一种湿法脱硫烟气消除可凝结颗粒物及白色烟羽的系统的制作方法

1.本实用新型属于大气污染控制技术领域，尤其涉及一种湿法脱硫烟气消除可凝结颗粒物及白色烟羽的系统。


背景技术：

2.在燃煤烟气中存在不可忽视的空气动力学直径小于1μm的颗粒物，其主要成分为硫酸盐，并含有部分硝酸盐、重金属及有机组分。此类物质在脱硫前的烟气状况下为气态，进入到脱硫系统后随着烟温降低以及湿度增加，转化为液态或固态，此类物质被称为可凝结颗粒物(cpm，condensable particulate matter)。与常规烟尘相比，cpm具有粒径小、面积大、活性强及易附带有毒有害物质的特点，且在大气中停留时间长、输送距离远，其排放所形成的一次pm2.5更是雾霾频发的一大成因。
3.当前cpm去除方式主要有两类：
4.第一，在cpm未形成颗粒物之前去除其主要的前体物so3，主要包括低低温静电除尘器技术，低低温静电除尘器将烟温降到80度以下，在低硫煤项目中配合湿法石灰石石膏法脱硫，可实现脱硫出口so3浓度低于1ppm，但该技术在高硫煤中能否成功应用尚待实践验证，另我国现有低低温换热器存在泄露问题，进而影响机组正常运行；
5.第二，在cpm形成后再用高效除尘器去除，比较典型的技术是湿电除尘，湿电除尘器可有效收集烟尘、石膏雨、cpm及重金属等，但根据应用情况，湿电除尘器cpm去除率仅为30-40％。
6.除cpm以外，白色烟羽也是大气污染物排放控制的主要目标。白色烟羽是由于烟气含湿量较大造成的，目前脱白技术主要分为两种：第一，再热及冷凝；第二，再热。上述两种方式通过加热的方式相对减少烟气中气态水进入大气环境后冷凝析出的量来减轻或消除白色烟羽现象，但是加热耗能会增加污染物的排放。为了减少耗能，可采用先冷凝烟气以析出部分水，再对烟气进行小幅加热的方式，这样可回收烟气中的部分气态水，但污染物减排量并不明显，不宜全面推广。


技术实现要素：

7.目前缺少针对cpm的治理工艺与技术路线，对cpm的控制仅靠协同治理方式限制其前提物生成转化及排放，以达到降低cpm排放的目的，例如通过选取较高性能的scr脱硝催化剂，降低so2至so3的转化率，同时控制氨逃逸浓度，以此来控制cpm的生成与排放，具有效率低下的缺点。
8.白色烟羽的治理如果单纯采取再热或再热及冷凝的形式，既不经济，也不利于污染物排放量的降低。
9.由于cpm与白色烟羽会同时出现在采用湿法脱硫的燃煤锅炉及燃煤窑炉上，因此现在亟需开发一种在锅炉或窑炉达到超低排放后，可以进一步控制cpm排放并协同治理白色烟羽的工艺技术。
10.为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
11.本实用新型采用如下技术方案：
12.在一些可选的实施例中，提供一种湿法脱硫烟气消除可凝结颗粒物及白色烟羽的系统，包括：scr脱硫装置，还包括：配风风机，设置于所述scr脱硫装置的输出侧，以引入用于降低所述scr脱硫装置输出的烟气的温度及湿度的稀释气体。
13.进一步的，所述的一种湿法脱硫烟气消除可凝结颗粒物及白色烟羽的系统，还包括：旋风分离器及湿式静电除尘器；所述旋风分离器设置于所述scr脱硫装置及所述配风风机的输出侧，所述湿式静电除尘器设置于所述旋风分离器的输出侧；所述scr脱硫装置输出的烟气与所述配风风机引入的稀释气体混合后进入所述旋风分离器进行气液分离，分离出的一部分气体经所述湿式静电除尘器处理后排放。
14.进一步的，所述的一种湿法脱硫烟气消除可凝结颗粒物及白色烟羽的系统，还包括：烟气回引管路，设置于所述旋风分离器的输出侧与燃煤设备的输入侧之间，由所述旋风分离器分离出的另一部分气体经所述烟气回引管路输送至所述燃煤设备作为一次风使用。
15.进一步的，所述的一种湿法脱硫烟气消除可凝结颗粒物及白色烟羽的系统，还包括：送风流量控制阀，设置于所述烟气回引管路上，以调整所述旋风分离器输送至所述燃煤设备中气体的风量。
16.进一步的，所述的一种湿法脱硫烟气消除可凝结颗粒物及白色烟羽的系统，还包括：风机流量控制阀，设置于所述配风风机的输出管路上，以调整所述配风风机所引入的稀释空气的风量。
17.进一步的，所述的一种湿法脱硫烟气消除可凝结颗粒物及白色烟羽的系统，还包括：冷凝水供给管路，设置于所述旋风分离器的输出侧，由所述旋风分离器分离出的冷凝水作为补充水经由所述冷凝水供给管路输出。
18.进一步的，所述的一种湿法脱硫烟气消除可凝结颗粒物及白色烟羽的系统，还包括：scr脱硝装置及除尘器，所述scr脱硝装置设置于所述燃煤设备的输出侧，所述除尘器设置于所述scr脱硝装置与所述scr脱硫装置之间。
19.进一步的，所述的一种湿法脱硫烟气消除可凝结颗粒物及白色烟羽的系统，还包括：换热器，所述换热器设置于所述烟气回引管路及所述scr脱硝装置与所述除尘器连接的管路上。
20.本实用新型所带来的有益效果：
21.1.本实用新型通过配风风机引入稀释气体，降温降湿，从而加快cpm与液态水的形成，cpm由气态转换为液态，有利于其被旋风分离器及湿式静电除尘器去除，从而大幅提升cpm的去除效率；
22.2.旋风分离器可以回收烟气稀释后的冷凝水，供给脱硫系统或其他系统使用，减少系统补水量；
23.3.稀释后的烟气含湿量降低，可明显消除白色烟羽现象；
24.4.稀释后部分烟气引入燃煤设备的一次风系统，可充分利用污染物治理过程中所产生的废气余量，减少总污染物排放量。
附图说明
25.图1是本实用新型一种湿法脱硫烟气消除可凝结颗粒物及白色烟羽的系统的结构示意图。
具体实施方式
26.以下描述和附图充分地展示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。
27.鉴于常规治理路线对于cpm去除及白色烟羽的消除效果不明显，在一些说明性的实施例中，本实用新型提供一种湿法脱硫烟气消除可凝结颗粒物及白色烟羽的系统，如图1所示，具体包括：scr脱硝装置3、换热器4、除尘器5、scr脱硫装置6、旋风分离器7、湿式静电除尘器8、烟囱9、配风风机10、风机流量控制阀11、送风流量控制阀12。
28.燃煤设备1产生的烟气首先经过省煤器2再进入scr脱硝装置3，省煤器2可减少排烟损失，节省燃料。scr脱硝装置3设置于燃煤设备1的输出侧，除尘器5设置于scr脱硝装置3的输出侧，scr脱硫装置6设置于除尘器5的输出侧。燃煤设备1产生的烟气经过scr脱硝装置3将烟气中的nox进行脱除，除尘器5设置于scr脱硝装置3与scr脱硫装置6之间，脱除nox的烟气通过除尘器5将烟气中的颗粒物进行脱除，最后烟气经过scr脱硫装置6，将烟气中的so2进行脱除。
29.配风风机10设置于scr脱硫装置6的输出侧，用于将稀释气体引入系统，引入的稀释气体与scr脱硫装置6输出的烟气混合，从而实现降低脱硫后的烟气的温度及湿度。其中，稀释气体是指空气或其他氧含量较高、温湿度较低的工艺废气，其中，稀释气体的氧含量高于燃煤设备1产生的烟气的氧含量即可，温湿度数值低于scr脱硫装置6输出的烟气的温湿度数值即可。
30.区别于常规路线的直接排放或通过静电除尘器后排放，本实用新型增加了配风风机10，通过配风风机10引入稀释气体，通过配风风机10作用，经scr脱硫装置6脱硫后的烟气与稀释气体混合后，湿度降低，温度也有所下降，同时，在此过程中形成大量冷凝水，并通过凝结增长与碰并增长两种机制促进了cpm的形成。
31.旋风分离器7设置于scr脱硫装置6及配风风机10的输出侧，使得scr脱硫装置6输出的烟气与配风风机10引入的稀释气体混合后进入旋风分离器7，进行气液分离。旋风分离器7将液态水与烟气进行分离，防止过多水分进入后续系统，同时对cpm具有一定去除效果，且去除效果不仅是由于旋风分离器7自身的分离效果，也包括液态水的携带、碰撞与拦截作用。
32.湿式静电除尘器8设置于旋风分离器7的输出侧，由旋风分离器7分离出的一部分气体进入湿式静电除尘器8，通过湿式静电除尘器8处理后的烟气最终经由烟囱9排放。通过湿式静电除尘器8的作用，可进一步降低烟气中cpm的排放，许多文献已经证实湿式静电除尘器对可凝结颗粒物与可过滤颗粒物均有一定的控制效果，本文不再赘述。通过湿式静电除尘器8后，烟气随烟囱9正常排放，白色烟羽可基本消除。
33.本实用新型还包括：烟气回引管路13。烟气回引管路13设置于旋风分离器7的输出侧与燃煤设备1的输入侧之间，由旋风分离器7分离出的另一部分气体经烟气回引管路13输送至燃煤设备1作为一次风使用。由于正常燃煤设备1的烟气中氧含量在9％左右，通过配风风机10引入稀释气体进行调节后，烟气中氧含量已提高至可供燃煤设备1使用的水平，因此将另一路烟气通过烟气回引管路13送至燃煤设备1的一次风系统，作为一次风使用。
34.本实用新型旋风分离器7气液分离后的烟气被分为两路，一路由湿式静电除尘器8进行处理后排放，另一路引回燃煤设备1作为一次风使用，不仅进一步降低烟气中的cpm含量以及白色烟羽，而且充分利用污染物治理过程中所产生的废气余量，减少总污染物排放量，具有节能低耗的优点。
35.本实用新型还包括：冷凝水供给管路14，设置于旋风分离器7的输出侧，由旋风分离器7分离出的冷凝水作为补充水经由冷凝水供给管路14输出至脱硫系统或其他系统使用，减少系统补水量，具有节能优点。
36.本实用新型将经过脱硝、除尘、脱硫的烟气与补入的稀释气体相混合，由于湿法脱硫后的烟气为过饱和烟气，烟气中含有大量的水分，当稀释气体与烟气混合后，烟气被稀释降温，冷凝出大量水分，该烟气经过气液分离，分离出的冷凝水可作为脱硫系统补水使用，气液分离后的气体被分为两路，一路进入后续的湿式静电除尘器8后经由烟囱9排放，一路由循环风机引至燃煤设备1，作为一次风补入实现内部助燃。因此，本实用新型通过旋风分离器7、湿式静电除尘器8、配风风机10、烟气回引管路13及冷凝水供给管路14的配合使用，不仅实现对cpm及白色烟羽的高效处理，大幅提升去除效果，明显消除白色烟羽现象，而且本实用新型可充分利用治理过程中所产生的各类烟气和液体，提升系统利用率的同时降低废气排放量。除此之外，本实用新型的结构设计可与企业原有治理工艺相结合，无需大幅改造现有治理系统，具有改造成本低的优点。
37.送风流量控制阀12设置于烟气回引管路13上，以调整旋风分离器7输送至燃煤设备1中气体的风量。风机流量控制阀11设置于配风风机10的输出管路上，具体是配风风机10与旋风分离器7及scr脱硫装置6连接的管路上，以调整配风风机10所引入的稀释空气的风量。通过风机流量控制阀11与送风流量控制阀12的协同控制作用，可根据不同类型固定源烟气排放特点，调整配风风量与一次风送风量，在满足消除白色烟羽与脱除cpm的基础上，控制最优配比，其中，最优配比由固定源烟气排放特点所决定。因此，本实用新型在保证cpm及白色烟羽脱除效果的同时，不增加后续治理设施的处理风量，且原有系统可正常使用。
38.本实用新型的换热器4设置于烟气回引管路13及scr脱硝装置6与除尘器5连接的管路上，具体的，换热器4的冷媒通道与烟气回引管路13连通，热媒通道与scr脱硝装置6与除尘器5连接的管路连通，使得燃煤设备1排出的烟气的热量传递至旋风分离器7输送至燃煤设备1的气体中，以便于作为一次风使用。
39.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。