CN111167289A - 一种工业烟气协同处理系统及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业烟气协同处理系统及处理方法。处理系统包括初处理部、深度处理及过滤部和后处理部三个功能模块，初处理部用于初步脱除烟气中的酸性污染物及将脱硝剂和烟气混合均匀；深度处理及过滤部用于烟气的深度脱酸以及过滤烟气的颗粒状污染物并且分解掉NOx和二噁英等污染物，使烟气达到排放标准；后处理部用于排放处理后的烟气以及收集储存过滤后的粉尘。本发明中的烟气处理系统主要用于含有SO2等酸性气体、NOx和二噁英等污染物的烟气的处理，可大幅度降低烟气中污染物的浓度，具有操作简便、处理效率高等优点，可有效解决现有烟气处理系统工艺路线冗长、效率低的问题。

Description

一种工业烟气协同处理系统及处理方法
技术领域
本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种工业烟气协同处理系统及处理方法。
背景技术
过去多年来，我国的大气污染防治主要集中在电力行业。随着环保政策相继落实，大多数燃煤电厂已经完成了超低排放改造。按污染物分类来看，二氧化硫、氮氧化物、PM2.5、PM10四类主要污染物年均浓度基本都呈逐年下降趋势。从当期情况来看，火电脱硫脱硝市场趋于饱和，增长放缓。为了实现规划的治理目标，大气污染防治工作的重点应转移到污染物排放强度更高的非电行业。非电领域大气污染治理包含各种工业过程的烟气治理，涉及水泥、玻璃、石化、冶金、焦化等多个行业。相比煤电行业污染物持续减排，非电行业对我国污染排放影响越来越大。非电行业大气污染物防治由于其涉及行业广泛，各行业生产工艺和排放特征不同，对污染物治理技术的要求也和煤电行业的传统污染治理技术不同。
传统的烟气脱硫工艺按照其是否产生废水以及吸收剂加入的形式可分为湿法、干法、半干法(包括喷雾干燥法、循环流化床半干法等)。湿法技术由于其投资成本高，产生的废水含有重金属元素，会造成二次污染，因此该技术在国内非电行业烟气处理系统中很少采用。传统干法烟气处理是碱性吸附剂干粉直接喷到烟道中，在布袋除尘器表面进行脱硫反应，虽不会产生废水，但由于吸收剂的利用率低，也有被摒弃不用的趋势。半干法由于石灰浆质量的不稳定性，极易造成喷头和管道堵塞，以及循环流化床容易受烟气量波动造成“塌床”事故，虽建设台套数较多，但运行困难，效率极不稳定。
目前应用最广、最有效的烟气脱硝技术是选择性催化还原技术(SCR)，而催化剂则成为SCR工艺的核心。目前普遍使用的商用催化剂为钒钛系催化剂或钒钛钨系催化剂，其活性温度窗口较高(320℃～420℃)。玻璃、焦化、水泥、钢铁等非电行业的工业窑炉排烟温度往往达不到适合传统催化剂的温度区间，随着新环保法规的不断收严，适应工业窑炉排烟温度(往往低于300℃)的中低温SCR脱硝技术具有巨大的市场潜力。然而，中低温SCR脱硝装置仍然避免不了硫铵盐和亚硫铵盐的生成，长期运行硫铵盐和亚硫铵盐在催化剂孔隙中逐步紧密固化，从而使催化剂失活或者缩短催化剂的使用寿命。由于传统催化剂必须考虑烟气的流通通道，使得烟气和催化剂的接触效率不高，脱硝还原剂利用率受限，氨逃逸难以控制。另外，受烟气中的酸、重金属和粉尘等影响，催化剂中毒现象时有发生。如何杜绝烟气中有害物质对催化剂的影响，延长SCR催化剂使用寿命，提高SCR脱硝反应的处理效率，是本行业亟待解决的技术难题。
传统布袋除尘器应用于煤电锅炉烟气除尘有较好的效果，但其应用温度一般应控制在烟气露点温度以上，同时最高应控制在250℃以下。且很难稳定处理烟气粉尘排放浓度到5mg/Nm3以下，较难应用于非电行业粉尘超低排放工程。
传统除二噁英的工艺需要在烟道内喷射活性炭，活性炭粉尘为导电粉尘，相关设备必须为防爆型设计，增加了业主的投资成本和安全风险。
因此，设计出能解决传统工艺各自独立处理烟气污染物造成的系统冗长、无法稳定应对烟气负荷波动、还原剂利用率低、氨逃逸高、催化剂中毒等问题的工业烟气复合污染物协同处理工艺及设备极具实际意义。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种工业烟气协同处理系统及其应用，以解决现有烟气处理系统工艺路线长、效率低的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，提供一种工业烟气协同处理系统，包括初处理部、深度处理及过滤部和后处理部；其中：
初处理部包括脱酸混合反应器、脱硝剂储罐和脱酸剂储罐；脱酸混合反应器为文丘里空塔，其包括过渡段以及连接于过渡段两端的进气段和混合段，进气段与工业窑炉连通，混合段与脱硝剂储罐和脱酸剂储罐相连接；
深度处理及过滤部包括若干相互独立的仓室，仓室包括灰斗、中箱体和上箱体，中箱体的侧壁和上箱体的顶部分别设置有带烟气阀门的进口烟道和出口烟道，进口烟道与脱酸混合反应器中的混合段连通；上箱体和中箱体之间用花板隔开，花板上开设有若干通孔，通孔内插装有外滤式滤筒，外滤式滤筒的内壁上负载有钒钛系催化剂，其上端与花板平齐；进口烟道与外滤式滤筒之间设置有烟气均布板，烟气均布板为多孔直板；花板上方设置有高压脉冲喷管，高压脉冲喷管上设置有正对通孔的喷嘴；
后处理部包括烟囱和灰仓，烟囱通过引风机与出口烟道通相连接，灰仓通过卸灰装置与灰斗相连接。
本发明中的烟气处理系统包括初处理部、深度处理及过滤部和后处理部等三个功能不同的模块部件。其中，初处理部用于对工业烟气进行初步处理；初处理部中的脱酸混合反应器为具有文丘里结构的空塔，通过脱酸混合反应器的文丘里效应，可以降低烟气流速，使烟气中的酸性物质等污染物与脱酸剂粉末充分混合，脱除大部分酸性污染物，同时让脱硝剂与烟气混合均匀，达到烟气初步处理的目的。
深度处理及过滤部包括若干相互独立的仓室，仓室设置有多个，并且每个仓室关闭阀门后都能独立出来，在便于检修的同时，不会中断烟气处理，保证了烟气处理的连续性，烟气处理效率大大提高。从脱酸混合反应器中出来的烟气经过进口烟道进入仓室，设置于进口烟道与外滤式滤筒之间的烟气均布板作为保护屏障可以保护外滤式滤筒避免受到烟气的直接冲击，并且烟气均布板上的通孔使烟气在接触外滤式滤筒前均匀分布，防止仓室内产生局部高负荷。经过均布后的烟气从外滤式滤筒穿过，烟气中携带的颗粒污染物等大粒径物质被阻挡在外滤式滤筒外并形成滤饼层，不仅达到除去烟气中颗粒污染物的目的，而且形成的滤饼层中的碱性固体起到二次脱酸的作用，进一步对烟气进行净化，提升烟气的处理效果；烟气中的NOx与二噁英等被负载在滤筒内壁上的钒钛系催化剂分解脱除。烟气经过深度处理及过滤部处理后可以达到国家、行业及地方的排放标准，净化后的烟气从仓室顶部流出，并在引风机的作用下通过烟囱排放至大气中。本发明通过设置高压脉冲喷管，可以对滤筒进行逆气流脉冲喷气，能够将附着在滤筒表面的滤饼吹落至灰斗中，实现滤筒清灰的目的，降低了人工清灰的难度和强度。
后处理部中的烟囱用于排放达到排放标准的烟气，灰仓用于存储烟气过滤留下的粉尘。本发明中三个模块部件各司其职，能够实现烟气的高效连续处理。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，混合反应器中混合段的高度H与直径D满足如下关系：
Figure BDA0002392338230000041
式中t为烟气在混合段中的停留时间，其单位为秒，且其值不低于3。
本发明通过调节混合反应器中混合段的长径比来控制烟气在其中的停留时间不低于3s，可保证较高的气固接触反应效率，初处理时脱酸效果更佳显著，并且烟气与脱硝剂的混合更加均匀。
进一步，脱硝剂储罐和脱酸剂储罐分别通过试剂处理装置与混合段相连接；试剂处理装置用于将存储的试剂处理成特定形态后再送入混合段中。
本发明中的脱硝剂储罐用来储存外购的氨水、尿素溶液或液氨，脱酸剂储罐用来储存外购的脱酸吸附剂粗粉如消石灰粉、小苏打粉等；而外购的试剂一般都有固定的标准，并不一定可以直接用于烟气处理，特别是对于不同的烟气，所需要的脱硝剂浓度和脱酸剂形态也不相同。基于此，本发明在硝剂储罐和脱酸剂储罐的出口设置有试剂处理装置，试剂处理装置可以将试剂处理成需要的状态(将脱硝剂配成适宜的浓度或者是将其转换为气态，将脱酸剂磨成粒径为800目的细粉)，以实现最好的烟气处理效果。
进一步，中箱体上设置有热电阻；中箱体和上箱体上分别设置有防堵风压取样器，防堵风压取样器与外设差压变送器相连接。
本发明在中箱体上设置热电阻，便于调试、开机和运行阶段对仓室内温度进行监控。在中箱体和上箱体上设置防堵风压取样器，可对烟气运行通过滤筒时的阻力进行监测，以便控制进气段的进气速率。
进一步，进口烟道的截面呈扁平状。
本发明中进口烟道采用扁平化设计，从脱酸混合反应器中出来的烟气经过进口烟道后可以在仓室中横向均匀分布，使烟气在短时间内分布到仓室各处，避免对同一位置进行冲刷而造成部件的损坏。
进一步，外滤式滤筒采用无机陶瓷纤维及无机粘接剂制成，整体上呈底部封口的圆筒状，其顶部设置有法兰盘；外滤式滤筒通过法兰盘固定在花板上。
本发明中的外滤式滤筒采用陶瓷纤维和无机粘接剂制成，其筒体上分布有数量巨大的微孔，微孔能将固体颗粒等污染物阻挡在滤筒外，而且微孔能增加附着面积，使滤筒可以负载更多的钒钛系催化剂，增加烟气与催化剂接触的机会，可以更加高效与彻底的分解烟气中的NOx与二噁英等，烟气的过滤处理效果更佳。另外，在滤筒上设置法兰盘是为了让滤筒安装更加稳定且拆装更加方便。
进一步，灰斗内部上端和下端均设置有料位计；灰斗外部设置有加热带、保温层和振打装置，振打装置为气动锤或电动振打器。
本发明在灰斗内部上端和下端均设置料位计，可以对灰斗内粉尘的料位进行实时且准确的监测，防止料位过高而对烟气流造成不利影响。在灰斗外部加设加热带和保温层可以使灰斗内部保持恒温，防止出现粉尘降温吸潮从而造成板结、堵塞的问题。而在灰斗外壁设计空气锤或电动振打器，利于卸灰时粉尘的流动。
进一步，高压脉冲喷管(106)通过脉冲电磁阀与外设气源装置相连接，气源装置内盛装有0.4～0.6MPa的压缩空气。
进一步，卸灰装置包括输料泵和输灰管，灰斗通过设置有卸料阀的卸料管与输灰管相连接，输灰管一端与输料泵相连接，另一端与灰仓相连接，且输灰管通过灰循环管与混合段连通；输料泵为仓式泵或料封泵。
本发明中利用灰循环管将输灰管与脱酸混合反应器中的混合段进行连接，卸下的粉尘一部分回到混合段中与烟气、脱酸剂和脱硝剂混合，由于部分粉尘呈碱性，不仅可以增加烟气初处理的脱酸效果，还能提升脱酸剂的利用率。
本发明中的工业烟气协同处理系统可用于所有烟气的处理，但对含有SO2等酸性气体、NOx以及二噁英的烟气的处理效果最佳。以该种烟气为例说明本发明中烟气处理系统的工作过程：
S1：来自工业窑炉的温度为220～400℃的烟气进入脱酸混合反应器；
S2：试剂处理装置将脱硝剂储罐和脱酸剂储罐中储存的试剂处理成合适状态；
S3：在脱酸混合反应器内依次喷入脱硝剂(氨水或氨气)和脱酸剂(消石灰粉或超细小苏打粉)，烟气中的SO2、HF、HCl等酸性气体与脱酸剂充分接触和反应，大部分被脱除；脱硝剂则和烟气在反应器内充分混合均匀；
S4：烟气进入深度处理及过滤部，其中的颗粒物绝大部分被仓室中的外滤式滤筒拦截在外表面，形成稳定的滤饼层，酸性污染物进一步与滤饼层中的碱性固体物反应，达到二次脱酸的目的；烟气中的NOX在催化复合滤筒内壁的钒钛系催化剂作用下与NH3反应生成N2和H2O而被脱除，二噁英也在催化剂的作用下被烟气中的氧气分解；
S5：净化后的烟气经引风机送入烟囱排放；
S6：定时或根据仓室压差联锁启动高压脉冲喷吹装置，高压气流急速向滤筒内涌入，气流带动周围空气产生巨大的冲击力，使滤筒外侧所附尘饼变形脱落，掉入至灰斗；
S7：定时启动卸灰系统，将灰斗中的粉尘通过气力输灰方式送至灰仓储存，或送至脱酸混合反应器循环利用，减少脱酸剂的消耗量。
本发明的有益效果是：
1.本发明的烟气系统处理系统结构简单，布置紧凑，装置的总压降低，引风机负荷小，运行成本较低；而且操作运行简便，占地面积较各种传统工艺中的处理系统更小，特别适合现有环保装置的改造工程。
2.本发明中的外滤式滤筒具有纳米级过滤层，NH3和烟气中的NOx通过滤筒进行均布，在穿透纳米级过滤层时与滤筒纤维表面的钒钛系催化剂直接碰撞发生还原反应，可得到较高的还原剂利用率，氨逃逸浓度低。外滤式滤筒为无机陶瓷纤维制成，耐高温、耐久性好，使用寿命更长；滤筒厚度不小于20mm，相比于传统的布袋滤料，具有更高的过滤效率；且滤筒在脉冲清灰时不会发生逆向膨胀而导致孔径扩大，从而具有稳定的过滤精度。
3.本发明的烟气经过外滤式滤筒表面过滤后再与催化剂反应，可避免催化剂与烟气中潜在的有害成分接触，中毒风险低，不需要催化剂再生激活。
4.本发明充分考虑工业窑炉需要连续运行的特点，多个独立化仓室设计可以保证烟气治理设施不停机检修，确保烟气达标排放和工业生产的连续。
5.本发明中的系统集碱法脱酸、脱硝、除尘、除二噁英为一体，烟气中多种污染物协同治理，脱酸脱硝效率可达96％以上，粉尘和二噁英排放达到超低排放标准。
附图说明
图1为本发明各部件的连接关系图；
图2为脱酸混合反应器的主视图；
图3为仓室的剖视图；
图4为外滤式滤筒的横向视图；
其中，1、初处理部；2、深度处理及过滤部；3、后处理部；100、工业窑炉；200、脱酸混合反应器；201、进气段；202、过渡段；203、混合段；300、仓室；301、灰斗；302、中箱体；303、上箱体；304、花板；305、外滤式滤筒；3051、法兰盘；306、烟气均布板；307、进口烟道；308、出口烟道；309、烟气阀门；310、高压脉冲喷管；311、喷嘴；312、料位计；400、引风机；500、烟囱；600、脱硝剂储罐；700、脱酸剂储罐；701、试剂处理装置；800、卸灰装置；801、输灰管；802、灰斗；803、卸料管；804、灰循环管；900、灰仓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明的实施例中，如图1～4所示，提供一种工业烟气协同处理系统，本发明中的烟气处理系统如图1所示，包括初处理部1、深度处理及过滤部2和后处理部3。其中：
初处理部1包括脱酸混合反应器200、脱硝剂储罐600和脱酸剂储罐700。如图2所示，脱酸混合反应器200为文丘里空塔，其包括过渡段202以及连接于过渡段202两端的进气段201和混合段203，进气段201和混合段203与过渡段202焊接或一体成型；进气段201从下到上依次为灰斗、弯头节和方圆节，过渡段202从下到上依次为渐缩节、喉管、渐扩节，混合段203为圆形直筒；混合段203顶部还依次设置有变径节和顶部弯头节，以使脱酸混合反应器200形成一整体并方便与其余部件相连接，进气段201与工业窑炉100连通，混合段203与脱硝剂储罐600和脱酸剂储罐700相连接。为了保证较高的气固接触反应效率，烟气在混合段203中的停留时间t不得低于3s，烟气从进气段201进入，经过过渡段202后减速至3～6m/s，烟气在混合段203中的停留时间t由混合段203直筒的长径比决定，停留时间与长径比的关系如下：
Figure BDA0002392338230000091
其中，H为混合段直筒的高度，D为混合段直筒的直径。
脱硝剂储罐600用来储存外购的氨水、尿素溶液或液氨，脱酸剂储罐700用来储存外购的脱酸吸附剂粗粉如消石灰粉、小苏打粉等；而外购的试剂一般都有固定的标准，并不一定可以直接用于烟气处理，特别是对于不同的烟气，所需要的脱硝剂浓度和脱酸剂形态也不相同。基于此，本发明在硝剂储罐600和脱酸剂储罐700的出口均设置有试剂处理装置701，试剂处理装置701可以将试剂处理成需要的状态，比如需要将脱硝剂配成适宜的浓度时，试剂处理装置701可以为搅拌罐，当需要将脱硝剂处理成气态时，试剂处理装置701可以为汽化炉；脱酸剂一般为固体，其进入混合段203前需要将其研磨成粒径为800目左右的细粉，此时试剂处理装置701可以为空气分级研磨机。
深度处理及过滤部2包括若干相互独立的仓室300。如图3所示，仓室300包括灰斗301、中箱体302和顶部封口的上箱体303，灰斗301、中箱体302和上箱体303均采用质地坚硬且能耐受一定温度和压力的材料制成，如碳钢或不锈钢等。中箱体302与上箱体303之间通过焊接等方式设置有花板304，花板304将中箱体302和上箱体303隔开，形成两个独立的空间。花板304上开设有若干通孔，通孔以矩阵的形式均匀分散在隔板304上，通孔内插装有外滤式滤筒305，在本发明中外滤式滤筒305采用无机陶瓷纤维及无机粘接剂制成，整体上呈底部封口的圆筒状，外滤式滤筒305的侧壁上分布有数量巨大的微孔，内壁上负载有钒钛系催化剂，对烟气中NOx和二噁英的脱除有较好的催化效果；外滤式滤筒305在安装时从花板304上的通孔中插入，其上端与花板304平齐，为了保证安装稳固并且便于拆装，如图4所示，在外滤式滤筒305的顶部设置法兰盘3051，外滤式滤筒305通过法兰盘3051固定在花板304上。上箱体303的高度设计为外滤式滤筒305的长度加上安装所需空间高度，以利于外滤式滤筒305的安装和拆卸。花板304上方设置有高压脉冲喷管310，高压脉冲喷管310从上箱体303的侧壁伸出并固定在上箱体303上，其末端通过脉冲电磁阀与外设气源装置相连接，气源装置内盛装有0.4～0.6MPa压缩的空气；高压脉冲喷管310上设置有正对通孔的喷嘴311；高压脉冲喷管310采用在线清灰方式，设计自动程序，既可以根据各独立仓室的压差联锁清灰，也可以根据时间间隔定时清灰，还可以手动对单个仓室进行清灰。当外滤式滤筒305需要清灰时，脉冲控制仪控制气体通过喷嘴311吹向外滤式滤筒305，高压气流将外滤式滤筒305外壁上附着的滤饼吹落，达到清灰的目的。
中箱体302的侧壁设置有进口烟道307，上箱体303顶部设置有出口烟道308，为了将各仓室300独立出来以便于检修，在进口烟道307和出口烟道308上均设置有烟气阀门309；检修时，关闭需要检修仓室300上的烟气阀门309，让其余的仓室300继续工作。为防止进入仓室300的烟气直接冲击外滤式滤筒305，并使烟气在接触外滤式滤筒305前均匀分布，防止仓室内产生局部高负荷，在进口烟道307与外滤式滤筒305之间设置有烟气均布板306，烟气均布板306为多孔直板，其竖直焊接在花板304和中箱体302壁板上。为了对各仓室300调试、开机和运行阶段内部的温度进行监测，在中箱体302上设置有热电阻。另外，在本发明的一种优选实施例中，为了使烟气沿仓室300横向均匀地分布，将进口烟道307设置成扁平状，如扁平方形管等。在本发明的另一种优选实施例中，中箱体302和上箱体303上分别开孔，并设置防堵风压取样器，采用导压管将箱体内压力引至差压变送器，便于监测运行时烟气通过滤筒的阻力。
灰斗301呈漏斗状，其底部开口，并用卸料管803连接至输灰管801；烟气进入中箱体302后，经外滤式滤筒305过滤除尘，所产生的粉尘等颗粒废弃物落入灰斗301中，最终在卸灰装置800的作用下进入灰仓900中。为了防止出现粉尘降温吸潮从而造成板结、堵塞等问题，在本发明的一种优选实施例中，在灰斗301的外部设置有加热部件，为了便于安装以及控制，加热部件最好为电加热带，电加热带缠绕固定在灰斗301表面，并且为了降低热损失和防烫伤，在灰斗301的表面包覆一层保温层。另外，为了对灰斗301内的真实料位进行监测，以防止料位过高对烟气流的影响，在灰斗301内部上端和下端均设置有料位计312；同时，为了驱使粘附于灰斗301内壁上的粉尘滑落，在灰斗301的外壁上设置有气动锤或电动振打器。
后处理部3包括烟囱500和灰仓900。烟囱500通过引风机400与出口烟道308通相连接，引风机400采用变频设计，便于根据窑炉负荷调节风机频率，使烟气处理系统一直在最合适的工况下运行。灰仓900通过卸灰装置800与灰斗301相连接。如图1所示，卸灰装置800包括输料泵802和输灰管801，灰斗301通过设置有卸料阀的卸料管803与输灰管801相连接，输灰管801一端与输料泵802相连接，另一端与灰仓900相连接，且输灰管801通过灰循环管804与混合段203连通；卸灰装置800既可以采用仓泵式的高压密相输灰，也可以采用料封泵式的低压稀相输灰，与之相对的，输料泵802可以为仓式泵或料封泵。
下面结合实施例对本发明中的工业烟气协同处理系统的应用进行说明。
实施例1
本发明的一种工业烟气复合污染物协同处理工艺，包括：
S1：来自工业窑炉的温度为220～400℃的烟气进入脱酸混合反应200；
S2：试剂处理装置将脱硝剂储罐和脱酸剂储罐中储存的试剂处理成合适状态；
S3：在脱酸混合反应器内依次喷入脱硝剂(氨水或氨气)和脱酸剂(消石灰粉或超细小苏打粉)，烟气中的SO2、HF、HCl等酸性气体与脱酸剂充分接触和反应，大部分被脱除；脱硝剂则和烟气在反应器内充分混合均匀；
S4：烟气进入深度处理及过滤部，其中的颗粒物绝大部分被仓室中的外滤式滤筒拦截在外表面，形成稳定的滤饼层，酸性污染物进一步与滤饼层中的碱性固体物反应，达到二次脱酸的目的；烟气中的NOX在催化复合滤筒内壁的钒钛系催化剂作用下与NH3反应生成N2和H2O而被脱除，二噁英也在催化剂的作用下被烟气中的氧气分解；
S5：净化后的烟气经引风机送入烟囱排放；
S6：定时或根据仓室压差联锁启动高压脉冲喷吹装置，高压气流急速向滤筒内涌入，气流带动周围空气产生巨大的冲击力，使滤筒外侧所附尘饼变形脱落，掉入至灰斗；
S7：定时启动卸灰系统，将灰斗中的粉尘通过气力输灰方式送至灰仓储存，或送至脱酸混合反应器循环利用，减少脱酸剂的消耗量。
在四川省宜宾环球格拉斯玻璃制造有限公司1#、2#、3#窑炉烟气治理系统脱氟升级改造项目使用本发明的工业烟气协同处理系统。单套装置处理烟气量为28000Nm3/h(干基、实际氧)，装置进口温度为280℃～380℃，入口污染物组成如下：SO2浓度为100mg/Nm3，NOx浓度4200mg/Nm3，烟尘含量为280mg/Nm3，HF含量为120mg/Nm3。采用300目消石灰作为脱酸剂，采用20％浓度的氨水作为脱硝还原剂，系统出口能稳定达到如下指标：SO2浓度≤100mg/Nm3，NOx浓度≤100mg/Nm3，烟尘浓度≤30mg/Nm3，HF浓度≤4.5mg/Nm3。由此可知，采用本发明中的系统及工艺可以一次性脱出烟气中的多种污染物，达到协同处理的目的，并且处理后的烟气达到直接排放标准，是一种理想的烟气处理系统。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种工业烟气协同处理系统，其特征在于：包括初处理部(1)、深度处理及过滤部(2)和后处理部(3)；其中：
初处理部(1)包括脱酸混合反应器(200)、脱硝剂储罐(600)和脱酸剂储罐(700)；所述脱酸混合反应器(200)为文丘里空塔，其包括过渡段(202)以及连接于过渡段(202)两端的进气段(201)和混合段(203)，所述进气段(201)与工业窑炉(100)连通，所述混合段(203)与脱硝剂储罐(600)和脱酸剂储罐(700)相连接；
深度处理及过滤部(2)包括若干相互独立的仓室(300)，所述仓室(300)包括灰斗(301)、中箱体(302)和上箱体(303)，所述中箱体(302)的侧壁和上箱体(303)的顶部分别设置有带烟气阀门(309)的进口烟道(307)和出口烟道(308)，所述进口烟道(307)与所述脱酸混合反应器(200)中的混合段(203)连通；所述上箱体(303)和中箱体(302)之间用花板(304)隔开，所述花板(304)上开设有若干通孔，所述通孔内插装有外滤式滤筒(305)，所述外滤式滤筒(305)的内壁上负载有钒钛系催化剂，其上端与所述花板(304)平齐；所述进口烟道(307)与外滤式滤筒(305)之间设置有烟气均布板(306)，所述烟气均布板(306)为多孔直板；所述花板(304)上方设置有高压脉冲喷管(310)，所述高压脉冲喷管(310)上设置有正对所述通孔的喷嘴(311)；
后处理部(3)包括烟囱(500)和灰仓(900)，所述烟囱(500)通过引风机(400)与所述出口烟道(308)通相连接，所述灰仓(900)通过卸灰装置(800)与所述灰斗(301)相连接。
2.根据权利要求1所述的工业烟气协同处理系统，其特征在于，所述混合反应器(200)中混合段(203)的高度H与直径D满足如下关系：
Figure FDA0002392338220000011
式中t为烟气在混合段(203)中的停留时间，其单位为秒，且其值不低于3。
3.根据权利要求1所述的工业烟气协同处理系统，其特征在于：所述脱硝剂储罐(600)和脱酸剂储罐(700)分别通过试剂处理装置(701)与所述混合段(203)相连接。
4.根据权利要求1所述的工业烟气协同处理系统，其特征在于：所述中箱体(302)上设置有热电阻；所述中箱体(302)和上箱体(303)上分别设置有防堵风压取样器，所述防堵风压取样器与外设差压变送器相连接。
5.根据权利要求1所述的工业烟气协同处理系统，其特征在于：所述进口烟道(307)的截面呈扁平状。
6.根据权利要求1所述的工业烟气协同处理系统，其特征在于：所述外滤式滤筒(305)采用无机陶瓷纤维及无机粘接剂制成，整体上呈底部封口的圆筒状，其顶部设置有法兰盘(3051)；所述外滤式滤筒(305)通过法兰盘(3051)固定在所述花板(304)上。
7.根据权利要求1所述的工业烟气协同处理系统，其特征在于：所述灰斗(301)内部上端和下端均设置有料位计(312)；所述灰斗(301)外部设置有加热带、保温层和振打装置，所述振打装置为气动锤或电动振打器。
8.根据权利要求1所述的工业烟气协同处理系统，其特征在于：所述高压脉冲喷管(310)通过脉冲电磁阀与外设气源装置相连接，所述气源装置内盛装有0.4～0.6MPa的压缩空气。
9.根据权利要求1所述的工业烟气协同处理系统，其特征在于：所述卸灰装置(800)包括输料泵(802)和输灰管(801)，所述灰斗(301)通过设置有卸料阀的卸料管(803)与所述输灰管(801)相连接，所述输灰管(801)一端与所述输料泵(802)相连接，另一端与所述灰仓(900)相连接，且输灰管(801)通过灰循环管(804)与所述混合段(203)连通；所述输料泵(802)为仓式泵或料封泵。
10.采用权利要求1～9任一项所述的工业烟气协同处理系统处理含有酸性气体、NOx以及二噁英烟气中的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将来自工业窑炉温度为220～400℃的烟气以5～300Nm3/s的速率导入脱酸混合反应器200中，再加入体积浓度为18～25％的脱硝剂和粒径为300～400目的脱酸剂进行混合，烟气初步脱酸；烟气与脱硝剂和脱酸剂的混合时间不低于3s；
S2：初步脱酸后的烟气以6～10Nm3/h的速率进入深度处理及过滤部2；外滤式滤筒5将烟气中的粉尘阻挡在表面形成滤饼，滤饼进一步脱出烟气中的酸性物质；外滤式滤筒5内壁上的催化剂催化分解烟气中的NOX和二噁因；烟气经过外滤式滤筒5后被净化；
S3：净化后的烟气经引风机送入烟囱排放；外滤式滤筒5表面的滤饼厚度超过0.5cm后高压脉冲喷管310向外滤式滤筒5内反向吹气，将形成滤饼的粉尘吹落至灰斗301中；
S4：灰斗301中的粉尘料位超过其深度的
Figure FDA0002392338220000031
时启动卸灰装置800，将灰斗301中的粉尘一部分送至灰仓900储存，另一部分送至脱酸混合反应器200循环利用，减少脱酸剂的消耗量。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200519

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