CN105126618A - 一种中低温烟气一体化处理工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中低温烟气一体化处理工艺及装置，一体化处理工艺包括脱硫除尘、脱硝及脱硝催化剂再生过程，以上过程在一体化处理装置中进行，且一体化处理装置的2个脱硫除尘段共用1个热解喷氨混合段和1个脱硝反应段；本发明实现了烟气脱硫除尘、脱硝、脱硝催化剂现场热解再生一体化，可节省一次投资，降低运行费用，减少占地面积，且脱硫效率高；2个脱硫除尘段合用1个热解喷氨混合段和1个脱硝反应段，在满足功能要求的前提下简化了上部塔体结构，降低了设备耗材和荷重。

Description

一种中低温烟气一体化处理工艺及装置

技术领域

本发明涉及中低温烟气脱硫脱硝技术领域，尤其涉及一种中低温烟气一体化处理工艺及装置。

背景技术

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℃；第二种是中温脱硝工艺，处理烟气温度为240～300℃；第三种是低温脱硝工艺，处理烟气温度为120～240℃。

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。

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℃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

本发明提供了一种中低温烟气一体化处理工艺及装置，在一体化处理装置中依次完成烟气的脱硫除尘、脱硝过程以及脱硝催化剂再生过程，且一体化处理装置的2个脱硫除尘段共用1个热解喷氨混合段和1个脱硝反应段，可节约场地、减少设备投入成本，提高烟气处理效率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种中低温烟气一体化处理工艺，包括脱硫除尘、脱硝及脱硝催化剂再生过程，以上过程在一体化处理装置中进行，且一体化处理装置的2个脱硫除尘段共用1个热解喷氨混合段和1个脱硝反应段；具体包括如下步骤：

1)含尘烟气由烟气入口分别进入2个脱硫集尘段，在每个脱硫集尘段中，烟气通过气流均布导流板导流，大颗粒粉尘落入灰仓底部，烟气中未完全反应的脱硫剂及脱硫灰粉尘附着在滤袋的外表面形成粉尘层；后续烟气通过粉尘层时，烟气中的二氧化硫与未反应的脱硫剂颗粒充分接触反应，滤袋所捕集到的颗粒物通过脉冲喷吹装置定期喷吹，使其落入灰仓底部；在2个脱硫除尘段分别经过粉尘过滤净化的烟气汇合后进入上部热解喷氨混合段；

2)氨气通过喷氨结构体喷氨管道均匀送入热解喷氨混合段，与烟气充分混合接触；在混合均流结构体的均压混合作用下，烟气与氨气均匀混合，并使烟气沿一体化处理装置横截面的速度场及温度场均布；

3)与氨气充分混合后的烟气进入脱硝混合段，在脱硝催化剂的催化作用下，氨气将氮氧化物还原成氮气和水，经过脱硝后的净烟气从净化烟气出口流出；

4)当脱硝催化剂的脱硝效率降低到60％以下时，通过热解气体输送管道上设置的孔板送风口，将高温热解气体均匀送入热解喷氨混合段；高温热解气体与烟气充分接触，并在混合均流结构体的均压及混合作用下均匀混合，气流在一体化处理装置截面上均布；温度为380～400℃的混合气体到达脱硝混合段时，能够分解粘附在脱硝催化剂表面的硫酸氢铵，净化脱硝催化剂表面，从而提高脱硝催化剂的脱硝效率。

用于实现一种中低温烟气一体化处理工艺的装置，包括2个脱硫除尘段、1个热解喷氨混合段和1个脱硝反应段，底部2个脱硫除尘段分别位于烟气输送管道两侧，且分别设烟气入口与烟气输送管道连通，2个脱硫除尘段的顶部烟气出口互相连通，并依次连接上部的热解喷氨混合段和脱硝反应段；所述脱硫除尘段包括灰仓、气流均布导流板、滤袋和脉冲喷吹装置；热解喷氨混合段包括喷氨结构体、热解气体输送喷射结构体和混合均流结构体；脱硝反应段包括脱硝催化剂和净化烟气出口。

所述滤袋垂直嵌挂于花板孔内，呈多排、列均布，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。

所述热解气体输送喷射结构体由多条平行设置的送风管道组成，其中送风主管在热解喷氨混合段两侧对称布置，送风支管在热解喷氨混合段内部交错布置，送风支管上均布孔板送风口，送风主管上设风量调节阀；喷氨结构体设在热解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，氨气主管在上部塔体两侧对称布置，氨气支管在装置内交错布置，氨气主管上均设有喷氨调节阀，氨气支管上均布氨喷射口；混合均流结构体设在喷氨结构体上方，由1-4层呈弧形或折线形的多孔波纹板组成，且相邻2层多孔波纹板之间按折线方向90°交错布置。

所述脱硝催化剂分按2-4层设置，净化烟气出口设在一体化处理装置顶部。

所述气流均布导流板的表面为波纹状的迷宫型结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

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

2)2个脱硫除尘段合用1个热解喷氨混合段和1个脱硝反应段，在满足功能要求的前提下简化了上部塔体结构，降低了设备耗材和荷重；

3)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；

4)通过滤袋过滤层和混合均流结构体的均压作用，可实现烟气在一体化处理装置横截面上的均布，使烟气速度场、温度场分布更加均匀，进一步提高脱硝效率；

5)热解气体送风主管和氨气主管在热解喷氨混合段两侧对称布置，热解气体送风支管和氨气支管在装置内交错布置，可使喷入装置内的热烟气、氨气气流更均匀，与焦炉烟气混合更充分；

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

7)可在线热解再生脱硝催化剂，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；

8)可简化或省略传统工艺中的脱硝催化剂清灰系统；

9)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

图1是本发明所述一体化处理装置的主视剖面图。

图2是本发明所述一体化处理装置的侧视剖面图。

图中：1.脱硫除尘段1a.灰仓1b.密闭卸灰阀1c.烟气入口1d.气流均布导流板1e.滤袋1f.脉冲喷吹装置2.热解喷氨混合段2a.喷氨管道2b.热解气体输送管道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4.烟气输送管道

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1-图2，是本发明所述一体化处理装置的结构示意图。本发明所述一种中低温烟气一体化处理工艺，包括脱硫除尘、脱硝及脱硝催化剂再生过程，以上过程在一体化处理装置中进行，且一体化处理装置的2个脱硫除尘段1共用1个热解喷氨混合段2和1个脱硝反应段3；具体包括如下步骤：

1)含尘烟气由烟气入口1c分别进入2个脱硫集尘段1，在每个脱硫集尘段1中，烟气通过气流均布导流板1d导流，大颗粒粉尘落入灰仓1a底部，烟气中未完全反应的脱硫剂及脱硫灰粉尘附着在滤袋1e的外表面形成粉尘层；后续烟气通过粉尘层时，烟气中的二氧化硫与未反应的脱硫剂颗粒充分接触反应，滤袋1e所捕集到的颗粒物通过脉冲喷吹装置1f定期喷吹，使其落入灰仓1a底部；在2个脱硫除尘段1分别经过粉尘过滤净化的烟气汇合后进入上部热解喷氨混合段2；

2)氨气通过喷氨结构体喷氨管道2a均匀送入热解喷氨混合段2，与烟气充分混合接触；在混合均流结构体的均压混合作用下，烟气与氨气均匀混合，并使烟气沿一体化处理装置横截面的速度场及温度场均布；

3)与氨气充分混合后的烟气进入脱硝混合段3，在脱硝催化剂3a的催化作用下，氨气将氮氧化物还原成氮气和水，经过脱硝后的净烟气从净化烟气出口3b流出；

4)当脱硝催化剂3a的脱硝效率降低到60％以下时，通过热解气体输送管道2b上设置的孔板送风口2d，将高温热解气体均匀送入热解喷氨混合段2；高温热解气体与烟气充分接触，并在混合均流结构体的均压及混合作用下均匀混合，气流在一体化处理装置截面上均布；温度为380～400℃的混合气体到达脱硝混合段3时，能够分解粘附在脱硝催化剂3a表面的硫酸氢铵，净化脱硝催化剂3a表面，从而提高脱硝催化剂3a的脱硝效率。

用于实现一种中低温烟气一体化处理工艺的装置，包括2个脱硫除尘段1、1个热解喷氨混合段2和1个脱硝反应段3，底部2个脱硫除尘段1分别位于烟气输送管道4两侧，且分别设烟气入口1c与烟气输送管道4连通，2个脱硫除尘段1的顶部烟气出口互相连通，并依次连接上部的热解喷氨混合段2和脱硝反应段3；所述脱硫除尘段1包括灰仓1a、气流均布导流板1d、滤袋1e和脉冲喷吹装置1f；热解喷氨混合段2包括喷氨结构体、热解气体输送喷射结构体和混合均流结构体；脱硝反应段3包括脱硝催化剂3a和净化烟气出口3b。

所述滤袋1e垂直嵌挂于花板孔内，呈多排、列均布，气流均布导流板1d设在烟气入口1c与滤袋1e之间，滤袋1e上部设脉冲喷吹装置1f。

所述热解气体输送喷射结构体由多条平行设置的热解气体输送管道2b组成，其中送风主管在热解喷氨混合段2两侧对称布置，送风支管在热解喷氨混合段2内部交错布置，送风支管上均布孔板送风口2d，送风主管上设风量调节阀2c；喷氨结构体设在热解气体输送喷射结构体上方，由多条平行设置的喷氨管道2a组成，其中氨气主管在上热解喷氨混合段2两侧对称布置，氨气支管在热解喷氨混合段2内交错布置，氨气主管上设有喷氨调节阀2f，氨气支管上均布氨喷射口；混合均流结构体设在喷氨结构体上方，由1-4层呈弧形或折线形的多孔波纹板组成，且相邻2层多孔波纹板之间按折线方向90°交错布置。

所述脱硝催化剂3a分按2-4层设置，净化烟气出口3b设在一体化处理装置顶部。

所述气流均布导流板1d的表面为波纹状的迷宫型结构。

脱硫除尘段1底部由灰仓1a及密闭卸灰阀1b组成，密闭卸灰阀1b设在灰仓1a出料口处。灰仓1a用于收集并贮存从烟气中分离出来的颗粒物，密闭卸灰阀1b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1a收集的粉尘颗粒物。

2个脱硫除尘段1对称布置，烟气输送管道位于2个脱硫除尘段1之间，上部均与热解喷氨混合段2连通；烟气入口1c设在脱硫除尘段1灰仓上方的内侧塔体上，滤袋1e垂直嵌挂于脱硫除尘段1的花板孔内，呈多排、列均布，气流均布导流板1d设在烟气入口1c与滤袋1e之间。气流均布导流板1d为波纹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1e表面的气流分布均匀，避免含尘气体直接冲刷滤袋1e表面，影响滤袋1e使用效率及使用寿命。脉冲喷吹装置1f设在滤袋1e上部净气区域内，用于对滤袋1e进行脉冲反吹清灰。

当烟气中含有二氧化硫时，在低温脱硝催化剂3a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℃的情况下会凝结为粘稠状的物质，粘附在脱硝催化剂3a表面，导致烟气与脱硝催化剂3a的有效接触面积减少，降低低温脱硝催化剂3a的脱硝效率。因此，当低温烟气通过脱硝催化剂3a运行一段时间以后，为保证脱硝催化剂3a在烟气含二氧化硫条件下保持较高的脱硝效率，需对脱硝催化剂3a行热解再生。

Claims (6)

1.一种中低温烟气一体化处理工艺，其特征在于，包括脱硫除尘、脱硝及脱硝催化剂再生过程，以上过程在一体化处理装置中进行，且一体化处理装置的2个脱硫除尘段共用1个热解喷氨混合段和1个脱硝反应段；具体包括如下步骤：

1)含尘烟气由烟气入口分别进入2个脱硫集尘段，在每个脱硫集尘段中，烟气通过气流均布导流板导流，大颗粒粉尘落入灰仓底部，烟气中未完全反应的脱硫剂及脱硫灰粉尘附着在滤袋的外表面形成粉尘层；后续烟气通过粉尘层时，烟气中的二氧化硫与未反应的脱硫剂颗粒充分接触反应，滤袋所捕集到的颗粒物通过脉冲喷吹装置定期喷吹，使其落入灰仓底部；在2个脱硫除尘段分别经过粉尘过滤净化的烟气汇合后进入上部热解喷氨混合段；

2)氨气通过喷氨结构体喷氨管道均匀送入热解喷氨混合段，与烟气充分混合接触；在混合均流结构体的均压混合作用下，烟气与氨气均匀混合，并使烟气沿一体化处理装置横截面的速度场及温度场均布；

3)与氨气充分混合后的烟气进入脱硝混合段，在脱硝催化剂的催化作用下，氨气将氮氧化物还原成氮气和水，经过脱硝后的净烟气从净化烟气出口流出；

4)当脱硝催化剂的脱硝效率降低到60％以下时，通过热解气体输送管道上设置的孔板送风口，将高温热解气体均匀送入热解喷氨混合段；高温热解气体与烟气充分接触，并在混合均流结构体的均压及混合作用下均匀混合，气流在一体化处理装置截面上均布；温度为380～400℃的混合气体到达脱硝混合段时，能够分解粘附在脱硝催化剂表面的硫酸氢铵，净化脱硝催化剂表面，从而提高脱硝催化剂的脱硝效率。

2.用于实现权利要求1所述的一种中低温烟气一体化处理工艺的装置，其特征在于，包括2个脱硫除尘段、1个热解喷氨混合段和1个脱硝反应段，底部2个脱硫除尘段分别位于烟气输送管道两侧，且分别设烟气入口与烟气输送管道连通，2个脱硫除尘段的顶部烟气出口互相连通，并依次连接上部的热解喷氨混合段和脱硝反应段；所述脱硫除尘段包括灰仓、气流均布导流板、滤袋和脉冲喷吹装置；热解喷氨混合段包括喷氨结构体、热解气体输送喷射结构体和混合均流结构体；脱硝反应段包括脱硝催化剂和净化烟气出口。

3.根据权利要求2所述的一种中低温烟气一体化处理装置，其特征在于，所述滤袋垂直嵌挂于花板孔内，呈多排、列均布，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。

4.根据权利要求2所述的一种中低温烟气一体化处理装置，其特征在于，所述热解气体输送喷射结构体由多条平行设置的热解气体输送管道组成，其中送风主管在热解喷氨混合段两侧对称布置，送风支管在热解喷氨混合段内部交错布置，送风支管上均布孔板送风口，送风主管上设风量调节阀；喷氨结构体设在热解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，其中氨气主管在上部塔体两侧对称布置，氨气支管在装置内交错布置，氨气主管上均设有喷氨调节阀，氨气支管上均布氨喷射口；混合均流结构体设在喷氨结构体上方，由1-4层呈弧形或折线形的多孔波纹板组成，且相邻2层多孔波纹板之间按折线方向90°交错布置。

5.根据权利要求2所述的一种中低温烟气一体化处理装置，其特征在于，所述脱硝催化剂分按2-4层设置，净化烟气出口设在一体化处理装置顶部。

6.根据权利要求2所述的一种中低温烟气一体化处理装置，其特征在于，所述气流均布导流板的表面为波纹状的迷宫型结构。