CN114210199A - 一种生物质发电厂的烟气处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固废处理技术领域，尤其涉及一种生物质发电厂的烟气处理系统；该系统包括焚烧锅炉和中低温SCR反应器，还包括沿烟气流通方向依次设置的温度调节系统、烟气净化系统和布袋除尘器，布袋除尘器的烟气出口与中低温SCR反应器的烟气入口连通，中低温SCR反应器的烟气出口还设置有烟气排放系统，烟气净化系统包括粗除尘器和脱硫塔，以及喷射钙基吸收剂的喷淋装置和喷射钠基吸收剂的喷淋入口，脱除烟气中的HCl和SO2；还包括用于调节进入所述布袋除尘器的烟气温度的烟气旁路和混风装置。本发明通过设置多级空气预热器，实现低能耗脱硝，烟气在进入SCR反应器前进行净化，脱除HCl、SO2及杂质，可降低对脱硝剂的影响，保证脱硝效果。

Description

一种生物质发电厂的烟气处理系统
技术领域
本发明涉及固废处理技术领域，尤其涉及一种生物质发电厂的烟气处理系统。
背景技术
随着“碳达峰、碳中和”目标的提出，我国碳减排压力逐渐加大。生物质发电作为一种可再生能源发电，资源化利用的同时能够有效较低我国的碳排放。目前我国生物质发电厂由于原料问题，大多生物质发电厂焚烧模板、秸秆以及树皮等混合生物质，其中模板焚烧的比例甚至高达80％以上。模板焚烧不但产生NOx、SO2、颗粒物等污染物，还产生HCl等污染物，同时由于生物质焚烧的灰含有较高的碱金属，会造成NOx催化剂失效，造成了生物质电厂后续烟气处理系统存在铵盐结晶堵塞、NOx脱除效果不佳、能耗高等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种生物质发电厂的烟气处理系统，包括焚烧锅炉和中低温SCR反应器，还包括沿烟气流通方向依次设置的温度调节系统、烟气净化系统和布袋除尘器，所述布袋除尘器的烟气出口与所述中低温SCR反应器的烟气入口连通，所述中低温SCR反应器的烟气出口还设置有烟气排放系统；还包括用于调节进入所述布袋除尘器的烟气温度的烟气旁路和混风装置。
进一步地，所述温度调节系统包括换热器和一级空气预热器，烟气依次经过所述换热器和一级空气预热器进行温度调节。
进一步地，所述烟气净化系统包括粗除尘器和脱硫塔，所述粗除尘器的烟气出口与所述脱硫塔的烟气入口连接。
进一步地，所述烟气净化装置还包括设置在所述温度调节系统到粗除尘器的流路上的可提供钙基吸收剂的喷淋装置，所述脱硫塔上设置有提供纳基吸收剂的喷淋入口。
进一步地，所述烟气旁路的一端与所述焚烧锅炉的省煤器出口连接，另一端设置在所述布袋除尘器的前端，所述烟气旁路上还设置有电控阀门。
进一步地，所述混风装置设置在所述烟气净化系统到布袋除尘器之间的流路上。
进一步地，所述中低温SCR反应器的烟气入口前设置有用于监测烟气中原有的NH3浓度的监测装置，监测装置与所述中低温SCR反应器中的喷射NH3的自动控制系统联锁。
进一步地，所述烟气排放系统包括沿烟气流通方向依次设置的二级空气预热器、引风机、烟道阀门和烟囱。
进一步地，所述布袋除尘器中进入的烟气温度为180～240℃。
进一步地，所述焚烧锅炉上设置有生物质入口和床料添加口。
本发明的生物质发电厂的烟气处理系统的工作原理是，焚烧锅炉内出来的烟气温度很高，烟气经过换热器和一级空气预热器时温度降低，并下降至与布袋除尘器的温度适配，布袋除尘器的最高工作温度为250℃，温度过高，会导致布袋除尘器过热，设置损坏，温度过低，会导致进入中低温SCR反应器的烟气脱硝效率低，进入布袋除尘器的烟气温度控制在180～240℃，通过控制焚烧锅炉燃烧、烟气旁路以及混风装置，可以保证进入布袋除尘器的烟气温度在180～240℃。高负荷时候燃烧控制不好的时候，混风装置气动，混入外界冷风保证布袋正常工作，不因温度过高而损坏，低负荷时候燃烧控制不了的时候，打开焚烧锅炉的省煤器出口连接的烟气旁路，增加烟气温度，保证脱硝效率，保证烟气处理系统能正常运行；再者，烟气进入中低温SCR反应器进行脱硝前，会经过烟气净化系统，除去烟气中的HCl、SO2、碱金属以及颗粒杂质等，避免烟气进入中低温SCR反应器中造成NOx催化剂失效，保障烟气的脱硝效果。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下有益效果：
1)本发明的烟气处理系统，通过设置多级空气预热器，实现烟气满足中低温SCR反应器脱硝的温度需求，烟气经过二级空气预热器后的温度为130～160℃，实现低能耗脱硝；
2)本发明的烟气处理系统，烟气从一级空气预热器排出后，经过喷洒钙基吸收剂的喷淋装置，初步脱除HCl和SO2，然后在脱硫塔中喷入钠基吸收剂，进一步脱除HCl和SO2，可以降低烟气中杂质对脱硝催化剂的影响，同时，烟气依次经过粗除尘器和脱硫塔进行净化，可有效除去烟气中的颗粒以及碱金属杂质，烟气在进入中低温SCR反应器之前会进一步在布袋除尘器中进行净化，提高脱硝效率及脱硝质量；
3)本发明的烟气处理系统，通过控制焚烧锅炉燃烧、烟气旁路及混风装置，保证进入布袋除尘器的烟气温度低于250℃，并可调节烟气温度，在保证布袋除尘器安全运行的同时，保证脱硝效率；
4)本发明的烟气处理系统，通过在中低温SCR反应器入口前设置NH3浓度的检测装置，通过自动控制系统控制NH3的喷射，保证NOx稳定去除，同时NH3排放不超标。
附图说明
图1为本发明实施例中烟气处理系统的结构示意图。
10-焚烧锅炉；11-床料添加口；12-生物质入口；13-换热器；14-一级空气预热器；15-省煤器出口；16-电控阀门；
20-中低温SCR反应器；30-布袋除尘器；40-混风装置；
50-粗除尘器；51-喷淋装置；60-脱硫塔；61-喷淋入口；
70-二级空气预热器；80-引风机；90-烟囱；91-烟道阀门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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。附图中，为清晰可见，可能放大了某部分的尺寸及相对尺寸。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”应做广义解释，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。
如说明书附图1所示，本发明提供一种生物质发电厂的烟气处理系统，包括焚烧锅炉10和中低温SCR反应器20，还包括沿烟气流通方向依次设置的温度调节系统、烟气净化系统和布袋除尘器30，所述布袋除尘器30的烟气出口与所述中低温SCR反应器20的烟气入口连通，所述中低温SCR反应器20的烟气出口还设置有烟气排放系统；还包括用于调节进入所述布袋除尘器30的烟气温度的烟气旁路和混风装置40。
细化实施方式，焚烧锅炉10内排出的烟气温度很高，先经过温度调节系统进行温度调节，温度调节区间与布袋除尘器30以及中低温SCR反应器20适配，烟气再经过烟气净化系统脱除HCl、SO2、碱金属和颗粒杂质，再进入布袋除尘器30中进一步净化，然后进入中低温SCR反应器20中进行脱硝，并经过烟气排放系统处理后进行排放；布袋除尘器30的最适宜工作温度为180～240℃，为了避免烟气进入布袋除尘器30的温度过高或过低，通过烟气旁路以及混风装置40进行调节，可以调整烟气温度，保证布袋除尘器30正常运行，且保证脱硝效率。
作为实施方式之一，所述温度调节系统包括换热器13和一级空气预热器14，烟气依次经过所述换热器13和一级空气预热器14进行温度调节，其中换热器13可以是汽水-烟气换热器，当然换热器13还可以选用其他的型号；焚烧锅炉10上还设置有床料添加口11和生物质入口12，用于焚烧锅炉10上料。具体的，换热器13和一级空气预热器14设置在排烟通道内，且换热器13和一级空气预热器14之间设置有焚烧锅炉10的省煤器出口15，故而省煤器出口15处的烟气温度高于从一级空气预热器14中出来的烟气温度，省煤器出口15处连接有烟气旁路，烟气旁路的另一端设置在布袋除尘器30的入口前，且布袋除尘器30的入口前还设置有混风装置40，混风装置40靠近布袋除尘器30设置，可以通过调节接入外界空气；烟气旁路上设置有电控阀门16，可调节烟气旁路上的烟气流量。
进一步细化实施方式，进入布袋除尘器30中的烟气温度不能高于250℃，温度过高会影响布袋除尘器30的运行，甚至损坏，进入布袋除尘器30的烟气温度最好在180～240℃，为了保证系统安全运行，各管道上还分别设置有温度检测仪、压力检测仪等，用于检测各管道上的烟气温度以及烟气压力，便于对烟气进行调控，燃烧控制不好高负荷时，温度检测仪检测到进入布袋除尘器30的烟气温度过高，则可开启混风装置40，混入外界冷风保证不烧布袋除尘器30，保证布袋除尘器30的安全运行；低负荷，管道内烟气温度过低，影响脱硝效率，则可打开焚烧锅炉10的省煤器出口15处连接的烟气旁路，增加烟气温度，保证脱硝效率，省煤器出口15排出的烟气中混入的少量HCl和SO2，对中低温SCR反应器20中的脱硝剂影响不大，为了彻底排除HCl和SO2的影响，也可以在烟气旁路上设置脱硫塔，并在脱硫塔内喷射钠基吸收剂，脱除烟气旁路内烟气中的HCl和SO2，保护脱硝剂；通过调节烟气温度，不仅可以确保布袋除尘器30的安全运行，也可以保证烟气进入中低温SCR反应器20的温度在适配范围内，保证脱硝效果。
作为实施方式之一，所述烟气净化系统包括粗除尘器50和脱硫塔60，所述粗除尘器50的烟气出口与所述脱硫塔60的烟气入口连接，烟气净化装置还包括设置在所述温度调节系统到粗除尘器50的流路上的可提供钙基吸收剂的喷淋装置51，所述脱硫塔60上设置有提供纳基吸收剂的喷淋入口61；具体的，从一级空气预热器14中出来的烟气先经过喷淋装置51，钙基吸收剂可以初步脱除烟气中的HCl和SO2，烟气再经过粗除尘器50除去大颗粒杂质，粗除尘器50可以是重力除尘器、旋风除尘器等，初除尘后的烟气进入脱硫塔60中进行含硫物的脱除，同时，脱硫塔60中还喷淋有钠基吸收剂，可以进一步脱除烟气中的HCl和SO2，以确保烟气中的HCl和SO2不会对脱硝剂造成失效影响，烟气由烟气净化系统净化后再经过布袋除尘器30进一步净化，最大程度的降低烟气中的杂质对中低温SCR反应器中造成影响。
作为实施方式之一，所述中低温SCR反应器20的烟气入口前设置有用于监测烟气中原有的NH3浓度的监测装置，监测装置与所述中低温SCR反应器中的喷射NH3的自动控制系统联锁，焚烧锅炉的烟气出口处也设置有NOx浓度监测装置，确保中低温SCR反应器中喷射的NH3量可以稳定去除烟气中的NOx，同时NH3排放不超标。
作为实施方式之一，所述烟气排放系统包括沿烟气流通方向依次设置的二级空气预热器70、引风机80、烟道阀门91和烟囱90，经过中低温SCR反应器20脱硝后的烟气经过二级空气预热器70后烟气温度为130～160℃，再经由引风机80通过烟囱90进行排放。
本发明提供的烟气处理系统的工作流程为，烟气经过一级空气空气预热器后，温度将至220～260℃，然后经过烟气净化系统脱除HCl、SO2以及颗粒杂质，再进入布袋除尘器中进一步净化，烟气进入布袋除尘器的温度控制在250℃以下，可以通过烟气旁路以及混风装置调节烟气温度，烟气进入中低温SCR反应器，通过自动控制系统控制SCR反应器入口段的NH3喷射，保证NOx稳定去除，同时NH3排放不超标。
本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神和范围。尽管已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为此实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (10)

1.一种生物质发电厂的烟气处理系统，包括焚烧锅炉和中低温SCR反应器，其特征在于，还包括沿烟气流通方向依次设置的温度调节系统、烟气净化系统和布袋除尘器，所述布袋除尘器的烟气出口与所述中低温SCR反应器的烟气入口连通，所述中低温SCR反应器的烟气出口还设置有烟气排放系统；还包括用于调节进入所述布袋除尘器的烟气温度的烟气旁路和混风装置。
2.根据权利要求1所述的生物质发电厂的烟气处理系统，其特征在于，所述温度调节系统包括换热器和一级空气预热器，烟气依次经过所述换热器和一级空气预热器进行温度调节。
3.根据权利要求1所述的生物质发电厂的烟气处理系统，其特征在于，所述烟气净化系统包括粗除尘器和脱硫塔，所述粗除尘器的烟气出口与所述脱硫塔的烟气入口连接。
4.根据权利要求3所述的生物质发电厂的烟气处理系统，其特征在于，所述烟气净化装置还包括设置在所述温度调节系统到粗除尘器的流路上的可提供钙基吸收剂的喷淋装置，所述脱硫塔上设置有提供纳基吸收剂的喷淋入口。
5.根据权利要求1所述的生物质发电厂的烟气处理系统，其特征在于，所述烟气旁路的一端与所述焚烧锅炉的省煤器出口连接，另一端设置在所述布袋除尘器的前端，所述烟气旁路上还设置有电控阀门。
6.根据权利要求1所述的生物质发电厂的烟气处理系统，其特征在于，所述混风装置设置在所述烟气净化系统到布袋除尘器之间的流路上。
7.根据权利要求1所述的生物质发电厂的烟气处理系统，其特征在于，所述中低温SCR反应器的烟气入口前设置有用于监测烟气中原有的NH3浓度的监测装置，监测装置与所述中低温SCR反应器中的喷射NH3的自动控制系统联锁。
8.根据权利要求1所述的生物质发电厂的烟气处理系统，其特征在于，所述烟气排放系统包括沿烟气流通方向依次设置的二级空气预热器、引风机、烟道阀门和烟囱。
9.根据权利要求1所述的生物质发电厂的烟气处理系统，其特征在于，所述布袋除尘器中进入的烟气温度为180～240℃。
10.根据权利要求1所述的生物质发电厂的烟气处理系统，其特征在于，所述焚烧锅炉上设置有生物质入口和床料添加口。
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