CN113209769A - 低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺 - Google Patents

低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，属于脱硫烟气治理技术领域。本发明为实现湿法脱硫与SCR法脱硝的有效衔接，提供了一种低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，包括：脱硫烟气通过一级集液盘，进行气液分离后经过一级平板式除尘除雾处理，得一级烟气；一级烟气通过二级集液盘后，与低温水逆流接触，得降温烟气；降温烟气经过二级屋脊式除尘除雾处理，得二级烟气；二级烟气经过三级纤维除尘除雾处理，即得深度除尘除雾的三级烟气。本发明方法保证了SCR催化剂的脱硝效率和使用寿命，减少了脱硝催化剂的更换频率，降低运行成本，为生产设备的顺行提供支撑。

Description

低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾 工艺
技术领域
本发明属于脱硫烟气治理技术领域，具体涉及一种低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺。
背景技术
低温烟气采用先石灰石-石膏湿法脱硫、后SCR法脱硝的超低排放治理工艺时，为保证SCR法脱硝工艺运行时的脱硝效率和催化剂使用寿命，SCR法脱硝工艺设计的入口烟气成分中颗粒物、SOx、H2O含量越低越好，因此，需要对湿法脱硫后的烟气进行深度除尘除雾处理，以减少脱硫后烟气中携带的水、颗粒物、SOx。
目前，低温烟气达到超低排放工艺技术发表的文章、专利较少，关于石灰石-石膏湿法脱硫+SCR法脱硝组合工艺的使用多集中在燃煤高温烟气治理方面，若直接借鉴燃煤烟气使用湿电除尘对脱硫后的烟气进行处理，则仍然存在湿电除尘器易腐蚀的问题，影响生产运行。
CN106621680A公开了一种湿法脱硫后的烟气深度除尘方法和系统，通过蒸汽对脱硫后烟气中的PM2.5细颗粒物进行凝结增大，再进行湿式电除尘，保证烟气中的粉尘排放量小于5mg/m3；该装置中仍然使用湿电除尘的方式进行烟气处理，湿电除尘器的腐蚀问题仍然存在。
CN105999976A公开了一种烟气深度除尘除雾节水单元及由其组成的装置，包括若干除尘除雾单元，通过旋流和喷水的方式，可以减少脱硫后烟气的含水量、SO3浓度、颗粒物浓度；但单纯通过增加烟气湍动、碰撞，进行深度除尘除雾的方式，不能有效去除烟气携带的超细液滴、颗粒物及酸雾，且烟气饱和含水量变化不大，后续采用SCR法脱硝工艺时，由于烟气含水量较大，升温所需的能耗增加。
CN106215538A公开了一种用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统，其通过对传统的湿电除尘进行改造，增加了除尘除雾的效率，降低了湿电除尘装置易结垢、腐蚀的风险，但湿电除尘器被腐蚀的情况仍然存在。
发明内容
本发明要解决问题为：湿法脱硫后烟气中H2O含量大，加之附着在雾滴上的颗粒物及SOx，若不做处理直接进行脱硝，则会减少脱硝效率和催化剂使用寿命，若采用湿电的方式进行处理，则仍然存在湿电除尘器阴阳极易腐蚀，导致治理系统不能长期稳定达标运行，影响生产。
本发明解决上述技术问题，所采用的技术方案是提供了一种低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，其包括以下步骤：
A、脱硫烟气通过一级集液盘，进行气液分离后经过一级平板式除尘除雾处理，除去脱硫烟气夹带的部分非气态水、酸雾及大颗粒物，凝结水被一级集液盘收集，得一级烟气和液体；
B、一级烟气通过二级集液盘后，与低温水逆流接触，进行洗涤和降温，得降温烟气和换热后的低温水；
C、降温烟气经过二级屋脊式除尘除雾处理，除去夹带的水及其附着的酸雾、细颗粒物，得二级烟气；
D、二级烟气经过三级纤维除尘除雾处理，除去携带的超细颗粒物和非气态水，即得深度除尘除雾的三级烟气。
其中，上述低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，步骤A中，所述脱硫烟气的温度50～60℃，颗粒物浓度＜50mg/m3，含水量10％～18％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜150mg/m3。
其中，上述低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，步骤A中，所述一级烟气的温度为50～60℃，颗粒物浓度＜30mg/m3，含水量8.7％～12％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜50mg/m3。
其中，上述低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，步骤A中，所得液体含脱硫剂，用于配制脱硫剂浆液。
其中，上述低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，步骤B中，所述降温烟气的温度相对于一级烟气降低5～10℃，颗粒物浓度＜20mg/m3，含水量8％～10％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜30mg/m3。
其中，上述低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，步骤B中，所述低温水的温度为5～20℃。
其中，上述低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，步骤C中，所述二级烟气的颗粒物浓度＜15mg/m3，含水量7％～8％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜20mg/m3。
其中，上述低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，步骤C中，换热后的低温水被收集后循环使用，当其pH＜6时外排，用于配制脱硫剂溶液。
其中，上述低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，步骤D中，所述三级烟气的颗粒物浓度＜10mg/m3，含水量6.6％～7％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜10mg/m3。
本发明中，所述含水量为质量百分比含量。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，该工艺可以降低脱硫后烟气中的含水量、SOx浓度、颗粒物浓度，用于解决低温烟气使用石灰石-石膏法脱硫+SCR法脱硝工艺达超低排放治理时有效衔接的难题，本工艺不使用湿电除尘，降低了湿电除尘器带来的投资和运行成本，且烟气中直径大于1μm的雾滴及附着物的去除率达到99％，保证了低温烟气采用该超低排放工艺时SCR催化剂的脱硝效率和使用寿命，减少了脱硝催化剂的更换频率，降低运行成本，为生产设备的顺行提供支撑。
附图说明
图1为本发明低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺流程图；其中，1为脱硫塔，2为湿法脱硫后的烟气，3为一级集液盘，4为一级平板式除尘除雾，5为二级集液盘，6为低温水与烟气换热区，7为低温水，8为二级屋脊式除尘除雾，9为三级纤维除尘除雾。
具体实施方式
具体的，低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，其包括以下步骤：
A、脱硫烟气通过一级集液盘，进行气液分离后经过一级平板式除尘除雾处理，除去脱硫烟气夹带的部分非气态水、酸雾及大颗粒物，凝结水被一级集液盘收集，得一级烟气和液体；
B、一级烟气通过二级集液盘后，与低温水逆流接触，进行洗涤和降温，得降温烟气和换热后的低温水；
C、降温烟气经过二级屋脊式除尘除雾处理，除去夹带的水及其附着的酸雾、细颗粒物，得二级烟气；
D、二级烟气经过三级纤维除尘除雾处理，除去携带的超细颗粒物和非气态水，即得深度除尘除雾的三级烟气。
本领域内，超低排放治理系统一般包括电除尘、脱硫工艺、脱硫与脱硝间的衔接工艺、GGH换热和脱硝工艺，所述的脱硫工艺采用石灰石-石膏法，所述的脱硝工艺采用SCR法，本发明所述的脱硫烟气即为低温烟气(90～200℃)经前述脱硫工艺处理得到的烟气，所述的深度除尘除雾则为衔接工艺中的一部分。低温烟气经湿法脱硫后得到的烟气中H2O含量大，加之附着在雾滴上的颗粒物及SOx，其温度50～60℃，颗粒物浓度＜50mg/m3(一般为10～50mg/m3)，含水量10％～18％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜150mg/m3，需要进一步深度除尘除雾。
本发明中，脱硫烟气必须先经过一级集液盘，实现气液分离。脱硫烟气的含湿量为10％～18％(饱和含湿量为11.6％)，夹带的有雾滴、颗粒物等，一级平板式除尘除雾器能够除去雾滴及夹带的粒径较大的颗粒物，使所得的一级烟气含湿量接近饱和；脱硫烟气经一级平板式除尘除雾器时，雾滴转变为液滴，液滴落到一级集液盘上进行收集，若没有一级集液盘，液滴将会继续往烟气流向的反方向降落，继续被脱硫后的烟气雾化，增加脱硫烟气含水量，进而降低一级平板式除尘除雾器的除雾效率。
本发明中，脱硫烟气经过一级平板式除尘除雾，得一级烟气；一级烟气与脱硫烟气相比，夹带的雾滴、粒径较大的颗粒物被脱除，含湿水低(接近饱和含水量)、颗粒物浓度降低，较为洁净，因此，一级烟气降温后产生的液体与脱硫溶液直接降温产生的液体比，较为洁净，不易污染需要循环使用的低温水；若直接给脱硫后的烟气降温，将导致低温水的循环周期缩短，处理成本增加。
本发明中，脱硫烟气的温度为50～60℃，步骤B中使烟气温度降低，以便于除尘、除雾，但是降温烟气后续脱硝需要升温，因此不能将烟温降的太低，烟温降的越底，后续SCR工艺能耗越高，同时降低5℃～10℃的范围内，含水量下降趋势大，更除尘、除雾效率更高。因此步骤B中，采用5～20℃的低温水，使降温烟气的温度相对于一级烟气降低5～10℃，颗粒物浓度＜20mg/m3，含水量8％～10％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜30mg/m3。
本发明方法中，一级、二级集液盘的主要作用均是收集液体，具有分布烟气、改变烟气流向、集液的作用；其中，一级集液盘收集的是平板除尘除雾器脱除的烟气夹带的液滴及粒径较大的颗粒物，防止液滴被脱硫后的烟气持续雾化、被循环脱除，助于提升一级平板除尘除雾器的除雾效率；二级集液盘收集的是与烟气换热后的低温水及部分烟气冷凝水，低温水需要多次循环使用，必须进行收集，由于一级集液盘收集的液体成分较低温水复杂，为减少低温水的处理成本，需要将一级、二级除尘除雾器捕集的两种液体分别进行收集。一级集液盘所得液体含脱硫剂，可用于配制脱硫剂浆液；一级集液盘收集所得换热后的低温水可循环使用，当其pH＜6时外排，用于配制脱硫剂溶液。
本发明方法步骤C中，所述二级烟气的颗粒物浓度＜15mg/m3，含水量7％～8％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜20mg/m3，其温度与降温烟气基本不变。
本发明方法步骤C中，换热后的低温水被收集后循环使用，当其pH＜6时外排，用于配制脱硫剂溶液。
本发明方法步骤D中，所述三级烟气的颗粒物浓度＜10mg/m3，含水量6.6％～7％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜10mg/m3，其温度与降温烟气基本不变。
本发明中，各级除尘除雾的排放顺序涉及除尘除雾效率，烟气必须先后通过平板式、屋脊式、纤维除尘除雾，通过对烟气中含水量、颗粒浓度等的逐步控制，才能保证更高的除尘除雾效率。
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
采用本发明工艺减少湿法脱硫后烟气中的含水量、酸雾、颗粒物，保证后续SCR达脱硝工艺催化剂的脱硝效率和使用寿命；结合图1进行进一步说明：
A、脱硫烟气(温度52℃、颗粒物浓度10～50mg/m3、含水量16％、SO2浓度＜35mg/m3、酸雾形式的SO3浓度＜150mg/m3)，通过一级集液盘后，经一级平板式除尘除雾处理，烟气中夹带的非气态水凝结成液滴，形成液滴时协同除去粒径较大颗粒物及非气态水上附着的酸雾，液滴降落到一级集液盘上被收集，并实现气液分离，避免液体被二次夹带，得到液体(该液体含有脱硫剂，用于配制脱硫剂浆液)和一级烟气(温度为52℃、颗粒物浓度＜30mg/m3、SO2浓度＜35mg/m3、含水量10％、酸雾形式的SO3浓度＜50mg/m3)；
B、一级烟气通过二级集液盘，与喷淋的低温水逆流接触，使烟气温度、含水量降低，得降温烟气(温度为45℃、颗粒物浓度＜20mg/m3、SO2浓度＜35mg/m3、含水量9％、酸雾形式的SO3浓度＜30mg/m3)；降温产生的冷凝水附着细颗粒物和酸气，可协同喷淋的低温水对一级烟气进行除尘、除雾；换热后的低温水被二级集液盘收集后继续使用，经反复循环，其pH＜6时外排，用做配制脱硫剂的溶液；
C、降温烟气经过二级屋脊式除尘除雾处理，除去夹带的水及其附着的酸雾、细颗粒物，得二级烟气(温度为45℃、颗粒物浓度＜15mg/m3、SO2浓度＜35mg/m3、含水量7.2％、酸雾形式的SO3浓度＜20mg/m3)；
D、二级烟气经过三级纤维除尘除雾处理，除去其中携带的超细颗粒物和非气态水，得三级烟气(温度为45℃、颗粒物浓度＜10mg/m3、SO2浓度＜35mg/m3、含水量6.8％、酸雾形式的SO3浓度＜10mg/m3)，达到深度除尘除雾的效果。
对比例1
采用湿电除尘工艺减少湿法脱硫后烟气中的含水量、酸雾、颗粒物：
脱硫烟气(温度52℃、颗粒物浓度10～50mg/m3、含水量16％、SO2浓度＜35mg/m3、酸雾形式的SO3浓度＜150mg/m3)，经过湿电除尘处理后，得净烟气(温度52℃、颗粒物浓度＜10mg/m3、含水量11％、SO2浓度＜35mg/m3、酸雾形式的SO3浓度＜50mg/m3)；由于脱硫后烟气中的含水量、SO3浓度较高，湿电除尘设备的电极易被腐蚀，频繁更换电极，将影响生产设备的运行；净烟气的含水量、SO3浓度与实施例1的三级烟气比相对较高，高含水量即增加了后续烟气升温的能耗，又造成SCR催化剂的使用寿命缩短、脱硝效率降低，同时高SO3浓度更易造成SCR催化剂的使用寿命缩短、脱硝效率降低。

Claims (9)

1.低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，其特征在于：包括以下步骤：
A、脱硫烟气通过一级集液盘，进行气液分离后经过一级平板式除尘除雾处理，除去脱硫烟气夹带的部分非气态水、酸雾及大颗粒物，凝结水被一级集液盘收集，得一级烟气和液体；
B、一级烟气通过二级集液盘后，与低温水逆流接触，进行洗涤和降温，得降温烟气和换热后的低温水；
C、降温烟气经过二级屋脊式除尘除雾处理，除去夹带的水及其附着的酸雾、细颗粒物，得二级烟气；
D、二级烟气经过三级纤维除尘除雾处理，除去携带的超细颗粒物和非气态水，即得深度除尘除雾的三级烟气。
2.根据权利要求1所述的低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，其特征在于：步骤A中，所述脱硫烟气的温度50～60℃，颗粒物浓度＜50mg/m3，含水量10％～18％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜150mg/m3。
3.根据权利要求1所述的低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，其特征在于：步骤A中，所述一级烟气的温度为50～60℃，颗粒物浓度＜30mg/m3，含水量8.7％～12％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜50mg/m3。
4.根据权利要求1所述的低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，其特征在于：步骤A中，所得液体含脱硫剂，用于配制脱硫剂浆液。
5.根据权利要求1所述的低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，其特征在于：步骤B中，所述降温烟气的温度相对于一级烟气降低5～10℃，颗粒物浓度＜20mg/m3，含水量8％～10％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜30mg/m3。
6.根据权利要求1所述的低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，其特征在于：步骤B中，所述低温水的温度为5～20℃。
7.根据权利要求1所述的低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，其特征在于：步骤C中，所述二级烟气的颗粒物浓度＜15mg/m3，含水量7％～8％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜20mg/m3。
8.根据权利要求1所述的低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，其特征在于：步骤C中，换热后的低温水被收集后循环使用，当其pH＜6时外排，用于配制脱硫剂溶液。
9.根据权利要求1～8任一项所述的低温烟气超低排放治理系统中脱硫后烟气的深度除尘除雾工艺，其特征在于：步骤D中，所述三级烟气的颗粒物浓度＜10mg/m3，含水量6.6％～7％，SO2浓度＜35mg/m3，酸雾形式的SO3浓度＜10mg/m3。
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