CN108114583B - 控制烟气相关大气酸性颗粒物及低碳治霾方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制烟气相关大气酸性颗粒物的方法、一种采用上述方法的适于烟气污染控制的节能微排的低碳治霾方法以及一种采用上述方法的适于烟气污染控制的节能微排的低碳治霾系统，所述控制颗粒物方法控制或减小烟气中的水含量，以控制或减少烟气中酸性气体成分在水的参与下直接或间接与碱性物质反应生成盐，进而减少源于盐的大气颗粒物和/或非颗粒状大气污染物；所述低碳治霾方法通过上述方法控制与烟气相关的大气颗粒物，进而实现低碳治霾；所述低碳治霾系统在烟道上设置用于去除水蒸汽的热交换设备。本发明能够大幅度减少水蒸汽对空排放，消减大气化合演变的污染源，有效遏制了空气中酸碱气体不受侵染，用节能低碳方式实现从源头上治霾的目的。

Description

控制烟气相关大气酸性颗粒物及低碳治霾方法和系统

技术领域

本发明涉及一种控制烟气相关大气酸性颗粒物生成、化合和演化的方法，一种采用上述方法的适于烟气污染控制的节能微排的低碳治霾方法，一种采用上述方法的适于烟气污染控制的节能微排的低碳治霾系统，属于大气污染控制和环境保护技术领域。

背景技术

本发明基于申请人对我国现阶段大气霾主要成因及相关污染物化合演化机理的研究和揭示，克服了人们长期以来对霾污染主要成因及相关自然规律的误解，纠正了长期的技术偏见，形成了本发明全新的技术思路和技术路线。

雾霾爆发四年多，成因众说纷纭，目前普遍认为造成雾霾的颗粒物是工业和生活等社会综合直排的结果，主要包括：（1）燃煤锅炉，由此全国四年来关停许多耗能企业，煤耗总量也明显下降，雾霾污染状况没有得到所预期的改善； （2）生活散煤燃烧，由此进行了大规模的生活用煤控制，实施煤改气、煤改电等，目前北京城区已基本杜绝了生活用煤，郊区的生活用煤量也得到控制，并取缔品质低的生活用煤；（3）汽车尾气排放，由此不断淘汰高污染燃油汽车，严格控制燃油汽车的增长量，燃油品质由油国Ⅱ逐渐提高到国Ⅴ，从多次对汽车尾气排放实测的数据看，目前燃油汽车的尾气含尘甚至低于重霾天气时空气中的含尘率；（4）施工扬尘，由此要求进行工地面遮盖，重污染天气停止施工作用等，但严重雾霾通常发生在无风天气，没有风的助力，难以出现扬尘现象；（5）秸秆焚烧：农村短时的秸秆焚烧仅发生在夏秋两季，现已受各级政府的严格控制了，而重霾频发的冬季冰封大地，本来就不会出现大面积野外秸秆焚烧；（6）农业作为化肥使用的氨水，挥发后能够形成雾霾中的铵盐，但调查结果显示，现在农民都用复合肥，10年前就不用氨水了；（7）街头烧烤等，由此对街头烧烤进行了严格的限制，城市中基本上没有了街头烧烤，而重霾频发的数九寒天，即使不进行严格控制，也很少有街头烧烤存在。

雾霾酸性盐颗粒物的生成“病症”和“发病”根源及过程的排序如下：

（1）锅炉燃烧的化学反应：

C + O₂ = CO₂

S + O₂ = SO₂ ……等不凝气体

（2）烟道内可凝汽与不凝气体的化合反应：

CO₂ + H₂O = H₂CO₃（碳酸不稳定）

SO₂ + H₂O = H₂SO₃（亚硫酸）

（3）石膏法脱硫反应、再生吸收氧化过程：

NaOH + SO₂ → Na₂SO₃ + H₂O

Na₂SO + SO₂ + H₂O → NaHSO₃

NaHSO₃ + Ca(OH)₂ → Na₂SO₃ + CaSO₃ ↓ +H₂O

Na₂SO₃ + Ca(OH)₂ → NaOH + CaSO₃ ↓

（4）氨法脱硫的化学反应：

NH₃ + H₂O + SO₂ → NH₄OH + SO₂ → NH₄HSO₃

（5）脱硝功能：

（NH₄)₂SO₃ + NO + NO₂ →（NH₄)₂SO₄ +N₂ ↑

（6）锅炉烟气化学成分非常复杂，被风机吹出湿式脱硫塔的酸性气体包括H₂SO₃亚硫酸、H₂CO₃汽体、HNO₃硝酸等，同时被风机混合吹出湿式脱硫塔的碱性汽（气）体包括NH₃氨汽逃逸、NaOH和Na₂SO₃汽体等。

（7）离开湿式脱硫塔进入烟囱的这些酸碱气体（汽体），经过了燃烧、化合、电除尘的过程具有很强的静电吸附性，因为粘合在一起继续进行多种复杂“酸碱中和成盐微小颗粒物”的化学反应。

综上，尽管我国采用的各种大气污染控制措施对于减小污染物的地面直接排放起到了很大的作用，但尚未有效或完全控制住重霾天气的出现，而出现这种情形的原因是对重霾主要成因或重点影响因素缺乏必要或全面的认识，存在长期的技术偏见，因此，有必要在对相关自然规律正确认识的基础上，利用这些自然规律，找出能够更好地解决重霾问题的有效方法。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种控制烟气相关大气酸性颗粒物的方法、一种采用上述方法的适于烟气污染控制的节能微排的低碳治霾方法和一种采用上述方法的适于烟气污染控制的节能微排的低碳治霾系统，以期从源头上减轻或消除形成重霾的一个重要条件，通过控制或减少烟气中酸性气体成分在水的参与下直接或间接与碱性物质反应生成盐，减少源于盐的大气颗粒物和/或非颗粒状大气污染物，控制或减少与烟气相关的大气霾污染。

本发明所采用的技术方案：一种控制烟气相关大气酸性颗粒物的方法，其控制或减小烟气中的水含量，以控制或减少烟气中酸性气体成分与水的参与下直接或间接与碱性物质反应生成盐，进而减少源于盐的大气颗粒物和/或非颗粒状大气污染物。

优选地，将烟气中包括蒸汽汽化潜热在内的烟气余热进行回收利用，在烟道上设置能够实现烟气与低温吸热介质进行间接热交换的热交换设备，以低温吸热介质吸收烟气余热，降低烟气的排放温度，使烟气中的水蒸汽冷凝为液态水并排出，减少烟气中的水含量。

优选地，所述热交换设备设置于烟气脱硫设备之前，其前面通常还可以设有烟气除尘设备，根据除尘要求，所述烟气除尘设备可以采用静电除尘器或含有静电除尘器的除尘设备组合，或其他适宜的现有技术，所述烟气脱硫设备采用任意适宜的湿式、干式或半干式脱硫设备，例如所述烟气脱硫设备采用湿式脱硫塔，所述烟气脱硫设备（例如湿式脱硫塔）的进口烟气温度可以低于100℃，通过降低湿式脱硫塔进出口烟气温度差，控制湿式脱硫塔内的脱硫水蒸发量，减少或避免因脱硫工艺增加烟气的含湿量，所述湿式脱硫塔采用恒温脱硫（基本恒温）或控制脱硫塔进出口烟气的温差不高于±5℃或不高于±10℃的范围内，可以通过控制脱硫水（碱性循环水）的温度等脱硫工艺条件控制脱硫过程中的烟气温度，使之符合相应的烟气进出口温度控制要求。

通过所述热交换设备冷凝实现烟气水蒸汽去除率优选不少于80%。

湿式脱硫塔的进口烟气温度优选为60-80℃左右。

湿式脱硫塔出口烟气温度优选为55-80℃左右。

热交换设备适应的进口烟气温度上限优选不低于140℃。

由于进入湿式脱硫塔的烟气中的蒸汽处于饱和或近饱和状态，且烟气温度低于100℃，在与脱硫水接触的过程中，不仅能够与脱硫水中的碱性物质反应消除二氧化硫等酸性成分，烟气温度和体积大致稳定或有所下降，烟气的含湿量亦大致不变甚至有所下降，由此避免了因湿法脱硫导致烟气含水总量的大幅度增加。

优选地，所述烟气脱硫设备采用湿式脱硫塔，将所述热交换设备排出的冷凝水进行处理后全部或部分用作湿式脱硫塔的补充水，对冷凝水的处理包括去除其中的固体颗粒物或者包括去除其中的固体颗粒物和酸性，可以根据湿式脱硫塔的用水装置的需要确定，可以通过湿式脱硫塔的脱硫水加碱工艺消除冷凝水的酸性，也可以在冷凝水处理过程中消除其中的酸性，也减轻湿式脱硫塔的加碱设备的负担，根据脱硫设备对脱硫水温度的要求，当需要对补充水加温时，将需要加温的补充水作为所述热交换设备的吸热介质进行通过所述热交换设备进行热交换，经过热交换设备升温后接入所述湿式脱硫塔的用水装置。

一种适于烟气污染控制的节能微排的低碳治霾方法，其采用本发明任意一种控制烟气相关大气酸性颗粒物的方法，消除或减少烟气排放后的化合置换反应，进而控制或减少与烟气相关的大气霾污染。

一种适于烟气污染控制的节能微排的低碳治霾系统，其在烟道上设置能够实现烟气与低温吸热介质进行间接热交换的热交换设备，以低温吸热介质吸收烟气热能，降低烟气的排放温度，使烟气中的水蒸汽冷凝为液态水并排出，减少烟气中的水含量，以控制或减少烟气中酸性气体成分在水的参与下直接或间接与碱性物质反应生成盐。

所述热交换设备的出口烟气可以通过烟道接入脱硫设备进行脱硫处理，所述脱硫设备优选采用湿式脱硫塔，所述湿式脱硫塔的进口烟气温度低于100摄氏度，进出口烟气温度差不超过5或10℃。

优选地，所述热交换设备采用多段换热，多段换热产生的冷凝水分段引出，包括适于接入烟道的壳体，所述壳体的进气侧端口为壳程介质进口，用于连接进气侧烟道，出气侧端口为壳程介质出口，用于连接出气侧烟道，所述壳体内沿轴向分段分布有多个相互间隔的热交换单元，所述热交换单元的换热件内设有封闭的管程介质通道，所述热交换单元前后两侧的壳体空腔通过所述热交换单元的壳程介质通道连通，所述热交换设备还设有多个分段式冷凝水排放管，任何两相邻的热交换单元之间至少设有一个连通所述分段式冷凝水排放管的冷凝水排水口（或称为分段式冷凝水排放管的进水口，同一个分段式冷凝水排放管上设置的进水口数量可以为一个，也可以为多个），最接近出气侧端口的热交换单元后面至少设有一个连通所述分段式冷凝水排放管的冷凝水排水口，所述热交换单元的换热件采用中空孔板、环形换热管和平面螺旋管中的任意一种或多种，在进行热交换的过程中实现包括水蒸汽冷凝、粉尘沉降、冷凝水引出和烟气排放的四相分流，进气侧烟道中的含有蒸汽和粉尘的烟气从热交换设备的壳程介质进口进入热交换设备，经过热交换单元时与换热件中的吸热介质间接换热，依靠热交换单元在壳体内腔中形成的阻挡及面积变化，在烟气流动的过程中形成惯性分离和重力分离效应，包括烟尘在内的悬浮颗粒物与烟气分离并沉降，烟气中的蒸汽因放热而转换为冷凝水凝聚在和/或流经悬浮颗粒物的沉积区域，粉尘混入冷凝水一同从热交换设备的冷凝水出口排出，冷凝和分离后的烟气从热交换设备的壳程介质出口排出。

优选地，所述热交换设备排出的混有粉尘的冷凝水进入相应的水处理设备，分离出其中的粉尘，根据实际需要，所述水处理设备可以采用斜板沉淀池等现有技术，也可以采用中和、生化和絮凝沉淀等多工艺的组合处理装置。

优选地，所述热交换单元的换热件数量为一个或多个，所述热交换单元的壳程介质通道包括下列任意一种或多种：

1）换热件与壳体内壁之间的间隙，包括各种形状的换热件边缘缺口；

2）换热件上设置的轴向通孔，包括由换热件本身外形形成的连通热交换单元前后两侧壳体空腔的各种形状的空间；

3）换热件各部分之间的间隙；

4）当换热件的数量为多个时，各所述换热件之间的间隙等。

优选地，所述热交换设备采用立式或卧式，立式的所述热交换设备的壳体竖向设置，壳体的下端端口为进气侧端口，上端端口为出气侧端口，相邻热交换单元的相对端面为相互平行的倾斜平面，与所述热交换设备的壳体轴线呈不为90°的夹角，由此形成热交换单元之间倾斜的等厚间隙；卧式的所述热交换设备的壳体水平设置，壳体的前端端口为进气侧端口，后端端口为出气侧端口，相邻热交换单元的相对端面为倾斜方向相反的倾斜平面，与所述热交换设备的壳体轴线均呈不为90°的夹角，且两端面上端之间的间距大，下端之间的间距小，由此形成热交换单元之间上宽下窄V形间隙，所述V形间隙的底端宽度优选不为零。

所述热交换单元的换热件可以采用中空孔板、环形换热管和平面螺旋换热管等任意适于横向设置的形式中的一种或多种形式的组合：

1)横向（与壳体的轴线垂直或夹角大于45°的方向）设置的中空孔板，同一热交换单元中的中空孔板数量通常可以为一个，所述中空孔板设有迎风侧面板和背风侧面板，所述迎风侧面板和背风侧面板的外侧表面分别构成这种热交换单元的迎风侧端面和背风侧端面，所述迎风侧面板和背风侧面板上设有相互对应的并通过板孔连接管密封连接的通孔，所述板孔连接管为轴向（与壳体的轴线平行或与夹角不大于45°的方向）直管，穿过两所述面板之间的空间，所述板孔连接管的管孔构成所述中空孔板的壳程介质通道，所述中空孔板的内腔用于形成其管程介质通道，所述迎风侧面板和背风侧面板之间的空间构成所述中空孔板的空腔，可以在该空腔内设置隔板和/导流板形成所需的介质流通道，使介质流经空腔的各部分，尽量避免死角和短路，尽量使各处的流速符合要求，具体分隔或导流方式可以依据现有技术，所述板孔连接管两端分别与所述迎风侧面板和背风侧面板上相应通孔的边缘密封连接，所述中空孔板的周边优选与所述热交换设备的壳体的内壁密封连接，所述中空孔板上设置连通其内腔用于接入和排出吸热介质的吸热介质接口（包括吸热介质进口和吸热介质出口）；

2)横向设置的环形换热管，所述环形换热管的管孔构成其管程介质通道，同一热交换单元中的环形换热管的数量为一个或多个，当同一热交换单元中的所述环形换热管的数量为一个时，所述环形换热管的迎风侧外表面和背风侧外表面均呈平面，分别构成这种热交换单元的迎风侧端面和背风侧端面；当同一热交换单元中的所述环形换热管的数量为多个时，各所述环形换热管同心且大小不等，依次内外间隔分布，各所述环形换热管的迎风侧外表面位于同一个平面上，共同构成这种热交换单元的迎风侧端面，各所述环形换热管的背风侧外表面位于同一个平面上，共同构成这种热交换单元的背风侧端面；例如，这种热交换单元可以是两两相连的若干相邻环形换热管或两两相连的相互嵌套但相互间留有间距的若干环形换热管，由相互连通的多个环形换热管组成的任一独立的管程介质通道均设有吸热介质的进出口，用于接入和引出吸热介质，也可以是各环形换热管分别设置各自独立的吸热介质进出口，直接接入和引出吸热介质，相互之间不相连；

3)横向设置的螺旋换热管，所述螺旋换热管为平面螺旋换热管或立面螺旋换热管，所述平面螺旋换热管是指其管孔的中心线位于一平面内，所述立面螺旋换热管是指其管孔的中心线不位于一个平面内，所述螺旋换热管的管孔构成其管程介质通道，同一热交换单元中的螺旋换热管数量为一个或多个，当采用平面螺旋换热管时，当同一热交换单元中的所述平面螺旋换热管的数量为一个时，所述平面螺旋换热管的迎风侧外表面和背风侧外表面均呈平面，分别构成这种热交换单元的迎风侧端面和背风侧端面；当同一热交换单元中的所述平面螺旋换热管的数量为多个时，至少部分平面螺旋换热管的部分区域之间留有间距，各所述平面螺旋换热管的迎风侧外表面位于同一个平面上，共同构成这种热交换单元的迎风侧端面，各所述平面螺旋换热管的背风侧外表面位于同一个平面上，共同构成这种热交换单元的背风侧端面，当采用立面螺旋换热管时，当同一热交换单元中的所述立面螺旋换热管的数量为一个时，所述立面螺旋换热管的迎风侧外表面和背风侧外表面分别构成这种热交换单元的迎风侧端面和背风侧端面；当同一热交换单元中的所述立面螺旋换热管的数量为多个时，至少部分立面螺旋换热管的部分区域之间留有间距，各所述立面螺旋换热管的迎风侧外表面共同构成这种热交换单元的迎风侧端面，各所述立面螺旋换热管的背风侧外表面共同构成这种热交换单元的背风侧端面。

优选地，所述换热件的迎风侧端面和背风侧端面的边缘均设有轴向延伸出来的挡水堰，由此在所述换热件的相应端面上形成轴向开口的导流槽，用于冷凝水的集水和导流，所述挡水堰构成相应导流槽的槽壁，所述冷凝水排水口设置在相应导流槽的最低处，用于接入导流槽中的冷凝水，优选呈漏斗状，所述分段式冷凝水排放管的出口连接液体输送动力装置的输送进口，所述液体输送动力装置优选采用多级多管高效射流泵，所述多级多管高效射流泵上用于连接被抽吸介质通道的被抽吸介质进口，所述被抽吸介质进口构成这种液体输送动力装置的输送输送进口。

优选地，所述热交换设备的分段式冷凝水排放管和冲洗水排放管接入能够进行固液分离或者能够进行固液分离和酸碱中和的水处理设备，所述水处理设备的出水口通过冷凝水回用管道接入湿式脱硫塔的用水装置，所述冷凝水回用管道可以是一条总管，也可以是多个相互并列的支管或者在总管的部分区段上设有多个相互并列的支管，所述冷凝水回用管道的总管或其中的一个支管上串接所述热交换设备的管程，用作所述热交换设备的吸热介质，经吸热升温后接入湿式脱硫塔的用水装置。

本发明的机理和有益效果为：

一是找准了雾霾起源对症下药，至少是抓住了造成重霾天气的一个重要因素，针对这种因素以低碳节能微排的技术措施从源头上实现治霾目的，通过大幅度减少锅炉燃烧后的水蒸汽和脱硫脱硝大量喷水形成的烟囱水蒸汽排放量，从而减少烟囱中粘合在一起酸性气（汽）体的化学反应量，延伸减少这些酸性气体再与脱硫用的碱性物质和空气中的碱性物质的发生化合反应和置换反应生成酸性盐颗粒物，即从源头上减少大气中雾霾颗粒物的生成量，为治霾开辟了新路。

二是“低碳治霾”将锅炉烟气余热大幅度回收利用，将国家提出的节能减排提升为“节能微排”，不仅烟气降温节能，更重要的是水蒸汽释放出大量汽化潜热节能效益显著，属于低碳领域，在用户少投资或不投资用合同能源管理模式将工业对空大量排放的废汽废热回收利用，热用户节能增效，减少燃料消耗降低生产成本，锅炉减少二氧化碳等有害气体排放量，实现节能节水节电环保的多方面受益。

三是解决烟道内的汽水酸性腐蚀和堵塞烟道问题，锅炉烟道冷却产生的酸性水，一是自身不能从烟道装置的负压下直排出来，二是酸性水排出来环保不达标，通过自动控制、冷凝水的吸出加压和输送、酸性水处理达标的循环利用系统，实现污水零排放的循环利用。

图7显示了采用本发明进行烟气治理直观效果及与为采用本发明进行治理的烟气直观效果对比，其中左边显示的是烟囱未采用本发明改造前的冒汽状况，形成雾霾，右边显示的是采用本发明改造后的烟囱微排汽状况，大幅度减排雾霾成分。

本发明所采用的热交换设备建立在发明人研发成功的“四相分流”理论将装置中水蒸汽、空气、冷凝水、粉尘四相的液相分段分流出来的专用设备，主要用于锅炉烟汽降温到露点以下必然产生汽液相变情况下解决酸性水腐蚀和堵塞烟道问题。

附图说明

图1是本发明的锅炉烟汽节能低碳治霾系统流程总图；

图2是本发明涉及的立式热交换设备的构造示意图；

图3是本发明涉及的卧式热交换设备的构造示意图；

图4是本发明涉及热交换设备、脱硫塔和水处理设备构造的示意图；

图5是本发明涉及的一种多级多管射流泵示意图；

图6我国历年脱硫投运率与雾霾浓度的曲线关系图；

图7涉及本发明治理效果的烟气排放对比照片。

具体实施方式

参见图1-图5，本发明的基本技术路线是从源头消除形成重霾的条件，控制或减小烟气中的水含量，以控制或减少烟气中酸性气体成分在水的参与下直接或间接与碱性物质反应生成盐，进而减少源于盐的大气颗粒物和/或非颗粒状大气污染物。

参见图1，该流程是本发明的核心技术总体描述，是大气酸性颗粒物化合演变形成的机理与治理的发明专利申请总图，阐述锅炉烟气自省煤器至湿式脱硫塔之间的烟道上安装锅炉烟汽节能微排装置（热交换设备），用生产需要加热的低温吸热介质进入锅炉烟汽节能微排装置吸热成高温水或加热成蒸汽送入用热设备放热；烟汽中的水蒸汽因放热被冷却成酸性水排出烟道后进行污染处理合格后再循环利用；所述烟汽节能微排装置将烟气由高温冷却成低温并进入湿式脱硫塔，水蒸汽被大部分冷却排出烟道，进入所述湿式脱硫塔的水含量会大量减少，由于原来进湿式脱硫塔的烟气由130℃以上降为80℃以下，烟气温度降低，脱硫补水量会大幅度减少形成节约水资源，湿式脱硫塔温度降低有利于提高脱硫结晶效果，补水量减少引起脱硫循环水量减少，循环水量减少就减少了烟气上升排放的阻力，引风机和循环水泵的用电量减少形成节电效益；烟道水蒸汽和脱硫补水量的两次大幅度减少，导致烟气排放的水汽减少80%以上，烟囱排放“大白龙”变成“小白龙”；由于水蒸汽减少导致烟囱内“酸碱中和成盐”的化合演变量减少70%以上，同时在烟气排出烟囱的“拖尾”烟气的化合演变量减少70%以上，最关键的是在无风大气逆温情况下被减少70%水蒸汽的低温湿烟气等于大气减少70%的雾霾颗粒物化合演变量，扣去地面上直排不足10%颗粒物，就是实实在在减少大气雾霾颗粒物60%生成量，用低碳治霾技术改造可以将重霾减弱成轻霾，轻霾变成蓝天白云，达到大气污染治理的目的。

本发明所述低碳治霾总体措施：将电厂废汽（烟气）废热通过在烟道设置热交换设备闭式回收利用也可用热泵技术配合提温增压送附近城市，实现“城市零耗能”；热电厂废汽热源与城市冷源匹配后，用大量电厂废热替代城区原来的热水锅炉和蒸汽换热的供热方式，不仅不增加能耗，而且停用城区采暖热水锅炉和减少热电厂锅炉燃烧排放和污染，一举多得，用低碳措施的治霾方略，可以带动全国低碳城市向雾霾宣战，低碳治霾实现热电厂五联供增量：一是锅炉多供汽或多发电，二是汽轮机多抽汽扩大工业生产需求，三是实现城区冬季采暖用热的少耗能或“零耗能”，四是实现夏季溴化锂制冷的少耗能或“零耗能”，五是实现城区宾馆医院和居民一年四季洗浴的少耗能或“零耗能”。

本发明所述科研结论：低碳治霾技术就是为低碳城市探索一条“电厂废汽变宝”，实现“城市零耗能”，具有中国特色的低碳治霾新路。

参见图2和图3，本发明提供了一种更为有效的热交换设备，所述热交换设备优选采用锅炉烟汽节能微排装置，包括壳体1，壳体设有进气侧端口10和出气侧端口2，所述壳体的进气侧端口10用于连接进气侧烟道，出气侧端口2用于连接出气侧烟道，壳体内分段设置若干组热交换单元4，壳体内未被中空孔板或换热管4占用的空间（包括换热件上或换热件之间的间隙和通孔等）构成热交换单元的壳程介质通道3，中空孔板内的介质通道或换热管的管孔构成了吸热介质通道5，吸热介质（一般情况下为水）输入管道6和吸热介质输出管道9分别连接热交换单元4的吸热介质进口和吸热介质出口，壳体的底部设置有酸性冷凝水排放管道7，在冷凝水排放管道的进口处设置集水漏斗8，所述集水漏斗可以为冷凝水排放管道进口处呈漏斗状的构造，布设用于换热器内部清洗/冲洗的布水管道15，在布水管道15上设置定期清洗轮换控制阀门14和旋转喷头12，相邻的所述热交换单元4之间的间距16呈斜向状或“V”形，构成冲洗和检修空间（立式采用等厚的斜向间距，卧式采用“V”形间距）。

在壳体的空腔内设置热交换单元后，可以根据阻力、热交换能力、冷凝水集水效果等需要重点考虑的因素进行各种尺寸或尺寸比例设计，例如，当需要在热交换单元之间的空腔内形成足够的重力沉降时，应将烟气速度降低到所需的程度，热交换单元中的壳程介质通道面积与壳体内腔总横截面积之间的比例主要由热交换单元中所含的换热件将占据壳体空腔的横截面积的比例确定，可以将该比例设定为5050-70%等适宜范围，例如，50%、60%、70%，，以综合平衡设备体积、阻力和重力沉降效果等。

所述锅炉高温烟汽（气）经过进气侧端口10，分散进入两段或若干段烟气通道3，相邻段所述烟气通道3对正布置或错开布置，放热后的烟气（汽）汇集经过出气侧端口2排出，依据系统设计，进入脱硫设备、烟气换热器（GGH）或烟囱等。

所述锅炉烟汽节能微排装置安装在竖向烟道上时，采用立式锅炉烟汽节能微排装置，由于分段换热，也确保进的冷水不会因比重较重而直接下落到底部，分段式经过顺序渐进完成冷热对应交换而不是单一混合交换的换热过程，所述立式的壳体的下部设有接水板11，所述接水板11上设有用于形成烟气通道的通孔18和用于接水的接水板挡水堰，所述接水板挡水堰的出水侧设有集水漏斗，所述接水板11针对上部换热管的冷凝水下落位置设定，其中的通孔宜尽量与热交换单元中留出的壳程通道上下错开，由此不仅增加了烟气的一次折流换向，特别是还可以防止酸性水下落到烟道10里面。

所述锅炉烟汽节能微排装置安装在水平烟道上时，采用卧式锅炉烟汽节能微排装置，相邻两组中空孔板或换热管之间形成相邻两组所述换热管程之间的连通管道包括上连通管道13和下连通管道17，即相邻热交换单元之间设有位于热交换单元上方且连通两所述热交换单元顶部的上连通管道13和位于热交换单元下方且连通两所述热交换单元底部的下连通管道17，所述上连通管道13不仅可用于吸热介质的液相流动，更重要的是汽（气）相流动，以消除汽阻，所述下连通管道17可用于吸热介质的液相流动，这种分段式加热方式有利于消除换热中的汽阻水阻现象。

所述锅炉烟汽余热在放热过程中，烟气中含有的水蒸汽，经过各所述热交换单元构成的换热管程多段换热，会被冷却成液态水，为防止混有烟尘的酸性水堵塞、腐蚀破坏烟道或烟囱，需要尽快将烟道或烟囱内的酸性水排到装置外，由于锅炉烟道或烟囱受引风机的吸力和高烟囱的上升气流引力影响，热交换设备内以及烟道、烟囱内一般为负压，低于大气压力，烟道或烟囱内酸性冷凝水单靠重力往往是出不来的，因此各中空孔板或换热管4的前端面和/或后端面均倾斜设置并设有高出端面的挡水堰19，所述挡水堰19环绕所述烟气通道3设置，以收集和引导冷凝水，避免烟气流对冷却水的冲击和携带作用，使冷凝水能够沿着挡水堰围成的导流槽在自身重力作用下向下流，通过相应的集水漏斗汇集并通过排放管道排水，当烟道内负压较大时，可以在冷凝水排放管道上设有泵，以克服烟道内的负压作用。

同一端面位置的各所述挡水堰19可以相互连通或者相互分离，依据具体热交换件的构造，所述挡水堰作为侧壁与所述中空孔板或换热管4的端面一起形成导流槽，所述导流槽的最低处为出水侧且设有集水漏斗8，各所述集水漏斗8连通冷凝水排水支管，各所述冷凝水排水支管连通冷凝水排放管道7，酸性冷凝水通过所述中空孔板或换热管4的端面集中流到集水漏斗8经过冷凝水排放管道7，将酸性水及时排出装置并进行必要的酸性水处理，实现水蒸气冷凝和冷凝水引出。

所述锅炉烟汽节能微排装置分段式的斜向或“V”形结构区域（相邻热交换单元之间的倾斜等厚间距或V形间距）16的相对高点增设旋转式喷头，定期对“V”形空间的尘霾结垢进行轮换自动冲洗，实现烟汽中的粉尘沉积和排出，由于本装置抗酸性腐蚀，根据需要也可定期对每个中空孔板和每条换热管用特定稀硫酸溶液进行统一污垢清洗，确保装置安全可靠运行。

参见图4，所述锅炉烟汽节能微排装置配套设有冷凝水回收装置和冷凝水处理装置（水处理装置）。所述冷凝水回收装置包括多级多管射流泵35和冷凝水回收罐36，以冷凝水回收罐的循环水作为动力射流，在循环水射流管道37上设置电机驱动的水泵（通常应为高压泵）38，所述锅炉烟汽节能微排装置的酸性冷凝水在所述多级多管射流泵35的作用下被吸出并随射流进入所述冷凝水回收罐36，可以将水泵38设置在冷凝水回收罐的出水管，水泵38的出水管道分为两路，一路经循环水射流管道37进入所述多级多管射流泵35中作为射流介质，将锅炉烟汽节能微排装置中的酸性冷凝水从负压下吸出，另一路作为冷凝水回收罐的排水管。

参见图5，所述多级多管射流泵可以包括前端均设有管口的第一锥管段358、第二锥管段359和第三锥管段355，所述第一锥管段、第二锥管段和第三锥管段的轴线位于同一直线上，且均为较小的一端向前较大的一端向后，所述第一锥管段位于第二锥管段的后面，其前端延伸至所述第二锥管段内并与所述第二锥管段之间留有环形间隙，所述第二锥管段位于所述第三锥管段的后面，其前端延伸至所述第三锥管段内并与所述第三锥管段之间留有环形间隙，所述第一锥管段的内孔构成一级射流介质通道，所述第二锥管段与第一锥管段之间的环形间隙构成被抽吸介质通道，所述第三锥管段与第二锥管段之间的环形间隙构成二级射流介质通道，所述第三锥管段的前端连接有渐扩管段356，所述渐扩管段的前端口构成射流泵的出口，设有相应的连接法兰，泵体的后部设有射流进口管段351，泵体的侧面设有抽吸进口管段353，所述一级射流介质通道和二级射流介质通道的进口侧均连接所述射流进口管段，所述射流进口管段的后端口构成射流泵的射流进口，该射流进口既是一级射流介质通道的进口，也是二级射流介质通道的进口，设有相应的连接法兰，所述被抽吸接介质通道的进口侧连接所述抽吸进口管段，所述抽吸进口管段的外端口构成被抽吸接介质进口，设有相应的连接用法兰。

所述第一锥管段的后端可以连接有一级射流介质输送管段352，与所述一级射流介质输送管段道连成一体，所述射流进口管段位于所述一级射流介质输送管段后面，与所述一级射流输入管段连为一体，由此实现所述一级射流介质通道的进口侧与所述射流进口管段的连接。

所述第二锥管段的后端可以连接有被抽吸介质输送管段354，与所述被抽吸介质输送管段连成一体，所述被抽吸介质输送管段套在所述一级射流介质输送管段的外侧，与所述一级射流介质输送管段之间留有环形间隙，其后端设有用于与所述一级射流介质输送管段密封的密封连接端板，所述抽吸进口管段的内端连接在所述被抽吸介质输送管段上，由此实现所述被抽吸接介质通道的进口侧与所述抽吸进口管段的连接。

所述第三锥管段和所述射流进口管段之间可以设有射流连接管7，所述第三锥管段的后端设有用于与所述第二锥管段和所述被抽吸介质输送管段连成的一体结构密封的密封连接管段，所述射流连接管位于所述被抽吸介质输送管段的外面，所述射流连接管的出口端连接在所述密封连接管段上，由此实现所述二级射流介质通道的进口侧与所述射流进口管段的连接，将进口管段的射流介质引入二级射流介质进口，形成二级射流。

通常，同一个射流设备从整体上看不宜选用多种压力介质，高压介质选用一种压力比较简便，所以在一级射流体和二级射流体之间增设一条射流连通管，在保证功能前提下简化整体结构，可以在该管道上增加关停或调节阀门，用于满足多种情况下的多级多管射流泵出口末端压力变化的多种需求。

所述密封连接管段可以为与所述被抽吸介质输送管段等径的圆管，与所述被抽吸介质输送管段连接成一体化的圆管，由此，所述密封连接管也可以视为所述抽吸介质输送管段上超出第二锥管段的向前延伸部分。

优选地，所述第二锥管段的管口位于所述第三锥管段的管口后面，其直径优选小于第三锥管段的管口直径，以便更好地组织各部分介质流，改善抽吸和混合效果。

优选地，所述射流进口管段与所述一级射流介质输送管段同轴，其直径大于所述一级射流介质输送管段的直径，所述射流连接管的进口端连接在所述射流进口管段的侧壁上，以优化结构，减小阻力。

所述第一锥管段、第二锥管段和第三锥管段均可以呈前端设有管口的正圆锥形，所述一级射流输送管段的主体部分和所述被抽吸介质输送管段的主体部分均呈圆管形。

优选地，所述第一锥管段的管口和/或第二锥管段的管口可以采用齿状结构，例如槽齿状、锯齿状等，所述第一锥管段和/或第二锥管段的齿状结构的管口上优选设有部分向内倾斜的内倾齿和/或部分向外倾斜的外倾齿，所述内倾齿优选与其他齿（例如，外倾齿和/或不内外倾斜的齿）相间分布，所述外倾齿优选与其他齿（例如，内倾齿和/或不内外倾斜的齿）相间分布，所述齿状结构还可以采用交叉斜向齿状结构。

所述第一锥管段的管口和/或第二锥管段的管口上可以设有部分向内倾斜的内倾齿和/或部分向外倾斜的外倾齿，所述内倾齿优选与其他齿（例如，外倾齿和/或不内外倾斜的齿）相间分布，所述外倾齿优选与其他齿（例如，内倾齿和/或不内外倾斜的齿）相间分布。

优选地，所述齿状结构还可以采用交叉斜向齿状结构。

通过上述管口齿形的设计，增大了射流形成的射流锥体的内外接触面积和提高混合摩擦推力，用于降低高压射流的动能自身消耗量，能够提高射流泵抽吸力及加压效率，扩大射流介质与抽吸介质之间的接触面积和摩擦推力。

所述第三锥管段的管口可以设有导流混合堰，所述导流混合堰可以为内边缘呈凸凹结构的向内的环形凸起，可以呈径向向内凸起的带有锯齿或槽齿的环形或者边缘呈波浪状的环形，或其他类似的边缘凸凹不平的构造，导流堰上齿（或其他形状的凸起）的数量优选与位置与第二锥管段管口上的齿状相补缺对应。

由于导流混合堰的设置，在惯性作用下该介质“挑起”直接或间接混入被抽吸介质锥体中，整个圆周体的射流介质与被抽吸介质“犬牙式”混合，交叉接触面积和摩擦推力得到了大幅度提升，对被抽吸介质起到了交叉混合抽吸作用，使其抽吸力大，抽吸效果好，前后设置排列有序的交叉导流混合堰，与第一、第二锥管段的管口齿形相协同，再次形成阶梯式提压效应，能够进一步满足更高效率的介质输送的要求。

这种多级多管射流泵通过高压射流和内外交叉混合抽吸的方式对热交换形成的分段冷凝水进行抽出，被抽吸介质的冷凝水的内外接触面积阶梯式增加了，这种复杂混合式射流明显提高射流器出口介质的压力。同时因为射流管道出口增设交叉斜向齿状结构，扩增了射流介质与被抽吸介质的接触面积，提高射流泵工作效率；由于被抽吸管道出口增设交叉斜向齿状结构，增加被抽吸介质与射流介质的接触面积，再次提高射流效率；再因射流管道出口增设的交叉斜向齿状结构与抽吸管道出口增设齿状结构相吻合，波浪式的圆周曲线，使射流介质与被抽吸介质的曲面积接触得到了咬合式增加，进一步提高射流效率或降低射流能耗。阶梯式多级多管射流，弥补被抽吸介质或被抽吸介质与射流介质的混合在管道或泵体内的流速损耗，内外交叉斜向混合射流大幅度提高射流泵的抽吸能力和被抽吸介质的吸入量，满足更高效率的介质输送要求，并且本实用新型能够形成足够高的输出压力，特别是当吸入介质是乏汽时，由于同射流介质混合加压后转换为液态，体积明显减少，由此减少了混合介质的体积和流速，采用本申请多级多管高效射流的方式，不断地补入射流介质，有利于减少因乏汽凝结后体积变小带来的流速下降，同时阶梯式多级交叉斜向补入射流更使得射流泵内的介质动量逐级增加，有利于改善射流泵内的介质流动状态，提高动力的利用效果，由此不仅提高了抽吸能力，而且还保证了输出压力。另外阶梯式交叉斜向混合射流将被吸入介质内外分层和增加接触曲线面积的多级补入射流进一步使得射流泵内的介质动量大增，有利于再次提高射流泵内的介质流动状态，再提高动力的利用效果，由此不仅阶梯式交叉斜向混合射流提高了抽吸能力，而且还保证和增加输出压力。申请人的反复实验，采用本实用新型的多级多管高效射流泵，在输出压力和抽吸量等参数要求相同的情况下，可以大幅度降低射流泵的压头，减少动力消耗约50%以上，多级多管高效射流泵的阶梯式交叉斜向混合射流、被抽吸介质的内外层面充分接触和喷嘴齿状结构扩大接触摩擦推力的受力面积，充分利用射流介质的压力和流速，有利于减少混合湍流和光滑力，提高抽吸力和抽吸效果，对环境保护要求大面积大幅度减少工业废汽废热排放具有消减能源浪费和环境污染一举两得功效。

所述冷凝水回收罐36的水泵38将冷凝水加压输送，冷凝水回收罐36的自控系统根据来水量自动调节输送管道上的控制阀39，保持冷凝水回收罐36中稳定压力和特定液位确保射流功能，水泵定压将冷凝水送入冷凝水水处理设备中。

优选地，所述水处理设备包括依次串联的集水调节箱40、中和箱41、生化反应箱42、絮凝反应箱43、沉淀箱47、水质检测箱48和出水调节箱49，所述集水调节箱49设有水量控制门51，所述中和箱41设有石灰乳投放管道45，所述絮凝反应箱43设有絮凝剂投放管道46，所述絮凝剂选用有机絮凝剂PAM和无机絮凝剂PAC，所述出水调节箱49设有出水管道44。

通过所述水量控制阀门调节进入所述集水调节箱40的水量并进入所述中和箱41，通过石灰乳投放管道45将石灰乳打入中和箱41进行酸碱中和处理后，送入设有专用环境检测仪器的生化反应箱42，然后选用有机絮凝剂PAM清除水中悬浮颗粒物和无机絮凝剂PAC将颗粒物进行稳定沉淀，絮凝剂经絮凝剂投放管道46进入絮凝剂反应箱43，并依次进入沉淀箱47、水质检测箱48和出水调节箱49，处理合格的中性水经出水管道44外送循环利用。

优选地，所述的自动控制系统包括多个自动控制阀门和管道，至少包括均衡调节阀门32、吸热介质出口调节阀门33、酸性冷凝水输送控制阀门39，自清洗循环控制阀门50、水处理管道控制阀门14。

所述锅炉烟汽节能微排装置的吸热介质进口管道31的调节阀门32，依据烟气排放出口2的设定温度来控制阀门32的开启度，确保烟气进脱硫塔的特定温度和热量；热用户所需的水或蒸汽的温度或压力，是通过调节吸热介质出口管道34上的控制阀门33，用以满足生产加热系统的需求；所述锅炉烟汽节能微排装置内部尘霾结垢的自动清洗功能，是根据装置上的检测孔观测到的或检测仪表对尘霾的检测数据发出的清洗指令，自动打开循环冲洗管道上的控制阀门50并自动关闭水处理管道上的水量控制阀门51，定期定时清洗干净后自动切换回原系统。

所述锅炉烟汽节能微排装置的烟气（汽）热能被分段式顺序渐进放出热量，烟汽（气）原本为高温三相流的水蒸汽、空气和粉尘，经过换热冷却降温变成四相流的水蒸汽、空气、粉尘、冷凝水，其中冷凝水被分段分流排出烟汽节能微排装置，装置内的四相流的水蒸汽、空气、粉尘、冷凝水，在出口处又变成了低温三相流的少量水蒸汽、空气和少量粉尘，因为水蒸汽在冷凝时会将一定比例的粉尘一起带出烟道，在引风机和烟囱吸气的作用下，低温三相流通过烟气管道，进入脱硫塔进行脱硫处理。

由于锅炉烟汽冷却后的水质属于酸性，腐蚀性极强，因此在锅炉烟汽节能微排装置内部，凡与烟汽和酸性冷凝水直接接触的结构材质，需要选用耐酸性腐蚀材料，多为选用钛合金、钛合金衬里、316或304等不锈钢、445J2特种耐酸不锈钢等防腐材料，包括酸性水排放管道7、8、12等。

本发明研究了锅炉烟气脱硫后的化合演变过程，“雾霾起源”是由带负电荷具有吸附力的锅炉烟汽在湿式脱硫塔中大量喷水降温引发化学反应造成的，并将雾霾化合演变过程分为三个阶段：

1. 烟囱内的酸碱化合演变量

第一阶段是在脱硫后的烟囱内发生的，酸碱中和成盐的化合反应和置换反应增加PM2.5约100%以上，眼睛观察到的烟囱冷凝水呈黑色状态。另据 “华电电科院、哈工大等科研人员在2015年做的湿法脱硫对660MW煤粉炉PM2.5排放影响的实验研究显示，排往大气中的超细颗粒物，是锅炉出口未经除尘设备的2倍，是除尘设备出口的458倍”，这一发现解开许多电厂脱硫大量喷水稀释后反而大于脱硫前含尘率的怪现象。

2. 烟气酸碱化合演变成“大白龙”

第二阶段是在烟囱出口的“大白龙”或“双龙”中发生的化合反应和置换反应，一方面是原来的酸碱气体发生化合演变，另一方面是酸碱气体在排放形成两股旋转气流与空气中的酸碱气体发生吸附化合和置换反应，增加约500%以上 PM2.5颗粒物，这一研究成果找出脱硫后烟汽拖尾的原因。

3. 静稳天气酸碱化合演变成重霾

第三阶段静稳天气的硫酸根、氯离子等多种酸性气体和脱硫产生钙离子或铵离子等多种碱性气体在空中迅速发生酸碱气体化合和置换反应，增加约500倍以上的PM2.5颗粒物，据清华大学给出数据，重霾天气VOC占33%、硫酸盐占25%、硝酸盐占16%、胺盐占10%等颗粒物，这一成果解开从无到有、快速成灾的重霾之谜。

依据现有的地面排放情况，上述第一、二阶段颗粒物的生成量远远小于2012年尘霾排放量，第三阶段的化合演变是静稳天气成几何增长污染源是重霾爆发的关键。

本发明的具体试验结果如下：

1）提出重霾爆发三要素：一要有低温湿烟气具有催化剂作用的排放污染源，二是三级风以下的微风气象条件，三是大气逆温即高空温度高于或接近于地面温度，将地面高温向大气低温对流膨胀条件消失，失去尘霾向高空扩散的能力；

2）只有粘贴在一起的低温湿烟气排放到大气中，在无风大气逆温条件下，快速侵染如汽车尾气等已经高温排放到大气中H₂O、CO₂等清洁气体，迅速演变成复杂酸性盐颗粒物，重霾自天而降才能发生；

3）重霾爆发后是难以自行消退，重霾爆发长时间飘浮在大气中加大了空气比重，区域内的空气比重越大越能减少或阻碍外来风力，也导致近几年全国风力减弱；

4）“超净排放”和“烟塔合一”对治理雾霾没有效果，重霾颗粒物的来源不是直接排放的颗粒物，燃煤锅炉排放本来为1:8的水和气比例，这说明只有1/8的不凝气体才能参加化学反应，而烟塔合一结构将化合演变缺少的水汽，在冷却塔中全部补齐，化合演变成雾霾的污染源增大，所以烟塔合一的“环保电厂”对治霾效果恰恰相反；

5）雾霾多发于10月至来年3月，是因为10月后的气温在不断下降和冬季气温极低，极易形成大气逆温现象，加上冬季采暖低温湿烟气排量增大，另外低温下的湿烟气更有利于酸碱气体凝结汇聚化合演变条件更充分的缘故。

本发明能够将电厂锅炉“废汽变宝”，具体效果如下：

1. 节能：

低碳治霾项目投运，具有显著节能效益或增加发电效益；

2. 锅炉烟气系统优化的脱硫综合效益：

①节水：湿式脱硫塔大幅度减少耗水量，

②节电：减少引风机耗电和减少循环泵耗电量，

③节资：低碳治霾技术应用，可以大幅度减少湿式脱硫塔投资和环保运行成本；

3. 企业低碳治霾环保价值：

①消减锅炉烟气尘霾排量40～60%，

②消减锅炉低温湿烟气排量40～60%，

③消减低温湿烟气排放引发大气酸性盐颗粒物减少30～50%。

上述实施例仅表达了本发明的某种具体实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此理解为对本发明专利范围的限制，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

本发明公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (7)

1.一种控制烟气相关大气酸性颗粒物的方法，其特征在于控制或减小烟气中的水含量，以控制或减少烟气中酸性气体成分在水的参与下直接或间接与碱性物质反应生成盐，进而减少源于盐的大气颗粒物和/或非颗粒状大气污染物，将烟气中包括蒸汽汽化潜热在内的烟气余热进行回收利用，在烟道上设置能够实现烟气与低温吸热介质进行间接热交换的热交换设备，以低温吸热介质吸收烟气余热，降低烟气的排放温度，使烟气中的水蒸汽冷凝为液态水并排出，减少烟气中的水含量，所述热交换设备设置于烟气除尘器之后、烟气脱硫设备之前，所述烟气除尘设备采用静电除尘器或含有静电除尘器的除尘设备组合，所述烟气脱硫设备采用湿式脱硫塔，将热交换设备排出的冷凝水进行处理后全部或部分用作湿式脱硫塔的补充水，通过控制脱硫工艺条件控制脱硫过程中的控制烟气温度，使之符合相应的烟气进出口温度控制要求，所述控制脱硫工艺条件包括控制脱硫水的温度，通过降低湿式脱硫塔进出口烟气温度差，控制湿式脱硫塔内的脱硫水蒸发量，减少或避免因脱硫工艺增加烟气的含湿量，进入湿式脱硫塔的烟气中的蒸汽处于饱和或近饱和状态，且烟气温度低于100℃，在与脱硫水接触的过程中，不仅能够与脱硫水中的碱性物质反应消除二氧化硫酸性成分，烟气温度和体积大致稳定或有所下降，烟气的含湿量亦大致不变甚至有所下降，由此避免了因湿法脱硫导致烟气含水总量的大幅度增加，

所述热交换设备采用多段换热，多段换热产生的冷凝水分段引出，包括适于接入烟道的壳体，所述壳体的进气侧端口为壳程介质进口，用于连接进气侧烟道，出气侧端口为壳程介质出口，用于连接出气侧烟道，所述壳体内沿轴向分段分布有多个相互间隔的热交换单元，所述热交换单元的换热件内设有封闭的管程介质通道，所述热交换单元前后两侧的壳体空腔通过所述热交换单元的壳程介质通道连通，所述热交换设备还设有多个分段式冷凝水排放管，任何两相邻的热交换单元之间至少设有一个连通所述分段式冷凝水排放管的冷凝水排水口，最接近出气侧端口的热交换单元后面至少设有一个连通所述分段式冷凝水排放管的冷凝水排水口，所述热交换单元的换热件采用中空孔板、环形换热管和平面螺旋管中的任意一种或多种，在进行热交换的过程中实现包括水蒸汽冷凝、粉尘沉降、冷凝水引出和烟气排放的四相分流，进气侧烟道中的含有蒸汽和粉尘的烟气从热交换设备的壳程介质进口进入热交换设备，经过热交换单元时与换热件中的吸热介质间接换热，依靠热交换单元在壳体内腔中形成的阻挡及面积变化，在烟气流动的过程中形成惯性分离和重力分离效应，包括烟尘在内的悬浮颗粒物与烟气分离并沉降，烟气中的蒸汽因放热而转换为冷凝水凝聚在悬浮颗粒物的沉积区域，粉尘混入冷凝水一同从热交换设备的冷凝水出口排出，冷凝和分离后的烟气从热交换设备的壳程介质出口排出，

所述热交换设备采用立式或卧式，立式的所述热交换设备的壳体竖向设置，壳体的下端端口为进气侧端口，上端端口为出气侧端口，相邻热交换单元的相对端面为相互平行的倾斜平面，与所述热交换设备的壳体轴线呈不为90°的夹角，由此形成热交换单元之间倾斜的等厚间隙；卧式的所述热交换设备的壳体水平设置，壳体的前端端口为进气侧端口，后端端口为出气侧端口，相邻热交换单元的相对端面为倾斜方向相反的倾斜平面，与所述热交换设备的壳体轴线均呈不为90°的夹角，且两端面上端之间的间距大，下端之间的间距小，由此形成热交换单元之间上宽下窄V形间隙，所述V形间隙的底端宽度不为零，所述换热件的迎风侧端面和背风侧端面的边缘均设有轴向延伸出来的挡水堰，由此在所述换热件的端面上形成轴向开口的导流槽，用于冷凝水的集水和导流，所述挡水堰构成相应导流槽的槽壁，所述冷凝水排水口设置在相应导流槽的最低处，用于接入导流槽中的冷凝水，所述分段式冷凝水排放管的出口连接液体输送动力装置的输送进口，所述液体输送动力装置采用多级多管高效射流泵，所述多级多管高效射流泵上用于连接被抽吸介质通道的被抽吸介质进口构成其输送进口。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述湿式脱硫塔采用恒温脱硫或控制脱硫塔进出口烟气的温差不高于5℃，通过所述热交换设备冷凝实现烟气水蒸汽去除率不少于80%，湿式脱硫塔的进口烟气温度为60-80℃，湿式脱硫塔出口烟气温度为55-80℃，热交换设备适应的进口烟气温度上限不低于140℃。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于对冷凝水的处理包括去除其中的固体颗粒物，根据脱硫设备对脱硫水温度的要求，当需要对补充水加温时，将需要加温的补充水作为所述热交换设备的吸热介质进行通过所述热交换设备进行热交换，经过热交换设备升温后接入所述湿式脱硫塔的用水装置。

4.一种适于烟气污染控制的节能微排的低碳治霾方法，其特征在于采用权利要求1-3中任意一种方法控制烟气相关大气酸性颗粒物的生成和演化，消除或减少烟气排放后的化合置换反应，进而控制或减少与烟气相关的大气霾污染。

5.一种适于烟气污染控制的节能微排的低碳治霾系统，其特征在于在烟道上设置能够实现烟气与低温吸热介质进行间接热交换的热交换设备，以低温吸热介质吸收烟气热能，降低烟气的排放温度，使烟气中的水蒸汽冷凝为液态水并排出，减少烟气中的水含量，以控制或减少烟气中酸性气体成分在水的参与下直接或间接与碱性物质反应生成盐，所述热交换设备的出口烟气通过烟道接入脱硫设备进行脱硫处理，所述热交换设备的壳体内沿轴向分段分布有多个相互间隔的热交换单元，所述热交换单元的换热件内设有封闭的管程介质通道，所述热交换单元前后两侧的壳体空腔通过所述热交换单元的壳程介质通道连通，所述热交换设备还设有多个分段式冷凝水排放管，任何两相邻的热交换单元之间至少设有一个连通所述分段式冷凝水排放管的冷凝水排水口，最邻近壳体出气侧端口的热交换单元后面一个连通所述分段式冷凝水排放管的冷凝水排水口，在进行热交换的过程中实现包括水蒸汽冷凝、粉尘沉降、冷凝水引出和烟气排放的四相分流，进气侧烟道中的含有蒸汽和粉尘的烟气从热交换设备的壳程介质进口进入热交换设备，经过热交换单元时与换热件中的吸热介质间接换热，依靠热交换单元在壳体内腔中形成的阻挡及面积变化，在烟气流动的过程中形成惯性分离和重力分离效应，包括烟尘在内的悬浮颗粒物与烟气分离并沉降，烟气中的蒸汽因放热而转换为冷凝水凝聚在悬浮颗粒物的沉积区域，粉尘混入冷凝水一同从热交换设备的冷凝水出口排出，冷凝和分离后的烟气从热交换设备的壳程介质出口排出，所述热交换设备设置于烟气除尘器之后、烟气脱硫设备之前，其烟气出口通过烟道连接脱离设备的烟气进口，所述烟气除尘设备采用静电除尘器或含有静电除尘器的除尘设备组合，所述烟气脱硫设备采用湿式脱硫塔，将热交换设备排出的冷凝水进行处理后全部或部分用作湿式脱硫塔的补充水，通过控制脱硫工艺条件控制脱硫过程中的控制烟气温度，使之符合相应的烟气进出口温度控制要求，所述控制脱硫工艺条件包括控制脱硫水的温度，进入湿式脱硫塔的烟气中的蒸汽处于饱和或近饱和状态，且烟气温度低于100℃，在与脱硫水接触的过程中，不仅能够与脱硫水中的碱性物质反应消除二氧化硫酸性成分，烟气温度和体积大致稳定或有所下降，烟气的含湿量亦大致不变甚至有所下降，由此避免了因湿法脱硫导致烟气含水总量的大幅度增加，

所述热交换设备采用立式或卧式，立式的所述热交换设备的壳体竖向设置，壳体的下端端口为进气侧端口，上端端口为出气侧端口，相邻热交换单元的相对端面为相互平行的倾斜平面，与所述热交换设备的壳体轴线呈不为90°的夹角，由此形成热交换单元之间倾斜的等厚间隙；卧式的所述热交换设备的壳体水平设置，壳体的前端端口为进气侧端口，后端端口为出气侧端口，相邻热交换单元的相对端面为倾斜方向相反的倾斜平面，与所述热交换设备的壳体轴线均呈不为90°的夹角，且两端面上端之间的间距大，下端之间的间距小，由此形成热交换单元之间上宽下窄V形间隙，所述V形间隙的底端宽度不为零，所述换热件的迎风侧端面和背风侧端面的边缘均设有轴向延伸出来的挡水堰，由此在所述换热件的端面上形成轴向开口的导流槽，用于冷凝水的集水和导流，所述挡水堰构成相应导流槽的槽壁，所述冷凝水排水口设置在相应导流槽的最低处，用于接入导流槽中的冷凝水，所述分段式冷凝水排放管的出口连接液体输送动力装置的输送进口，所述液体输送动力装置采用多级多管高效射流泵，所述多级多管高效射流泵上用于连接被抽吸介质通道的被抽吸介质进口构成其输送进口。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于通过降低湿式脱硫塔进出口烟气温度差，控制湿式脱硫塔内的脱硫水蒸发量，减少或避免因脱硫工艺增加烟气的含湿量，所述湿式脱硫塔采用恒温脱硫或控制脱硫塔进出口烟气的温差不高于5℃，烟气中通过所述热交换设备冷凝去除的水蒸汽比例不少于80%，湿式脱硫塔的进口烟气温度为60-80℃，湿式脱硫塔出口烟气温度为55-80℃，热交换设备适应的进口烟气温度上限不低于140℃。

7.如权利要5或6所述的系统，其特征在于所述热交换设备的分段式冷凝水排放管和冲洗水排放管接入能够进行固液分离或者能够进行固液分离和酸碱中和的水处理设备，所述水处理设备的出水口通过冷凝水回用管道接入湿式脱硫塔的用水装置，所述冷凝水回用管道的总管或其中的一个支管上串接所述热交换设备的管程，用作所述热交换设备的吸热介质，经吸热升温后接入湿式脱硫塔的用水装置。

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