CN107537316A - 烟道脱硫系统及方法、烟气催化反应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烟道脱硫系统及方法、烟气催化反应装置。该烟道脱硫系统包括烟道和设于烟道内的脱硫装置，所述脱硫装置包括用于将SO2转化为SO3的烟气催化反应装置，以及位于所述烟气催化反应装置下游的碱性干粉喷射装置，所述烟气催化反应装置包括热基体，所述热基体具有供烟气流过的烟气流道，所述烟气流道的表面上附着有五氧化二钒催化剂层。该烟道脱硫系统充分利用了原有烟道和高温烟气的热能，在除去二氧化硫、三氧化硫的同时可以降低烟气对空气预热器的腐蚀堵塞，处理过程无脱硫废水等废弃物的产生，整体运行成本较湿法脱硫装置大大降低。
Description
技术领域
本发明属于烟气的脱硫处理领域，具体涉及烟道脱硫系统及方法、烟气催化反应装置。
背景技术
火电厂的高温烟气经脱硫脱硝处理后才能达标排放，目前火电厂常采用石灰石-湿法脱硫、氨气、双碱法脱硫等，相应的脱硫装置除了存在占地面积大、处理成本高(如湿法脱硫会产生大量的脱硫废水)等弊端外，在运行过程中经常出现腐蚀、磨损等问题，导致脱硫装置的运行成本居高不下。
随着节能环保要求的不断提高，对废水排放的标准也越来越严格，现有湿法脱硫系统很难继续突破。开发一种新型脱硫系统，从而降低对水的使用量，减少占地面积，降低运行成本，对节能环保、提高机组运行效率及稳定性具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟道脱硫系统，从而解决现有湿法脱硫装置存在的废水产量大、运行成本高的问题。本发明同时提供一种烟道脱硫方法及烟气催化反应装置。
为实现上述目的，本发明的烟道脱硫系统的技术方案是：
烟道脱硫系统，包括烟道和设于烟道内的脱硫装置，所述脱硫装置包括用于将SO2转化为SO3的烟气催化反应装置，以及位于所述烟气催化反应装置下游的碱性干粉喷射装置，所述烟气催化反应装置包括热基体，所述热基体具有供烟气流过的烟气流道，所述烟气流道的表面上附着有五氧化二钒催化剂层。
本发明的烟道脱硫系统，通过对流经烟气流道的烟气加热，使烟气中的二氧化硫在催化剂的作用下转化为三氧化硫，三氧化硫再与通过喷入烟道内的碱性干粉反应生成硫酸盐固体粉末，从而实现二氧化硫和三氧化硫的去除；该烟道脱硫系统充分利用了原有烟道和高温烟气的热能，在除去二氧化硫、三氧化硫的同时可以降低烟气对空气预热器的腐蚀堵塞，处理过程无脱硫废水等废弃物的产生，整体运行成本较湿法脱硫装置大大降低。
所述烟气流道为蜂窝状结构，所述蜂窝状结构具有呈阵列布置的烟道孔单元。优选的，所述烟道孔单元为四边形、五边形或六边形。采用蜂窝状结构的烟气流道，可进一步增加烟气与催化剂的接触面积，进一步提升催化反应效率。
所述热基体包括热电阻和与热电阻连接的电源。热基体也可采用其他形式，能够满足五氧化二钒催化剂层的反应温度即可。
所述烟道的上游连接有SCR反应器，下游连接有空气预热器。
所述烟道具有长度沿水平方向延伸的水平段，所述脱硫装置设于所述水平段内。在水平段内设置脱硫装置，具有易于安装、维护方便的特点。
所述碱性干粉喷射装置包括用于向烟道内喷入碱性干粉的喷头，以及通过输送管道与所述喷头连接的风粉混合器，所述风粉混合器具有送粉口和送风口。所述送粉口连接有碱性干粉储罐，所述送风口连接有送粉风机。
采用上述方案的烟道脱硫系统，在使烟气中二氧化硫含量大幅度降低的基础上，可以取代现有电厂中规模、占地面积庞大的湿法脱硫装置，节约大量基建投资及水资源。
本发明的烟道脱硫方法的技术方案是：
烟道脱硫方法，包括在烟气流经烟道内设置五氧化二钒催化剂层，将流经五氧化二钒催化剂层的烟气加热至催化反应温度，使烟气中的二氧化硫转化为三氧化硫，三氧化硫再与喷入烟道内的碱性干粉反应而脱除。
所述催化反应温度为420℃～550℃。
本发明的烟道脱硫方法，充分利用了原有烟道和烟气的热量，脱硫效果好，节约了能耗、降低了烟气处理难度。
本发明的烟气催化反应装置的技术方案是：
烟气催化反应装置，包括热基体，所述热基体具有供烟气流过的烟气流道，所述烟气流道的表面上附着有五氧化二钒催化剂层。
烟气催化反应装置的优选技术方案与上述烟道脱硫系统中烟气催化反应装置的方案相同，在此不再详述。
本发明的烟气催化反应装置，结构简单、布置便捷，不额外占用空间，对烟气中二氧化硫的转化效果好，可以节约大量脱硫装置投资、降低烟气处理难度。
附图说明
图1为本发明的烟气催化反应装置的结构示意图；
图2为本发明的烟道脱硫系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的烟道脱硫系统的具体实施例，如图1至图2所示，包括连接SCR反应器出口和空气预热器进口的烟道1，在烟道1内设有脱硫装置，脱硫装置包括位于烟道水平段内的用于将SO2转化为SO3的烟气催化反应装置2，以及位于所述烟气催化反应装置2下游的碱性干粉喷射装置3。
烟气催化反应装置2包括热电阻基体20和与热电阻基体连接的交流电源21，热电阻基体具有供烟气流过的蜂窝状结构，所述蜂窝状结构的表面上附着有五氧化二钒催化剂层。所述蜂窝状结构具有呈阵列布置的四边形孔单元。热电阻基体沿烟道方向的长度依据对烟气的加热量需要进行确定，烟气催化反应装置的数量依据烟气中的含硫量进行确定。
碱性干粉喷射装置3包括用于向烟道内喷入碱性干粉的喷头4，以及通过输送管道5与所述喷头4连接的风粉混合器6，所述风粉混合器6的送粉口连接有碱性干粉储罐7，送风口连接有风机8。碱性干粉与输送风在风粉混合器中混合后将碱性干粉喷入烟道内。碱性干粉可选择生石灰、NaOH等。
本实施例的烟道脱硫系统的工作原理如下：SCR反应器出口处的烟气温度大约为350℃，烟气自图2的箭头方向流经脱硫装置时，对热电阻基体加热进而将流经烟气的温度加热至450℃左右，此时在五氧化二钒催化剂的作用下，烟气中的二氧化硫转化为三氧化硫，从而大大降低烟气中二氧化硫的含量，生成的三氧化硫可以通过与喷入的碱性干粉反应生成硫酸盐固体粉末，在除尘器中被去除。
二氧化硫转化为三氧化硫的反应如下：
本实施例的烟道脱硫系统对烟气中二氧化硫的脱除效率达到92％以上，加热后的烟气的部分热量可以被空气预热器有效回收利用而减少能源的浪费；三氧化硫经碱性干粉反应后，去除了三氧化硫，且能够降低烟气对空气预热器的腐蚀堵塞等现象。
烟气催化反应装置的其他实施例中，烟道孔单元可以为五边形或六边形。
本发明的烟气催化反应装置的实施例，与上述烟道脱硫系统中烟气催化反应装置的结构相同，在此不再详述。
本发明的烟道脱硫方法，是在连接SCR反应器和空气预热器的烟道内设置五氧化二钒催化剂层，将流经五氧化二钒催化剂层的烟气加热至催化反应温度，使烟气中的二氧化硫转化为三氧化硫，三氧化硫再与喷入烟道内的碱性干粉反应生成硫酸盐固体粉末，最终在除尘器中除去。
采用上述烟道脱硫方法，可使烟气中二氧化硫的含量大幅度降低，甚至可以取代现有电厂中采用的规模、占地面积庞大的湿法脱硫装置，有利于节约投资、减少电厂废水排放。
Claims (10)
1.烟道脱硫系统，其特征在于，包括烟道和设于烟道内的脱硫装置，所述脱硫装置包括用于将SO2转化为SO3的烟气催化反应装置，以及位于所述烟气催化反应装置下游的碱性干粉喷射装置，所述烟气催化反应装置包括热基体，所述热基体具有供烟气流过的烟气流道，所述烟气流道的表面上附着有五氧化二钒催化剂层。
2.如权利要求1所述的烟道脱硫系统，其特征在于，所述烟气流道为蜂窝状结构，所述蜂窝状结构具有呈阵列布置的烟道孔单元。
3.如权利要求1所述的烟道脱硫系统，其特征在于，所述热基体包括热电阻和与热电阻连接的电源。
4.如权利要求1所述的烟道脱硫系统，其特征在于，所述烟道的上游连接有SCR反应器，下游连接有空气预热器。
5.如权利要求1～4任一项所述的烟道脱硫系统，其特征在于，所述碱性干粉喷射装置包括用于向烟道内喷入碱性干粉的喷头，以及通过输送管道与所述喷头连接的风粉混合器，所述风粉混合器具有送粉口和送风口。
6.如权利要求5所述的烟道脱硫系统，其特征在于，所述送粉口连接有碱性干粉储罐，所述送风口连接有送粉风机。
7.烟道脱硫方法，其特征在于，包括在烟气流经烟道内设置五氧化二钒催化剂层，将流经五氧化二钒催化剂层的烟气加热至催化反应温度，使烟气中的二氧化硫转化为三氧化硫，三氧化硫再与喷入烟道内的碱性干粉反应而脱除。
8.如权利要求7所述的烟道脱硫方法，其特征在于，所述催化反应温度为420℃～550℃。
9.烟气催化反应装置，其特征在于，包括热基体，所述热基体具有供烟气流过的烟气流道，所述烟气流道的表面上附着有五氧化二钒催化剂层。
10.如权利要求9所述的烟气催化反应装置，其特征在于，所述烟气流道为蜂窝状结构，所述蜂窝状结构具有呈阵列布置的烟道孔单元。
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