CN104307364A - 一种脱硫脱硝一体化烟气净化系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种脱硫脱硝一体化烟气净化系统，在同一系统中实现脱硫脱硝一体化，脱硫脱硝工艺简单，提高了脱硝效率，实现了硫的再利用，同时降低了系统运行费用，减少了设备投资规模，本发明同时提供了一种脱硫脱硝一体化烟气净化方法，其特征在于：其包括SO2、NOX富集装置，所述SO2、NOX富集装置包括烟气进口、烟气出口、加热介质进口、加热介质出口、冷却介质进口、冷却介质出口，除尘器通过排烟风机连接所述烟气进口，所述烟气出口连接烟囱，所述加热介质出口依次连接SCR反应器、排气风机、SO2处理装置，所述加热介质出口与所述SCR反应器间连接氨气混合器，本发明同时提供了一种脱硫脱硝一体化烟气净化方法。

Description

一种脱硫脱硝一体化烟气净化系统及其方法
技术领域
本发明涉及燃烧烟气处理的技术领域，具体为一种脱硫脱硝一体化烟气净化系统及其方法。 
背景技术
燃煤电厂、工业炉窑等排放的烟气，含有大量的SO2、NOX等有害气体，严重影响人类的生存环境和经济发展，必须采取措施净化烟气，控制大气污染。
目前，烟气净化方法有许多种，一般分为湿法、半干法、干法，大多单独设置脱硫或脱硝装置。正在兴起的活性焦吸附法脱硫、脱硝方法，即使采用一套装置同时进行脱硫、脱硝，也将一套装置分成前后两段分别进行脱硫或脱硝处理，而且脱硝效率低仅为30～40%，系统阻力大，系统能耗比较高。另外，该方法采用活性焦移动床吸附，吸附后的活性焦经过输送机送至解吸塔，解吸后，再经过输送机将活性焦送至吸附塔。在此循环过程中活性焦会出现破损，颗粒度降低，必须将小颗粒的焦粉排除，不断补充新的活性焦，活性焦用量相当大。整个系统设备多、结构复杂，容易产生故障，会影响系统的正常运行。现今推广应用非常困难，使用率比较低。
发明内容
针对现有的上述问题，本发明提供了一种脱硫脱硝一体化烟气净化系统，在同一系统中实现脱硫脱硝一体化，脱硫脱硝工艺简单，提高了脱硝效率，实现了硫的再利用，同时降低了系统运行费用，减少了设备投资规模，本发明同时提供了一种脱硫脱硝一体化烟气净化方法。
其技术方案是这样的，一种脱硫脱硝一体化烟气净化系统，其特征在于：其包括SO2、NOX富集装置，所述SO2、NOX富集装置包括烟气进口、烟气出口、加热介质进口、加热介质出口、冷却介质进口、冷却介质出口，除尘器通过排烟风机连接所述烟气进口，所述烟气出口连接烟囱，所述加热介质出口依次连接SCR反应器、排气风机、SO2处理装置，所述加热介质出口与所述SCR反应器间连接氨气混合器。
其进一步特征在于：所述冷却介质出口连接加热介质进口；所述冷却介质出口依次通过风机和加热器连接所述加热介质进口；所述SO2、NOX富集装置包括箱体，所述箱体内设置有转筒，所述烟气进口、加热介质进口和冷却介质进口设置在所述箱体上所述转筒内侧，所述烟气出口、加热介质出口、冷却介质出口分别设置在所述箱体上所述转筒外侧，所述箱体内设置有密封隔板，所述密封隔板将箱体隔离形成吸附区、解吸区、冷却区，所述烟气进口和所述烟气出口设置在所述吸附区内，所述加热介质进口和所述加热介质出口设置在所述解吸区内，所述冷却介质进口和所述冷却介质出口设置在所述冷却区内，所述转筒贯穿所述密封隔板可在所述箱体内转动，所述转筒包括内层孔板和外层孔板，所述内层孔板和所述外层孔板间填充有吸附介质层。
一种脱硫脱硝一体化烟气净化方法，其特征在于：其包括以下步骤：
（1）、烟气通过除尘器进行过滤除尘；
（2）、过滤除尘后的烟气通过排烟风机送入SO2、NOX富集装置进行分离处理，含SO2、NOX浓度达标的烟气直接通过烟囱排放；
（3）、通过SO2、NOX富集处理后的NOX在SCR反应器中通过SCR催化剂与氨气发生还原反应，生成N2、H2O进行脱硝处理；
（4）、经过脱硝处理后富含SO2的烟气排出SCR反应器送入SO2处理装置。
其进一步特征在于：步骤（2）中包括以下步骤：
a、烟气进入SO2、NOX富集装置中的吸附区中，转筒上的吸附介质吸附烟气中的SO2、NOX，含SO2、NOX浓度达标的烟气直接通过烟囱排放；
a、  转筒转动，转筒中吸附SO2、NOX的部分进入解吸区，吸附在转筒上吸附介质上的SO2、NOX通过加热气体升温，吸附介质上的SO2、NOX被解吸脱附后形成了SO2、NOX富集气体，SO2、NOX富集气体进入SCR反应器中，同时冷却气体通入SO2、NOX富集装置的冷却区中，转筒转动，转筒中在解吸区升温的吸附介质旋转进入冷却区，通过冷却气体进行冷却，吸附介质降温，同时冷却气体升温，实现了吸附介质的降温，转筒转动，吸附介质降温后的转筒部分进入吸附区，完成了吸附、解吸、冷却循环。
本发明的上述系统中， SO2、NOX富集装置包括烟气进口、烟气出口、加热介质进口、加热介质出口、冷却介质进口、冷却介质出口，除尘器通过排烟风机连接烟气进口，烟气出口连接烟囱，加热介质出口依次连接SCR反应器、排气风机、SO2处理装置，加热介质出口与SCR反应器间连接氨气混合器，烟气在SO2、NOX富集装置实现分离，含SO2、NOX浓度达标的烟气从烟囱直接排除，通过SO2、NOX富集装置处理后的NOX在SCR反应器中通过SCR催化剂与氨气发生还原反应，生成N2、H2O,对烟气进行脱硝，最后将脱硝后的含有SO2的烟气通过排气风机送入SO2处理装置，由于本系统中烟气通过SO2、NOX富集装置进行富集处理，使得SO2、NOX较为集中，提高了局部SO2、NOX的浓度，降低了含SO2、NOX气体的流量，提高了脱硝效率，减少了催化剂的使用量，同时由于SO2较为集中，SO2的局部浓度较高，可以资源化利用，取消了脱硫粉（剂）等脱硫资源。本系统中，在同一系统中低流量、低能耗下脱硫脱硝同时运行，节约了投资及其运行成本，提高了经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明脱硫脱硝一体化烟气净化系统示意图；
图2为SO2、NOX富集装置主剖视图；
图3为图2左视图。
具体实施方式
见图1，
一种脱硫脱硝一体化烟气净化系统，其包括SO2、NOX富集装置1， SO2、NOX富集装置1包括烟气进口2、烟气出口3、加热介质进口4、加热介质出口5、冷却介质进口6、冷却介质出口7，除尘器8通过排烟风机9连接烟气进口2，烟气出口3连接烟囱10，加热介质出口5依次连接SCR反应器11、排气风机12、SO2处理装置14，加热介质出口5与SCR反应器间11连接氨气混合器13。
冷却介质出口7连接加热介质进口4，冷却气体在SO2、NOX富集装置1内升温后，把加热后的冷却气体作为加热气体的源气体，形成了冷热介质的循环，提高了源气体的温度，节约了能源，有效地降低了能量的消耗，提高了经济效益。
见图2、图3，
SO2、NOX富集装置1包括箱体17，箱体17内设置有转筒18，烟气进口2、加热介质进口4和冷却介质进口6设置在箱体17上转筒18内侧，烟气出口3、加热介质出口5、冷却介质出口7分别设置在箱体17上转筒18外侧，通过转筒18旋转，烟气进行处理后将含SO2、NOX浓度达标的烟气直接通过烟囱排除，包含SO2、NOX的气体，通过转筒18旋转进行SO2、NOX富集处理后通过加热介质出口5排除；
箱体17内设置有密封隔板19，密封隔板19将箱体隔离形成吸附区20、解吸区21、冷却区22，烟气进口2和烟气出口3设置在吸附区20内，加热介质进口4和加热介质出口5设置在解吸区内21，冷却介质进口6和冷却介质出口7设置在冷却区22内，转筒18贯穿密封隔板19可在箱体17内转动，转筒18包括内层孔板23-1和外层孔板23-2，内层孔板23-1和外层孔板23-2间填充有吸附介质层24，烟气在SO2、NOX富集装置1箱体17内的吸附区20、解吸区21、冷却区22内通过转筒18的旋转进行烟气的吸附、解吸、冷却循环过程，实现烟气的SO2、NOX富集，之后再通过NOX在SCR反应器11中与氨气混合发生反应，实现了低温烟气NOX富集脱除，同时由于SO2较为集中，SO2的局部浓度较高，实现了SO2 的富集，富集后的SO2不需要净化处理，可以制酸进行资源化利用，取消了脱硫粉（剂）等脱硫资源。
析出SO2、NOX的吸附介质必须进行冷却，才能进行下一次吸附。通入冷却气体对析出SO2、NOX的吸附介质进行冷却，冷却降温后的吸附介质对烟气中的SO2、NOX进行再一次吸附，排出被吸附介质加热升温后的冷却气体，实现了SO2、NOX的循环吸附。
见图1、图2、图3，
一种脱硫脱硝一体化烟气净化方法，其特征在于：其包括以下步骤：
（1）、烟气通过除尘器8中进行过滤除尘；
（2）、过滤除尘后的烟气通过排烟风机9送入SO2、NOX富集装置1进行分离处理，含SO2、NOX浓度达标的烟气直接通过烟囱10排放：
a、烟气进入SO2、NOX富集装置1中的吸附区20中，转筒18上的吸附介质层24吸附烟气中的SO2、NOX，含SO2、NOX浓度达标的烟气直接通过烟囱10排放；
b、  转筒18转动，转筒18中吸附SO2、NOX的部分进入解吸区21，吸附在转筒18上吸附介质上的SO2、NOX通过加热气体升温，吸附介质上的SO2、NOX被解吸脱附，形成了SO2、NOX富集气体，SO2、NOX富集气体进入SCR反应器11中，同时冷却气体通入SO2、NOX富集装置1的冷却区22中，转筒18转动，转筒18中在解吸区21升温的吸附介质旋转进入冷却区22，通过冷却气体进行冷却，吸附介质降温，同时冷却气体升温，实现了吸附介质的降温，转筒18转动，吸附介质降温后的转筒部分进入吸附区，完成了吸附、解吸、冷却循环；
（3）、通过SO2、NOX富集处理后的NOX在SCR反应器11中通过SCR催化剂与氨气发生还原反应，生成N2、H2O进行脱硝处理；
（4）、经过脱硝处理后富含SO2的烟气排出SCR反应器11中送入SO2处理装置14进行资源的再利用。
本实施例中，
除尘器8是烟气净化设备，其内部设有除尘装置，对进入的烟气进行除尘。除尘器8布置在排烟风机9之前，其进口通过管道与烟气源相连、出口通过管道与排烟风机9进口相连；    
排烟风机9为系统烟气的流动提供动力。排烟风机9布置在除尘器8与SO2、NOX富集装置1之间，其进口通过管道与除尘器8出口相连，其出口通过管道与SO2、NOX富集装置1烟气进口2相连；
烟囱10是圆筒体结构。烟囱10布置在SO2、NOX富集装置1之后，下部进口通过管道与SO2、NOX富集装置1烟气出口3出口相连，顶端排气口连通大气；
风机15为冷、热气体的流动提供动力。风机15布置在SO2、NOX富集装置1与加热器16之间，其进口通过管道与SO2、NOX富集装置1冷却介质出口7相连，其出口通过管道与加热器16冷却介质的进口相连；
加热器16是加热设备，对加热气体进行加热。其进口通过管道与风机15加热介质的出口相连，其出口通过管道与SO2、NOX富集装置1加热介质进口4相连；
氨气混合器13通入氨气与压缩空气进行混合，然后进入烟气中并与之充分混合。氨气混合器13压缩空气进口、氨气进口分别通过管道与各自气源相连，其出口通过管道与NOX富集装置1加热介质出口5、SCR反应器11进口相连；
SCR反应器11内有SCR催化剂，促使 NOX与氨气发生还原反应， 脱除氮氧化物。SCR反应器11进口通过管道与SO2、NOX富集装置3加热介质出口5、氨气混合器13出口相连，其出口通过管道与排气风机12加热介质的进口相连；
排气风机12将净化后的气体排出系统。其出口通过管道与SO2处理装置14进口相连。 

Claims (6)

1.一种脱硫脱硝一体化烟气净化系统，其特征在于：其包括SO2、NOX富集装置，所述SO2、NOX富集装置包括烟气进口、烟气出口、加热介质进口、加热介质出口、冷却介质进口、冷却介质出口，除尘器通过排烟风机连接所述烟气进口，所述烟气出口连接烟囱，所述加热介质出口依次连接SCR反应器、排气风机、SO2处理装置，所述加热介质出口与所述SCR反应器间连接氨气混合器。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫脱硝一体化烟气净化系统，其特征在于：所述冷却介质出口连接加热介质进口。
3.根据权利要求2所述的一种脱硫脱硝一体化烟气净化系统，其特征在于：所述冷却介质出口依次通过风机和加热器连接所述加热介质进口。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种脱硫脱硝一体化烟气净化系统，其特征在于：所述SO2、NOX富集装置包括箱体，所述箱体内设置有转筒，所述烟气进口、加热介质进口和冷却介质进口设置在所述箱体上所述转筒内侧，所述烟气出口、加热介质出口、冷却介质出口分别设置在所述箱体上所述转筒外侧，所述箱体内设置有密封隔板，所述密封隔板将箱体隔离形成吸附区、解吸区、冷却区，所述烟气进口和所述烟气出口设置在所述吸附区内，所述加热介质进口和所述加热介质出口设置在所述解吸区内，所述冷却介质进口和所述冷却介质出口设置在所述冷却区内，所述转筒贯穿所述密封隔板可在所述箱体内转动，所述转筒包括内层孔板和外层孔板，所述内层孔板和所述外层孔板间填充有吸附介质层。
5.一种脱硫脱硝一体化烟气净化方法，其特征在于：其包括以下步骤：
（1）、烟气通过除尘器进行过滤除尘；                      
（2）、过滤除尘后的烟气通过排烟风机送入SO2、NOX富集装置进行分离处理，含SO2、NOX浓度达标的烟气直接通过烟囱排放；
（3）、通过SO2、NOX富集处理后的NOX在SCR反应器中通过SCR催化剂与氨气发生还原反应，生成N2、H2O进行脱硝处理；
（4）、经过脱硝处理后富含SO2的烟气排出SCR反应器送入SO2处理装置。
6.根据权利要求5所述的一种脱硫脱硝一体化烟气净化方法，其特征在于：步骤（2）中包括以下步骤：
a、烟气进入SO2、NOX富集装置中的吸附区中，转筒上的吸附介质吸附烟气中的SO2、NOX，含SO2、NOX浓度达标的烟气直接通过烟囱排放；
b、 转筒转动，转筒中吸附SO2、NOX的部分进入解吸区，吸附在转筒上吸附介质上的SO2、NOX通过加热气体升温，吸附介质上的SO2、NOX被解吸脱附后形成了SO2、NOX富集气体，SO2、NOX富集气体进入SCR反应器中，同时冷却气体通入SO2、NOX富集装置的冷却区中，转筒转动，转筒中在解吸区升温的吸附介质旋转进入冷却区，通过冷却气体进行冷却，吸附介质降温，同时冷却气体升温，实现了吸附介质的降温，转筒转动，吸附介质降温后的转筒部分进入吸附区，完成了吸附、解吸、冷却循环。
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