CN203737036U - 一种协同增强pm2.5脱除和烟气余热深度利用的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种协同增强PM2.5脱除和烟气余热深度利用的装置，其沿烟气流向依次设置有烟气增湿装置、电除尘器、低温省煤器和湿法脱硫塔，低温省煤器内设有换热管，烟气增湿装置内设有双流体雾化喷嘴，双流体雾化喷嘴通过管道与换热管的冷却水出口连接；湿法脱硫塔的上部设有脱硫液喷嘴，其底部设有补充脱硫液入口和脱硫废液出口，脱硫废液出口通过脱硫液循环泵和管道与脱硫液喷嘴连接，湿法脱硫塔的烟气出口设有除雾器。本实用新型的优点：该装置在电除尘器烟气进出口分别增设烟气增湿装置和低温省煤器，即增强了电除尘器和湿法脱硫塔对PM2.5的捕集效果，又可回收烟气余热，适用于安装有湿法烟气脱硫塔的燃煤电站锅炉和工业锅炉。
Description
技术领域
本实用新型属于燃煤电站锅炉、工业锅炉节能减排技术领域，特别涉及一种一种协同增强PM2.5脱除和烟气余热深度利用的装置。
背景技术
PM2.5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，而燃煤电站锅炉和工业锅炉是我国大气中PM2.5的主要来源。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与湿法烟气脱硫系统相结合的工艺，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，使这一工艺在治理燃煤粉尘的应用方面日趋成熟，但仍存在PM2.5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PM2.5，使得烟气经湿法脱硫后PM2.5排放浓度反而增加。
针对传统污染物控制设施对PM2.5的脱除效率亟需提高的现状，采用各种物理或化学作用使PM2.5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PM2.5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PM2.5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PM2.5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PM2.5的重要途径。
其次，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PM2.5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是：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；我国在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PM2.5脱除尚未引起关注。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对传统污染物控制设施对PM2.5的脱硫效率亟需提高及燃煤电站锅炉、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PM2.5的脱除，并协同实现烟气余热深度利用的装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种协同增强PM2.5脱除和烟气余热深度利用的装置，其沿烟气流向依次设置有烟气增湿装置、电除尘器、低温省煤器和湿法脱硫塔，低温省煤器内设有换热管，烟气增湿装置内设有双流体雾化喷嘴，双流体雾化喷嘴通过管道与换热管的冷却水出口连接；湿法脱硫塔的上部设有脱硫液喷嘴，其底部设有补充脱硫液入口和脱硫废液出口，脱硫废液出口通过脱硫液循环泵和管道与脱硫液喷嘴连接，湿法脱硫塔的烟气出口设有除雾器。
进一步优选的，上述电除尘器的烟气出口和低温省煤器的烟气进口之间还设有增压风机。
进一步优选的，上述双流体雾化喷嘴相距电除尘器烟气入口10-15m。
进一步优选的，上述低温省煤器中的换热管沿冷却水流向分为高温段和低温段，低温段的换热管为耐腐蚀材料制成。
进一步优选的，上述换热管为螺旋翅片管。
本实用新型的优点是：该装置在电除尘器烟气进出口分别增设烟气增湿装置和低温省煤器，即增强了电除尘器和湿法脱硫塔对PM2.5的捕集效果，又可回收烟气余热，适用于安装有湿法烟气脱硫塔的燃煤电站锅炉和工业锅炉。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
图1是本实用新型的结构示意图。
其中，1、烟气增湿装置，11、双流体雾化喷嘴，2、电除尘器，3、低温省煤器，31、换热管，4、湿法脱硫塔，41、补充脱硫液入口，42、脱硫液喷嘴，43、脱硫废液出口，5、管道，6、增压风机，7、脱硫液循环泵，8、除雾器。
具体实施方式：
如图1所示，一种协同增强PM2.5脱除和烟气余热深度利用的装置，其沿烟气流向依次设置有烟气增湿装置1、电除尘器2、低温省煤器3和湿法脱硫塔4，低温省煤器3内设有换热管31，该换热管31可选用螺旋翅片管，其沿冷却水流向分为高温段和低温段，低温段为耐腐蚀材料制成，如ND钢、耐候钢、搪瓷、聚丙烯塑料、PTFE（衬里）等；烟气增湿装置1内设有双流体雾化喷嘴11，双流体雾化喷嘴11相距电除尘器2烟气入口10-15m，双流体雾化喷嘴11通过管道5与换热管31的冷却水出口连接；电除尘器2的烟气出口和低温省煤器3的烟气进口之间还可增设增压风机6，以克服烟气阻力；湿法脱硫塔4的上部设有脱硫液喷嘴42，其底部设有补充脱硫液入口41和脱硫废液出口43，脱硫废液出口43通过脱硫液循环泵7和管道5与脱硫液喷嘴42连接，湿法脱硫塔4的烟气出口设有除雾器8。
该装置是这样实现增强PM2.5脱除同时深度利用烟气余热的：第一步，来自燃煤电站锅炉或工业锅炉的烟气进入烟气增湿装置1中，经双流体雾化喷嘴11喷入平均粒径为30~50μm的雾化热水水滴，利用高温烟气使雾化热水水滴在进入电除尘器2之前完全蒸发，雾化热水来自低温省煤器3，添加量以能够控制烟气经增湿调节后水汽体积百分含量增至10~15%、温度降至105~120℃为准；雾化热水中可添加能促进PM2.5粒度增大的由高聚物粘结剂和润湿剂组成的化学团聚剂以增强电除尘捕集PM2.5的效果，高聚物粘结剂可以为改性聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚硅硫酸铝、羧甲基纤维素钠、黄原胶、海藻酸钠等，润湿剂可以为乙氧基改性聚二甲基硅氧烷、聚醚改性有机硅、脂肪酸单硫酸钠复合盐、水性有机硅润湿剂、乳化剂OP-10等；高聚物粘结剂和润湿剂的添加量占所要处理的烟气质量的0.05~0.25%；上述增湿调质降低了烟气的比电阻，并增强了烟气颗粒间的粘附力，促进PM2.5发生团聚长大。第二步，烟气进入电除尘器2，利用电除尘器2脱除烟气中90~95%以上的PM2.5。第三步，将第二步中的烟气引入低温省煤器3，以水为吸热介质，通过调节换热管31中冷却水的水量控制流出低温省煤器3的烟气温度进一步降至60~70℃，相对湿度增至70~80%，其中，作为吸热介质的水可以来自于回热系统的凝结水，也可以是来自于供热系统的回水，或者是其他温度适宜的水；在低温省煤器3吸收烟气余热后的热水的一部分通入烟气增湿装置1作为雾化热水，其余回收利用，如返回至电厂回热系统或供热系统等，达到了烟气余热深度利用的目的。第四步，来自低温省煤器3的高相对湿度烟气从湿法脱硫塔4下部的烟气进口进入塔内，与脱硫液经循环泵7、脱硫液喷嘴42喷出的中低温脱硫液逆流接触，湿法脱硫塔进口脱硫液温度为30~40℃，比进口烟温低20℃以上，脱硫操作液气比控制在5L/Nm3以上，使高相对湿度烟气在与脱硫液逆流接触过程中达到过饱和，过饱和水汽在PM2.5表面发生核化凝结，使PM2.5粒度增大，凝结长大的含尘液滴除原始燃煤烟气中的PM2.5外，还包括脱硫洗涤中形成的PM2.5，如SO3酸雾滴、无机盐微粒等，这些PM2.5由脱硫液和除雾器8脱除；经脱硫和脱除PM2.5后的净化烟气从塔顶的烟气出口排出，大大降低了烟气对空气的污染。
Claims (5)
1.一种协同增强PM2.5脱除和烟气余热深度利用的装置，其特征在于：该装置沿烟气流向依次设置有烟气增湿装置、电除尘器、低温省煤器和湿法脱硫塔，所述低温省煤器内设有换热管，所述烟气增湿装置内设有双流体雾化喷嘴，所述双流体雾化喷嘴通过管道与换热管的冷却水出口连接；所述湿法脱硫塔的上部设有脱硫液喷嘴，其底部设有补充脱硫液入口和脱硫废液出口，所述脱硫废液出口通过脱硫液循环泵和管道与脱硫液喷嘴连接，所述湿法脱硫塔的烟气出口设有除雾器。
2.根据权利要求1所述的一种协同增强PM2.5脱除和烟气余热深度利用的装置，其特征在于：所述电除尘器的烟气出口和低温省煤器的烟气进口之间还设有增压风机。
3.根据权利要求1所述的一种协同增强PM2.5脱除和烟气余热深度利用的装置，其特征在于：所述双流体雾化喷嘴相距电除尘器烟气入口10-15m。
4.根据权利要求1所述的一种协同增强PM2.5脱除和烟气余热深度利用的装置，其特征在于：所述低温省煤器中的换热管沿冷却水流向分为高温段和低温段，低温段的所述换热管为耐腐蚀材料制成。
5.根据权利要求1或4所述的一种协同增强PM2.5脱除和烟气余热深度利用的装置，其特征在于：所述换热管为螺旋翅片管。
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