可除尘的烟气处理装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种烟气处理装置及方法，尤其是一种可除尘的烟气处理装置及方 法。
【背景技术】
[0002] 2013年1月1日起，北京正式开始监测PM2. 5。2014年1月2日，北京市环保局公 布2013年全市空气质量状况，2013年北京空气质量优良的天数仅为176天，占48. 2%。不 仅是北京，上海、天津、河北等省市也存在类似情况。其中，"雾霾"是这些地区空气污染物的 主要形式之一。人们已经越来越重视"雾霾"问题。
[0003] 中国是以煤为主的能源消耗大国，同时也是钢铁生产大国。2006年底，我国燃煤发 电装机容量达到4. 84亿千瓦，燃煤12亿吨，烟尘排放量约300万吨，而其中大约有270万 吨PMlO的超微细粉尘长期漂浮在空气中，特别是PM2. 5以气溶胶形式存在于大气中，严重 影响大气能见度和空气质量。钢铁行业粉尘排放量占我国工业粉尘排放总量的25%，烧结 工业烟尘排放约占钢铁生产过程总排放量的40%之多。这些随烟气排出的粉尘成为"霾" 的重要来源。
[0004] 由于认识到烟尘的危害，我国已经制定出更为严格的排放标准。2014年7月1日 开始执行的《火电厂大气污染物排放标准（GB 13223-2011)》规定：现有火力发电燃煤锅炉 烟囱出口烟尘排放限值，全国为30mg/m3,重点地区特别排放限值为20mg/m 3。《钢铁烧结、球 团工业大气污染物排放标准（GB 28662-2012)》规定：现有烧结机球团焙烧设备颗粒物排 放限值为50mg/m3,烧结机机尾排放限值为30mg/m 3。
[0005] 目前，应用于燃煤电厂，烧结机的除尘技术最主要的是静电除尘和袋式除尘。静 电除尘器工作原理是利用高压电场使颗粒物荷电，在库仑力作用下使颗粒物与气流分离沉 降。静电除尘阻力损失小，允许操作温度高，且处理气体范围量大，但对粉尘有一定的选择 性，不能获得很高的净化效率。此外，对大于10 μ m的颗粒物，电除尘器除尘效率非常高；但 是当颗粒物直径小于2 μπι时，除尘效率就会显著下降，除尘效率会低于90%，在极端情况 下，效率甚至会降到50%以下。从电除尘器排放出来数量最多的就是0. 2~2 μπι的细颗 粒。另外，电除尘设备比较复杂，一次投资较大，耗电量巨大。袋式除尘器利用多孔过滤介 质分离捕集气体中固体或液体粒子，其除尘过程依靠过滤介质运行一段时间后形成的粉尘 初层作为主要过滤层，本身滤料层起到粉尘初层的骨架作用。袋式除尘器原理包括：筛滤， 惯性碰撞，拦截，扩散，静电和重力沉降。袋式除尘器除尘效果好，但不论其效率多高，排放 的颗粒物大部分都小于2. 5 μ m。袋式除尘器所使用滤料最高使用温度为80°C~130°C，平 均烟气温度高于此，高温会毁坏滤料；且滤料的耐腐蚀性不强，导致更换频繁，除尘成本提 高。静电除尘和袋式除尘均不能使得除尘后烟气颗粒物含量达到排放限值，通常含量仍在 100 ~200mg/m3〇
[0006] 新标准的实施给袋式除尘和静电除尘带来了巨大的挑战，目前用于弥补二者不能 达标排放的新技术是湿式静电除尘，其工作原理：金属放电线在直流高压作用下，将周围气 体电离，粉尘在电场中荷电，在电场力作用下向集尘极运动，达到集尘极表面时，随液体膜 流下被除去。相比于常规的高效除尘设备如电除尘器和袋除尘器，湿式电除尘器对酸雾、有 毒重金属以及PM10,尤其是PM2. 5的微细粉尘有良好的脱除效果，因此湿式电除尘器应用 于湿法脱硫后去除SO3、水滴和烟尘的效果非常明显。但是，湿式电除尘器置于脱硫塔后，会 增加阻力，其采用闭式循环冲洗水，需不断补入原水，排出废水，增大了脱硫系统水平衡难 度，湿式电除尘器单个产品的技术成本高，设备投资费用高于普通静电除尘器，且运行过程 中除了除尘器本身耗电外，辅助的循环水泵等还会消耗部分电量，冲洗水中添加剂也增加 一部分运行成本，因此其投入和运行成本都过于昂贵。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明的一个目的是提供一种烟气处理装置，其具有除尘功能，能够有 效去除烟气中的粉尘，且运行成本低廉。
[0008] 本发明的另一个目的是提供一种烟气处理方法，其包含除尘步骤，能够有效去除 烟气中的粉尘，降低电厂、烧结机/球团尾气粉尘浓度以使其达标排放，且运行成本低廉。
[0009] 本发明提供一种烟气处理装置，所述的烟气处理装置包括烟气处理本体和除尘设 备；烟气处理本体包括喷淋吸收区，其设置在烟气处理本体的内部，用于对烟气进行喷淋吸 收处理；除尘设备，用于对喷淋吸收处理后的烟气进行除尘处理；
[0010] 所述的除尘设备包括除尘液储存单元、雾化喷嘴、除尘液输送单元和除尘液积液 器；其中，除尘液储存单元设置在烟气处理本体的外部或内部，用于储存除尘液；雾化喷嘴 设置在喷淋吸收区的上方，用于将除尘液进行雾化处理；除尘液输送单元用于将除尘液储 存单元的除尘液输送至雾化喷嘴；除尘液积液器设置在喷淋吸收区与雾化喷嘴之间的区域 内，用于收集雾化除尘后的除尘液。
[0011] 根据本发明的烟气处理装置，优选地，除尘液积液器设置在喷淋吸收区的上方 0. 3~1米的区域内。
[0012] 根据本发明的烟气处理装置，优选地，所述的除尘设备还包括除尘液循环单元，其 将除尘液积液器与除尘液储存单元相连通，用于将除尘液积液器收集的所述雾化除尘后的 除尘液输送至除尘液储存单元循环使用。
[0013] 根据本发明的烟气处理装置，优选地，所述的烟气处理装置还包括除雾设备，其设 置在雾化喷嘴的上方〇. 3~1米的区域内，用于对经过除尘设备处理的烟气进行除雾处理。
[0014] 根据本发明的烟气处理装置，优选地，所述的烟气处理本体为湿法脱硫塔。
[0015] 本发明也提供一种利用上述烟气处理装置进行烟气处理的方法，包括如下步骤：
[0016] (1)喷淋吸收步骤：在烟气处理本体的喷淋吸收区采用浆液对烟气进行喷淋吸收 处理，以形成喷淋吸收后的烟气；
[0017] (2)烟气除尘步骤：采用除尘液输送单元将除尘液储存单元中的除尘液输送至雾 化喷嘴，雾化喷嘴喷出的雾化除尘液与所述喷淋吸收后的烟气接触以除去粉尘，并得到雾 化除尘后的除尘液，采用除尘液积液器收集所述雾化除尘后的除尘液。
[0018] 根据本发明的方法，优选地，在所述的烟气除尘步骤中还包括：采用除尘液循环单 元将除尘液积液器收集的所述雾化除尘后的除尘液输送至除尘液储存单元循环使用。
[0019] 根据本发明的方法，优选地，除尘液储存单元中的除尘液包括以下组分：
[0020] 磺酸盐型表面活性剂；
[0021] 羧酸盐型表面活性剂；
[0022] 硫酸酯盐型表面活性剂；
[0023] 非离子型抗静电剂；和
[0024] 阴离子聚丙烯酰胺。
[0025] 根据本发明的方法，优选地，所述的磺酸盐型表面活性剂选自以下物质中的一种 或多种：烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、α -烯烃磺酸盐、α -磺基单羧酸盐、月旨 肪酸的磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、木质素磺酸盐、烷基甘油醚磺酸盐、烷基二苯醚二磺酸 盐；所述的羧酸盐型表面活性剂选自以下物质中的一种或多种：脂肪酸盐、脂肪酰基天冬 氨酸钠、脂肪酰基-N-β -羟乙基-甘氨酸钠、N-脂肪酰基肌氨酸钠、N-脂肪酰基多肽；所 述的硫酸酯盐型表面活性剂选自以下物质中的一种或多种：饱和脂肪醇硫酸酯盐、不饱和 脂肪醇硫酸酯、仲烷基硫酸酯盐；和所述的非离子型抗静电剂选自脂肪酸的环氧乙烷加合 物、脂肪醇的环氧乙烷加合物、烷基酚的环氧乙烷加合物、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脂肪 酰胺、乙醇胺-缩水甘油醚。
[0026] 根据本发明的方法，优选地，所述的方法满足以下条件的一种、两种或三种：
[0027] 烟气除尘步骤的雾化喷嘴喷出的雾化除尘液用量为喷淋吸收步骤的浆液用量的 0. 02wt% ~0. 5wt% ;
[0028] 所述方法的除尘效率为80%~100% ;
[0029] 经过除尘处理后的烟气粉尘含量低于30mg/Nm3。
[0030] 本发明的烟气处理装置和方法使用除尘液进行烟气除尘，没有昂贵的设备投入， 运行成本低廉。本发明的除尘液经过雾化喷嘴雾化后，与烟气充分接触，除去烟气中的细微 粉尘，雾化后的除尘液在除尘过程中又重新凝结为大液滴，落到积液器上被重新收集并循 环使用，从而进一步降低除尘液的使用成本。此外，本发明的烟气处理装置和方法能够有效 去除烟气中的粉尘，除尘效率在80%以上，从而降低电厂、烧结机/球团尾气粉尘浓度以使 其达标排放。根据本发明优选的技术方案，其除尘效率在99%以上，经过除尘处理后的烟气 粉尘含量低于30mg/Nm 3。
【附图说明】
[0031] 图1为本发明实施例1的装置示意图。
[0032] 附图标记说明如下：
[0033] 1、脱硫塔；2、喷淋吸收层；3、浆液循环泵；4、烟气进口；51、除尘液积液器；52、除 尘液循环泵；53、雾化喷嘴；54、除尘液输送泵；55、除尘液储存槽；6、除雾器；7、浆液循环 池；8、烟气出口。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并 不限于此。
[0035] 在本发明