气达到过饱和；但由于脱硫前烟气温度高、含湿量低，欲需烟气在脱硫洗涤过程中达到过饱和蒸汽耗量高，特别是过饱和水汽在PM_2.5表面凝结的同时，也会凝结于脱硫液中，进而减弱蒸汽相变效果；塔出口脱硫净化烟气中添加蒸汽需要配置丝网等高效除雾器，但该类除雾器易堵，在WFGD工艺中，大多采用折流板除雾器，其对几十微米的微粒才有较佳捕集效果，而PM_2.5难以凝结长大至该尺度的微粒。

发明内容

发明目的：本发明针对板式塔湿法烟气脱硫中塔板间气液不直接接触及烟气含湿量较高的特点，提供一种应用蒸汽相变原理促进PM_2.5脱除的方法及装置。

技术方案：一种板式塔湿法烟气脱硫中促进PM_2.5脱除的方法，燃煤烟气经除尘器脱除粒径≥2.5微米的粗粉尘后，从下塔段的烟气进口进入板式塔内，与中塔段底部塔板上的脱硫液接触后，注入常压饱和蒸汽同时调节塔进口气液温差，以使烟气在中塔段的塔板间及在与塔板上的脱硫液接触过程中达到过饱和状态，过饱和水汽以PM_2.5为凝结核发生核化凝结，并同时产生扩散泳和热泳作用，使PM_2.5粒度增大、质量增加，然后由后续塔板上的脱硫液捕集。

蒸汽在板式塔中塔段的上部塔节加入，蒸汽添加量以满足烟气过饱和度达到1.10~1.50为止。