一种应用于燃煤电厂消除可凝结颗粒物的方法及装置与流程

本发明涉及一种应用于燃煤电厂消除可凝结颗粒物的方法及装置，属于燃煤电厂环保技术领域。

背景技术：

燃煤电厂颗粒物超低排放技术是国家节能减排战略的重大需求。燃煤电厂排放的细颗粒物、可凝结颗粒物等在大气中可直接形成pm2.5，是造成近年来灰霾的重要原因之一。湿法烟气脱硫技术在我国大气污染治理领域中，发挥着重要的作用。石灰石-石膏烟气脱硫系统中，高温干燥烟气进入脱硫塔，富含碱性石灰石的浆液在脱硫塔内循环喷淋，吸收烟气中的二氧化硫，在喷淋过程中，浆液中的水分大量蒸发，水蒸气随烟气一同排出，使得脱硫塔出口烟气中的水分含量达10％～15％，通常烟气温度在50℃上下。由于脱硫塔无法完全有效去除对环境有害的细颗粒物、可凝结颗粒物，其随烟气排放会对环境产生影响，含有水蒸气的烟气从烟囱排出后与冷空气混合，导致烟气中的水蒸汽骤然凝结形成白烟，造成视觉污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种应用于燃煤电厂消除可凝结颗粒物的方法及装置，可以有效去除脱硫塔出口烟气中所携带可凝结颗粒物，并能一定程度上消除烟囱白烟的视觉污染。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种应用于燃煤电厂消除可凝结颗粒物的方法，在脱硫塔之后和烟囱之前的烟道段内设置白烟消除模块，白烟消除模块包括第一烟气饱和温度区和第二烟气饱和温度区，从脱硫塔排出的烟气依次经过第一烟气饱和温度区和第二烟气饱和温度区，烟气在第一饱和温度区内进行初次降温，烟气在第二烟气饱和温度区内进行二次降温；所述烟气在第一烟气饱和温度区内的初次降温幅度为5～10℃，所述烟气在第二烟气饱和温度区的二次降温幅度为1～3℃；烟气中携带的水蒸气在第一烟气饱和温度区内经过烟气冷凝换热器，初次降温冷凝析出小液滴，降低烟气的含湿量，并去除烟气中的部分颗粒物；所述烟气在第二烟气饱和温度区内与温度为30～35℃的雾化液滴逆向接触，二次降低烟气温度，进一步冷凝析出小液滴，小液滴包裹在颗粒物表面，增大颗粒物体积及质量；二次降温后的烟气进入烟道除雾器，体积质量增大的颗粒物被烟道除雾器捕获，净化烟气。

前述的应用于燃煤电厂消除可凝结颗粒物的方法中，所述雾化液滴的平均粒径为40μm～80μm。粒径为40μm～80μm的雾化液滴能够保证与烟气的逆向接触时的接触面积足够大，粒径越小，接触面积越大，烟气换热效果好，水蒸气冷凝更多，消除白烟效果越好。

前述的应用于燃煤电厂消除可凝结颗粒物的方法中，所述小液滴通过设置在烟气冷凝换热器下方的集水槽所收集。

前述的应用于燃煤电厂消除可凝结颗粒物的方法中，所述颗粒物包括微细粉尘、可凝结颗粒物和/或气溶胶颗粒。

采用前述方法的一种消除可凝结颗粒物的装置，包括模块框架、烟气冷凝换热器、冷水喷雾装置和烟道除雾器，所述模块框架设置在脱硫塔之后及烟囱之前的烟道段内，沿烟气方向水平设置或者垂直设置，所述冷水喷雾装置与控制器电连接，所述烟气冷凝换热器、冷水喷雾装置、烟道式除雾器均设置于模块框架内，冷水喷雾装置设置在烟气冷凝换热器和烟道除雾器之间。

前述的一种消除可凝结颗粒物的装置中，所述冷水喷雾装置包括喷雾枪，所述喷雾枪通过旋转装置与喷管连接。喷雾枪通过旋转装置实现360度的角度旋转，通过调整喷雾枪的喷射角度，可使其作为冲洗烟道除雾器的冲洗装置，实现设备的多功能性，提高自清理能力。

前述的一种消除可凝结颗粒物的装置中，所述喷雾枪上设置有气液两相流喷嘴。

采用气液两相流喷嘴的优势在于该种喷嘴所喷出雾化液滴的粒径可以很小，达到40μm～80μm。喷射出这种极小粒径的雾化液滴会大大增加与烟气的接触面积，可以使烟气在极短时间内完成换热过程，达到二次降温幅度达1～3℃的目的。

前述的一种消除可凝结颗粒物的装置中，所述模块框架的材质为不锈钢材质。采用不锈钢材质的模块框架，耐腐蚀、使用寿命高。

前述的一种消除可凝结颗粒物的装置中，所述烟道除雾器为折流板式烟道除雾器。

由于二次降温的过程需要喷入雾化液滴，加之一次降温过程中的烟气冷凝析出的小液滴会有部分随烟气携带，为了避免这两部分液滴随烟气进入烟囱，造成湿烟囱现象。因此，设置折流板烟道除雾器，对这些液滴进行捕捉，避免湿烟囱现象。

前述的一种消除可凝结颗粒物的装置中，所述烟气冷凝换热器的下方设置有集水槽。集水槽用于收集水蒸气被冷凝后析出的小液滴。

与现有技术相比，本发明方法通过初次降温使烟气中含有的水蒸气被冷凝析出，降低烟气的含湿量，从而一定程度上消除烟气排出后由于水蒸气骤然凝结而产生的白烟现象，同时去除部分对环境有影响的颗粒物；通过二次降温进一步析出的小液滴，利用进一步析出的小液滴与颗粒物的吸附特性，增大颗粒物体积与质量，然后通过烟道除雾器捕获大体积的颗粒物，从而能够有效去除脱硫塔出口烟气中携带的颗粒物，提高除尘效率；初次降温冷凝分水蒸气析出的小液滴被烟气冷凝换热器下方的集水槽收集，起到节水的作用；本发明装置整体采用模块化方式，便于设备安装及故障检修。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是本发明装置的一种实施例结构示意图；

图3是本发明装置的另一种实施例结构示意图；

图4是本发明控制连接示意图。

附图标记：1-模块框架，2-烟气冷凝换热器，3-冷水喷雾装置，4-烟道除雾器，5-喷雾枪，6-旋转装置，7-喷管，8-控制器，9-集水槽。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

实施例1：一种应用于燃煤电厂消除可凝结颗粒物的方法，在脱硫塔之后和烟囱之前的烟道段内设置白烟消除模块，白烟消除模块包括第一烟气饱和温度区和第二烟气饱和温度区，从脱硫塔排出的烟气依次经过第一烟气饱和温度区和第二烟气饱和温度区，烟气在第一饱和温度区内进行初次降温，烟气在第二烟气饱和温度区内进行二次降温；烟气在第一烟气饱和温度区内的初次降温幅度为5℃，烟气在第二烟气饱和温度区的二次降温幅度为1℃；

烟气中所携带的水蒸气在第一烟气饱和温度区内经过烟气冷凝换热器，初次降温冷凝析出小液滴，降低烟气的含湿量，并去除烟气中的部分颗粒物；烟气在第二烟气饱和温度区内与温度为35℃的雾化液滴逆向接触，二次降低烟气温度，进一步冷凝析出小液滴，小液滴包裹在颗粒物表面，增大颗粒物体积及质量；二次降温后的烟气进入烟道除雾器，体积质量增大的颗粒物被烟道除雾器捕获，净化烟气。

实施例2：一种应用于燃煤电厂消除可凝结颗粒物的方法，在脱硫塔之后和烟囱之前的烟道段内设置白烟消除模块，白烟消除模块包括第一烟气饱和温度区和第二烟气饱和温度区，从脱硫塔排出的烟气依次经过第一烟气饱和温度区和第二烟气饱和温度区，烟气在第一饱和温度区内进行初次降温，烟气在第二烟气饱和温度区内进行二次降温；所述烟气在第一烟气饱和温度区内的初次降温幅度为10℃，所述烟气在第二烟气饱和温度区的二次降温幅度为3℃；烟气中携带的水蒸气在第一烟气饱和温度区内经过烟气冷凝换热器，初次降温冷凝析出小液滴，降低烟气的含湿量，并去除烟气中的部分颗粒物；所述烟气在第二烟气饱和温度区内与温度为30℃的雾化液滴逆向接触，二次降低烟气温度，进一步冷凝析出小液滴，小液滴包裹在颗粒物表面，增大颗粒物体积及质量；二次降温后的烟气进入烟道除雾器，体积质量增大的颗粒物被烟道除雾器捕获，净化烟气。与烟气逆向接触的雾化液滴的平均粒径为40μm。

实施例3：一种应用于燃煤电厂消除可凝结颗粒物的方法，在脱硫塔之后和烟囱之前的烟道段内设置白烟消除模块，白烟消除模块包括第一烟气饱和温度区和第二烟气饱和温度区，从脱硫塔排出的烟气依次经过第一烟气饱和温度区和第二烟气饱和温度区，烟气在第一饱和温度区内进行初次降温，烟气在第二烟气饱和温度区内进行二次降温；所述烟气在第一烟气饱和温度区内的初次降温幅度为8℃，所述烟气在第二烟气饱和温度区的二次降温幅度为2℃；烟气中携带的水蒸气在第一烟气饱和温度区内经过烟气冷凝换热器，初次降温冷凝析出小液滴，降低烟气的含湿量，并去除烟气中的部分颗粒物；所述烟气在第二烟气饱和温度区内与温度为30℃的雾化液滴逆向接触，二次降低烟气温度，进一步冷凝析出小液滴，小液滴包裹在颗粒物表面，增大颗粒物体积及质量；二次降温后的烟气进入烟道除雾器，体积质量增大的颗粒物被烟道除雾器捕获，净化烟气。与烟气逆向接触的雾化液滴的平均粒径为80μm。其中，在初次降温时冷凝析出的小液滴通过设置在烟气冷凝换热器下方的集水槽所收集，起到节水作用。进一步的，颗粒物包括微细粉尘、可凝结颗粒物和/或气溶胶颗粒。

实施例4：如图2、4所示，一种消除可凝结颗粒物的装置，包括模块框架1、烟气冷凝换热器2、冷水喷雾装置3和烟道除雾器4，所述模块框架1设置在脱硫塔之后及烟囱之前的烟道段内，沿烟气方向水平设置或者垂直设置，所述冷水喷雾装置3与控制器8电连接，所述烟气冷凝换热器2、冷水喷雾装置3、烟道式除雾器4均设置于所述模块框架1内，所述冷水喷雾装置3设置在烟气冷凝换热器2和烟道除雾器4之间。冷水喷雾装置3包括喷雾枪5，所述喷雾枪5通过旋转装置6与喷管7连接。喷雾枪5上设置有气液两相流喷嘴。模块框架1的材质为不锈钢材质。烟道除雾器4为折流板式烟道除雾器。烟气冷凝换热器2的下方设置有集水槽9。集水槽9用于收集水蒸气被冷凝后析出的小液滴。该例中的烟气冷凝换热器2为板式换热器。

实施例5：如图3、4所示，一种消除可凝结颗粒物的装置，包括模块框架1、烟气冷凝换热器2、冷水喷雾装置3和烟道除雾器4，所述模块框架1设置在脱硫塔之后及烟囱之前的烟道段内，沿烟气方向水平设置或者垂直设置，所述冷水喷雾装置3与控制器8电连接，所述烟气冷凝换热器2、冷水喷雾装置3、烟道式除雾器4均设置于所述模块框架1内，所述冷水喷雾装置3设置在烟气冷凝换热器2和烟道除雾器4之间。冷水喷雾装置3包括喷雾枪5，所述喷雾枪5通过旋转装置6与喷管7连接。喷雾枪5上设置有气液两相流喷嘴。模块框架1的材质为不锈钢材质。烟道除雾器4为折流板式烟道除雾器。烟气冷凝换热下方设置有集水槽9。集水槽9用于收集水蒸气被冷凝后析出的小液滴。该例中的烟气冷凝换热器2为管式换热器。

本发明装置的工作原理：水分含量达10％～15％、温度在50℃的烟气首先通过烟气冷凝换热器2降低烟气温度，烟气中的水蒸气冷凝析出小液滴，小液滴被集水槽9收集，通过烟气冷凝换热器2去除了部分易影响环境的颗粒物；经过烟气冷凝换热器2的烟气温度降低至40℃～45℃，随后烟气与雾化液滴逆向接触，雾化液滴的温度为30～35℃，低于经过烟气冷凝换热器2的烟气温度，从而使初次降温后的烟气温度在与雾化液滴逆向接触后温度再次降低1～3℃，进一步冷凝析出小液滴，冷凝析出的小液滴与颗粒物相互吸附，小液滴包裹在颗粒物表面，增大颗粒物的体积与质量，从而使得大体积颗粒物经过烟道除雾器4是能够被捕获，由此净化了烟气。