CN106606923A - 燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，包括催化再生烟气单元、燃煤锅炉烟气单元和烟气脱硫装置，烟气脱硫装置设有烟囱。催化再生烟气单元包括催化烟气余热锅炉、催化烟气除尘器和催化省煤器，催化烟气余热锅炉通过催化烟气除尘器与催化省煤器连接。燃煤锅炉单元包扩蒸汽锅炉、蒸汽过热器、高温省煤器、1号高温预热器、2号高温预热器、锅炉烟气低温省煤器、1号低温预热器、脱硝装置、2号低温预热器锅炉、锅炉烟气除尘器和引风机，并且依次连接。催化省煤器和引风机的出口连接到烟气脱硫装置。本发明烟气排放符合排放标准，减轻了大气污染，保护自然环境，有利于优化资源配置，减少生产装置占地面积，降低企业生产成本。

Description

燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统

技术领域

本发明属于废气处理及排放技术领域，涉及一种烟气排放系统，具体涉及一种燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统。

背景技术

石化炼油厂的废气排放是大气环境污染的主要因子之一，炼油厂排放的烟气除了石油加工过程产生的烟气，还有燃煤锅炉产生的烟气，石油加工过程产生的烟气主要是催化裂化装置催化剂再生（燃烧）过程中产生的烟气，即催化再生烟气。催化再生烟气经过烟气轮机发电，余热锅炉发生蒸汽后到烟囱排放。催化再生烟气中SO_X浓度为1600mg/Nm³，NO_X浓度为70～90 mg/Nm³，烟尘浓度为200～300 mg/Nm³。根据相关企业控制标准，催化烟气的二氧化硫、氮氧化合物和颗粒物分别不大于：50mg/Nm³、100mg/Nm³和30mg/Nm³，因此需要对催化烟气进行脱硫和除尘治理。

燃煤锅炉的烟气经过石灰石-石膏湿法烟气脱硫处理后脱硫烟气的SO₂为400mg/Nm³，烟气中NO_X的浓度440mg/Nm³，粉尘颗粒物浓度为50mg/Nm³，不能满足烟气排放SO₂浓度不大于50mg/Nm³， NO_X的浓度不大于100mg/Nm³，粉尘颗粒物浓度为20mg/Nm³的新标准。

现有技术催化再生烟气和燃煤锅炉烟气分别进行处理和排放，增加了处理设备，扩大了装置占地面积，不利于资源优化配置。

发明内容

本发明提供一种燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，实现烟气排放符合排放标准，减轻大气污染，保护自然环境，优化资源配置，减少生产装置占地面积，降低企业生产成本。

本发明的技术方案是：燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，包括催化再生烟气单元和燃煤锅炉烟气单元。催化再生烟气单元包括催化烟气余热锅炉和催化省煤器。燃煤锅炉单元包扩蒸汽锅炉、蒸汽过热器、高温省煤器、1号高温预热器、2号高温预热器、锅炉烟气低温省煤器、1号低温预热器、2号低温预热器锅炉、锅炉烟气除尘器和引风机。催化再生烟气单元设有催化烟气除尘器，催化烟气余热锅炉通过催化烟气除尘器与催化省煤器连接。燃煤锅炉设有脱硝装置，蒸汽锅炉、蒸汽过热器、高温省煤器、1号高温预热器、2号高温预热器、锅炉烟气低温省煤器、1号低温预热器、脱硝装置、2号低温预热器锅炉、锅炉烟气除尘器和引风机依次连接。联合排放系统设有烟气脱硫装置，烟气脱硫装置设有烟囱，催化省煤器和引风机的出口连接到烟气脱硫装置。

催化烟气除尘器和锅炉烟气除尘器为袋式除尘器或静电除尘器。静电除尘器包括箱体、锥型灰斗、进风导流罩、除尘板、放电极线和振打系统。

脱硝装置包括烟道及反应器单元、混合氨喷射单元和还原剂制备单元。烟道及反应器单元包括烟道和脱硝反应器，烟道与脱硝反应器连接。烟道中设有喷氨格栅，脱硝反应器设有烟气整流器、催化剂床层。混合喷射单元包括氨风混合器和稀释风机，稀释风机与混合器连接。还原剂制备单元设有液氨储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲罐和液氨泵，液氨储罐通过液氨泵连接到液氨蒸发器，氨液蒸发器通过氨气缓冲罐连接到氨风混合器，氨风混合器连接到喷氨格栅。催化剂床层的催化剂为钒钛基催化剂，钒钛基催化剂的结构为蜂窝式结构、板式结构或波纹式结构。脱硝反应器设有2～5个催化剂床层，每个催化剂床层的上部设有蒸汽吹灰器和声波吹灰器。钒钛基催化剂以TiO₂为载体，以V₂O₅为活性材料，以WO或MoO₃为辅助活性材料，其中TiO₂的含量为80～90%（wt），V₂O₅的含量为1～2%（wt），为活性材料，WO或MoO₃的含量为3～7%（wt）。

烟气脱硫装置包括石灰石浆液制备单元、吸收塔、增压风机、氧化风机和石膏脱水单元。吸收塔设有烟气入口、石膏排出口、补充水口、浆液入口和氧化风入口。吸收塔的顶部设有烟囱、上部设有除雾器，下部设搅拌器。增压风机的入口与催化省煤器出口和引风机出口连接，增压风机出口与烟气入口连接。氧化风机连接到吸收塔下部的氧化风入口。浆液入口与石灰石浆液制备单元连接，石膏排出口与石膏脱水单元连接，补充水口与供水系统连接。吸收塔的下部设有循环出口，上部设有循环入口，循环出口通过循环泵连接到循环入口。

本发明燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，实现了烟气排放符合国家排放标准，减轻了大气污染，保护自然环境，有利于优化资源配置，减少生产装置占地面积，降低企业生产成本。通过增加催化烟气除尘器，将催化烟气排放的含尘量由200mg/Nm³降到30mg/Nm³，经脱硫水洗涤后达到20mg/Nm³，除尘效率高，除尘效果明显。采用SCR烟气脱硝技术，锅炉烟气的Nx排放浓度由440mg/Nm³减低到100mg/Nm³。联合排放系统增设烟气脱硫装置，由催化烟气烟气SO₂排放浓度800mg/Nm³，燃煤烟气SO₂排放浓度120～400mg/Nm³降低到50 mg/Nm³，明显减少了SO_X和NO_X排放，具有显著的环保效益。

附图说明

图1为本发明燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统的流程示意图；

图2为脱硝装置的结构示意图；

图3为烟气脱硫装置的流程示意图；

其中：

1—催化烟气余热锅炉、2—催化烟气除尘器、3—催化省煤器、4—烟气脱硫装置、5—烟囱、6—锅炉烟气除尘器、7—引风机、8—2号低温预热器锅炉烟气除尘器、9—1号低温预热器、10—锅炉烟气低温省煤器、11—2号高温预热器、12—蒸汽锅炉、13—蒸汽过热器、14—高温省煤器、15—1号高温预热器16—脱硝装置、17—液氨储罐、18—液氨蒸发器、19—氨气缓冲罐、20—氨风混合器、21—液氨泵、22—喷氨格栅、23—稀释风机、24—烟道、25—烟气整流器、26—催化剂床层、27—蒸汽吹灰器、28—声波吹灰器、29—脱硝反应器、30—增压风机、31—石膏旋流器、32—真空过滤机、33—吸收塔、34—烟气入口、35—石膏排出口、36—补充水口、37—氧化风机、38—搅拌器、39—石灰石料仓、40—石灰石浆罐、41—除雾器、42—循环泵。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

本发明燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，如图1所示，包括催化再生烟气单元、燃煤锅炉烟气单元和烟气脱硫装置4。催化再生烟气单元包括催化烟气余热锅炉、1、催化烟气除尘器2和催化省煤器3，催化烟气余热锅炉通过催化烟气除尘器与催化省煤器连接，催化烟气余热锅炉的入口与催化烟气轮机出口连接。燃煤锅炉单元包扩蒸汽锅炉12、蒸汽过热器13、高温省煤器14、1号高温预热器15、2号高温预热器11、锅炉烟气低温省煤器10、1号低温预热器9、脱硝装置16、2号低温预热器锅炉8、锅炉烟气除尘器6和引风机7，并且依次相连接。催化省煤器和引风机的出口连接到烟气脱硫装置。催化省煤器3为管壳式省煤器，省煤器的蛇形管为高频电阻焊接的翅片管。

催化烟气除尘器2为电除尘器，电除尘器包括箱体、锥型灰斗、进风导流罩、除尘板、放电极线和振打系统。箱体由镶板、除尘板和框架组成，在外端除尘板和侧壁之间设置内部挡板。锥型灰斗为喇叭形结构，包括卸灰斗、灰斗内部挡板、料位计和振打板。进风导流罩由两个多孔板和气流分布板组成，多孔板悬挂在喇叭口的顶部。除尘板为G-Opzel型除尘板，作用是获得更好的加速度，有效地减少能量输入。放电极线的极线由钢管制作，强度和电气性能好。锅炉烟气除尘器为袋式除尘器。

如图2所示，脱硝装置16包括烟道及反应器单元、混合氨喷射单元和还原剂制备单元。烟道及反应器单元包括烟道24和脱硝反应器29，烟道中设有喷氨格栅22和烟气进口，脱硝反应器设有烟气整流器25、3个催化剂床层26和烟气出口，每个催化剂床层的上部设有蒸汽吹灰器27、声波吹灰器28。混合喷射单元包括氨风混合器20和稀释风机23，稀释风机与混合器连接。还原剂制备单元设有液氨储罐17、液氨蒸发器18、氨气缓冲罐19和液氨泵21，液氨储罐通过液氨泵连接到液氨蒸发器，氨液蒸发器通过氨气缓冲罐连接到氨风混合器，氨风混合器连接到喷氨格栅。催化剂床层的催化剂为钒钛基催化剂，钒钛基催化剂的结构为蜂窝式结构。

采用SCR脱硝技术，以氨为还原剂，用液氨制备还原剂，要求进出脱硝反应器的烟气温度为310～420℃。蜂窝式催化剂采取整体挤压成型，催化剂的节距为8mm，比表面积为450m²/m³，相对脱硝效率所需体积较小。为增强抗冲蚀磨损能力，催化剂上端部15mm长度采取硬化处理。脱硝反应器、烟道及管道装配硅酸铝保温材料，相邻的保温板水平和垂直搭接方式，搭接紧密。气氨与稀释风混合后进入混合器，压力约2～4kPa的氨/空气经过多根支管的喷氨格栅喷入烟道。

如图3所示，烟气脱硫装置4包括石灰石浆液制备单元、吸收塔33、增压风机30、氧化风机37和石膏脱水单元。石灰石浆液制备单元设有石灰石料仓39和石灰石浆罐40，石膏脱水单元包括石膏旋流器31和真空过滤机32。吸收塔设有烟气入口34、石膏排出口35、补充水口36、浆液入口和氧化风入口。吸收塔顶部设有烟囱5、上部设有除雾器41，下部设搅拌器38。石灰石料仓与石灰石浆罐连接，石灰石浆罐通过浆液泵与浆液入口连接。增压风机入口与催化省煤器和引风机的出口连接，出口与烟气入口连接。石膏排出口通过石膏泵连接到石膏旋流器，石膏旋流器下部与真空过滤机连接，石膏旋流器31上部的气体出口连接到增压风机30入口。氧化风机连接到吸收塔下部的氧化风入口，补充水口与供水系统连接。吸收塔的下部设有循环出口，上部设有循环入口，循环出口通过循环泵42连接到循环入口。

采用石灰石粉制浆作吸收剂，石灰石浆液经浆液泵供入吸收塔，浆液在吸收塔内与烟气反应，吸收烟气中的二氧化硫，洗涤粉尘。浆液中碳酸钙与烟气中的SO₂、SO₃等发生快速化学反应，生成亚硫酸钙。脱硫和除尘后烟气经过除雾器41，除去气流中加到的雾滴后由吸收塔顶的烟囱5直接排放到大气。脱硫产物主要是石膏，其中含有少量的粉尘和氢氧化钙，石膏纯度为90%，含水率为10%。除雾器配有冲洗管和喷嘴，冲洗管安装在底部和顶部，水从喷嘴强力喷向除雾器元件，达到洗涤烟气和清洗除雾器的目的。氧化空气由氧化风机和曝气管路组成，氧化风机通过曝气管路将空气输送到吸收塔的搅拌器38叶片前，搅拌器将空气打碎，与塔内浆液充分混合，使亚硫酸钙氧化成硫酸钙，完成曝气过程。

Claims (8)

1.一种燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，包括催化再生烟气单元和燃煤锅炉烟气单元；所述催化再生烟气单元包括催化烟气余热锅炉（1）和催化省煤器（3），所述燃煤锅炉单元包扩蒸汽锅炉（12）、蒸汽过热器（13）、高温省煤器（14）、1号高温预热器（15）、2号高温预热器（11）、锅炉烟气低温省煤器（10）、1号低温预热器（9）、2号低温预热器锅炉（8）、锅炉烟气除尘器（6）和引风机（7），其特征是：所述催化再生烟气单元设有催化烟气除尘器（2），所述催化烟气余热锅炉通过催化烟气除尘器与催化省煤器连接；所述燃煤锅炉设有脱硝装置（16），所述蒸汽锅炉、蒸汽过热器、高温省煤器、1号高温预热器、2号高温预热器、锅炉烟气低温省煤器、1号低温预热器、脱硝装置、2号低温预热器锅炉、锅炉烟气除尘器和引风机依次连接；所述联合排放系统设有烟气脱硫装置（4），烟气脱硫装置（4）设有烟囱（5），所述催化省煤器和引风机的出口连接到烟气脱硫装置。

2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，其特征是：所述催化烟气除尘器（2）和锅炉烟气除尘器（6）为袋式除尘器或静电除尘器。

3.根据权利要求2所述的燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，其特征是：所述静电除尘器包括箱体、锥型灰斗、进风导流罩、除尘板、放电极线和振打系统。

4.根据权利要求1所述的燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，其特征是：所述脱硝装置（16）包括烟道及反应器单元、混合氨喷射单元和还原剂制备单元；所述烟道及反应器单元包括烟道（24）和脱硝反应器（29），烟道与脱硝反应器连接，所述烟道中设有喷氨格栅（22）；所述脱硝反应器设有烟气整流器（25）、催化剂床层（26）；所述混合喷射单元包括氨风混合器（20）和稀释风机（23），稀释风机与混合器连接；所述还原剂制备单元设有液氨储罐（17）、液氨蒸发器（18）、氨气缓冲罐（19）和液氨泵（21），所述液氨储罐通过液氨泵连接到液氨蒸发器，氨液蒸发器通过氨气缓冲罐连接到氨风混合器，氨风混合器连接到喷氨格栅。

5.根据权利要求4所述的燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，其特征是：所述催化剂床层的催化剂为钒钛基催化剂，所述钒钛基催化剂的结构为蜂窝式结构、板式结构或波纹式结构。

6.根据权利要求5所述的燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，其特征是：所述脱硝反应器设有2～5个催化剂床层（26）；每个催化剂床层的上部设有蒸汽吹灰器（27）、声波吹灰器（28）。

7.根据权利要求1所述的燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，其特征是：所述烟气脱硫装置（4）包括石灰石浆液制备单元、吸收塔（33）、增压风机（30）、氧化风机（37）和石膏脱水单元；所述吸收塔设有烟气入口（34）、石膏排出口（35）、补充水口（36）、浆液入口和氧化风入口；吸收塔的顶部设有烟囱（5）、上部设有除雾器（41），下部设搅拌器（38）；所述增压风机入口与催化省煤器（3）出口和引风机（7）出口连接，增压风机出口与烟气入口连接；所述氧化风机连接到吸收塔下部的氧化风入口；所述浆液入口与石灰石浆液制备单元连接，石膏排出口与石膏脱水单元连接，补充水口与供水系统连接。

8.根据权利要求7所述的燃煤锅炉烟气-催化再生烟气联合排放系统，其特征是：所述吸收塔（33）的下部设有循环出口，上部设有循环入口，所述循环出口通过循环泵（42）连接到循环入口。