[发明专利]同时脱除烟气中PM2.5颗粒、SO2和NOx并回收副产物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气处理方法，特别是一种利用湿式脉冲电晕同时脱除烟气中PM2.5颗粒、SO₂以及NOx并将脱除副产物资源化的方法。

背景技术

我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气，煤炭资源总量远远超过石油和天然气资源。我国煤炭在全国一次能源生产和消费中的比例长期占70％以上。2007年，我国能源消费的总量达到26.5亿吨标煤，其中煤炭消费量18亿吨标煤，原油消费量3.4亿吨，天然气消费673亿立方米。我国正处于重化工阶段和世界工厂的现状，而且产业结构在未来几十年内发生大调整的可能性较小，能源消耗还会持续上升。根据国际能源机构(IEA)估计，到2020年，中国一次能源需求在25～33亿吨标准煤之间，其中煤炭是21～29亿吨，石油4.5～6.1亿吨，天然气1453～1654亿立方米，煤炭在我国一次能源构成中仍将占主体地位。

目前，我国对煤的主要利用方式还是以燃烧为主，占煤炭总量的80％。煤炭的直接燃烧虽然简单廉价，但污染严重。煤炭燃烧排放的粉尘、SO₂、NOx已经成为我国最大的大气污染源，排放总量极大。我国70％的烟尘、90％的SO₂和67％的NOx都来自于燃煤。“十一五”以来SO₂的年排放总量都在2500万吨左右的高位运行；而NOx的排放形势更为严峻，2005年火电行业NOx排放已经超过700万吨。如果政府不采取更强有力的减排措施，NOx的排放将会持续增长；对烟尘而言，虽然TSP排放呈逐年下降趋势，但对PM2.5缺乏有效控制手段，致使PM2.5的排放从2000年的750万吨逐渐上升到2007年的1000万吨。粉尘、SO₂、NOx的大量排放给生态环境和人类健康带来极大威胁。

目前，静电分离仍然是控制烟气中粉尘的主要手段，电除尘器是烟气除尘中应用最广的设备之一。静电分离具有效率高，收集效果好等优点。虽然目前使用的静电除尘器其除尘效率可达99％以上，然而对PM2.5以下的颗粒却无能为力。这是因为目前静电除尘器普遍采用直流电源供电和钢极板振打方式。关于供电方式，采用直流供电造成峰值电压Vp与平均电压Va权差达到30～50％，而且与除尘效率直接有关的Vp.Va偏小，使得PM2.5的颗粒荷电不充分。关于极板振打，采用振打清灰存在着二个问题：一是振打不能清除粘牢的粉尘，极板腐蚀严重；二是在振打时间内，粉尘返混严重(达50％)，导致电除尘器工作失效，PM2.5颗粒的除尘效率大幅降低。

目前对烟气中SO₂脱除主要采用湿法烟气脱硫技术(WFGD)，占总装机容量的80％以上，但是典型的WFGD初期投资和运行成本都很高，而且系统非常复杂；而对NOx的控制，通常采用空气分级、燃料分级或者低NOx燃烧器等燃烧控制方式，但是燃烧控制技术只能达到30～50％的脱硝率，无法满足日后的NOx排放标准，所以需要加装选择性催化还原烟气脱硝装置(SCR)。但SCR装置的催化剂价格昂贵，且要定期更换，致使运行费用达到2000～3000元/吨NOx。

另外，我国煤的综合利用水平较低。煤中所含的S、N等元素大部分转化成了低附加值的产品。钙基脱硫主要以石膏形式回收S，而SCR脱硝则把NOx最终转化为N₂。因此，开展燃煤烟气污染物脱除过程中S、N等资源的回收利用，对于建设资源节约型社会具有重要意义。

烟气污染物控制不仅是环境问题，同时也是技术经济问题。随着烟气中所需控制的污染物越来越多，污染物排放标准越来越严格，如果我们还是采用“1+1”的方式，对不同的污染物使用不同的方法逐一脱除，这势必将导致巨大的投资运行成本以及复杂的净化系统，而且各工艺之间的集成也会遇到诸多困难。并且从循环经济的角度出发，实现烟气污染物脱除副产物的综合利用，达到污染物脱除和资源回收的有机结合，最终实现环境友好、资源节约的燃煤烟气污染物控制技术。所以开发烟气中多种污染物同时脱除综合利用技术，实现一塔多脱，并且实现脱除副产物的资源化，已成为烟气治理的新趋势。

发明内容

本发明提供一种湿式脉冲电晕烟气处理方法，可以同时脱除烟气中PM2.5颗粒、SO₂以及NOx并可实现脱除副产物的资源化。