一种降低烟气产生PM2.5的系统及方法技术方案

一种降低烟气产生PM2.5的系统，所述系统包括内部设置有多级喷淋头的稀释洗涤装置，稀释洗涤装置的出口通过管道连接除雾装置；除雾装置的出口通过管道连接深冷除雾装置；所述深冷除雾装置包括换热体，换热体内部设置换热管，下部连接冷却水池，换热体的出口连接烟囱。所述方法的工艺步骤为：（1）检测烟气中水雾质量浓度；（2）当水雾质量浓度大于或等于2%，将烟气引入稀释洗涤装置，将净水池中表面活性剂和水的混合液经喷淋头喷出洗涤并稀释烟气；（3）将烟气引入除雾装置进行一次除雾；（4）将一次除雾的烟气引入深冷除雾装置进行二次除雾；（5）将冷却水池中接收到的水送进净水池中循环使用，并将降温烟气经烟囱直接排入大气中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境保护
，特别涉及一种降低烟气产生PM2.5的系统及方法。
技术介绍
近年来雾霾越来越严重，给人们生产、生活带来了巨大影响。人们普遍认为雾霾来源主要有工业排放污染、城市建设装修、道路扬尘、生活取暖排烟以及汽车尾气等。雾霾中包含了细微尘土、挥发性酸雾如硝酸硫酸雾、有机碳氢化合物、重金属等，这些正是工业尾气、供暖锅炉、汽车尾气的主要成分。特别是以燃煤为主的火力发电、冶金、化工和建材工业，是空气悬浮微颗粒和硫化物的主要来源之一。而汽车尾气多数是硫化物、氮氧化物和碳氧化物，特别是柴油汽车排放中微颗粒含量更大。所以，人们普遍认为工业排放和汽车尾气构成了雾霾污染中最主要的危害。目前进行雾霾治理的大宗旨：一是控制人口，二是加大环保的资金投入，三是加强环保法律的制定并加强执法力度，四是加快科技的创新和发展。控制人口属于非一朝一夕就能实现的艰巨目标；至于加大环保的资金投入和加强环保法律的制定，在大气污染的治理“十二五”期间国家已经投入大量的资金，最新环保法也从2015年1月1日开始实施，随着国家对治理雾霾执行力度的日益加大，尘、硫、硝的减排量巨大，尽管如此减排，仍然没有给我们带来持续的蓝天白云，全国大部分地区的雾霾反倒越来越严重，究其原因，对雾霾治理的方式和方法尚存在许多欠缺之处，对于治霾新技术的开发还需真正落到实处。我们认为，目前的烟气治理主要是除尘、脱硫、脱硝，目前的布袋除尘法、干法电除尘法、湿法电除尘技术主要是脱除相对大颗粒粉尘为主，对于导致雾霾的PM2.5级超细颗粒物是很难去除的，对于产生二次粉尘的离子态物质更是没有办法扑捉；而SO2、NOX在大气中通常为气态物质，不会直接生成PM2.5，只有遇到可以结合的颗粒物时，改变颗粒物成分，而不是新生成颗粒物，由于气相扩散和比重差异原因，这两种气相物也不会完全和颗粒物停留在一个大气层里，所以，我们认为脱硫、脱硝不是治理雾霾，只减轻酸雨。而恰恰是现在脱硫、脱硝工艺产生了大量PM2.5，导致了现在的雾霾。要想治理雾霾必须从减少PM2.5做起。为此，我们开发了如下雾霾治理技术。
技术实现思路
现有的烟气治理重心在于大量减排，但雾霾却越减越重，人们在困惑，环保工作者在困惑，包括整个国家也在困惑，带着这些困惑，我们在全国范围内抽检大气，共调研了10来个主要工业城市大气中PM2.5的化学成分，发现在主要工业城市的大气颗粒物中硫酸盐含量最多，而硫酸盐含量和工业生产中的湿法脱硫和湿法脱硝关系最大，于是我们对几个冶金、电力、化工、供暖企业湿法脱硫后的烟气取样检测，发现尾气中水雾含量都较高，超过国家规定的75mg/m3排放标准，并且含有大量离子和超细悬浮物，这些离子和超细悬浮物的主要成分是脱硫产物和脱硫原料。这些离子态物质和超细悬浮物，随水雾进到大气中，当水雾中水蒸发后，其中的离子和悬浮物会成为二次粉尘，这些二次粉尘由于是在空中飘浮态生成的，因此颗粒极细小，而且比表面积极大。会长期飘浮在空中，不易沉降，并且会形成富集，成为我们检测到的PM2.5颗粒物主要来源，当遇到天气扩散条件不好时，就产生了霾，湿度大的时候就衍变成雾霾。所以我们认为，雾霾治理的关键是控制空气中的超细粉尘，脱硫脱硝是为了减少酸雨，目前的除尘基本是除粒径比较大的尘，这些都和治理雾霾关系不大。要想从根本上治理雾霾，政府必须出台相应管控措施，必须控制湿法脱硫脱硝的二次粉尘。即对每台设备离子态物质排放强度做出限定值，就是对烟气排放可生成二次尘的物质做出限定要求，即对水雾量与水雾中离子浓度积提出限制值，以此控制可产生雾霾的超细粉尘产生。本申请研究的中心点，即降低烟气产生PM2.5的方法。那么如何控制二次粉尘呢？我们的观点一是尽量控制水雾的排出量，二是控制水雾中的离子浓度。在控制水雾排出量这一方面，环保工程师已经做了大量工作，也取得了明显成效。但是技术投资大，运行成本高，目前能够满足国家关于烟气中水雾含量在75mg/m3排放标准的企业很少，很多烟囱都拖着长长的白汽尾巴，刚刚出烟囱口时是透明的，出去一段黑度就加大，然后随着不断扩散，黑度逐渐变轻。经过我们的考察，这其实就是二次粉尘的一个生成过程，烟气刚刚从烟囱出来时，溶质类物质还是以溶质态存在，是透明的液体，出去一段后，随着水的蒸发扩散，溶质开始析出，变成颗粒物，烟气黑度加大，随着气体的扩散，颗粒物密度也在不断降低，黑度逐渐变轻。这些颗粒物基本都是PM2.5，粒径非常小而比表面积则很大，靠自身重力很难沉降，在空中不断形成富集，这就是我们进行研究所发现的空气变差的主要原因。这些颗粒物基本是脱硫脱硝产物和脱硫脱硝的原材料，也有部分超细的一次颗粒物，但是一次颗粒物的粒径是相对比较大的，在空中停留的时间不会太长，雾霾中一次颗粒物的成分比较少。因此，传统除尘和治理雾霾关系不大，至于脱硫脱硝主要是减少酸雨，我们认为SO2和NOX为气相物质，由于密度和PM2.5不同，会停留在不同的大气层，然后再逐渐扩散达到一定平衡，它们不会自身变成颗粒物，只会和空气中的原有颗粒物反应，改变了颗粒物的成分，因此，我们认为在湿法脱硫脱硝过程中产生的二次粉尘是PM2.5的主要贡献者，这种二次粉尘才是雾霾产生的元凶。我们团队经过两年多大量的实地调研、反复试验后得出以上结论。本专利技术的技术方案为：一种降低烟气产生PM2.5的系统，包括内部设置有多级喷淋头的稀释洗涤装置，稀释洗涤装置的出口通过管道连接除雾装置；除雾装置的出口通过管道连接深冷除雾装置；所述深冷除雾装置包括换热体，换热体内部设置换热管，下部连接冷却水池，换热体的出口连接烟囱。上述系统中，所述稀释洗涤装置还可在喷淋头下方设置填料，用于增强烟气洗涤除去离子态及悬浮态物质的效果。上述系统中，所述除雾装置内部可上下设置塔板式除雾器、填料式除雾器、网式除雾器和旋流板除雾器中的两种或两种以上，或者竖直并排设置多层网式除雾器。所述除雾装置内部竖直并排设置多层网式除雾器时，在多层网式除雾器的前端设有气流分布板。所述多层网式除雾器选用多层不锈钢网式除雾器或者多层化纤网式除雾器。上述系统中，所述稀释洗涤装置的喷淋头以及稀释洗涤装置和除雾装置之间的管道均与净水池相连接。上述系统中，所述换热体出口处设有温度传感器，用于监测烟气温度。上述系统中，所述深冷除雾装置的换热管的数量和尺寸根据生产过程实际需要设定。上述系统中，所述深冷除雾装置的冷却水池连接净水池，从换热体流出的冷凝水经冷却水池收集后，进入净水池。采用上述系统降低烟气产生PM2.5的方法，按照以下工艺步骤进行：（1）检测烟气中水雾质量浓度，如果水雾质量浓度大于或等于2%，执行步骤（2）；如果水雾质量浓度低于2%，执行步骤（3）；（2）将烟气引入稀释洗涤装置，将净水池中表面活性剂和水的混合液经喷淋头喷出洗涤并稀释烟气，得到水雾质量浓度达到2%以下的烟气；（3）将烟气引入除雾装置进行一次除雾；（4）将一次除雾的烟气引入深冷除雾装置进行二次除雾，烟气在换热体内与换热管中的冷源换热直至换热体出口处的烟气温度降至25℃以下；（5）将冷却水池中接收到的水送进净水池中循环使用，并将降温烟气经烟囱直接排入大气中。上述方法中，所述步骤（2）的表面活性剂和水的混合液中表面活性剂的质量浓度为0.1~0.5%，并且表面活性剂选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低烟气产生PM2.5的系统，其特征在于所述系统包括内部设置有多级喷淋头的稀释洗涤装置，稀释洗涤装置的出口通过管道连接除雾装置；除雾装置的出口通过管道连接深冷除雾装置；所述深冷除雾装置包括换热体，换热体内部设置换热管，下部连接冷却水池，冷却水池连接净水池，换热体的出口连接烟囱。

【技术特征摘要】
1.一种降低烟气产生PM2.5的系统，其特征在于所述系统包括内部设置有多级喷淋头的稀释洗涤装置，稀释洗涤装置的出口通过管道连接除雾装置；除雾装置的出口通过管道连接深冷除雾装置；所述深冷除雾装置包括换热体，换热体内部设置换热管，下部连接冷却水池，冷却水池连接净水池，换热体的出口连接烟囱。2.根据权利要求1所述的一种降低烟气产生PM2.5的系统，其特征在于所述稀释洗涤装置还可在喷淋头下方设置填料。3.根据权利要求1所述的一种降低烟气产生PM2.5的系统，其特征在于所述除雾装置内部可上下设置塔板式除雾器、填料式除雾器、网式除雾器和旋流板除雾器中的两种或两种以上，或者除雾装置内部竖直并排设置多层网式除雾器。4.根据权利要求3所述的一种降低烟气产生PM2.5的系统，其特征在于所述除雾装置内部竖直并排设置多层网式除雾器时，在多层网式除雾器的前端设有气流分布板。5.根据权利要求3或4所述的一种降低烟气产生PM2.5的系统，其特征在于所述多层网式除雾器选用多层不锈钢网式除雾器或者多层化纤网式除雾器。6.根据权利要求1所述的一种降低烟气产生PM2.5的系统，其特征在于所述稀释洗涤装置的喷淋头以及稀释洗涤装置和除雾装置之间的管道均与净水池相连接。7.采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙中强，
申请(专利权)人：孙中强，
类型：发明
国别省市：辽宁;21