[发明专利]一种协同增强PM2.5脱除和烟气余热深度利用的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于燃煤电站锅炉、工业锅炉节能减排技术领域，特别涉及一种协同增强电除尘和湿法烟气脱硫系统脱除PM_2.5和燃煤烟气余热深度利用的方法及装置。

背景技术

PM_2.5是导致雾霾天气的主要原因，已成为我国突出的大气环境问题；燃煤电站锅炉和工业锅炉是我国大气中PM_2.5的主要来源之一。目前，我国80%以上的大中型燃煤电站采用的除尘脱硫工艺是电除尘器+湿法烟气脱硫系统，该工艺在燃煤工业锅炉的应用也日趋增多。近些年来，人们从极距、极配方式、清灰方式、气流分布等方面对电除尘器进行了大量研究和改进，使这一技术在治理燃煤粉尘的应用方面日趋成熟，但仍存在PM_2.5难以有效脱除的技术瓶颈。另外，由于脱硫浆液的洗涤作用，湿法烟气脱硫系统虽可协同脱除烟气中的粗粉尘，但由于存在脱硫浆液雾化夹带、脱硫产物结晶析出，以及各种气-液、气-液-固脱硫反应等物化过程，本身又可能会形成PM_2.5，使得烟气经湿法脱硫后PM_2.5排放浓度反而增加。

针对传统污染物控制设施对PM_2.5的脱除效率亟需提高的现状；目前，采用各种物理或化学作用使PM_2.5长大成较大颗粒后加以清除是增强电除尘、湿法脱硫等传统污染物控制设施脱除PM_2.5的重要技术手段。其中，基于过饱和水汽在微粒表面凝结特性的水汽相变技术特别适合与湿法脱硫等烟气中水汽含量较高的过程结合。在湿法脱硫洗涤过程中高温烟气与中低温脱硫液相接触，使部分脱硫液汽化，烟温降低，烟气相对湿度增大，脱硫净烟气可达到饱和状态，较易实现PM_2.5凝结长大所需的过饱和水汽环境。此外，在电除尘器入口烟道喷入水、高聚物粘结剂等改变PM_2.5表面特性和增强颗粒间的粘附力等途径来促进PM₂.₅团聚长大是增强电除尘脱除PM_2.5的重要途径。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水汽相变促进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；但单靠添加蒸汽方式实现过饱和，能耗过高。

我国燃煤电站锅炉和工业锅炉分别是第一和第二大耗能设备，排烟热损失是各项热损失中最大的一项，占锅炉总热损失的80%或更高；同时也是PM_2.5排放的重点行业。我国每年有近2亿吨标煤的能量以余热的形式排向大气。在能源问题日益成为经济社会发展瓶颈的今天，提高能源的利用率，回收低位烟气余热，已成为我国节能减排战略中最具潜力的研究方向之一。目前，烟气余热利用的方向大体可分为加热凝结水、预热助燃空气、预热并干燥燃料、加热热网水、采暖制冷等。烟气余热回收装置视其设置位置不同，可分为以下两种：（1）设置于空气预热器出口与电除尘器入口前的烟道上；（2）设置于电除尘器与脱硫塔之间。德国近几年来新建火电厂的共同特点：增加了烟气热量回收环节，即在电除尘器和烟气脱硫装置之间的烟道上安装了烟气冷却器，回收的热量用于加热凝结水；我国这方面的工程应用实例也日趋增多。但已有烟气余热利用技术主要侧重于经济可行性及节能性分析、冷凝防腐以及传热传质等方面，对如何协同增强PM_2.5脱除尚未引起关注。

发明内容

发明目的：本发明针对传统污染物控制设施对PM_2.5的脱除效率亟需提高及燃煤电站、工业锅炉烟气余热利用的需求，提供一种应用烟气增湿调质、水汽相变增强PM_2.5脱除，并协同实现烟气余热深度利用的方法及装置。