CN204170621U - 一种低温烟气NOx富集脱除系统 - Google Patents

一种低温烟气NOx富集脱除系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种低温烟气NOX富集脱除系统，采用中温SCR催化剂脱除低温烟气中的NOX，减少加热含NOX烟气需要的热量，大大降低了能源消耗和系统运行费用，减少了设备投资规模，同时富集烟气中的NOX，提高烟气中NOX的相对浓度，大大减少SCR脱硝烟气的处理量，解决了低温烟气SCR脱硝技术经济性能低下的问题，节省了能源，其特征在于：其包括NOX富集装置，所述NOX富集装置包括烟气进口、烟气出口、加热介质进口、加热介质出口、冷却介质进口、冷却介质出口，除尘器通过排烟风机连接所述烟气进口，所述烟气出口连接烟囱，所述加热介质出口依次连接SCR反应器、排气风机、烟囱，所述热介质出口与所述SCR反应器间连接氨气混合器。

Description

一种低温烟气NOx富集脱除系统
技术领域
本实用新型涉及燃烧烟气处理的技术领域，具体为一种低温烟气NOx富集脱除系统及其方法。 
背景技术
NOX的来源主要是化学燃料的燃烧，包括燃煤电厂、工业炉窑、机动车尾气等，对人体危害较大。国家已将NOX的排放纳入了“十二五”总量控制的目标，排放标准提高、排放浓度降低，这需要选择节能高效的烟气脱硝技术。
目前，选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术是最有效的烟气脱硝技术，尤以NH3为还原剂的SCR技术日趋成熟。SCR工艺根据催化剂的适用温度可以分为高温、中温、低温三种形式，不同温度的烟气需要选择相应温度的催化剂。中温SCR催化剂成熟可靠应用广泛，可以脱除300℃~400℃的中温烟气。低温SCR催化剂正在国内外研究开发中，技术上还没有成熟有待进一步完善。对于250℃~300℃以下低温烟气NOX的脱除，现在的方法就是另外采用加热设备加热低温烟气，使低温烟气的温度提升到300℃~400℃，然后选择中温SCR催化剂脱除烟气中的NOX。由于加热低温烟气需要高温热源，且烟气流量大，能源消耗非常大，系统运行费用相当高，推广应用非常困难，使用率比较低，严重影响NOX的减排。
发明内容
针对现有的上述问题，本实用新型提供了一种低温烟气NOX富集脱除系统及其方法，采用中温SCR催化剂脱除低温烟气中的NOX，减少加热含NOX烟气需要的热量，大大降低了能源消耗和系统运行费用，减少了设备投资规模，同时富集烟气中的NOX，提高烟气中NOX的相对浓度，大大减少SCR脱硝烟气的处理量，解决了低温烟气SCR脱硝技术经济性能低下的问题，节省了能源。
其技术方案是这样的，一种低温烟气NOX富集脱除系统，其特征在于：其包括NOX富集装置，所述NOX富集装置包括烟气进口、烟气出口、加热介质进口、加热介质出口、冷却介质进口、冷却介质出口，除尘器通过排烟风机连接所述烟气进口，所述烟气出口连接烟囱，所述加热介质出口依次连接SCR反应器、排气风机、烟囱，所述加热介质出口与所述SCR反应器间连接氨气混合器。
其进一步特征在于：所述冷却介质出口连接加热介质进口；所述SCR反应器通过热交换器连接所述排气风机，所述冷却介质出口依次通过风机、所述热交换器和加热器连接所述加热介质进口；所述NOX富集装置包括箱体，所述箱体内设置有转筒，所述烟气进口、加热介质进口和冷却介质进口设置在所述箱体上所述转筒内侧，所述烟气出口、加热介质出口、冷却介质出口分别设置在所述箱体上所述转筒外侧，所述箱体内设置有密封隔板，所述密封隔板将箱体隔离形成吸附区、解吸区、冷却区，所述烟气进口和所述烟气出口设置在所述吸附区内，所述加热介质进口和所述加热介质出口设置在所述解吸区内，所述冷却介质进口和所述冷却介质出口设置在所述冷却区内，所述转筒贯穿所述密封隔板可在所述箱体内转动，所述转筒包括内层孔板和外层孔板，所述内层孔板和所述外层孔板间填充有吸附介质层。
本实用新型的上述系统中，由于NOX富集装置包括烟气进口、烟气出口、加热介质进口、加热介质出口、冷却介质进口、冷却介质出口，除尘器通过排烟风机连接烟气进口，烟气出口连接烟囱，加热介质出口依次连接SCR反应器、排气风机、烟囱，加热介质出口与SCR反应器间连接氨气混合器，烟气在NOX富集装置实现分离，含NOX浓度达标的烟气从烟囱直接排除，通过NOX富集装置处理后的NOX在SCR反应器中通过SCR催化剂与氨气发生还原反应，生成N2、H2O,对烟气进行净化，最后通过排气风机将净化后的烟气进入烟囱排放，由于本系统中烟气通过NOX富集装置进行富集处理，使得NOX较为集中，提高了局部NOX的浓度，降低了含NOX气体的流量，提高了脱销效率，减少了催化剂的使用量，本系统中，脱销在同一系统中低流量、低能耗下运行，节约了投资及其运行成本，提高了经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本实用新型低温烟气NOX富集脱除系统示意图；
图2为NOX富集装置主剖视图；
图3为图2左视图。
具体实施方式
见图1，
一种低温烟气NOX富集脱除系统，其包括NOX富集装置1， NOX富集装置1包括烟气进口2、烟气出口3、加热介质进口4、加热介质出口5、冷却介质进口6、冷却介质出口7，除尘器8通过排烟风机9连接烟气进口2，烟气出口3连接烟囱10，加热介质出口5依次连接SCR反应器11、排气风机12、烟囱10，加热介质出口5与SCR反应器间11连接氨气混合器13；
冷却介质出口7连接加热介质进口4，冷却气体在NOX富集装置1内升温后，把加热后的冷却气体作为加热气体的源气体，形成了冷热介质的循环，提高了源气体的温度，节约了能源，有效地降低了能量的消耗，提高了经济效益；
SCR反应器11通过热交换器14连接排气风机12，冷却介质出口7依次通过风机15、热交换器14和加热器16连接加热介质进口4，冷却气体可以与SCR反应器11排除的加热气体在热交换器14进行热交换，减少了进入NOX富集装置1中加热气体的加热，进一步节约能源。
见图2、图3，
NOX富集装置1包括箱体17，箱体17内设置有转筒18，烟气进口2、加热介质进口4和冷却介质进口6设置在箱体17上转筒18内侧，烟气出口3、加热介质出口5、冷却介质出口7分别设置在箱体17上转筒18外侧，通过转筒18旋转，烟气进行处理后将含NOX浓度达标的烟气直接通过烟囱排除，包含NOX的气体，通过转筒18旋转进行NOX富集处理后通过加热介质出口5排除；
箱体17内设置有密封隔板19，密封隔板19将箱体隔离形成吸附区20、解吸区21、冷却区22，烟气进口2和烟气出口3设置在吸附区20内，加热介质进口4和加热介质出口5设置在解吸区内21，冷却介质进口6和冷却介质出口7设置在冷却区22内，转筒18贯穿密封隔板19可在箱体17内转动，转筒18包括内层孔板23-1和外层孔板23-2，内层孔板23-1和外层孔板23-2间填充有吸附介质层24，烟气在NOX富集装置1箱体17内的吸附区20、解吸区21、冷却区22内通过转筒18的旋转进行烟气的吸附、解吸、冷却循环过程，实现烟气的NOX富集，之后再通过NOX在SCR反应器11间中与氨气混合发生反应，实现了低温烟气NOX富集脱除。
析出NOX的吸附介质必须进行冷却，才能进行下一次吸附。通入冷却气体对析出NOX的吸附介质进行冷却，冷却降温后的吸附介质对烟气中的NOX进行再一次吸附，排出被吸附介质加热升温后的冷却气体。
见图1、图2、图3，
低温烟气NOX富集脱除方法， 
（1）、烟气通过除尘器8中进行过滤除尘；
（2）、过滤除尘后的烟气通过排烟风机9送入NOX富集装置1进行分离处理，含NOX浓度达标的烟气直接通过烟囱10排放：
a、 烟气进入NOX富集装置1中的吸附区20中，转筒18上的吸附介质层24吸附烟气中的NOX，含NOX浓度达标的烟气直接通过烟囱10排放；
b、  转筒18转动，转筒18中吸附NOX的部分进入解吸区21，吸附在转筒18上吸附介质上的NOX通过加热气体升温，吸附介质上的NOX被解吸脱附，形成了NOX富集气体，NOX富集气体进入SCR反应器11中，同时冷却气体通入NOX富集装置1的冷却区22中，转筒18转动，转筒18中在解吸区21升温的吸附介质旋转进入冷却区22，通过冷却气体进行冷却，吸附介质降温，同时冷却气体升温，实现了吸附介质的降温，转筒18转动，吸附介质降温后的转筒部分进入吸附区，完成了吸附、解吸、冷却循环；
（3）、通过NOX富集处理后的NOX在SCR反应器11中通过SCR催化剂与氨气发生还原反应，生成N2、H2O进行脱硝处理；
（4）、经过脱硝处理后产生的净化后的烟气从SCR反应器11中排除，通过排气风机12送入烟囱10排放。
为了进一步减少加热量，节约能源，在冷却区中升温的气体从冷却介质出口7依次通过风机15和热交换器14进入加热器16中进行加热，经过脱硝处理后产生的净化后的烟气从SCR反应器中排除，依次通过热交换器14和排气风机12送入烟囱排放，通过热交换器14把热量传递给冷却介质出口排出的气体，从而减少了进入NOX富集装置1中加热气体的加热量，进一步节约能源。
本实施例中，
除尘器8是烟气净化设备，其内部设有除尘装置，对进入的烟气进行除尘。除尘器8布置在排烟风机9之前，其进口通过管道与烟气源相连、出口通过管道与排烟风机9进口相连；    
排烟风机9为系统烟气的流动提供动力。排烟风机9布置在除尘器8与NOX富集装置1之间，其进口通过管道与除尘器8出口相连，其出口通过管道与NOX富集装置1烟气进口2相连；
烟囱10是圆筒体结构。烟囱10布置在NOX富集装置1及排气风机12之后，下部两个进口分别通过管道与NOX富集装置1烟气出口3、排气风机12出口相连，顶端排气口连通大气；
风机15为冷、热气体的流动提供动力。风机15布置在NOX富集装置1与热交换器14之间，其进口通过管道与NOX富集装置1冷却介质出口7相连，其出口通过管道与热交换器14冷却介质的进口相连；
热交换器14是冷、热气体进行间接热交换的设备，其冷却介质的进、出口分别通过管道与风机15出口、加热器16的进口相连，其加热介质的进、出口分别通过管道与SCR反应器11出口、排气风机12进口相连；
加热器16是加热设备，对加热气体进行加热。其进口通过管道与热交换器14加热介质的出口相连，其出口通过管道与NOX富集装置1加热介质进口4相连；
氨气混合器13通入氨气与压缩空气进行混合，然后进入烟气中并与之充分混合。氨气混合器13压缩空气进口、氨气进口分别通过管道与各自气源相连，其出口通过管道与NOX富集装置1加热介质出口5、SCR反应器11进口相连；
SCR反应器11内有SCR催化剂，促使 NOX与氨气发生还原反应， 脱除氮氧化物。SCR反应器11进口通过管道与NOX富集装置3加热介质出口5、氨气混合器13出口相连，其出口通过管道与热交换器14加热介质的进口相连；
排气风机12将净化后的气体排出系统。排气风机12进口通过管道与热交换器14加热介质的出口相连，其出口通过管道与烟囱10进口相连。 

Claims (4)

1. 一种低温烟气NOX富集脱除系统，其特征在于：一种低温烟气NOX富集脱除系统，其特征在于：其包括NOX富集装置，所述NOX富集装置包括烟气进口、烟气出口、加热介质进口、加热介质出口、冷却介质进口、冷却介质出口，除尘器通过排烟风机连接所述烟气进口，所述烟气出口连接烟囱，所述加热介质出口依次连接SCR反应器、排气风机、烟囱，所述加热介质出口与所述SCR反应器间连接氨气混合器。
2.根据权利要求1所述的一种低温烟气NOX富集脱除系统，其特征在于：所述冷却介质出口连接加热介质进口。
3.根据权利要求2所述的一种低温烟气NOX富集脱除系统，其特征在于：所述SCR反应器通过热交换器连接所述排气风机，所述冷却介质出口依次通过风机、所述热交换器和加热器连接所述加热介质进口。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种低温烟气NOX富集脱除系统，其特征在于：所述NOX富集装置包括箱体，所述箱体内设置有转筒，所述烟气进口、加热介质进口和冷却介质进口设置在所述箱体上所述转筒内侧，所述烟气出口、加热介质出口、冷却介质出口分别设置在所述箱体上所述转筒外侧，所述箱体内设置有密封隔板，所述密封隔板将箱体隔离形成吸附区、解吸区、冷却区，所述烟气进口和所述烟气出口设置在所述吸附区内，所述加热介质进口和所述加热介质出口设置在所述解吸区内，所述冷却介质进口和所述冷却介质出口设置在所述冷却区内，所述转筒贯穿所述密封隔板可在所述箱体内转动，所述转筒包括内层孔板和外层孔板，所述内层孔板和所述外层孔板间填充有吸附介质层。
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