CN114602313B - 烟气处理系统及烟气处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种烟气处理系统及烟气处理方法，包括依次连接的SNCR系统、焚烧炉、余热锅炉、SCR反应器、省煤器，其中，SNCR系统为焚烧炉内产生的烟气输入过量的还原剂，SCR反应器用于对烟气进行脱硝反应，焚烧炉可将还原剂分解为氨气。采用该方案，催化还原反应所需氨气完全基于SNCR系统喷入过量的还原剂并利用焚烧炉自身高温将还原剂分解为氨气，并经过设备内壁的作用使烟气和氨气混合均匀，反应充分。这样系统无需设置还原剂蒸发或热解系统，也可不设置喷氨格栅、烟气整流装置，从而优化了现有技术中的烟气处理系统的结构，减少了系统故障点，并且提高了烟气处理效果，满足排放要求。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧处理技术领域，具体而言，涉及一种烟气处理系统及烟气处理方法。
背景技术
随着环保要求越来越高，焚烧烟气中污染物浓度限值日趋严格。现有的烟气处理技术包括选择性非催化还原(SNCR)、选择性催化还原(SCR)、高温除尘、干法、半干法及湿法脱酸等的组合应用，但在实际操作过程中，由于流程次序的设置，各阶段反应温度的调控、余热的利用率皆存在一些问题，如工艺复杂，投资大，余热浪费，甚至造成更大的二次污染(废水、飞灰等)。
并且，常规SCR工艺设置喷氨格栅在反应器内喷入氨气，氨气一般由还原剂制备而来，还原剂采用尿素或氨水，故需设置尿素热解装置或氨气蒸发器(即还原剂制氨系统)将尿素溶液或氨水溶液转变为氨气，氨气通过稀释风机及稀释风加热器稀释混合后经喷氨格栅喷入SCR反应器内，经烟气整流器与烟气混合反应。氨气与烟气的混合不均匀极易导致反应不充分，脱硝效率降低氨逃逸升高。同时氨气制备及加热稀释系统复杂，系统故障点较多。
发明内容
本发明提供了一种烟气处理系统及烟气处理方法，以优化现有技术中的烟气处理系统的结构并提高处理效果。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种烟气处理系统，包括依次连接的SNCR系统、焚烧炉、余热锅炉、SCR反应器、省煤器，其中，SNCR系统为焚烧炉内产生的烟气输入过量的还原剂，SCR反应器用于对烟气进行脱硝反应，焚烧炉可将还原剂分解为氨气。
进一步地，烟气处理系统还包括第一烟气监测装置和第二烟气监测装置，第一烟气监测装置和SCR反应器的前端连接，第二烟气监测装置和SCR反应器的后端连接，以控制进入SCR反应器内的氨气量。
进一步地，SCR反应器包括多个吹灰装置和多个反应通道，多个吹灰装置和多个反应通道均设置在SCR反应器内，多个反应通道可开关地设置，多个反应通道内均设置有催化剂，多个吹灰装置和多个反应通道一一对应设置。
进一步地，烟气处理系统还包括干法反应器和袋式除尘器，干法反应器设置在SCR反应器和省煤器之间，干法反应器用于对烟气进行脱酸反应，袋式除尘器位于省煤器的输出侧。
进一步地，烟气处理系统还包括半干法反应器，半干法反应器的输入端和省煤器连接，半干法反应器的输出端和袋式除尘器连接；或，烟气处理系统还包括降温塔，降温塔的输入端和省煤器连接，降温塔的输出端和袋式除尘器连接。
进一步地，半干法反应器内的烟气流量大于等于45000Nm3/h的情况下，半干法反应器内设置旋转雾化器；半干法反应器内的烟气流量小于45000Nm3/h的情况下，半干法反应器内设置双流体雾化器。
进一步地，烟气处理系统还包括喷枪，喷枪的一端和SNCR系统连接，喷枪的另一端和焚烧炉连接，喷枪用于将SNCR系统供应的还原剂喷入焚烧炉的腔体内。
进一步地，烟气处理系统还包括第一输送部，第一输送部和干法反应器的前端连接，以为干法反应器内喷入消石灰粉末或碳酸氢钠粉末。
进一步地，烟气处理系统还包括第二输送部，第二输送部和袋式除尘器的前端连接，以为袋式除尘器内喷入活性炭。
进一步地，袋式除尘器的输出端和SNCR系统连接，以利于袋式除尘器输出的烟气对SNCR系统加热。
进一步地，SNCR系统采用尿素为还原剂的情况下包括制备罐、除盐水输送线、尿素输送线和换热器，除盐水输送线和袋式除尘器均和换热器连接，以在换热器内使烟气加热除盐水，除盐水输送线的输出端、尿素输送线的输出端均和制备罐连接。
进一步地，SNCR系统还包括回流线和增压泵，增压泵设置在回流线上，回流线的进口、回流线的出口均和除盐水输送线连通，换热器位于回流线的进口和回流线的出口之间，回流线内的除盐水的流向和除盐水输送线内的除盐水的流向相反。
进一步地，换热器与烟气接触的结构的材质为搪瓷或不锈钢；SNCR系统还包括软水罐，除盐水输送线的输出端和软水罐连接。
根据本发明的另一方面，提供了一种烟气处理方法，烟气处理方法用于上述的烟气处理系统，烟气处理方法包括：在焚烧炉内喷入过量的还原剂，还原剂和焚烧炉内的烟气的反应温度为800-1000℃；利用焚烧炉的温度蒸发出氨气，氨气逃逸作为SCR反应器的反应原料；SCR反应器内在300-350℃温度范围内，氨气、烟气与催化剂发生选择性催化还原反应，以将氮氧化物从烟气中去除。
进一步地，烟气处理方法还包括：SCR反应器输出的脱硝后烟气进入干法反应器内，干法反应器内的药剂为消石灰或碳酸氢钠，干法反应器内的反应温度为280-350℃，烟气在干法反应器内的停留时间为0.2-0.5s；干法反应器输出的烟气经省煤器进入半干法反应器，烟气在半干法反应器内的停留时间不低于15s，半干法反应器内的碱性溶液为NaOH溶液或石灰乳溶液；其中，在干法反应器内的脱酸效果达到预设标准的情况下，半干法反应器内停止喷射碱性溶液，而是喷射降温水将烟气温度降至140-160℃。
进一步地，半干法反应器内的烟气流量大于等于45000Nm3/h时，采用机械旋转半干法，半干法反应器内的烟气流量小于45000Nm3/h时，采用双流体喷雾半干法；其中，双流体喷雾半干法的原料为浓度为5-10％的NaOH溶液或浓度为5-8％的石灰乳溶液。
进一步地，烟气处理方法还包括：半干法反应器输出的烟气进入袋式除尘器，向袋式除尘器内喷射活性炭，活性炭与烟气混合以吸附烟气中的重金属和二噁英；烟气中未反应完全的消石灰或碳酸氢钠粉末、活性炭粉末、烟尘被拦截在袋式除尘器内的滤料表面并继续与烟气反应。
进一步地，袋式除尘器内每1Nm3烟气量喷入100-120mg活性炭，滤料的材质为PTFE+PTFE覆膜，滤料的长度不超过8m，滤料的针眼处用PTFE胶密封。
应用本发明的技术方案，提供了一种烟气处理系统，包括依次连接的SNCR系统、焚烧炉、余热锅炉、SCR反应器、省煤器，其中，SNCR系统为焚烧炉内产生的烟气输入过量的还原剂，SCR反应器用于对烟气进行脱硝反应，焚烧炉可将还原剂分解为氨气。采用该方案，催化还原反应所需氨气完全基于SNCR系统喷入过量的还原剂并利用焚烧炉自身高温将还原剂分解为氨气，并经过设备内壁的作用使烟气和氨气混合均匀，反应充分。这样系统无需设置还原剂蒸发或热解系统(即还原剂制氨系统)，也可不设置喷氨格栅、烟气整流装置，从而优化了现有技术中的烟气处理系统的结构，减少了系统故障点，并且提高了烟气处理效果。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的实施例一提供的烟气处理系统的示意图；
图2示出了本发明的实施例二提供的烟气处理系统的示意图；
图3示出了图2中SNCR系统的内部放大图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、SNCR系统；11、制备罐；12、除盐水输送线；13、尿素输送线；14、换热器；15、回流线；16、增压泵；17、软水罐；
20、焚烧炉；
30、余热锅炉；
40、SCR反应器；
50、干法反应器；
60、省煤器；
70、袋式除尘器；
81、半干法反应器；82、喷枪；83、第一输送部；84、第二输送部；85、吹灰装置；86、第一烟气监测装置；87、第二烟气监测装置。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
如图1所示，本发明的实施例一提供了一种烟气处理系统，包括依次连接的SNCR系统10、焚烧炉20、余热锅炉30、SCR反应器40、省煤器60，其中，SNCR系统10为焚烧炉20内产生的烟气输入过量的还原剂，SCR反应器40用于对烟气进行脱硝反应，焚烧炉20可将还原剂分解为氨气。
采用该方案，催化还原反应所需氨气完全基于SNCR系统10喷入过量的还原剂并利用焚烧炉20自身高温将还原剂分解为氨气，并经过设备内壁的作用使烟气和氨气混合均匀，反应充分。这样系统无需设置还原剂蒸发或热解系统(即还原剂制氨系统)，也可不设置喷氨格栅、烟气整流装置，从而优化了现有技术中的烟气处理系统的结构，减少了系统故障点，并且提高了烟气处理效果。
现有技术的烟气处理系统都需要设置预收尘装置、还原剂蒸发或热解装置、喷氨装置、烟气整流装置等。系统复杂，运行工艺复杂，影响脱除效率的因素增加，工程投资费用高，能耗大、运行成本高。
本方案采用SNCR+SCR的处理工艺，SCR反应温度区间300-450℃，脱硝还原剂来源基于SNCR工艺，省去了还原剂蒸发或热解装置，SCR喷氨装置，烟气整流装置。催化剂成本低脱硝效率高，无预收尘装置系统阻力小，还原剂系统简单，还原剂与烟气接触充分混合均匀。总体在实现较高的脱硝效率(80-90％)的基础上简化了系统工艺，节省能源，降低投资及运营成本。
在本实施例中，烟气处理系统还包括第一烟气监测装置86和第二烟气监测装置87，第一烟气监测装置86和SCR反应器40的前端连接，第二烟气监测装置87和SCR反应器40的后端连接，以控制进入SCR反应器40内的氨气量。通过设置第一烟气监测装置86和第二烟气监测装置87，这样能够控制进入SCR反应器40的氨气量，以保持SCR反应器40内的氨气量处在预设的数值范围内，从而在保证SCR反应器40脱硝率的同时也能够减小或避免氨逃逸的增加。
具体地，SCR反应器40包括多个吹灰装置85和多个反应通道，多个吹灰装置85和多个反应通道均设置在SCR反应器40内，多个反应通道可开关地设置，多个反应通道内均设置有催化剂，多个吹灰装置85和多个反应通道一一对应设置。通过设置多个反应通道，能够保证混合的烟气和氨气充分反应，提高SCR反应器40的脱硝率；将多个反应通道可开关地设置，当需要更换催化剂时，关闭对应的反应通道，即实现对催化剂的更换，同时，这样不会影响整条生产线的运行，提高了生产的连续性；设置多个吹灰装置85和多个反应通道一一对应，如此设置，当SCR反应器40内的粉尘浓度较高时会影响催化剂寿命及反应效率，所以，吹灰装置85能够对催化剂上的灰进行吹扫，以提高反应效率。其中，吹灰装置85可采用蒸汽吹灰和激波清灰相结合的方式，同时设置较高的吹灰频率，便于提高吹灰效率。
可选地，SCR反应器40还包括多个挡板门，多个挡板门和多个反应通道一一对应设置，以打开或关闭多个反应通道。
若系统内粉尘浓度较高进而会影响催化剂寿命及效率，目前有部分工艺为此设置预收尘装置，在一定程度上解决了粉尘带来的问题，但同时会引起系统阻力增加，进而增加系统能耗提高成本。本方案中不设置预收尘装置，改为设置有效的催化剂吹灰装置85，采用多种吹灰装置85(蒸汽吹灰+激波清灰)相结合，同时设置较高的吹灰频率，以提高吹灰效率，此系统简单且有效。
本方案具有以下优点或效果：
SCR系统不设置还原剂蒸发或热解系统(即还原剂制氨系统)，不设置喷氨格栅、烟气整流装置，催化还原反应所需氨气完全基于SNCR系统喷入过量的还原剂溶液，利用焚烧炉自身高温状态产生氨气，并经过锅炉及水冷壁的作用是烟气和氨气混合均匀、反应充分；
本方案不设置预收尘系统，通过每层催化剂上方设置2种及以上吹灰装置85来保证催化剂不被粉尘阻塞；
本方案中SCR反应器设置为多通道形式，每个反应通道之间以挡板门分隔，正常运行时挡板门开启，需要更换催化剂是关闭相应的挡板门，可实现催化剂的在线更换，同时降低锅炉负荷以保证烟气达标排放。
如图2和图3所示，本发明的实施例二提供了另一种烟气处理系统，在实施例一中SNCR系统10、焚烧炉20、余热锅炉30、SCR反应器40、省煤器60的基础上，烟气处理系统还包括干法反应器50和袋式除尘器70，干法反应器50设置在SCR反应器40和省煤器60之间，干法反应器50用于对烟气进行脱酸反应，袋式除尘器70位于省煤器60的输出侧。
采用该方案，利用依次连接的SNCR系统10、焚烧炉20、余热锅炉30、SCR反应器40、干法反应器50、省煤器60和袋式除尘器70的组合处理工艺对烟气进行处理，此种组合处理工艺可充分利用烟气的温度特性，并且，将SCR反应器40和干法反应器50设置在余热锅炉30和省煤器60之间，如此设置，能够利用SNCR系统10喷射的余量NH3进行脱硝，这样不需要额外增加换热器及设备，工艺简单、处理效果好，能够满足排放要求。
其中，烟气处理系统还包括半干法反应器81，半干法反应器81的输入端和省煤器60连接，半干法反应器81的输出端和袋式除尘器70连接；或，烟气处理系统还包括降温塔，降温塔的输入端和省煤器60连接，降温塔的输出端和袋式除尘器70连接。通过设置半干法反应器81，能够对烟气进行二次脱酸后进入袋式除尘器70中，然后进行后续处理；设置降温塔，能够通过喷射烟气降温水将烟气温度降至150℃左右，降低烟气处理成本。
进一步地，半干法反应器81内的烟气流量大于等于45000Nm3/h的情况下，半干法反应器81内设置旋转雾化器；半干法反应器81内的烟气流量小于45000Nm3/h的情况下，半干法反应器81内设置双流体雾化器。当半干法反应器81内的烟气流量大于等于45000Nm3/h时，采用旋转雾化器，雾距较大，适合处理烟气量较大的情况；当半干法反应器81内的烟气流量小于45000Nm3/h时，采用双流体雾化器，适用于小型焚烧/热解炉的烟气，有效避免了粘壁问题。
具体地，烟气处理系统还包括喷枪82，喷枪82的一端和SNCR系统10连接，喷枪82的另一端和焚烧炉20连接，喷枪82用于将SNCR系统10供应的还原剂喷入焚烧炉20的腔体内。设置喷枪82，能够将SNCR系统10供应的还原剂喷入焚烧炉20的腔体内，使其反应更加充分。
在本实施例中，烟气处理系统还包括第一输送部83，第一输送部83和干法反应器50的前端连接，以为干法反应器50内喷入消石灰粉末或碳酸氢钠粉末。通过设置第一输送部83，能够为干法反应器50输送消石灰粉末或碳酸氢钠粉末，使其和烟气充分混合反应，即对烟气进行脱酸处理。
在本实施例中，烟气处理系统还包括第二输送部84，第二输送部84和袋式除尘器70的前端连接，以为袋式除尘器70内喷入活性炭。通过设置第二输送部84，能够为袋式除尘器70输送活性炭，使其和烟气充分混合吸附烟气中的重金属和二噁英，实现进一步的烟气清洁。
具体地，袋式除尘器70的输出端和SNCR系统10连接，以利用袋式除尘器70输出的烟气对SNCR系统10加热。采用上述设置方式，能够利用从袋式除尘器70输出的烟气对SNCR系统10进行加热，提高了对能源的利用率。
其中，SNCR系统10采用尿素为还原剂的情况下包括制备罐11、除盐水输送线12、尿素输送线13和换热器14，除盐水输送线12和袋式除尘器70均和换热器14连接，以在换热器14内使烟气加热除盐水，除盐水输送线12的输出端、尿素输送线13的输出端均和制备罐11连接。通过上述设置，将从袋式除尘器70出来的烟气输送到换热器14内，使其加热除盐水，随后加热后的除盐水和尿素输送线13一并进入制备罐11中，从而进行尿酸溶液的制备。
进一步地，SNCR系统10还包括回流线15和增压泵16，增压泵16设置在回流线15上，回流线15的进口、回流线15的出口均和除盐水输送线12连通，换热器14位于回流线15的进口和回流线15的出口之间，回流线15内的除盐水的流向和除盐水输送线12内的除盐水的流向相反。通过设置回流线15和增压泵16，这样能够减小换热器14的尺寸，降低成本。
在本实施例中，换热器14与烟气接触的结构的材质为搪瓷或不锈钢；SNCR系统10还包括软水罐17，除盐水输送线12的输出端和软水罐17连接。将换热器14与烟气接触的结构的材质设置为搪瓷或不锈钢，能有效缓解腐蚀问题，增加换热器14的使用寿命。其中，设置软水罐17，便于储存除盐水。
根据本发明的另一方面，提供了一种烟气处理方法，烟气处理方法用于上述的烟气处理系统，烟气处理方法包括：在焚烧炉20内喷入过量的还原剂，还原剂和焚烧炉20内的烟气的反应温度为800-1000℃；利用焚烧炉20的温度蒸发出氨气，氨气逃逸作为SCR反应器40的反应原料；SCR反应器40内在300-350℃温度范围内，氨气、烟气与催化剂发生选择性催化还原反应，以将氮氧化物从烟气中去除。
采用上述烟气处理方法，将还原剂和焚烧炉20内的烟气反应温度控制在800-1000℃内，去除效率能够达到50％左右，随后SCR系统利用前段SNCR系统产生的过量的氨作为原料，不需单独设置装置将还原剂喷入SCR系统及除尘装置；将反应温度控制在300-350℃内，通过氨气、烟气与催化剂发生选择性催化还原反应，这样脱硝效率能够大于80％。
其中，烟气处理方法还包括：监测进入SCR反应器40的氨气量，监测离开SCR反应器40的氨气量，以控制SCR反应器40内的氨气量。采用上述监测方式，能够控制进入SCR反应器40的氨气量，以保持SCR反应器40内的氨气量处在预设的数值范围内，从而在保证SCR反应器40脱硝率。
其中，烟气处理方法还包括：SCR反应器40输出的脱硝后烟气进入干法反应器50内，干法反应器50内的药剂为消石灰或碳酸氢钠，干法反应器50内的反应温度为280-350℃，烟气在干法反应器50内的停留时间为0.2-0.5s；干法反应器50输出的烟气经省煤器60进入半干法反应器81，烟气在半干法反应器81内的停留时间不低于15s，半干法反应器81内的碱性溶液为NaOH溶液或石灰乳溶液；其中，在干法反应器50内的脱酸效果达到预设标准的情况下，半干法反应器81内停止喷射碱性溶液，而是喷射降温水将烟气温度降至140-160℃，优选为150℃。
SCR反应器40输出的脱硝后烟气进入干法反应器50内，同时在干法反应器50加入消石灰或碳酸氢钠，并将反应温度控制在280-350℃内，停留0.2-0.5s后，烟气能够和消石灰或碳酸氢钠进行充分混合，脱酸率能够在50-90％之间，其中，消石灰和碳酸氢钠的喷射量可根据需求设定的烟气中酸性污染物的排放浓度来确定；钙硫比为1.5-3。进入半干法反应器81后，使用NaOH溶液或石灰乳溶液的碱性溶液进行二次脱酸，如若达到环保排放要求时，半干法反应器81内停止喷射碱性溶液，仅喷射烟气降温水将烟气温度降至140-160℃即可，优选150℃，降低烟气处理成本。
进一步地，半干法反应器81内的烟气流量大于等于45000Nm3/h时，采用机械旋转半干法，半干法反应器81内的烟气流量小于45000Nm3/h时，采用双流体喷雾半干法；其中，双流体喷雾半干法的原料为浓度为5-10％的NaOH溶液或浓度为5-8％的石灰乳溶液。采用上述方法，可根据烟气量的大小选用旋转雾化器或者双流体雾化器来进行雾化，雾化后颗粒粒径40-80微米，在半干法反应器81内烟气停留时间15s左右，机械旋转半干法需要的石灰乳溶液或者NaOH溶液的喷入量根据排放的在线监测值来控制，烟气降温的水量根据袋式除尘器入口烟温控制。双流体喷雾半干法采用低浓度(4-8％)的石灰乳溶液或者NaOH(5％)溶液，喷入量根据进入后续袋式除尘器的烟气温度控制，脱酸效率90％左右。
进一步地，烟气处理方法还包括：半干法反应器81输出的烟气进入袋式除尘器70，向袋式除尘器70内喷射活性炭，活性炭与烟气混合以吸附烟气中的重金属和二噁英；烟气中未反应完全的消石灰或碳酸氢钠粉末、活性炭粉末、烟尘被拦截在袋式除尘器70内的滤料表面并继续与烟气反应。
半干法反应器81输出的烟气进入袋式除尘器70，袋式除尘器70前设置活性炭喷射，能够使活性炭与烟气充分混合，并吸附烟气中的重金属和二噁英，烟气中未反应完全的消石灰或者碳酸氢钠粉末、活性炭粉末、烟尘能够被拦截在袋式除尘器70内的滤料表面，继续与烟气中的酸性污染物和重金属及二噁英反应，实现进一步的烟气清洁，达标后进行排放。
其中，袋式除尘器70内每1Nm3烟气量喷入100-120mg活性炭，滤料的材质为PTFE+PTFE覆膜，滤料的长度不超过8m，滤料的针眼处用PTFE胶密封。根据上述方法，活性炭的喷射量可根据烟气量调节确定，每1Nm3烟气量喷入100-120mg活性炭；将滤料的材质设置为PTFE+PTFE覆膜，滤料的长度不超过8m，滤料的针眼处用PTFE胶密封，这样能够提高清灰效果。其中，滤料的针眼处用PTFE胶密封，胶可使用聚四氟乙烯。
为了便于理解本方案，下面进行进一步说明。
利用本发明提供的技术方案的具体示例一为：
未进行脱硝脱酸处理时其烟气参数如下表：
采用氨水作为还原剂，经本系统工艺处理，25％的氨水溶液，稀释至5％左右通过SNCR喷射系统过量喷入焚烧炉内，25％氨水溶液用量70kg/h，喷射区间温度范围为800-900℃，后烟气经余热锅炉进入SCR反应器，反应温度320℃；干法脱酸原料为消石灰(纯度90％)，喷入量为315kg/h，半干法脱酸塔设置旋转雾化器，仅喷水给烟气降温，活性炭喷入量10kg/h，处理后烟气中污染物浓度分别为：NOx≤50mg/Nm3、SO2≤40mg/Nm3，HCl≤10mg/Nm3，颗粒物≤5mg/Nm3。
利用本发明提供的技术方案的具体示例二为：
未进行脱硝脱酸处理时其烟气参数如下表：
采用尿素作为还原剂，经本发明系统工艺处理，SNCR制备40％的尿素溶液，稀释至5％左右通过SNCR喷射系统过量喷入焚烧炉内，纯度为98.6％尿素用量22.5kg/h，喷射区间温度范围为950-1000℃，后烟气经余热锅炉进入SCR反应器，反应温度280℃，干法脱酸原料为消石灰(纯度90％)，喷入量为100kg/h，半干法脱酸塔采用双流体雾化器，喷入5％的石灰乳溶液1250kg/h，活性炭喷入量4kg/h，处理后烟气中污染物浓度分别为：NOx≤50mg/Nm3、SO2≤30mg/Nm3，HCl≤10mg/Nm3，颗粒物≤5mg/Nm3。
本发明充分利用烟气脱硝和脱酸的技术特点，选择最佳的反应温度区间，未设置烟气换热等装置及预除尘装置，系统阻力小，能耗低，脱硝脱酸效率高。300-350℃是催化剂相对优越的活性区间，本发明利用这一点选用中温催化剂，避免了低温催化剂采用外界热源加热浪费能源的问题，不设置预除尘系统，而采用吹灰装置，减少了系统阻力。干法脱酸的最佳反应温度区间为280-350℃，正好位于中温SCR(300-350℃)的下游，最大程度的发挥干法脱酸效率，系统简单，投资低。半干法脱酸为干法脱酸的补充，承担较小的脱酸负荷，可采用低浓度的碱性原料，有效缓解雾化器磨损、堵塞等问题；旋转雾化器雾距较大，适合处理烟气量较大的项目，双流体喷雾半干法适用于小型焚烧/热解炉的烟气，有效避免了旋转雾化器粘壁问题。本发明工艺系统简单，一次行投资低，系统阻力小，运行电耗低，脱硝脱酸效果好。
本发明利用烟气余热加热除盐水，加热后的除盐水输送至制备罐用于溶解尿素，制备罐具有保温功能，溶解后的40％浓度的尿素溶液送至SNCR系统及稀释水罐。由于烟气中含有Cl-，换热器烟气侧材质采用搪瓷或者不锈钢材料，能有效缓解腐蚀问题，增加换热器寿命。其中，换热器换热后烟气出口温度125℃以上；换热器水侧为除盐水，作为尿素溶液制备溶剂，除盐水侧出水温度70-90℃，溶液制备均匀，热效率高，有效解决尿素溶液结晶析出问题，增加脱硝效率。换热器水侧出水至尿素制备罐入口除盐水管道上设流量计及调节阀，根据尿素溶液制备需要水量进行调节，剩余水量通过回流泵回流至换热器入口，保证换热器入口水温60-70℃，有效缓解换热器腐蚀问题。
利用本发明提供的技术方案的具体示例三为：
根据上述参数，换热器材质采用搪瓷，换热器面积65m2，烟气出口温度高于露点温度，换热器侧出水温度80℃用于40％尿素溶液制备，尿素溶液制备罐设置保温，无加热系统，溶液混合均匀，无尿素结晶析出问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种烟气处理系统，其特征在于，包括依次连接的SNCR系统(10)、焚烧炉(20)、余热锅炉(30)、SCR反应器(40)、省煤器(60)，其中，所述SNCR系统(10)为所述焚烧炉(20)内产生的烟气输入过量的还原剂，所述SCR反应器(40)用于对烟气进行脱硝反应，所述焚烧炉(20)可将还原剂分解为氨气；
所述SCR反应器(40)包括多个吹灰装置(85)和多个反应通道，多个所述吹灰装置(85)和多个所述反应通道均设置在所述SCR反应器(40)内，多个所述反应通道可开关地设置，多个所述反应通道内均设置有催化剂，多个所述吹灰装置(85)和多个所述反应通道一一对应设置；
所述烟气处理系统还包括干法反应器(50)和袋式除尘器(70)，所述干法反应器(50)设置在所述SCR反应器(40)和所述省煤器(60)之间，所述干法反应器(50)用于对烟气进行脱酸反应，所述袋式除尘器(70)位于所述省煤器(60)的输出侧；
所述烟气处理系统还包括半干法反应器(81)，所述半干法反应器(81)的输入端和所述省煤器(60)连接，所述半干法反应器(81)的输出端和所述袋式除尘器(70)连接；或，所述烟气处理系统还包括降温塔，所述降温塔的输入端和所述省煤器(60)连接，所述降温塔的输出端和所述袋式除尘器(70)连接；
所述半干法反应器(81)内的烟气流量大于等于45000Nm3/h的情况下，所述半干法反应器(81)内设置旋转雾化器；所述半干法反应器(81)内的烟气流量小于45000Nm3/h的情况下，所述半干法反应器(81)内设置双流体雾化器；
所述袋式除尘器(70)的输出端和所述SNCR系统(10)连接，以利于所述袋式除尘器(70)输出的烟气对所述SNCR系统(10)加热。
2.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，所述烟气处理系统还包括第一烟气监测装置(86)和第二烟气监测装置(87)，所述第一烟气监测装置(86)和所述SCR反应器(40)的前端连接，所述第二烟气监测装置(87)和所述SCR反应器(40)的后端连接，以控制进入所述SCR反应器(40)内的氨气量。
3.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，所述烟气处理系统还包括喷枪(82)，所述喷枪(82)的一端和所述SNCR系统(10)连接，所述喷枪(82)的另一端和所述焚烧炉(20)连接，所述喷枪(82)用于将所述SNCR系统(10)供应的还原剂喷入所述焚烧炉(20)的腔体内。
4.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，所述烟气处理系统还包括第一输送部(83)，所述第一输送部(83)和所述干法反应器(50)的前端连接，以为所述干法反应器(50)内喷入消石灰粉末或碳酸氢钠粉末。
5.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，所述烟气处理系统还包括第二输送部(84)，所述第二输送部(84)和所述袋式除尘器(70)的前端连接，以为所述袋式除尘器(70)内喷入活性炭。
6.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，所述SNCR系统(10)采用尿素为还原剂的情况下包括制备罐(11)、除盐水输送线(12)、尿素输送线(13)和换热器(14)，所述除盐水输送线(12)和所述袋式除尘器(70)均和所述换热器(14)连接，以在所述换热器(14)内使烟气加热除盐水，所述除盐水输送线(12)的输出端、所述尿素输送线(13)的输出端均和所述制备罐(11)连接。
7.根据权利要求6所述的烟气处理系统，其特征在于，所述SNCR系统(10)还包括回流线(15)和增压泵(16)，所述增压泵(16)设置在所述回流线(15)上，所述回流线(15)的进口、所述回流线(15)的出口均和所述除盐水输送线(12)连通，所述换热器(14)位于所述回流线(15)的进口和所述回流线(15)的出口之间，所述回流线(15)内的除盐水的流向和所述除盐水输送线(12)内的除盐水的流向相反。
8.根据权利要求6所述的烟气处理系统，其特征在于，所述换热器(14)与烟气接触的结构的材质为搪瓷或不锈钢；所述SNCR系统(10)还包括软水罐(17)，所述除盐水输送线(12)的输出端和所述软水罐(17)连接。
9.一种烟气处理方法，其特征在于，所述烟气处理方法用于权利要求1至8中任一项所述的烟气处理系统，所述烟气处理方法包括：
在焚烧炉(20)内喷入过量的还原剂，还原剂和焚烧炉(20)内的烟气的反应温度为800-1000℃；
利用所述焚烧炉(20)的温度蒸发出氨气，氨气逃逸作为SCR反应器(40)的反应原料；
所述SCR反应器(40)内在300-350℃温度范围内，氨气、烟气与催化剂发生选择性催化还原反应，以将氮氧化物从烟气中去除。
10.根据权利要求9所述的烟气处理方法，其特征在于，所述烟气处理方法还包括：
所述SCR反应器(40)输出的脱硝后烟气进入干法反应器(50)内，所述干法反应器(50)内的药剂为消石灰或碳酸氢钠，所述干法反应器(50)内的反应温度为280-350℃，烟气在所述干法反应器(50)内的停留时间为0.2-0.5s；
所述干法反应器(50)输出的烟气经省煤器(60)进入半干法反应器(81)，烟气在所述半干法反应器(81)内的停留时间不低于15s，所述半干法反应器(81)内的碱性溶液为NaOH溶液或石灰乳溶液；其中，在所述干法反应器(50)内的脱酸效果达到预设标准的情况下，所述半干法反应器(81)内停止喷射碱性溶液，而是喷射降温水将烟气温度降至140-160℃。
11.根据权利要求10所述的烟气处理方法，其特征在于，所述半干法反应器(81)内的烟气流量大于等于45000Nm3/h时，采用机械旋转半干法，所述半干法反应器(81)内的烟气流量小于45000Nm3/h时，采用双流体喷雾半干法；其中，所述双流体喷雾半干法的原料为浓度为5-10％的NaOH溶液或浓度为5-8％的石灰乳溶液。
12.根据权利要求10所述的烟气处理方法，其特征在于，所述烟气处理方法还包括：
所述半干法反应器(81)输出的烟气进入袋式除尘器(70)，向所述袋式除尘器(70)内喷射活性炭，活性炭与烟气混合以吸附烟气中的重金属和二噁英；
烟气中未反应完全的消石灰或碳酸氢钠粉末、活性炭粉末、烟尘被拦截在所述袋式除尘器(70)内的滤料表面并继续与烟气反应。
13.根据权利要求12所述的烟气处理方法，其特征在于，所述袋式除尘器(70)内每1Nm3烟气量喷入100-120mg活性炭，所述滤料的材质为PTFE+PTFE覆膜，所述滤料的长度不超过8m，所述滤料的针眼处用PTFE胶密封。
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2022
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