超低排放节水消烟协同净化系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种超低排放节水消烟协同净化系统，用于进一步处理出口烟气，以满足超低排放、消烟及节水协同深度净化要求。该系统主要包括依次布置在脱硫塔出口烟道内的微冷相变促聚器、多污染物捕集器和微热消烟器，脱硫塔出来的烟气依次经过微冷相变促聚器、多污染物捕集器和微热消烟器处理后经烟囱排放。相比现有的直接加热抬升烟气减缓烟囱冒白烟的常规做法,直接将含大量水汽的饱和或过饱和烟气由直接升温至不饱和状态，需要消耗较多的能量，本实用新型专利技术消烟协同净化系统中消烟采用微降温、再微升温的方法，既促进细微颗粒、雾滴、可溶盐等多污染物脱除，回收烟气中水，又具有明显的节能降耗优势，而且同时实现了真正意义上的消烟。

【技术实现步骤摘要】

：本技术提供一种超低排放节水消烟协同净化系统，属资源环境烟气净化领域。
技术介绍
：随着火电厂大气污染物控制进入超低排放阶段，火电烟气排放中的NOx、SO2、尘等污染物排放浓度要求分别要示控制在50mg/m3、35mg/m3、10mg/m3以下，甚至有部分地区(如上海、浙江等)要求采取控制措施消除脱硫后烟囱石膏雨、有色烟雨等现象，达到不冒白烟。目前，通过低氮燃烧+高效SCR技术可以实现NOx超低排放，通过单/双塔双循环等技术可以实现SO2超低排放，而烟尘的超低排放一直困扰着燃煤电站及相关工业锅炉，通过增加湿式电除尘可以实现烟尘超低排放，但投资及运行维护费用高，系统运行的可靠性和稳定性有待时间的进一步考验。所以，不采用湿式电除尘实现烟尘超低排放且能够同时消除石膏雨和白烟的技术具有潜在的市场需求。对于消除石膏雨和白烟，目前常规的做法主要是采用对烟气直接再热措施，该措施运行能耗高，会大幅增加了发电煤耗，不利于生产节能，且潜在系统结垢堵塞等危及生产安全的隐患。因此，开发适合国情发展需要，满足超低排放控制要求，且能够消除石膏雨、尾部烟气有色烟羽的多功能超低排放节水消烟协同净化方法、技术及装备尤为重要。
技术实现思路
：本技术提供一种多功能超低排放节水消烟协同净化系统，用于进一步处理出口烟气，多污染物深度净化减排，以满足低排排放烟囱消烟要求。本技术另一目的在于提供一种烟气超低排放节水消烟协同净化方法。本技术采用的具体技术方案如下：一种多功能超低排放节水消烟协同净化系统，主要包括依次布置在脱硫塔出口烟道内的微冷相变促聚器、多污染物捕集器和微热消烟器，脱硫塔出来的烟气依次经过微冷相变促聚器、多污染物捕集器和微热消烟器处理后经烟囱排放；微冷相变促聚器与多污染物捕集器之间间距为5～15m；多污染物捕集器与微热消烟器之间间距为5～25m。本技术的进一步设计在于：该系统配置有冲洗系统，包括泵、冲洗管路和喷嘴，用于对微冷相变促聚器、多污染物捕集器和微热消烟器进行清洗。该系统还配置有疏水系统，包括在多污染物捕集器两侧的疏水槽，疏水槽与脱硫塔内部或浆液制备系统连通，或与脱硫石膏脱水皮带机滤饼冲洗水系统连接，或引去灰渣系统与渣水混合共治。微冷相变促聚器、微热消烟器结构相似，主要由壳体、进口介质通流管路及隔离关断阀、进口分配箱、与烟气流向垂直穿过烟道的换热管路、出口汇流箱、出口介质通流管路及隔离关断阀组成；进口分配箱和出口汇流箱对称布置，且分成若干小室，每组进出口小室对应连接一组换热管路、相应的进出口介质通流管路及隔离关断阀以实现分区独立控制功能；每组进出口小室烟气侧壁面为蜂窝孔板，每个开孔均对应连接相应的换热管路；壳体由金属板与进口分配箱和出口汇流箱连接形成密封框架组成，或通过焊接或法兰与烟道连接。本技术烟气超低排放消烟协同净化方法，该方法包括以下处理过程：第一，脱硫塔出口T1温度的烟气经微冷相变促聚器降温至T2(降温0.1～10℃)，在温降及相变的共同作用下，烟气中细雾滴凝聚，细微颗粒凝并团聚，经过微冷相变促聚器的换热管路或换热器对烟气进行凝结、除雾、除尘处理，脱出部分水分，处理后烟气进入多污染物捕集器；第二，经由多污染物捕集器进一步捕集烟气中大部分余留雾滴和颗粒物，脱出绝大部分凝结水，处理后的烟气再送入微热消烟器；第三，微热消烟器再将烟气升温至T3(升温0.1～10℃)成为不饱和烟气，经由烟囱排放；其中T2通过以下公式计算得到：T2＝44.29ηe0.065T1/H1-T1(1)其中T3通过以下公式计算得到：T3＝46.5045δe0.065T2/H0-T2(2)式中，T1为脱硫塔出口烟气实际温度，T2为微冷相变促聚器出口应控制的烟气温度、T3为微热消烟器加热后应控制的烟气温度，H0为环境空气湿度、H1为脱硫塔出口烟气湿度,η为冷却经济降温系数，取值范围0.05-1，δ微热经济系数，取值范围0-0.75。该方法还包括以下过程：冲洗系统定期对微冷相变促聚器、多污染物捕集器和微热消烟器的表面进行冲洗，冲冼出水及烟道内的凝结水被回收后，经疏水系统返回至吸收塔或送至浆液制备系统，或替代部分脱硫系统的用水，以降低脱硫系统水耗量。微冷相变促聚器和微热消烟器的换热管路采用导热性能比较好的、耐腐蚀耐磨损的氟塑料或金属热管，也可以采用成熟的大表面积换热器。微冷相变促聚器的冷却换热介质一般为电厂的经过预处理工业用水，微热消烟器的加热介质一般来自电厂余热回收系统的热水或其他换热介质。本技术微冷相变促聚器的多污染物深度净化及节水工作原理：本技术系统中的微冷相变促聚器，具有降温冷凝、相变凝聚作用。水汽可凝结成无数超比表面的细微雾滴，可促进可溶酸气(如HCl、HF、SO2、SO3、NO2等)溶解吸收，也利于润湿SO3气溶胶、超细颗粒物等难以脱除的PM2.5前体污染物，改变表面理化特性，利于其碰撞聚集成雾滴、逐渐长大成水滴，从烟气中洗涤、凝聚、脱析出气、液、固各相态的污染物，包括携带的可溶盐类离子，实现污染物的深度净化和减排。同时具有降温换热作用，尤其在相变瞬间，热量的微骤变，会促使颗粒物发生热凝并，且产生大量超细的雾滴，加强了细微颗粒物及气溶胶表面的润湿增湿，改变其特性，促进超细凝结核形成细颗粒物和超细雾滴。细颗粒物、超细雾滴进一步热凝并、团聚并逐渐形成易捕集的大颗粒、大雾滴，可实现烟气除尘去湿；饱和水汽及携带的雾滴在温降条件下，会凝结析出大量的水，通过回收返回脱硫系统再利用，可以节约脱硫系统用水。本技术的节水消烟工艺方法图解如下：图2所示为本技术结合烟气湿含量曲线进行的消除白烟的方法图解，图中曲线为烟气温度-湿度饱和曲线，当排放烟气到达烟囱出口时，在对应的环境温度下，水蒸气气相分压数据点在饱和湿度线曲线以上时为饱和或过饱和湿烟气，排放时会产生白烟。消除白烟原理在于将饱和或过饱和烟气中的水分脱出，将烟气排至环境时仍为不饱和烟气即不会产生白烟现象。而脱出的水可以回用到脱硫、灰渣等系统替代工艺用水，从而减少其他系统水耗。图中，脱硫塔出口烟气为40-60℃左右携带大量雾滴的过饱和湿烟气(即A点，曲线对应饱和，曲线上为过饱和区，曲线下为不饱和区)，直接排放后温度降至环境温度(如图中D点)会产生白烟。也就是不采取措施只要直线AD与饱和线有交叉就会产生白烟。而本技术先通过微冷相变促聚器降温将烟气状态由A降至B点(即图中AB线)，将会凝结析出脱出大量水滴和雾滴及细微颗粒物，经过多污染物捕集器除尘除雾后，再经由微热消烟器升温至C点后排放，BC线过程使得饱和烟气成为不饱和烟气，凝结出水气。排放过程中，烟气变化过程为CD线，CD过程烟气均为不饱和状态，也就是CD与饱和湿度曲线不交叉，因而排放时就不会产生白烟。现有的消烟系统直接将饱和或过饱和烟气直接升温，烟气由饱和湿度线左侧A点升温至右侧比E点更高的温度，一般75℃以上,除将过饱和烟气加热使其含水汽分压进入不饱和状态外，还需要将烟气中携带的大量浆液液滴和雾滴也蒸发，所含的全水分气相分压全部进入不饱和气体区域，排放后只暂时看不到白烟，但是因为排烟与环境温度温差大，与环境大气迅速混合后，水汽分压迅速又返回过饱和区域，所以会出现高温烟气排出烟囱一段距离(0.5到2m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低排放节水消烟协同净化系统，其特征在于：主要包括依次布置在脱硫塔出口烟道内的微冷相变促聚器、多污染物捕集器和微热消烟器，脱硫塔出来的烟气依次经过微冷相变促聚器、多污染物捕集器和微热消烟器处理后经烟囱排放；微冷相变促聚器与多污染物捕集器之间间距为5～15 m；多污染物捕集器与微热消烟器之间间距为5～25m 。

【技术特征摘要】
1.一种超低排放节水消烟协同净化系统，其特征在于：主要包括依次布置在脱硫塔出口烟道内的微冷相变促聚器、多污染物捕集器和微热消烟器，脱硫塔出来的烟气依次经过微冷相变促聚器、多污染物捕集器和微热消烟器处理后经烟囱排放；微冷相变促聚器与多污染物捕集器之间间距为5～15m；多污染物捕集器与微热消烟器之间间距为5～25m。2.根据权利要求1所述超低排放节水消烟协同净化系统，其特征在于：该系统配置有冲洗系统，包括泵、冲洗管路和喷嘴，用于对微冷相变促聚器、多污染物捕集器和微热消烟器进行清洗。3.根据权利要求2所述超低排放节水消烟协同净化系统，其特征在于：该系统还配置有疏水系统，包括在多污染物捕集器两侧的疏水槽，疏水槽与脱硫塔内部或浆液制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：许月阳，薛建明，王宏亮，管一明，戴伟伟，付森林，
申请(专利权)人：国电环境保护研究院，
类型：新型
国别省市：江苏;32