CN104258673B - 中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置 - Google Patents

中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置,包括由下至上集成在一个塔体内的脱硫集尘净化段、解析喷氨混合段和脱硝反应段,所述脱硫集尘净化段由灰仓、密闭卸灰阀、烟气入口、气流均布导流板、滤袋和脉冲喷吹装置组成;解析喷氨混合段由喷氨结构体、热解析气体输送喷射结构体、混合均流结构体组成;脱硝反应段由脱硝催化剂和净化烟气出口组成。与现有技术相比,本发明的有益效果是:1)烟气脱硫除尘、脱硝及脱硝催化剂热解析一体化;2)脱硝催化剂使用寿命长;3)脱硝效率高;4)氨气与烟气、高温热解析气体与烟气接触充分;5)可在线热解析再生脱硝催化剂;6)可省略脱硝催化剂清灰系统。

Description

中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置

技术领域

[0001] 本发明涉及中低温烟气脱硫脱硝技术领域,尤其涉及中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置。

背景技术

[0002] 烟气NH3_SCR法脱硝技术按其所处理的烟气温度大致可分为三种类型:第一种是高温烟气脱硝,处理烟气温度为300〜400°C ;第二种是中温脱硝工艺,处理烟气温度为200〜300°C ;第三种是低温脱硝工艺,处理烟气温度为120〜220°C。

[0003] 第一种高温烟气脱硝技术已在世界范围内广泛应用于电厂脱硝工艺,第二种、第三种脱硝技术目前正在采暖燃煤锅炉烟气脱硝、玻璃窑烟气脱硝工艺中试运行。与第一种高温烟气脱硝技术相比,第二种及第三种中低温脱硝技术的局限性在于烟气中的二氧化硫含量及含水量会对脱硝效率产生极大的影响。

[0004] 传统工艺在采用中低温脱硝工艺时,会在脱硝工艺前置干法或半干法脱硫工艺,为去除脱硫过程中产生的颗粒物,需设布袋除尘器对含尘烟气进行过滤净化。但有些工程项目受场地的限制,无法同时设置布袋除尘器及脱硝反应器。另外,低温脱硝催化剂会将少部分二氧化硫氧化成三氧化硫,三氧化硫与氨反应生成的硫酸氢铵会在烟气温度低于230 °C的情况下凝结成黏性物质,在中低温脱硝工艺里,这种黏性物质会影响中低温脱硝效率。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置,先通过滤袋过滤烟气中没有完全反应的脱硫剂及脱硫灰,使烟气通过过滤粉尘层时与脱硫剂充分接触进一步脱硫,然后将氨气喷入经过滤袋过滤后的烟气中与其充分混合,再经脱硝催化剂脱硝后排入大气;同时设高温热解析装置对脱硝催化剂进行在线热解析再生,保持中低温脱硝催化剂持续使用寿命;通过滤袋及混合均流结构体设置,使烟气速度场及温度场在中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置内均布,实现高效脱硝的目的。

[0006] 为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:

[0007] 中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置,包括由下至上集成在一个塔体内的脱硫集尘净化段、解析喷氨混合段和脱硝反应段,所述脱硫集尘净化段由灰仓、密闭卸灰阀、烟气入口、气流均布导流板、滤袋和脉冲喷吹装置组成;解析喷氨混合段由喷氨结构体、热解析气体输送喷射结构体、混合均流结构体组成;脱硝反应段由脱硝催化剂和净化烟气出口组成。

[0008] 所述灰仓位于塔体最下方,密闭卸灰阀安装在灰仓出料口处;烟气入口设在脱硫集尘净化段的中部塔体上,多排滤袋垂直嵌挂于花板孔内,且沿纵向均布,气流均布导流板设在烟气入口与滤袋之间,滤袋上部设脉冲喷吹装置。

[0009] 所述热解析气体输送喷射结构体由多条平行设置的送风管道组成,每条送风管道上均设风量调节阀,位于塔内的送风管道上均布孔板送风口 ;喷氨结构体设在热解析气体输送喷射结构体上方,由多条平行设置的喷氨管道组成,每条喷氨管道上均设有喷氨调节阀,喷氨管道上均布氨喷射口 ;混合均流结构体设在喷氨结构体上方,由1〜4层呈弧形波纹或角型波纹形状的多孔板组成,且相邻两层之间按波纹方向相隔90°角交错布置。

[0010] 所述脱硝催化剂按2〜4层设置,净化烟气出口设在塔顶部。

[0011] 图中:1.脱硫集尘净化段la.灰仓lb.密闭卸灰阀lc.烟气入口 Id.气流导流板le.滤袋If.脉冲喷吹装置2.解析喷氨混合段2a.喷氨结构体2b.热解析气体输送喷射结构体2c.风量调节阀2d.孔板送风口 2e.混合均流结构体2f.喷氨调节阀3.脱硝反应段3a.脱硝催化剂3b.净化烟气出口

[0012] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:

[0013] 1)实现烟气脱硫除尘、脱硝、脱硝催化剂现场热解析再生一体化,节省一次投资,降低运行费用,减少占地面积;

[0014] 2)脱硝之前先除尘,减少烟气中的粉尘在通过脱硝催化剂层时对催化剂表面的磨损,可以有效延长脱硝催化剂使用寿命,减少脱硝催化剂用量;

[0015] 3)通过滤袋过滤层和混合均流结构体的均压作用,可实现烟气在中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置横截面上的均布,使烟气速度场、温度场分布更加均勾,进一步提尚脱硝效率;

[0016] 4)氨气通过网格状分布的喷氨口喷入装置内,高温热解析气体通过孔板送风口送入烟气中,可使氨气与烟气、高温热解析气体与烟气接触更充分,混合更均匀;

[0017] 5)可在线热解析再生脱硝催化剂,在不影响工艺系统正常工作的情况下,通过利用高温烟气分解催化剂表面的黏性物质,净化催化剂表面,进一步提高脱硝催化剂的催化效率和使用寿命;

[0018] 6)可简化或省略传统工艺中的脱硝催化剂清灰系统。

[0019] 7)烟气通过滤袋过滤过程中,与滤袋外表面滤下的未参加反应的脱硫剂充分接触,在通过滤袋去除烟气中脱硫灰的同时,进一步提高烟气的脱硫效率,

附图说明

[0020] 图1是本发明的主视剖面图。

[0021] 图2是本发明的侧视剖面图。

[0022] 图中:1.脱硫集尘净化段la.灰仓lb.密闭卸灰阀lc.烟气入口 Id.气流导流板le.滤袋If.脉冲喷吹装置2.解析喷氨混合段2a.喷氨结构体2b.热解析气体输送喷射结构体2c.风量调节阀2d.孔板送风口 2e.混合均流结构体2f.喷氨调节阀3.脱硝反应段3a.脱硝催化剂3b.净化烟气出口

具体实施方式

[0023] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:

[0024] 见图1-图2,是本发明的结构示意图,本发明中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置,包括由下至上集成在一个塔体内的脱硫集尘净化段1、解析喷氨混合段2和脱硝反应段3,所述脱硫集尘净化段1由灰仓la、密闭卸灰阀lb、烟气入口 lc、气流均布导流板ld、滤袋le和脉冲喷吹装置If组成;解析喷氨混合段2由喷氨结构体2a、热解析气体输送喷射结构体2b和混合均流结构体2e组成;脱硝反应段3由脱硝催化剂3a和净化烟气出口 3b组成。

[0025] 所述所述灰仓la位于塔体最下方,密闭卸灰阀lb安装在灰仓lb出料口处;烟气入口 lc设在脱硫集尘净化段1的中部塔体上,多排滤袋le垂直嵌挂于花板孔内,且沿纵向均布,气流均布导流板Id设在烟气入口 lc与滤袋le之间,滤袋le上部设脉冲喷吹装置

lfo

[0026] 所述热解析气体输送喷射结构体2b由多条平行设置的送风管道组成,每条送风管道上均设风量调节阀2c,位于塔内的送风管道上均布孔板送风口 2d ;喷氨结构体设在热解析气体输送喷射结构体2b上方,由多条平行设置的喷氨管道组成,每条喷氨管道上均设有喷氨调节阀2f,喷氨管道上均布氨喷射口 ;混合均流结构体2e设在喷氨结构体2a上方,由1〜4层呈弧形波纹或角型波纹形状的多孔板组成,且相邻两层之间按波纹方向相隔90°角交错布置。

[0027] 所述脱硝催化剂3a按2〜4层设置,净化烟气出口 3b设在塔顶部。

[0028] 脱硫集尘净化段1底部由灰仓la及密闭卸灰阀lb组成,密闭卸灰阀lb设在灰仓la出料口处。灰仓la用于收集并贮存从烟气中分离出来的颗粒物,密闭卸灰阀lb的一个作用是防止外部空气通过出料口渗入装置内部降低烟气温度,另一个作用是排放灰仓la收集的粉尘颗粒物。

[0029] 脱硫集尘净化段1上部由烟气入口 lc、气流均布导流板ld、滤袋le、脉冲喷吹装置If组成。烟气入口 lc设在脱硫集尘净化段11a上方的侧面塔体上,多排滤袋le垂直嵌挂于脱硫集尘净化段1花板孔内,且沿纵向均布,气流均布导流板Id设在烟气入口 lc与滤袋le之间。气流均布导流板Id为角形钢板组成的迷宫型结构,可对尘气中所含粗颗粒煤粉进行粗分离,同时对含尘烟气进行导流,使滤袋le表面的气流分布均匀,避免含尘气体直接冲刷滤袋le表面,影响滤袋le使用效率及使用寿命。脉冲喷吹装置If设在滤袋le上部净气区域内,用于对滤袋le进行脉冲反吹清灰。

[0030] 脱硫集尘净化段1上部为解析喷氨混合段2,由喷氨结构体2a、热解析气体输送喷射结构体2b和混合均流结构体2e组成。热解析气体输送喷射结构体2b布置在脉冲喷吹装置If上部,由多条平行布置的送风管道组成,在每条送风管道上均设有风量调节阀2c,输送进设备内部的高温热解析气体通过均布在送风管道上的孔板送风口 2d均匀输送至装置截面。喷氨结构体2a设在热解析气体输送喷射结构体2b上部,由多条平行设置的喷氨管道组成,氨气输送管道上设置的喷射口在装置截面上呈网格状布置,每条喷氨管道上均设有喷氨调节阀2f。解析喷氨混合段2顶部设混合均流结构体2e,混合均流结构体2e由孔板制作而成,呈弧形波纹或角型波纹形状,混合均流结构体2e可设1〜4层,且相邻两层之间按波纹方向相隔90°角交错布置。

[0031] 脱硝反应段3设在本发明所述中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置顶部,由脱硝催化剂3a、净化烟气出口 3b组成。脱硝催化剂3a由2〜4结构层组成。净化烟气出口 3b设在装置的顶部,开口朝向一侧。

[0032] 本发明中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置的工作原理是:设备运行时,含尘烟气由烟气入口 lc进入脱硫集尘净化段1,与气流均布导流板Id接触,大颗粒粉尘在惯性作用下直接落入灰仓la底部,而气流经过气流均布导流板Id的导流,均匀分布在滤袋le的外表面。烟气中未完全反应的脱硫剂及脱硫灰粉尘经过滤袋le外滤,被捕集到滤袋le的外表面,烟气在通过粉尘层时,烟气中的二氧化硫与未反应的脱硫剂颗粒充分接触反应,可提高脱硫效率30%以上,通过采用脉冲喷吹装置If定期喷吹压缩空气,将滤袋le所捕集到的颗粒物吹落至灰仓la底部,经过粉尘过滤净化的烟气则进入解析喷氨混合段2。氨气通过喷氨结构体2a的喷氨管道均匀送入塔内,与烟气充分混合接触。在混合均流结构体2e的均压混合作用下,烟气与氨气均匀混合,同时使进入脱硝反应段3的烟气在装置横截面呈速度场及温度场均布。与氨气充分混合后的烟气经过脱硝催化剂3a时,在催化剂的催化作用下,氨气将氮氧化物还原成氮气和水。经过脱硝后的净气从净化烟气出口 3b流出。

[0033]当烟气中含有二氧化硫时,在低温催化剂的作用下,会有一部分二氧化硫被转化成三氧化硫,三氧化硫与氨发生反应,生成硫酸氢铵,在烟气温度低于230°C的情况下会凝结为粘稠状的物质,粘附在催化剂表面,减少烟气与催化剂的有效接触面积,降低低温脱硝催化剂脱硝效率。因此,当低温烟气通过脱硝催化剂3a运行一段时间以后,为保证催化剂在烟气含二氧化硫条件下保持较高的脱硝效率,需对催化剂进行热解析。通过热解析气体输送管道上设置的孔板送风口 2d,将高温解析气体均匀送入装置内,高温解析气体与烟气充分接触,并在混合均流结构体2e的均压及混合作用下均匀混合,气流在中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置截面上均布。经过混合及气流均布,温度为380〜400°C的烟气经过脱硝催化剂3a时,会分解粘附在催化剂表面的硫酸氢铵,净化催化剂表面,从而提高脱硝催化剂的脱硝效率,延长其使用寿命。

Claims (1)

1.中低温烟气脱硫除尘脱硝及脱硝催化剂热解析一体化装置,其特征在于,包括由下至上集成在一个塔体内的脱硫集尘净化段、解析喷氨混合段和脱硝反应段,所述脱硫集尘净化段由灰仓、密闭卸灰阀、烟气入口、气流均布导流板、滤袋和脉冲喷吹装置组成;解析喷氨混合段由喷氨结构体、热解析气体输送喷射结构体、混合均流结构体组成;脱硝反应段由脱硝催化剂和净化烟气出口组成;所述灰仓位于塔体最下方,密闭卸灰阀安装在灰仓出料口处;烟气入口设在脱硫集尘净化段上部塔体上,多排滤袋垂直嵌挂于花板孔内,且沿纵向均布,气流均布导流板设在烟气入口与滤袋之间,滤袋上部设脉冲喷吹装置;所述热解析气体输送喷射结构体由多条平行设置的送风管道组成,每条送风管道上均设风量调节阀,位于塔内的送风管道上均布孔板送风口 ;喷氨结构体设在热解析气体输送喷射结构体上方,由多条平行设置的喷氨管道组成,每条喷氨管道上均设有喷氨调节阀,喷氨管道上均布氨喷射口 ;混合均流结构体设在喷氨结构体上方,由1〜4层呈弧形波纹或角型波纹形状的多孔板组成,且相邻两层之间按波纹方向相隔90°角交错布置;所述脱硝催化剂按2〜4层设置,净化烟气出口设在塔顶部。
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