[发明专利]一种脱除可吸入颗粒物的方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，涉及燃煤锅炉所排放烟气的净化处理，特别涉及一种控制可吸入颗粒物排放的方法及系统。

背景技术

可吸入颗粒物(Inhalable particle简称IP，又称PM₁₀)。可吸入颗粒物可以分为细颗粒和粗颗粒，其中粒径小于2.5um段的颗粒称为细颗粒PM_2.5(fine fraction)，2.5- 10um段颗粒称为粗颗粒段（coarse fraction）。可吸入颗粒物的来源分为自然来源和人为来源，其中自然来源包括植物花粉和孢子、土壤扬尘等，人为源分为固定源和交通运输流动源。固定来源主要是燃料燃烧、工业生产过程(如燃煤锅炉的生产过程)等。

研究表明，燃煤电厂排放废气经过除尘器和脱硫设备后，废气中PM₁₀和PM_2.5在烟尘中的比例平均值分别为91. 57% 和46. 14%；其中PM_2. 5占PM₁₀的含量平均值为50. 45%。

煤燃烧排放的可吸入颗粒物，通常富集各种金属元素和多环芳烃（PAHs）、发挥性有机物（VOCs）等污染物。由于燃煤锅炉内燃烧温度高，氧化充分和停留时间长，粉炉燃烧产生的细颗粒物中几乎不含元素碳和有机碳，细颗粒主要由灰分和凝结的挥发性物质组成。细颗粒主要由Sb、As、Be、Cd、Cr、Co、Pb、Mn、Hg、Ni、和Se等痕量金属组成，有些元素富集在细颗粒上如Cd、Pb等。可吸入颗粒物的化学组成复杂，其中有如元素镍、铬、铁、钒、铅、砷的有毒化合物，特别是致癌物质3、4-苯并芘、苯芘葱等，通过呼吸道或皮肤进入人体，引起肺癌或皮肤癌。可吸入颗粒物的危害程度与尘粒的大小及性质密切相关。粒径在0.5-5.0 um飘尘对人体的危害最大，这是因为粒径大于5 um的飘尘能被鼻毛与呼吸道粘液挡住而排除；粒径小于0.5 um的飘尘，能被粘附在上呼吸道表面随痰而排出，只有粒径在0.5~5.0 um的飘尘能直接深入肺部，在肺泡内沉积、并可能进入血液输往全身，在身体各个部位累积产生病变。

目前我国大多数电厂都是采用电除尘器(ESP)收集烟气中的飞灰颗粒。为达到提高除尘效率的目的，通常采用增加电场的方式，这样虽然体积增大了许多，但效率却提高得很少。由于常规电除尘器对小颗粒缺乏足够的荷电，造成在亚微米级颗粒区的脱除效率的低下，特别是对PM_2.5的脱除作用很弱。

本发明公开了一种脱除可吸入颗粒物处理方法，包括以下步骤：1）在除尘器出口安装颗粒物浓淡分离装置（百叶窗分离器等），浓淡分离器的布置方式可以选择水平布置和垂直布置，具体情况根据除尘器出口烟道的特征进行布置；2）将含尘浓度高的烟气（约占整个烟气流量的10%）经风机抽吸至可吸入颗粒物团聚装置，可吸入颗粒物在团聚装置（团聚装置可选的有加湿团聚、电团聚、声团聚等）中团聚、长大成体积较大的颗粒物；3）将含有长大后颗粒物的烟气送回至湿法脱硫塔（FGD）入口（或直接进入脱硫塔内），与含尘浓度较低的烟气（约90%）一起进入脱硫塔脱硫、除尘后随烟囱排至大气；4）经脱硫塔脱除的可吸入颗粒物最终被浆液吸收，进入脱硫副产品中；同时，本发明还公开了一种系统，通过本发明只需要处理全部烟气的一部分烟气而不是全部烟气，能够非常方便有效的进行常规除尘处理难度非常大的可吸入颗粒物的脱除处理，节约能源且提高燃煤锅炉尾气PM₁₀脱除率，减少大气污染；.本发明的系统结构紧凑，方法实施简单，节约能源，节省投资，且能够提高可吸入颗粒物的脱除效率，具有推广价值。

授权号为CN 100562366C的中国发明专利公开了一种复合静电除尘器，它具有4个高压放电收尘电场，第一直流放电电场与有害烟气管道相连，作为预收尘极；第一脉冲放电电场与第一直流电场相连，作为荷电极；第二直流放电电场和第三直流放电电场依次位于第一脉冲放电电场后，作为凝并收尘极。该发明通过采用电凝并与普通除尘器复合方法，以提高对可吸入颗粒物的脱除能力。该专利是对全部烟气量进行凝并处理，烟气量非常大，耗电量非常大；且没有进行浓淡分离，烟气中的颗粒浓度低会导致凝并效果低，以致影响IP颗粒的脱除效果。