一种协同脱除燃煤锅炉烟气超细颗粒和微量污染物的装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种协同脱除燃煤锅炉烟气超细颗粒和微量污染物的装置和方法。本发明采用沿气流方向在脱硫装置前依次设置有吸附剂预喷涂装置、超细颗粒团聚装置、吸附剂加入装置和布袋除尘装置，在脱硫装置后依次设置有喷淋清洗装置、反应剂加入装置和湿式电除尘装置的工艺流程。本发明对PM2.5超细颗粒、“石膏雨”、汞等重金属、二噁英等超细和微量污染物的脱除效率高、运行成本低、检修和运行维护方便，适用于燃煤锅炉烟气中的污染物净化。
【专利说明】一种协同脱除燃煤锅炉烟气超细颗粒和微量污染物的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种脱除燃煤锅炉烟气超细颗粒和微量污染物的装置和方法，尤其涉及一种由吸附剂预喷涂装置、超细颗粒团聚装置、吸附剂加入装置、布袋除尘装置、喷淋清洗装置、反应剂加入装置和湿式电除尘装置等组成的协同脱除装置和方法。
【背景技术】
[0002]我国的煤燃烧污染物脱除和控制技术虽已得到广泛的工业应用，但对于PM2.5超细颗粒和微量的重危害污染物的排放未能起到显著的控制和脱除效果。此类可致癌、致畸、致突变的重危害污染物包括=PMlO以下颗粒物(尤其是PM2.5)、汞等重金属、二噁英等有机污染物。研究和检测表明，燃煤电厂烟气中PM2.5以下颗粒物占粒子总量的比例超过80%，高于50%的气态汞和颗粒态汞被排入大气，二噁英等有机污染物一旦形成，被捕集的比例低于20%。此外，由脱硫装置产生的“石膏雨”现象也较为普遍发生，破坏了局地环境，急需得以解决。对PM2.5超细颗粒和微量的重危害污染物的脱除逐渐成为目前基础研究和技术开发的国际前沿热点。
[0003]本发明采用物理和化学吸附、颗粒团聚、螯合反应等机理，协同脱除PM2.5超细颗粒、“石膏雨”、汞等重金属、二噁英等超细和微量污染物。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种协同脱除燃煤锅炉烟气超细颗粒和微量污染物的装置和方法，采用沿气流方向在脱硫装置前依次设置吸附剂预喷涂装置、超细颗粒团聚装置、吸附剂加入装置和布袋除尘装置，在脱硫装置后依次设置喷淋清洗装置、反应剂加入装置和湿式电除尘装置的协同脱除装置和方法。本发明对PM2.5超细颗粒、“石膏雨”、汞等重金属、二噁英等超细和微量污染物的脱除效率高、运行成本低、检修和运行维护方便，适用于燃煤锅炉烟气中的污染物净化。
[0005]为达到上述目的，本发明的超细颗粒团聚装置由高压放电电极等组成。超细颗粒团聚装置运行电压在60kV左右。进入超细颗粒团聚装置烟气中的大颗粒和PM2.5等超细颗粒在高压电场作用下被荷电团聚形成大颗粒，随烟气进入后续的布袋除尘装置中，提高了布袋除尘装置对PM2.5等超细颗粒的脱除效率。
[0006]本发明的布袋除尘装置分别连接吸附剂预喷涂装置、超细颗粒团聚装置和吸附剂加入装置。在布袋除尘装置投运之前和大修期间，吸附剂预喷涂装置在超细颗粒团聚装置之前喷入吸附剂，经气流均布后，吸附剂均匀覆盖在布袋除尘装置滤袋表面。在布袋除尘装置运行期间，吸附剂预喷涂装置停止运行，吸附剂加入装置投入运行。吸附剂预喷涂装置所喷入的吸附剂与吸附剂加入装置中加入的吸附剂相同。在布袋除尘装置运行过程中，通过吸附剂加入装置加入的吸附剂继续对烟气中未团聚或吸附的PM2.5超细颗粒、汞等重金属以及二噁英等起到吸附作用，从而进一步脱除。均匀覆盖在滤袋表面的吸附剂对烟气中的PM2.5超细颗粒和微量污染物进行进一步的吸附和过滤，从而获得高效净化效果。
[0007]本发明的湿式电除尘装置分别连接反应剂加入装置和喷淋清洗装置。烟气经脱硫装置进入湿式电除尘装置后，喷淋清洗装置将水雾喷向电晕区和放电极，水雾在芒刺电极形成的电晕场荷电后，对PM2.5超细颗粒、“石膏雨”、汞等重金属、二噁英等超细和微量污染物起到捕集作用，最终在集尘极被收集和冲洗。反应剂加入装置将有机螯合剂加入喷淋清洗装置中，随水雾一起被喷入湿式电除尘装置，有机螯合剂与水膜中的多种重金属离子发生螯合反应，生成稳定且不溶于水的金属螯合物，从而使烟气中的微量重金属污染物得以高效脱除。经湿式电除尘装置净化后的洁净烟气通过烟囱排放。
[0008]本发明的吸附剂为具有一定含碳量的粉煤灰经改性活化后形成的多孔状、比表面积丰富的颗粒物，同时具有物理和化学吸附功能。其平均粒径在20 左右，比表面积>55m2/g，飞灰含碳量在6%-7%左右。
[0009]本发明的有机螯合剂为水溶性的高分子有机化合物。
[0010]与现有技术相比，本发明具有以下特点:
(I)由于采用了物理和化学吸附、颗粒团聚、螯合反应等机理，含有PM2.5超细颗粒和微量污染物的燃煤锅炉烟气经协同净化，脱除效率高，脱除后洁净烟气中的PM2.5超细颗粒和微量污染物的质量和数量大为降低。采用本发明的脱除装置和脱除方法，出口粉尘排放≤10mg/Nm3 ；PM2.5超细颗粒和微量污染物捕集率≥90%。
[0011](2)由于采用的吸附剂由具有一定含碳量的粉煤灰作为载体，运行成本低。
[0012](3)本发明的湿式 电除尘装置中采用水溶性的高分子有机螯合剂作为重金属污染物的螯合反应剂。
[0013](4)本发明具有检修和运行维护方便等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0015]图1是本发明专利的工艺流程示意图。
[0016]图中:1.吸附剂预喷涂装置、2.超细颗粒团聚装置、3.吸附剂加入装置、4.布袋除尘装置、5.脱硫装置、6.喷淋清洗装置、7.湿式电除尘装置、8.反应剂加入装置、9.烟囱。
【具体实施方式】
[0017]在图1中沿气流方向在脱硫装置(5)前依次设置有吸附剂预喷涂装置(I)、超细颗粒团聚装置(2)、吸附剂加入装置(3)和布袋除尘装置(4)，在脱硫装置(5)后依次设置有喷淋清洗装置(6)、反应剂加入装置(8)和湿式电除尘装置(7)。
[0018]当本发明的协同脱除装置处在工作状态时，燃煤锅炉烟气进入超细颗粒团聚装置
(2)，烟气中的大颗粒和PM2.5等超细颗粒在高压电场作用下被荷电团聚形成大颗粒，随烟气进入后续的布袋除尘装置(4)中，提高了布袋除尘装置对PM2.5等超细颗粒的脱除效率。在布袋除尘装置(4)投运之前和大修期间，吸附剂预喷涂装置(I)在超细颗粒团聚装置(2)之前喷入吸附剂，经气流均布后，吸附剂均匀覆盖在布袋除尘装置(4)滤袋表面。在布袋除尘装置(4)运行期间，吸附剂预喷涂装置(I)停止运行，吸附剂加入装置(3)投入运行。在布袋除尘装置(4)运行过程中，通过吸附剂加入装置(3)加入的吸附剂继续对烟气中未团聚或吸附的PM2.5超细颗粒、汞等重金属以及二噁英等起到吸附作用，从而进一步脱除。随后烟气经脱硫装置(5)进入湿式电除尘装置(7)，喷淋清洗装置(6)将水雾喷向电晕区和放电极，水雾在芒刺电极形成的电晕场荷电后，对PM2.5超细颗粒、“石膏雨”、汞等重金属、二噁英等超细和微量污染物起到捕集作用，最终在集尘极被收集和冲洗。反应剂加入装置(8)将有机螯合剂加入喷淋清洗装置(6)中，随水雾一起被喷入湿式电除尘装置(7)，有机螯合剂与水膜中的多种重金属离子发生螯合反应，生成稳定且不溶于水的金属螯合物，从而使烟气中的微量重金属污染物得以高效脱除。经湿式电除尘装置(7)净化后的洁净烟气通过烟囱(9)排放。
[0019]上述仅为本发明的【具体实施方式】，本发明的技术特征并非局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内所作的变化或修饰均应纳入本发明的专利范围之中。
【权利要求】
1.一种协同脱除燃煤锅炉烟气超细颗粒和微量污染物的装置和方法，由吸附剂预喷涂装置、超细颗粒团聚装置、吸附剂加入装置、布袋除尘装置、喷淋清洗装置、反应剂加入装置和湿式电除尘装置等组成，其特征在于:沿气流方向在脱硫装置前依次设置有吸附剂预喷涂装置、超细颗粒团聚装置、吸附剂加入装置和布袋除尘装置，在脱硫装置后依次设置有喷淋清洗装置、反应剂加入装置和湿式电除尘装置。
2.根据权利要求1所述的一种协同脱除燃煤锅炉烟气超细颗粒和微量污染物的装置和方法，其特征在于:布袋除尘装置分别连接吸附剂预喷涂装置、超细颗粒团聚装置和吸附剂加入装置。
3.根据权利要求1所述的一种协同脱除燃煤锅炉烟气超细颗粒和微量污染物的装置和方法，其特征在于:湿式电除尘装置分别连接反应剂加入装置和喷淋清洗装置。
4.根据权利要求1所述的一种协同脱除燃煤锅炉烟气超细颗粒和微量污染物的装置和方法，其特征在于:吸附剂预喷涂装置和吸附剂加入装置所喷入的吸附剂为具有一定含碳量的粉煤灰经改性活化后形成的多孔状、比表面积丰富的颗粒物，同时具有物理和化学吸附功能，其平均粒径在20 ii m左右，比表面积> 55m2/g，飞灰含碳量在6%_7%左右。
5.根据权利要求1所述的一种协同脱除燃煤锅炉烟气超细颗粒和微量污染物的装置和方法，其特征在于:反应剂加入装置中所加入的有机螯合剂为水溶性的高分子有机化合物。
【文档编号】B01D53/78GK103611383SQ201310667661
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】刘惠勇, 赵江翔, 李丽, 么世杰, 徐杰英, 刘家海, 项光明 申请人:北京龙电宏泰环保科技有限公司