[发明专利]一种SO2与粉尘的协同脱除装置及脱除方法

说明书

本发明公开了一种SO2与粉尘的协同脱除装置及脱除方法，同时利用烟气与废水间显著的热力学势差，构造蒸发与冷凝过程，实现SO₂与粉尘颗粒物高效、经济协同脱除的新方法及装置。本发明工艺简单，只需一个喷淋塔和一个气液交叉流阵列，喷淋塔内实现烟气中SO₂和大颗粒粉尘脱除，同时烟气降温增湿，交叉流阵列内降温增湿后烟气中水蒸汽冷凝实现残余SO₂和细颗粒脱除，该喷淋塔与气液交叉流阵列组合技术可广泛应用于含有碱性废水排放企业的烟气脱硫除尘。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其涉及废气处理技术领域，更具体的说是涉及一种利用碱性废水作为吸收液，同时利用烟气与废水间热力学势差构造蒸发与冷凝过程的SO₂与粉尘的协同脱除装置及脱除方法。

背景技术

煤炭作为主要的能源，其燃烧过程排放的SO₂、细颗粒物等是目前空气污染的主要原因。二氧化硫等酸性气体排放导致酸雨和酸雾现象日以严重，细颗粒物，尤其是PM2.5超标排放导致的污染日益严重。目前烟气脱硫的成熟技术主要是采用湿法脱硫技术，即石灰石-石膏法，但是其存在生成物较难处理、设备腐蚀性严重、能耗高等问题；而除尘则主要采用布带除尘、湿法除尘或静电除尘，其中布带除尘和湿法除尘对PM2.5脱除效率较低，静电除尘对PM2.5有较高脱除效率，但需高额投资且运行费用较高。

针对上述问题也陆续出现了一些新的脱硫除尘技术，华南理工大学石林等利用Na₂S作为原料来吸收SO₂，可得附加值高的5H₂O·Na₂S₂O₃，脱硫率高达97％，但是反应过程相当复杂，耗能较高(《华南理工大学学报》2001年第29卷)；东南大学杨林军等利用蒸汽在过饱和条件下以微小颗粒为凝结核心不断在颗粒表面冷凝，微小颗粒通过异质成核不断长大直进而被脱除，该技术可提高PM2.5脱除效率，但是需大量蒸汽，使成本和能耗过高，难以实现工业化运用。而且需要说明的是，目前脱硫与除尘过程多采用相互孤立的设备进行，脱硫过程易产生大量二次气溶胶，因此有必要开发SO₂与粉尘协同脱除技术。由此，山西煤炭化学研究所赵建涛等开发了移动颗粒床技术实现SO₂与粉尘协同脱除，移动颗粒床中颗粒不仅作为SO₂吸收剂，也是粉尘脱除的过滤介质，但该过程存在吸收剂价格较高，能耗过高等缺点而难以实现工业化应用(《PowderTechnology》2008年第180卷)。

因此，如何提供一种可工业化应用的一体化脱硫除尘技术，使其具有良好的脱除效率和较低的处理成本，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种利用制革厂、生物碱等行业的含氨碱性废水作为吸收液，应用烟气与废水间显著热力学势差，通过调控热力学参数在喷淋塔中构造蒸发过程有效脱除SO₂与大颗粒物，同时气液交叉流阵列中构造冷凝过程有效脱除PM2.5的装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

首先，本发明提供了一种SO₂与粉尘的协同脱除装置，包括：喷淋系统和精细除尘系统；

所述喷淋系统包括依次由管路连接的碱水槽、喷淋塔、缓冲槽、绝热闪蒸罐和闪蒸废水槽；所述碱水槽包括隔离设置的原水槽和废水槽，所述原水槽连接所述喷淋塔；所述喷淋塔内顶部设置有一级喷淋头，所述原水槽通过管路连接所述一级喷淋头；所述喷淋塔底部侧壁设置有烟气进口，顶端设置有烟气出口；

所述精细除尘系统由顶面至底面依次包括进水口、上开孔板、导流线、下开孔板和出水口，以及设置于两侧的进气口和出气口；所述导流线两端分别垂直穿过所述上开孔板和下开孔板的开孔且与孔之间具有环隙；所述闪蒸废水槽通过管路连接所述进水口，所述出水口通过管路连接所述废水槽；所述烟气出口连接所述进气口。