[发明专利]湿法烟气脱硫中促进汞和细颗粒物协同脱除的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种促进燃煤烟气中汞和细颗粒物协同脱除的技术，特别涉及一种湿法烟气脱硫中应用水汽相变原理促进汞和细颗粒物协同脱除的方法及装置。

背景技术

空气动力学直径小于等于2.5微米的细颗粒物PM_2.5污染已成为我国突出的大气环境问题，是导致大气能见度降低、酸雨、雾霾天气和全球气候变化等重大环境问题的重要因素，并日益引起世界各国的高度重视；其主要原因在于，PM_2.5比表面积较大，易富集各种重金属污染物(如As、Se、Hg、Cr、Pb、Cd等)，成为重金属污染物的运载体和反应床，据报道，约75％～90％的重金属分布在细颗粒物中，且颗粒越小，重金属含量越高。其中，由于汞元素及其化合物在浓度很低的情况下也具有极大毒性，并具有易挥发、不可降解等特性，以气溶胶、粉尘或蒸汽的形式通过呼吸作用进入人体后可长期积蓄，导致身体发育迟缓，引发各种癌症和心脏病，对生态环境和人体健康构成极大危害。燃煤电厂是引起我国大气环境中PM_2.5和汞含量增加的主要污染源，控制燃煤电厂PM_2.5以及汞污染排放是迫切需要解决的关键问题。

鉴于传统污染物控制设施(如除尘、湿法脱硫)本身具有脱除颗粒物的功效，只因PM_2.5粒径过小或污染物控制设施本身存在一定缺陷，捕集效果不佳。因此，目前有效控制PM_2.5的技术发展方向包括以下几个方面：(1)结合传统污染物控制设施进行过程优化以提高其对PM_2.5的脱除效果，如电袋复合除尘、新型电除尘等；(2)通过不同技术途径使PM_2.5粒径增大后采用传统污染物控制设施脱除，如利用电、声、化学、水汽相变等外场作用促使PM_2.5粒径增大。其中，水汽相变技术是利用过饱和水蒸汽在PM_2.5表面异相凝结，使其质量增加、粒度增大，从而被常规除尘设备有效捕集，尤其适合与湿法脱硫等烟气中水汽含量较高的过程相结合。

目前，燃煤湿法烟气脱硫(WFGD)技术已越来越成熟与普及，大中型燃煤电厂普遍在除尘器后安装WFGD系统。烟气脱硫过程中，高温烟气与中温洗涤液相接触，发生强烈的传热传质过程，高温烟气使部分洗涤液汽化，脱硫塔出口烟气相对湿度大大增加并接近或达到饱和状态，添加少量水蒸气即可实现水汽相 变所需要的过饱和条件，实现PM_2.5凝结并长大并脱除。但是，现有湿法烟气脱硫工艺中应用水汽相变技术仅考虑SO₂和细颗粒物的脱除，未涉及烟气中汞的协同脱除。

发明内容

本发明针对现有湿法烟气脱硫(WFGD)方法不能有效脱除PM_2.5、汞及脱硫净烟气中水汽含量较高等缺点，本发明的目的是提供一种湿法烟气脱硫中促进汞和细颗粒物协同脱除的方法，采用水汽相变技术促进细颗粒物凝结长大以及气态汞和颗粒态汞在细颗粒物表面凝结，实现细颗粒物和汞的协同高效脱除的效果。本发明的另一个目的是提供一种湿法烟气脱硫中促进汞和细颗粒物协同脱除的装置。

本发明采用的具体技术方案如下：

湿法烟气脱硫中促进汞和细颗粒物协同脱除的方法，具体过程如下：燃煤烟气经湿法脱硫后进入水汽相变室，在水汽相变室内通过注入常压饱和蒸汽使烟气达到过饱和状态，过饱和水汽以细颗粒物为凝结核在其表面发生核化凝结，凝结并长大后的含尘液滴被除雾器捕集；同时，过饱和水汽富集汞在细颗粒物表面，过饱和水汽在含汞细颗粒物表面发生核化凝结，凝结并长大后的含尘液滴最后由除雾器脱除，从而实现燃煤烟气中细颗粒物和汞的协同脱除。

所述湿法脱硫后的烟气温度为45～65℃、相对湿度≥90％。

所述水汽相变室的过饱和度为1.10～1.25。

所述细颗粒物为空气动力学直径小于或等于2.5μm的PM_2.5，包括原始燃煤烟气中的飞灰、硫酸雾滴和湿法脱硫过程形成的无机盐气溶胶微粒。

所述湿法脱硫的工艺为石灰石-石膏法、氨法、双碱法、钠碱法、海水法中的一种。