塔除雾器3位于湿法脱硫塔I顶部的高湿烟气出口处，湿法脱硫塔I的高湿烟气出口与水汽相变室4的烟气进口连接。
[0027]此外，水汽相变室4设有烟气进口、烟气出口、蒸汽喷嘴5、水汽相变室除雾器6、冲洗水喷嘴7和冲洗废液出口 ；通过蒸汽喷嘴5对水汽相变室4注入常压饱和蒸汽；水汽相变室除雾器6为丝网除雾器或板波纹除雾器，设置在水汽相变室的烟气出口处；在水汽相变室4出口处的冲洗水喷嘴7，定期对水汽相变室除雾器6冲洗，防止水汽相变室除雾器6堵塞导致阻力显著增加；冲洗废液出口位于水汽相变室4的底部；水汽相变室4为圆柱或方形结构，其内衬采用具有增进相变效果和防腐双重功效的耐蚀低表面能材料，如聚四氟乙烯、四氟乙烯乙烯基醚共聚物、氟乙烯乙烯基醚共聚物等；水汽相变室4的尺寸以烟气在水汽相变室4内停留时间不少于水蒸气在细颗粒物表面核化凝结长大所需时间(50?200ms)而确定；冲洗废液出口位于水汽相变室4的底部，用于冲洗废液的流出。
[0028]如图2所示，本发明的湿法烟气脱硫中促进汞和细颗粒物协同脱除方法的具体过程如下:首先，含湿量较低、温度较高的原始燃煤烟气A (温度T:100?150°C，含水量H2O:5?8%)进入湿法烟气脱硫系统，在湿法脱硫塔I内与脱硫液C发生强烈的热质交换使湿法脱硫塔I出口的净烟气相对湿度大大增加并接近饱和状态(烟温降至45?65°C，相对湿度多90%，过饱和度S约为I)，且易挥发性汞主要以气态和颗粒态两种形式存在。湿法烟气脱硫工艺为石灰石-石膏法、氨法、双碱法、钠碱法、海水法中的任意一种。
[0029]脱硫后的高湿烟气进入水汽相变室4后，通过在水汽相变室4内注入常压饱和蒸汽D使高湿烟气在水汽相变室4内的过饱和度S达到1.10?1.25。其中，过饱和水蒸汽以细颗粒物为凝结核在其表面发生核化凝结，使其粒径增大、质量增加，凝结并长大后的含尘液滴被水汽相变室除雾器6捕集。同时，水汽相变过程中可通过热泳和扩散泳作用拖曳的气态汞富集在细颗粒物表面，另一方面以富集颗粒态汞的细颗粒物为凝结核在其表面发生核化凝结，使细颗粒物粒径增大、质量增加，凝结并长大后的含尘液滴汞含量大大增加，由水汽相变室除雾器6脱除，从而实现燃煤烟气中细颗粒物和汞协同脱除。然后由在水汽相变室4出口处的冲洗水喷嘴7定期对水汽相变室除雾器6冲洗，以防止水汽相变室除雾器6堵塞导致阻力显著增加，这样被捕集的含汞细颗粒物可以随冲洗水废液E排出。脱除的细颗粒物是指空气动力学直径小于或等于2.5 μπι的PM2.5，包括原始燃煤烟气中的飞灰、硫酸雾滴和湿法烟气脱硫过程中形成的无机盐气溶胶微粒。
[0030]实施例1:
[0031]由全自动燃煤锅炉产生的原始烟气流量为150Nm3/h，细颗粒物数浓度为5.02 X 17个/cm 3，总汞浓度为1.50 μ g/m3;经石灰石-石膏湿法脱硫后，湿法脱硫塔I的出口烟气温度由120°C降至55 °C，相对湿度为97% ;进入水汽相变室4，相变室出口处安装丝网除雾器，在相变室内通过蒸汽喷嘴5注入0.06kg/m3(烟气)常压饱和蒸汽。经测量，湿法脱硫工艺中应用水汽相变后，通过丝网除雾器出口的烟气中细颗粒物数浓度可由
4.02 X 17个/cm 3降至1.65 X 10 7个/cm 3，添加蒸汽可使细颗粒物数浓度脱除效率由20%提高至67% ;添加蒸汽后，通过丝网除雾器出口的烟气中总汞浓度可由1.23yg/m3降至0.82 μ g/m3，脱未效率可由18%提尚至45%。
[0032]实施例2:
[0033]如图3所示，与实施例1不同的是，不在湿法脱硫塔I后单独设置水汽相变室4，而是适当增加湿法脱硫塔I的高度，以湿法脱硫塔除雾器3的上方空间作为水汽相变室4，并注入适量常压饱和水蒸气，塔顶部的水汽相变室4的出口处设置高效丝网除雾器，其余同实施例1。
【主权项】
1.湿法烟气脱硫中促进汞和细颗粒物协同脱除的方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的湿法烟气脱硫中促进汞和细颗粒物协同脱除的方法，其特征在于，所述湿法脱硫后的烟气温度为45?65 °C、相对湿度多90%。3.根据权利要求1或2所述的湿法烟气脱硫中促进汞和细颗粒物协同脱除的方法，其特征在于，所述水汽相变室的过饱和度为1.10?1.25。4.根据权利要求1或2所述的湿法烟气脱硫中促进汞和细颗粒物协同脱除的方法，其特征在于，所述细颗粒物为空气动力学直径小于或等于2.5 μπι的PM2.5，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。5.根据权利要求1或2所述的湿法烟气脱硫中促进汞和细颗粒物协同脱除的方法，其特征在于，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。6.一种实现如权利要求1所述的湿法烟气脱硫中促进汞和细颗粒物协同脱除的方法的装置，其特征在于，所述装置包括湿法脱硫塔、水汽相变室、蒸汽系统、除雾器、冲洗水系统和冲洗废液出口 ；所述湿法脱硫塔的烟气出口与水汽相变室的烟气进口连接，水汽相变室独立地设置在湿法脱硫塔的外部或者位于湿法脱硫塔的内部；所述蒸汽系统、除雾器和冲洗水系统位于水汽相变室内，蒸汽系统向水汽相变室内注入常压饱和蒸汽，除雾器设在水汽相变室的烟气出口处，冲洗水系统用于对除雾器进行冲洗；所述冲洗废液出口位于水汽相变室的底部。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述水汽相变室为圆柱或方形结构，其内衬为耐腐蚀低表面能材料。8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述除雾器为丝网除雾器或板波纹除雾器。9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述蒸汽系统为蒸汽喷嘴；所述冲洗水系统为冲洗水喷嘴。10.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述水汽相变室的尺寸以烟气在水汽相变室内停留时间不少于过饱和水汽在细颗粒物表面核化凝结长大所需时间确定；所述凝结长大所需时间为50?200ms。
【专利摘要】本发明针对湿法脱硫后烟气温度低、湿度高、不能有效脱除PM2.5和汞的缺点，提供一种应用水汽相变原理实现脱除SO2的同时促进汞和细颗粒物协同脱除的方法及装置。燃煤烟气经湿法脱硫后进入水汽相变室，通过注入常压饱和蒸汽使烟气达到过饱和，过饱和水汽一方面通过热泳和扩散泳作用拖曳气态汞富集在颗粒物表面；另一方面以富集颗粒态汞的细颗粒物为凝结核在其表面发生核化凝结，使细颗粒物粒径增大、质量增加，凝结长大的含尘液滴汞最后由高效除雾器脱除。本发明仅对现有燃煤湿法脱硫装置改进，在脱硫塔后增设水汽相变室，添加蒸汽即可使湿法脱硫装置具有协同脱除细颗粒物和汞的功效，可广泛应用于燃煤电厂湿法烟气脱硫，具有巨大的经济效益和社会效益。
【IPC分类】B01D53/74, B01D53/48, B01D51/02, B01D53/00
【公开号】CN104941379
【申请号】CN201510307393
【发明人】鲍静静, 马凌, 于贤群, 杨宏旻, 罗倩妮, 韩风霞, 沈星驰, 杨乾
【申请人】南京师范大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月8日