CN110975582A - 一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统，主要涉及环保设备技术领域，氨水储罐、除盐水罐连接静态混合器，静态混合器通过氨水分配模块连接到微波扰流喷枪，压缩空气储罐分别通过压缩空气分配模块、冷却风分配模块连接微波扰流喷枪，微波扰流喷枪设置在旋风分离器入口烟道内，其上设有多个顺烟气流向布置的喷嘴，锅炉出口烟道连接除尘装置，经除尘的烟气进入脱硫装置，脱硫塔本体内由下至上依次设有喷淋层、旋翼湍流高效除尘除雾装置、除雾器，脱硫装置内的旋翼湍流高效除尘除雾装置包括旋翼湍流模块，旋翼湍流模块分上下两部分，上部分设有填料球，下部分设有导流装置，以增强烟气混合，提高烟气旋流效率。
Description
技术领域
本发明主要涉及环保设备技术领域，具体是一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统。
背景技术
2018年6月27日 ，国务院印发《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中指出，因地制宜发展生物质能、地热能等。在具备资源条件的地方，鼓励发展县域生物质热电联产、生物质成型燃料锅炉及生物天然气。到2020年，全国秸秆综合利用率达到85%，国家鼓励生物质能锅炉的应用，很多省市也允许使用生物质发电锅炉，因为该类锅炉可以成为秸秆、稻壳等生物质能源最好的去处。生物质燃料锅炉是现在市场上一个主要的锅炉种类，作为近些年崛起的一类节能环保锅炉，得到了国家的大力推广。有数据显示，目前我国生物质发电项目达到了665个，仅去年一年内就再添66个项目，成为投资领域的新宠。比起燃煤发电锅炉，生物质电站锅炉也有自己的优势，尤其在燃料方面，对环保的贡献实在很大秸秆生物质直燃锅炉除外，因为其燃料未经过环保加工。另外，目前还有很多省市出台了具体的生物质燃料锅炉优惠补贴政策，对生物质颗粒燃料或锅炉进行资金补助，还有燃煤锅炉改燃生物质的锅炉改造补贴。
中国发明专利专利号：CN201910648261.7，专利名：一种节能型生物质锅炉烟气净化系统及方法一种节能型生物质锅炉烟气净化系统，包括旋风除尘器、与旋风除尘器出口管路相连的脱酸塔、与脱酸塔出口管路相连的SCR反应器、以及与SCR反应器出口管路相连的烟囱；所述脱酸塔顶部通过管路与小苏打粉仓相连；所述脱酸塔和SCR反应器之间设有袋式除尘器。该专利脱硫采用小苏打干法脱硫技术，脱硝工艺采用SNCR+SCR联用技术，除尘采用预除尘+布袋除尘器技术。但是工程实践中，小苏打干法脱硫效率较低，且脱硫效率受烟温及工况变化影响较大，原先未实行超低排放时适用，现在随着社会对环保越来越重视，生物质锅炉烟气超低排放已经在全国范围内推广实行，干法脱硫无法保证稳定达标。另生物质锅炉具有燃料种类复杂、锅炉负荷波动大、燃烧不稳定等特点，易造成锅炉烟气飞灰含量高、碱金属含量高，选用SCR脱硝容易出现催化剂中毒、脱硝装置堵塞腐蚀等问题，但是传统SNCR脱硝工艺，脱硝效率一般为50%-60%，很难满足现在环保局要求的超低排放标准。除尘仅采用预除尘+布袋除尘工艺通过降低过滤风速能保证尘排放达到10mg/Nm3，但是现在环保要求的5mg/Nm3很难达到。
发明内容
鉴于现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统，包括脱硝装置、除尘装置、脱硫装置，所述脱硝装置包括氨水储罐、除盐水罐、压缩空气储罐、微波扰流喷枪，所述氨水储罐、除盐水罐分别通过氨水计量模块、除盐水计量模块连接静态混合器，静态混合器通过氨水分配模块连接到微波扰流喷枪，所述压缩空气储罐分别通过压缩空气分配模块、冷却风分配模块连接微波扰流喷枪，微波扰流喷枪设置在旋风分离器入口烟道内，微波扰流喷枪上设有多个喷嘴，喷嘴为顺烟气流向布置，旋风分离器经锅炉出口烟道连接除尘装置；所述除尘装置包括旋风除尘器、布袋除尘器、除尘器出口烟道、引风机，锅炉出口烟道的烟气经旋风除尘器进行预除尘，然后进入布袋除尘器，引风机安装在布袋除尘器之后，通过除尘器出口烟道与布袋除尘器连接，保证布袋除尘器在负压状态下运行，除尘器出口烟道经引风机连接脱硫装置；所述脱硫装置包括脱硫塔入口烟道、脱硫塔本体，在所述脱硫塔本体内由下至上依次设有喷淋层、旋翼湍流高效除尘除雾装置、除雾器，脱硫塔本体经脱硫塔出口烟道连接烟囱，最终处理后的烟气经烟囱排放，所述旋翼湍流高效除尘除雾装置包括旋翼湍流模块，所述旋翼湍流模块分上下两部分，上部分设有填料球，下部分设有导流装置，以增强烟气混合，提高烟气旋流效率。
作为本发明的进一步改进，在所述旋风分离器入口烟道、锅炉出口烟道之间依次设有过热器、省煤器、空预器。
作为本发明的进一步改进，在所述氨水储罐、除盐水罐出口分别设有氨水输送泵、除盐水输送泵，氨水输送泵、除盐水输送泵均连接变频电机。
作为本发明的进一步改进，所述压缩空气储罐设有两条支路，包括冷却风主管、压缩空气主管，冷却风主管连接冷却风分配模块、压缩空气主管连接压缩空气分配模块。
作为本发明的进一步改进，压缩空气分配模块包括球阀、压力调节阀、止回阀，氨水分配模块包括截止阀、流量计、压力表、止回阀，冷却风分配模块包括球阀、压力表。
作为本发明的进一步改进，氨水计量模块、除盐水计量模块均包括电动调节阀、流量计。
作为本发明的进一步改进，微波扰流喷枪在旋风分离器入口烟道等距设有多个，压缩空气分配模块、氨水分配模块、冷却风分配模块由多个支路组成，每个支路对应一只微波扰流喷枪。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：对生物质锅炉烟气中的NOx、SO2及粉尘进行处理，保证达到烟气中NOx≤35mg/Nm3，SO2≤50mg/Nm3，尘≤5mg/Nm3的超低排放标准，能满足生物质锅炉烟气超低排放的要求，可减少投资成本、延长整体装置的使用寿命、减少运行费用，并有效减少排入大气中的氮硫尘含量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统的结构示意图；
图2为本发明旋翼湍流高效除尘除雾装置的结构示意图；
图中：1氨水储罐、2氨水输送泵、3氨水计量模块、4静态混合器、5除盐水罐、6除盐水输送泵、7除盐水计量模块、8压缩空气储罐、9冷却风主管、10压缩空气主管、11压缩空气分配模块、12氨水分配模块、13冷却风分配模块、14微波扰流喷枪、15旋风分离器、16锅炉出口烟道、17旋风除尘器、18布袋除尘器、19除尘器出口烟道、20引风机、21脱硫塔入口烟道、22脱硫塔本体、23喷淋层、24旋翼湍流高效除尘除雾装置、25除雾器、26脱硫塔出口烟道、27烟囱、28旋翼湍流模块、29填料球、30导流装置、31过热器、32省煤器、33空预器。
具体实施方式
为了本发明的技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用于理解本发明，并不用于限定本发明，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统的结构示意图，包括脱硝装置、除尘装置、脱硫装置，其特征在于：所述脱硝装置包括氨水储罐1、除盐水罐5、压缩空气储罐8，所述氨水储罐1、除盐水罐5分别通过氨水计量模块3、除盐水计量模块7连接静态混合器4，在所述氨水储罐1、除盐水罐5出口分别设有氨水输送泵2、除盐水输送泵6，氨水输送泵2、除盐水输送泵6均连接变频电机，静态混合器4通过氨水分配模块12连接到微波扰流喷枪14，所述压缩空气储罐8设有两条支路，包括冷却风主管9、压缩空气主管10，压缩空气主管10通过压缩空气分配模块11连接微波扰流喷枪14，冷却风主管9通过冷却风分配模块13连接微波扰流喷枪14，微波扰流喷枪14设置在旋风分离器15入口烟道内，微波扰流喷枪14上设有多个喷嘴，喷嘴为顺烟气流向布置，保证氨水与烟气充分接触反应，脱硝效率能达到85%-93%，旋风分离器15入口烟道经锅炉出口烟道 16连接除尘装置；所述除尘装置包括旋风除尘器17、布袋除尘器18、除尘器出口烟道19、引风机20，锅炉出口烟道16的烟气经旋风除尘器17进行预除尘，然后进入布袋除尘器18，引风机20安装在布袋除尘器18之后，通过除尘器出口烟道19与布袋除尘器18连接，保证布袋除尘器18在负压状态下运行，在所述旋风分离器15入口烟道、锅炉出口烟道16之间设有过热器31、省煤器32及空预器33，除尘器出口烟道19经引风机20连接脱硫装置；所述脱硫装置包括脱硫塔入口烟道21、脱硫塔本体22，在所述脱硫塔本体22内由下至上依次设有喷淋层23、旋翼湍流高效除尘除雾装置24、除雾器25，脱硫塔本体22经脱硫塔出口烟道26连接烟囱27。
图2为本发明旋翼湍流高效除尘除雾装置的结构示意图，，所述旋翼湍流高效除尘除雾装置24包括旋翼湍流模块28，所述旋翼湍流模块28分上下两部分，上部分设有填料球29，下部分设有导流装置30，以增强烟气混合，提高烟气旋流效率。
氨水储存在氨水储罐1中，通过氨水输送泵2进行输送，氨水输送泵2设变频电机，可通过调节频率调节氨水输送泵2流量，同时设氨水计量模块3，主要包括电动调节阀、流量计，通过调节电动阀开度，进一步控制脱硝时的氨水用量，并设流量计，直观的看到系统运行过程中氨水耗量。一般运行中常用的氨水浓度为20%，但实际通过喷枪往旋风分离器入口烟道喷射时的氨水浓度为10%左右，故本系统设稀释水系统。稀释水采用除盐水，除盐水储存在除盐水罐5中，通过除盐水输送泵6进行输送，除盐水输送泵6设变频电机，可通过调节频率调节除盐水输送泵6流量，同时设除盐水计量模块7，主要包括电动调节阀、流量计，通过调节电动阀开度，进一步控制除盐水的用量，并设流量计，直观的看到系统运行过程中除盐水耗量。氨水与除盐水经过计量模块后通过静态混合器4混合稀释，稀释后的氨水通过氨水分配模块12后与微波扰流喷枪14连接。氨水分配模块12由多个支路组成，每个支路对应一只微波扰流喷枪14，氨水分配模块12中每个支路由截止阀、流量计、压力表、止回阀组成，通过调节截止阀开度，保证进入每只微波扰流喷枪14的稀氨水流量、压力几乎相同。微波扰流喷枪14分别与压缩空气分配模块11、氨水分配模块12、冷却风分配模块13连接，压缩空气分配模块11由多个支路组成，每个支路对应一只微波扰流喷枪14，压缩空气分配模块11中每个支路由球阀、压力调节阀、止回阀组成，通过调节压力调节阀调节进入微波扰流喷枪14的压力，保证氨水雾化效果。微波扰流喷枪14安装在旋风分离器15入口烟道内部，此处烟温在800-1000℃之间，烟温过高，故设冷却风分配模块13，冷却风分配模块13由多个支路组成，每个支路对应一只微波扰流喷枪14，冷却风分配模块13中每个支路由球阀、压力表组成，主要作用是冷却微波扰流喷枪14，防止微波扰流喷枪14温度过高，造成氨水在进入烟气前汽化及装置自身冷热不均。每台锅炉安装微波扰流喷枪14的数量根据锅炉炉膛与旋风分离器的连接烟道的高度确定，两只喷枪安装间距为500-800mm。稀释后的氨水通过微波扰流喷枪喷14入烟道内，保证氨水与烟气均匀混合，增加了氨水的穿透性，并使稀氨水溶液在很短的时间内蒸发为氨气，与烟气混合，从而加快氨水与NOx之间的反应速度，提高脱硝效率，采用微波扰流喷枪14，喷枪上设有多个喷嘴，喷嘴为顺烟气流向布置，保证氨水与烟气充分接触反应，脱硝效率能达到85%-93%。
脱硝后的烟气经锅炉省煤器与空预器后烟温降至150℃左右，经锅炉出口烟道16进旋风除尘器17进行预除尘，除尘效率为70%左右，经预除尘的烟气进入布袋除尘器18，进一步除尘，经布袋除尘器18后烟气中烟尘含量降至20~30mg/Nm3。引风机20安装在布袋除尘器18之后，通过除尘器出口烟道19与布袋除尘器18连接，保证布袋除尘器18在负压状态下运行。烟气通过引风机20提供压力，生物质燃料燃烧时粉尘量大,燃烧后的灰渣比在10:0~8:2,就是说渣分很小,几乎成为灰分,所以烟气含尘浓度会很大，由于燃烧粉尘粒径小,比电阻大两个原因,生物质锅炉烟气除尘适合袋式除尘器18。但由于烟气中粉尘微细,且易夹带未充分燃烧的细小块状物和碳化物,易产生二次燃烧，故在布袋除尘器前设置旋风除尘器17,作为燃烧沉降室。
经脱硫塔入口烟道21进入脱硫装置，脱硫装置包括脱硫塔本体22、喷淋层23、旋翼湍流高效除尘除雾装置24、除雾器25。喷淋层23主要根据效率确定安装层数，一般不少于两层，含硫烟气与喷淋浆液接触，发生化学反应，将烟气中的SO2脱除，脱硫后的烟气进入旋翼湍流高效除尘除雾装置24。所述旋翼湍流高效除尘除雾装置24包括旋翼湍流模块28，所述旋翼湍流模块28分上下两部分，上部分设有填料球29，下部分设有导流装置30，以增强烟气混合，提高烟气旋流效率，由于上升烟气夹带有部分液滴，同时冲洗系统定期冲洗带入的工业水，在填料球表面形成液膜，当烟气中的小颗粒粉尘进入旋翼湍流高效除尘除雾装置24后，烟气在填料球上发生惯性碰撞、扩散、粘附、凝集等作用，使尘粒和水滴接触而被捕集，经过重力沉降及洗涤使尘粒和气体分离，同时，填料球的规则的运动以及烟气夹带浆液不断的加入，对填料球表面附着的尘粒进行冲洗，不断更新填料球表面的液膜，如此循环除尘，可保证二次高效除尘效果（进脱硫装置前除尘视为一次除尘）。同时旋翼湍流高效除尘除雾装置24具有除雾效果，烟气中挟带的雾滴由于惯性撞击由单个填料球表面捕集，填料球互相碰撞不断聚集变大，直到聚集的液滴重力大于烟气的上升托力时，会从旋翼湍流高效除尘除雾装置24中落回吸收塔底浆液池，烟气经过旋翼湍流高效除尘除雾装置24后，可实现高效除雾效果。旋翼湍流高效除尘除雾装置24上部安装除雾器25，进行二次除雾，保证脱硫塔出口烟气含水量不超过75mg/Nm3，防止烟气带浆现象的发生，脱硫在现有生产中是比较成熟的技术，在此不再叙述，本发明中的脱硫塔也为成熟的设备。
微波扰流喷枪为现有技术设备，本发明中的设备均为现有的常用设备，对于本领域的技术人员来说是可知的，其具体结构在此不在叙述。
各控制装置均与控制系统连接，根据各生产情况设置参数。
值得注意的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
Claims (7)
1.一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统，包括脱硝装置、除尘装置、脱硫装置，其特征在于：所述脱硝装置包括氨水储罐（1）、除盐水罐（5）、压缩空气储罐（8）、微波扰流喷枪（14），所述氨水储罐（1）、除盐水罐（5）分别通过氨水计量模块（3）、除盐水计量模块（7）连接静态混合器（4），静态混合器（4）通过氨水分配模块（12）连接到微波扰流喷枪（14），所述压缩空气储罐（8）分别通过压缩空气分配模块（11）、冷却风分配模块（13）连接微波扰流喷枪（14），微波扰流喷枪（14）设置在旋风分离器（15）入口烟道内，微波扰流喷枪（14）上设有多个喷嘴，喷嘴为顺烟气流向布置，旋风分离器（15）经锅炉出口烟道（16）连接除尘装置；所述除尘装置包括旋风除尘器（17）、布袋除尘器（18）、除尘器出口烟道（19）、引风机（20），锅炉出口烟道（16）的烟气经旋风除尘器（17）进行预除尘，然后进入布袋除尘器（18），引风机（20）安装在布袋除尘器（18）之后，通过除尘器出口烟道（19）与布袋除尘器（18）连接，保证布袋除尘器（18）在负压状态下运行，除尘器出口烟道（19）经引风机（20）连接脱硫装置；所述脱硫装置包括脱硫塔入口烟道（21）、脱硫塔本体（22），在所述脱硫塔本体（22）内由下至上依次设有喷淋层（23）、旋翼湍流高效除尘除雾装置（24）、除雾器（25），脱硫塔本体（22）经脱硫塔出口烟道（26）连接烟囱（27），最终处理后的烟气经烟囱（27）排放，所述旋翼湍流高效除尘除雾装置（24）包括旋翼湍流模块（28），所述旋翼湍流模块（28）分上下两部分，上部分设有填料球（29），下部分设有导流装置（30），以增强烟气混合，提高烟气旋流效率。
2.根据权利要求1所述的一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统，其特征在于：在所述旋风分离器（15）入口烟道、锅炉出口烟道（16）之间依次设有过热器、省煤器、空预器。
3.根据权利要求1所述的一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统，其特征在于：在所述氨水储罐（1）、除盐水罐（5）出口分别设有氨水输送泵（2）、除盐水输送泵（6），氨水输送泵（2）、除盐水输送泵（6）均连接变频电机。
4.根据权利要求1所述的一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统，其特征在于：所述压缩空气储罐（8）设有两条支路，包括冷却风主管（9）、压缩空气主管（10），冷却风主管（9）连接冷却风分配模块（13）、压缩空气主管（10）连接压缩空气分配模块（11）。
5.根据权利要求1所述的一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统，其特征在于：压缩空气分配模块（11）包括球阀、压力调节阀、止回阀，氨水分配模块（12）包括截止阀、流量计、压力表、止回阀，冷却风分配模块（13）包括球阀、压力表。
6.根据权利要求1所述的一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统，其特征在于：氨水计量模块（3）、除盐水计量模块（7）均包括电动调节阀、流量计。
7.根据权利要求1所述的一种生物质循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘系统，其特征在于：微波扰流喷枪（14）在旋风分离器（15）入口烟道等距设有多个，压缩空气分配模块（11）、氨水分配模块（12）、冷却风分配模块（13）由多个支路组成，每个支路对应一只微波扰流喷枪（14）。
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