可除塵的煙氣處理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煙氣處理裝置及方法，尤其是一種可除塵的煙氣處理裝置及方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 2013年1月1日起，北京正式開始監(jiān)測PM2. 5。2014年1月2日，北京市環(huán)保局公 布2013年全市空氣質(zhì)量狀況，2013年北京空氣質(zhì)量優(yōu)良的天數(shù)僅為176天，占48. 2%。不 僅是北京，上海、天津、河北等省市也存在類似情況。其中，"霧霾"是這些地區(qū)空氣污染物的 主要形式之一。人們已經(jīng)越來越重視"霧霾"問題。
[0003] 中國是以煤為主的能源消耗大國，同時(shí)也是鋼鐵生產(chǎn)大國。2006年底，我國燃煤發(fā) 電裝機(jī)容量達(dá)到4. 84億千瓦，燃煤12億噸，煙塵排放量約300萬噸，而其中大約有270萬 噸PMlO的超微細(xì)粉塵長期漂浮在空氣中，特別是PM2. 5以氣溶膠形式存在于大氣中，嚴(yán)重 影響大氣能見度和空氣質(zhì)量。鋼鐵行業(yè)粉塵排放量占我國工業(yè)粉塵排放總量的25%，燒結(jié) 工業(yè)煙塵排放約占鋼鐵生產(chǎn)過程總排放量的40%之多。這些隨煙氣排出的粉塵成為"霾" 的重要來源。
[0004] 由于認(rèn)識到煙塵的危害，我國已經(jīng)制定出更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。2014年7月1日 開始執(zhí)行的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 13223-2011)》規(guī)定：現(xiàn)有火力發(fā)電燃煤鍋爐 煙囪出口煙塵排放限值，全國為30mg/m3,重點(diǎn)地區(qū)特別排放限值為20mg/m 3。《鋼鐵燒結(jié)、球 團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 28662-2012)》規(guī)定：現(xiàn)有燒結(jié)機(jī)球團(tuán)焙燒設(shè)備顆粒物排 放限值為50mg/m3,燒結(jié)機(jī)機(jī)尾排放限值為30mg/m 3。
[0005] 目前，應(yīng)用于燃煤電廠，燒結(jié)機(jī)的除塵技術(shù)最主要的是靜電除塵和袋式除塵。靜 電除塵器工作原理是利用高壓電場使顆粒物荷電，在庫侖力作用下使顆粒物與氣流分離沉 降。靜電除塵阻力損失小，允許操作溫度高，且處理氣體范圍量大，但對粉塵有一定的選擇 性，不能獲得很高的凈化效率。此外，對大于10 μ m的顆粒物，電除塵器除塵效率非常高；但 是當(dāng)顆粒物直徑小于2 μπι時(shí)，除塵效率就會顯著下降，除塵效率會低于90%，在極端情況 下，效率甚至?xí)档?0%以下。從電除塵器排放出來數(shù)量最多的就是0. 2~2 μπι的細(xì)顆 粒。另外，電除塵設(shè)備比較復(fù)雜，一次投資較大，耗電量巨大。袋式除塵器利用多孔過濾介 質(zhì)分離捕集氣體中固體或液體粒子，其除塵過程依靠過濾介質(zhì)運(yùn)行一段時(shí)間后形成的粉塵 初層作為主要過濾層，本身濾料層起到粉塵初層的骨架作用。袋式除塵器原理包括：篩濾， 慣性碰撞，攔截，擴(kuò)散，靜電和重力沉降。袋式除塵器除塵效果好，但不論其效率多高，排放 的顆粒物大部分都小于2. 5 μ m。袋式除塵器所使用濾料最高使用溫度為80°C~130°C，平 均煙氣溫度高于此，高溫會毀壞濾料；且濾料的耐腐蝕性不強(qiáng)，導(dǎo)致更換頻繁，除塵成本提 高。靜電除塵和袋式除塵均不能使得除塵后煙氣顆粒物含量達(dá)到排放限值，通常含量仍在 100 ~200mg/m3〇
[0006] 新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施給袋式除塵和靜電除塵帶來了巨大的挑戰(zhàn)，目前用于彌補(bǔ)二者不能 達(dá)標(biāo)排放的新技術(shù)是濕式靜電除塵，其工作原理：金屬放電線在直流高壓作用下，將周圍氣 體電離，粉塵在電場中荷電，在電場力作用下向集塵極運(yùn)動(dòng)，達(dá)到集塵極表面時(shí)，隨液體膜 流下被除去。相比于常規(guī)的高效除塵設(shè)備如電除塵器和袋除塵器，濕式電除塵器對酸霧、有 毒重金屬以及PM10,尤其是PM2. 5的微細(xì)粉塵有良好的脫除效果，因此濕式電除塵器應(yīng)用 于濕法脫硫后去除SO3、水滴和煙塵的效果非常明顯。但是，濕式電除塵器置于脫硫塔后，會 增加阻力，其采用閉式循環(huán)沖洗水，需不斷補(bǔ)入原水，排出廢水，增大了脫硫系統(tǒng)水平衡難 度，濕式電除塵器單個(gè)產(chǎn)品的技術(shù)成本高，設(shè)備投資費(fèi)用高于普通靜電除塵器，且運(yùn)行過程 中除了除塵器本身耗電外，輔助的循環(huán)水泵等還會消耗部分電量，沖洗水中添加劑也增加 一部分運(yùn)行成本，因此其投入和運(yùn)行成本都過于昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種煙氣處理裝置，其具有除塵功能，能夠有 效去除煙氣中的粉塵，且運(yùn)行成本低廉。
[0008] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種煙氣處理方法，其包含除塵步驟，能夠有效去除 煙氣中的粉塵，降低電廠、燒結(jié)機(jī)/球團(tuán)尾氣粉塵濃度以使其達(dá)標(biāo)排放，且運(yùn)行成本低廉。
[0009] 本發(fā)明提供一種煙氣處理裝置，所述的煙氣處理裝置包括煙氣處理本體和除塵設(shè) 備；煙氣處理本體包括噴淋吸收區(qū)，其設(shè)置在煙氣處理本體的內(nèi)部，用于對煙氣進(jìn)行噴淋吸 收處理；除塵設(shè)備，用于對噴淋吸收處理后的煙氣進(jìn)行除塵處理；
[0010] 所述的除塵設(shè)備包括除塵液儲存單元、霧化噴嘴、除塵液輸送單元和除塵液積液 器；其中，除塵液儲存單元設(shè)置在煙氣處理本體的外部或內(nèi)部，用于儲存除塵液；霧化噴嘴 設(shè)置在噴淋吸收區(qū)的上方，用于將除塵液進(jìn)行霧化處理；除塵液輸送單元用于將除塵液儲 存單元的除塵液輸送至霧化噴嘴；除塵液積液器設(shè)置在噴淋吸收區(qū)與霧化噴嘴之間的區(qū)域 內(nèi)，用于收集霧化除塵后的除塵液。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的煙氣處理裝置，優(yōu)選地，除塵液積液器設(shè)置在噴淋吸收區(qū)的上方 0. 3~1米的區(qū)域內(nèi)。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的煙氣處理裝置，優(yōu)選地，所述的除塵設(shè)備還包括除塵液循環(huán)單元，其 將除塵液積液器與除塵液儲存單元相連通，用于將除塵液積液器收集的所述霧化除塵后的 除塵液輸送至除塵液儲存單元循環(huán)使用。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的煙氣處理裝置，優(yōu)選地，所述的煙氣處理裝置還包括除霧設(shè)備，其設(shè) 置在霧化噴嘴的上方〇. 3~1米的區(qū)域內(nèi)，用于對經(jīng)過除塵設(shè)備處理的煙氣進(jìn)行除霧處理。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的煙氣處理裝置，優(yōu)選地，所述的煙氣處理本體為濕法脫硫塔。
[0015] 本發(fā)明也提供一種利用上述煙氣處理裝置進(jìn)行煙氣處理的方法，包括如下步驟：
[0016] (1)噴淋吸收步驟：在煙氣處理本體的噴淋吸收區(qū)采用漿液對煙氣進(jìn)行噴淋吸收 處理，以形成噴淋吸收后的煙氣；
[0017] (2)煙氣除塵步驟：采用除塵液輸送單元將除塵液儲存單元中的除塵液輸送至霧 化噴嘴，霧化噴嘴噴出的霧化除塵液與所述噴淋吸收后的煙氣接觸以除去粉塵，并得到霧 化除塵后的除塵液，采用除塵液積液器收集所述霧化除塵后的除塵液。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選地，在所述的煙氣除塵步驟中還包括：采用除塵液循環(huán)單 元將除塵液積液器收集的所述霧化除塵后的除塵液輸送至除塵液儲存單元循環(huán)使用。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選地，除塵液儲存單元中的除塵液包括以下組分：
[0020] 磺酸鹽型表面活性劑；
[0021] 羧酸鹽型表面活性劑；
[0022] 硫酸酯鹽型表面活性劑；
[0023] 非離子型抗靜電劑；和
[0024] 陰離子聚丙烯酰胺。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選地，所述的磺酸鹽型表面活性劑選自以下物質(zhì)中的一種 或多種：烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、α -烯烴磺酸鹽、α -磺基單羧酸鹽、月旨 肪酸的磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、烷基甘油醚磺酸鹽、烷基二苯醚二磺酸 鹽；所述的羧酸鹽型表面活性劑選自以下物質(zhì)中的一種或多種：脂肪酸鹽、脂肪?；於?氨酸鈉、脂肪?；?N-β -羥乙基-甘氨酸鈉、N-脂肪酰基肌氨酸鈉、N-脂肪酰基多肽；所 述的硫酸酯鹽型表面活性劑選自以下物質(zhì)中的一種或多種：飽和脂肪醇硫酸酯鹽、不飽和 脂肪醇硫酸酯、仲烷基硫酸酯鹽；和所述的非離子型抗靜電劑選自脂肪酸的環(huán)氧乙烷加合 物、脂肪醇的環(huán)氧乙烷加合物、烷基酚的環(huán)氧乙烷加合物、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脂肪 酰胺、乙醇胺-縮水甘油醚。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選地，所述的方法滿足以下條件的一種、兩種或三種：
[0027] 煙氣除塵步驟的霧化噴嘴噴出的霧化除塵液用量為噴淋吸收步驟的漿液用量的 0. 02wt% ~0. 5wt% ;
[0028] 所述方法的除塵效率為80%~100% ;
[0029] 經(jīng)過除塵處理后的煙氣粉塵含量低于30mg/Nm3。
[0030] 本發(fā)明的煙氣處理裝置和方法使用除塵液進(jìn)行煙氣除塵，沒有昂貴的設(shè)備投入， 運(yùn)行成本低廉。本發(fā)明的除塵液經(jīng)過霧化噴嘴霧化后，與煙氣充分接觸，除去煙氣中的細(xì)微 粉塵，霧化后的除塵液在除塵過程中又重新凝結(jié)為大液滴，落到積液器上被重新收集并循 環(huán)使用，從而進(jìn)一步降低除塵液的使用成本。此外，本發(fā)明的煙氣處理裝置和方法能夠有效 去除煙氣中的粉塵，除塵效率在80%以上，從而降低電廠、燒結(jié)機(jī)/球團(tuán)尾氣粉塵濃度以使 其達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，其除塵效率在99%以上，經(jīng)過除塵處理后的煙氣 粉塵含量低于30mg/Nm 3。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的裝置示意圖。
[0032] 附圖標(biāo)記說明如下：
[0033] 1、脫硫塔；2、噴淋吸收層；3、漿液循環(huán)泵；4、煙氣進(jìn)口；51、除塵液積液器；52、除 塵液循環(huán)泵；53、霧化噴嘴；54、除塵液輸送泵；55、除塵液儲存槽；6、除霧器；7、漿液循環(huán) 池；8、煙氣出口。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并 不限于此。
[0035] 在本發(fā)明