CN202973137U

CN202973137U - 一种折流式烟气污染物脱除装置

Info

Publication number: CN202973137U
Application number: CN 201220629126
Authority: CN
Inventors: 肖平; 江建忠; 黄中; 徐正泉
Original assignee: Huaneng Clean Energy Research Institute
Current assignee: Huaneng Clean Energy Research Institute
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2022-11-23

Abstract

一种折流式烟气污染物脱除装置，包括炉膛，炉膛的烟气出口通过除尘器和一个以上的脱除塔连接，脱除塔污染脱除介质出口和再生塔连接，再生塔和脱除介质存储仓连接，脱除介质存储仓和脱除塔的脱除介质入口连接，脱除塔的烟气出口通过引风机和烟囱连接，脱除塔内包含两层以上的振动床，含有污染物的烟气由脱除塔的烟气入口进入，在脱除塔内进行污染物脱除后从脱除塔的烟气出口排出，本实用新型床层阻力小、对污染物脱除介质的粒度和强度等要求低、运行能耗低、水资源消耗少，烟气与污染物脱除介质接触时间长，脱除效率高。能够有效节约空间和设备投资，广泛适用于新建锅炉配套及已有锅炉的改造。

Description

一种折流式烟气污染物脱除装置

技术领域

本实用新型涉及烟气污染物脱除领域，具体涉及一种折流式烟气污染物脱除装置。

背景技术

我国是世界上主要的煤炭生产和消费国，也是以煤炭为主要一次能源的国家。煤炭燃烧产生的烟气中含有大量的二氧化硫（SO₂）、氮氧化物（NO_X）和重金属等污染物，造成了严重的环境污染。

目前国内的脱硫技术以石灰石-石膏湿法为主，脱硝技术以低氮燃烧器+SCR（Selective Catalytic Reduction）或SNCR（SelectiveNon-Catalytic Reduction）为主，为了应对最新的环保排放标准，大多数企业被迫投入极大的人力物力对设备进行改造。石灰石-石膏湿法脱硫工艺需要消耗大量的水资源，产生的石膏废弃物不易综合利用，在西北水资源匮乏、生态环境脆弱的地区很难采用。而低氮燃烧器+SCR或SNCR脱硝技术则需要对原有的设备进行大规模改造，技术容易受到场地、运行条件等的限制。广大火力发电厂迫切需要一种应用条件限制少、水耗低、不产生二次污染且效率高的脱硫脱硝技术。

中国专利申请CN201010546275.7公开了一种烟气联合脱硫脱硝方法及其专用装置，该装置包括脱硝反应器本体和侧壁上设有烟气入口的脱硫反应器本体，二者并联连通。但是该装置活性焦为移动床方式，烟气流动方向与活性焦流动方向呈错流布置，烟气入口侧的活性焦最先反应达到饱和，烟气出口活性焦的吸附能力较低。由于运行时活性焦需要充满整个容器，活性焦层阻力大，上部活性焦会挤压下部活性焦，对活性焦自身的强度和粒径有严格要求，加之所占场地较大，运行成本高。

中国实用新型专利CN201120298646.4公开了一种针对钢铁行业烧结烟气进行净化的错流式活性焦移动床烧结烟气净化塔。其由2-4层活性焦炭层组成，前层进气端采用布气板，各层间用带孔隔板分隔，后层排气端采用带排气孔的排气孔板。该净化塔实际是对错流于烟气的活性焦层进行分层，通过对不同层流动速度的控制，实现活性焦使用效率的提高。但是由于仍旧采用移动床与错流布置方式，对活性焦强度和粒径要求依旧很高，也没有改善床层阻力大的缺点，加之检修工作量大。该结构形式不适用于处理烟气产生量大的场合。

中国专利申请CN200810100804.3提供了一种活性焦炭气体净化方法及其装置。所述装置位于吸收塔内的活性焦炭床层为倾斜的，其与垂直线之间呈一夹角。气体通过总进口进入活性焦炭床层，在倾斜式床层内气体自下方至上方流动。该专利采用床层倾斜和腔室细分的方式能够提高活性焦炭的利用效率，但活性焦床层整体上仍然为移动床状态，料层依旧充满吸收塔，吸收塔上部的活性焦炭会挤压下部活性焦炭，对活性焦炭自身的强度和粒径要求并没有降低，也没有改善床层阻力大的缺点。此外，由于倾斜式床层内的流动为重力作用下的自发流动，倾斜布置容易引起流动的不均匀甚至堵塞。此外，吸收塔内还存在大量的层流隔板，检修困难。

中国专利申请20111035669.7公开了一种活性焦烟气脱硫脱硝的系统与工艺方法，所述的系统包括吸附反应器、脱附再生器、物料输送装置和副产物转化装置，吸附反应器为复合层双段错流移动床，其活性焦流动仍然为移动床方式，但将脱硝段与脱硫段两段在高度方向上叠加布置，一定程度降低了常规错流床的烟气流动阻力，但设备总高度增高，吸附反应器上部的活性焦炭会挤压下部活性焦炭，即便是采用机械强度高的活性焦，也很难克服其自身成粉的机械消耗量，增加了运行成本。

显然，现有技术对活性焦自身的强度和粒径有着严格要求。采用移动床的方式，利用重力作用使活性焦层向下移动，活性焦充满了整个吸附反应器空间，系统阻力大，对活性焦的强度和粒度控制要求很高，因此，运行成本高（考虑到目前采用活性焦大多数在山西、宁夏等地区制造，运输到项目建设地区的费用相当可观）。加之吸收塔本体检修困难，迫切需要开发一种烟气与污染物脱除介质接触时间长，脱除效率高，系统床层阻力小，运行成本低，对活性焦强度和粒度要求低，能够有效节约空间和设备投资的烟气污染物脱除工艺。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种折流式烟气污染物脱除装置，床层阻力小、对污染物脱除介质的粒度和强度等要求低、运行能耗低、水资源消耗少，烟气与污染物脱除介质接触时间长，脱除效率高，能够有效节约空间和设备投资，广泛适用于新建锅炉配套及已有锅炉的改造。

为了达到上述目的，本实用新型通过如下技术方案实现：

一种折流式烟气污染物脱除装置，包括炉膛1，炉膛1的烟气出口和除尘器2的入口连接，除尘器2的出口和一个以上的脱除塔4烟气入口连接，脱除塔4之间采用并联或串联布置，脱除塔4的脱除介质出口和再生塔9的污染脱除介质入口连接，再生塔9的清洁脱除介质出口和脱除介质存储仓10入口连接，脱除介质存储仓10出口和脱除塔4的脱除介质入口连接，脱除塔4的烟气出口通过引风机7和烟囱8连接。

所述的脱除塔4内包含两层以上的振动床，振动床呈倾角布置，振动床每一层上填充脱除介质，振动床与反应器的外壁上设置的振动器相连，提供振动床发生振动的动力，吸附后的脱除介质能够再生，脱除介质在各层振动床上充满床面并保持100~800mm的厚度。

所述振动床之间安装有喷水雾化装置11和还原剂喷射装置12，还原剂喷射装置12的还原剂是尿素、液氨或氨水。

所述振动床层数为3~12层，振动床以一定倾角呈“Z”字形布置，倾角角度为0~45°。

所述振动床为具有透气性的耐腐蚀不锈钢板或网。

所述脱除塔4烟气出口之后还外接补充除尘器6。

所述脱除塔4烟气入口前布置增压风机3。

所述脱除塔4烟气入口前安装有紧急事故喷淋系统13。

所述的脱除介质是活性炭、活性焦或活性半焦，脱除介质为具球状、柱状、胶囊状、块状或宽筛分物料，宽筛分物料的粒径范围0~50mm。

本实用新型的工作原理为：

含有污染物的烟气由脱除塔4的烟气入口进入，在脱除塔4内进行污染物脱除后从脱除塔4的烟气出口排出；脱除介质从脱除塔4的上部给入，在脱除塔4内脱除污染物，从脱除塔4上部给入的污染物脱除介质首先落入顶层振动床5T，在顶层振动床上振动移动直至下落到下一层振动床，最终下落到底层振动床5B排出，脱除介质在各层振动床移动过程中与烟气充分混合，脱除烟气中的污染物；经过底层振动床的污染物脱除介质送入再生塔9再生或补充后由脱除塔4的上部给入，循环使用，烟气和脱除物质的进入脱除塔和排除方式均采用锁气式，防止烟气与空气反窜接触。

与现有技术相比，本实用新型还具有以下突出优点：

1.结构简单，床层阻力小、运行能耗低；

2.烟气处理量大、气流分布均匀，脱除效率高；

3.烟气与污染物脱除介质接触时间长，污染物脱除介质利用充分；

4.对污染物脱除介质的要求不高，可以使用机械强度较低的物料和宽筛分物料，由于这些污染物脱除介质价格低廉，因此运行成本将大幅度下降；

5.能够同步脱除汞在内的重金属、二噁英等有害物质；

6.空间占用少和设备投资低，可以适用于不同容量等级的机组。

附图说明

图1为本实用新型的一种应用于较小容量煤粉锅炉的流程图。

图2为本实用新型的一种应用于较大容量煤粉锅炉的流程图。

图3为本实用新型的一种应用于深度污染物脱除煤粉锅炉的流程图。

图4为本实用新型的一种应用于循环流化床锅炉的流程图。

图5为本实用新型的一种应用于垃圾焚烧锅炉的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

参照图1，图1为较小容量等级（如300MW）煤粉锅炉配套一种折流式烟气污染物脱除装置。

一种折流式烟气污染物脱除装置，包括炉膛1，炉膛1的烟气出口和除尘器2的入口连接，除尘器2的出口和一个脱除塔4烟气入口连接，脱除塔4的脱除介质出口和再生塔9的污染脱除介质入口连接，再生塔9的清洁脱除介质出口和脱除介质存储仓10入口连接，脱除介质存储仓10出口和脱除塔4的脱除介质入口连接，脱除塔4的烟气出口通过引风机7和烟囱8连接。

所述的脱除塔4内四层振动床，振动床呈倾角布置，倾角角度为1~45°，振动床每一层上填充脱除介质，振动床与反应器的外壁上设置的振动器相连，提供振动床发生振动的动力，保证振动床上堆积的污染物脱除介质能够在小的倾斜角度下向前移动，脱除介质吸附烟气，吸附后的脱除介质能够再生，吸附后的干净烟气可以满足排放要求，脱除介质在各层振动床上充满床面并保持100~800mm的厚度。在振动床之间安装有1级喷水雾化装置11，用于调整烟气湿度和温度至适宜反应的条件。在振动床之间还安装有2级还原剂喷射装置12，还原剂可以采用尿素溶液，用于降低NO_x排放浓度。

所述振动床为具有透气性的耐腐蚀不锈钢板或网，能够承托污染物脱除介质并保证烟气穿过。

所述脱除塔4烟气出口之后还外接补充除尘器6，以降低烟气的粉尘含量，满足排放要求。

所述脱除塔4烟气入口前布置增压风机3，用于克服烟气穿过污染物脱除介质所时产生的阻力。

所述脱除塔4烟气入口前安装有紧急事故喷淋系统13，能够降低进入脱除塔4的烟气温度至许可的范围内。

所述的脱除介质采用0~50mm宽筛分的活性焦，每层振动床上的污染物脱除介质均充满床面并保持500mm。污染物脱除介质送入量由给料机根据脱除塔4需要调节并送入。脱除介质在各层振动床移动过程中与烟气充分混合，脱除烟气中的污染物。为了降低脱除塔4烟气出口的粉尘浓度，外接有补充除尘器6。脱除塔4还安装有紧急事故喷淋系统13，可以迅速降低进入脱除塔4的烟气温度至许可的范围内。

实施例2

参照图2，图2所示较大容量等级（如600MW）煤粉锅炉配套一种折流式烟气污染物脱除装置。与实施例1不同的是，其设置2个并联的脱除塔4A和4B，以增加对烟气的处理量。

实施例3

参照图3，图3所示适合煤粉锅炉深度脱除污染物时配套的一种折流式烟气污染物脱除装置。与实施例1不同的是，其设置2个串联的脱除塔4A和4B，能够满足重点地区更为严格的环保标准。在第1级脱除塔4A中仅设置1级喷水雾化装置11，在第2级脱除塔4B中安装有2级还原剂喷射装置12，还原剂可以采用液氨，用于降低NO_x排放浓度。

实施例4,

参照图4，图4所示循环流化床锅炉配套一种折流式烟气污染物脱除装置。在炉膛1中燃烧后的烟气经过除尘器2除尘后，经增压风机3增压后送入脱除塔4。脱除塔4设置1个，脱除塔4内布置有3层充满脱除塔截面的振动床，振动床的倾角角度为1~45°。在振动床之间安装有1级喷水雾化装置11，用于调整烟气湿度和温度至适宜反应的条件。在振动床之间还安装有1级还原剂喷射装置12，还原剂可以采用氨水，用于降低NO_x排放浓度。

脱除介质采用15mm均一粒径的活性焦，每层振动床上的污染物脱除介质均充满床面并保持600mm厚度。脱除介质送入量由给料机根据脱除塔4需要调节并送入。脱除介质在各层振动床移动过程中与烟气充分混合，脱除烟气中的污染物。脱除塔4还安装有紧急事故喷淋系统13，可以迅速降低进入脱除塔4的烟气温度至许可的范围内。由于采用的是均一粒径的活性焦，因此不需要外设补充除尘器。

实施例5

参照图5，图5所示垃圾焚烧锅炉配套一种折流式烟气污染物脱除装置。在炉膛1中燃烧后的烟气经过除尘器2除尘后送入脱除塔4。脱除塔4设置1个，脱除塔4内布置有4层充满脱除塔截面的振动床，振动床的倾角角度为1~45°。在振动床之间安装有1级喷水雾化装置11，用于调整烟气湿度和温度至适宜反应的条件。在振动床之间还安装有2级还原剂喷射装置12，还原剂采用氨水。脱除介质采用20mm均一粒径的活性焦，每层振动床上的脱除介质均充满床面并保持200mm厚度。脱除介质在各层振动床移动过程中与烟气充分混合，脱除烟气中的污染物。脱除塔4还安装有紧急事故喷淋系统13，可以迅速降低进入脱除塔4的烟气温度至许可的范围内。由于采用的是均一粒径的活性焦，因此不需要外设补充除尘器。

Claims

1.一种折流式烟气污染物脱除装置，包括炉膛（1），炉膛（1）的烟气出口和除尘器（2）的入口连接，其特征在于：除尘器（2）的出口和一个以上的脱除塔（4）烟气入口连接，脱除塔（4）之间采用并联或串联布置，脱除塔（4）的脱除介质出口和再生塔（9）的污染脱除介质入口连接，再生塔（9）的清洁脱除介质出口和脱除介质存储仓（10）入口连接，脱除介质存储仓（10）出口和脱除塔（4）的脱除介质入口连接，脱除塔（4）的烟气出口通过引风机（7）和烟囱（8）连接。

2.根据权利要求1所述的一种折流式烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述的脱除塔（4）内包含两层以上的振动床，振动床呈倾角布置，振动床每一层上填充脱除介质，振动床与反应器的外壁上设置的振动器相连，提供振动床发生振动的动力，吸附后的脱除介质能够再生，脱除介质在各层振动床上充满床面并保持100~800mm的厚度。

3.根据权利要求2所述的一种折流式烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述振动床之间安装有喷水雾化装置（11）和还原剂喷射装置（12），还原剂喷射装置（12）的还原剂是尿素、液氨或氨水。

4.根据权利要求2所述的一种折流式烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述振动床层数为3~12层，振动床以一定倾角呈“Z”字形布置，倾角角度为0~45°。

5.根据权利要求2所述的一种折流式烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述振动床为具有透气性的耐腐蚀不锈钢板或网。

6.根据权利要求1或2所述的一种折流式烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述脱除塔（4）烟气出口之后还外接补充除尘器（6）。

7.根据权利要求1或2所述的一种折流式烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述脱除塔（4）烟气入口前布置增压风机（3）。

8.根据权利要求1或2所述的一种折流式烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述脱除塔（4）烟气入口前安装有紧急事故喷淋系统（13）。

9.根据权利要求1或2所述的一种折流式烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述的脱除介质是活性炭、活性焦或活性半焦，脱除介质为具球状、柱状、胶囊状、块状或宽筛分物料，宽筛分物料的粒径范围0~50mm。