CN205307999U - 烟气除尘脱硝脱硫净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及烟气除尘脱硝脱硫净化系统，包括设于烟气的排气通道中，并通过管路依次连接的省煤器、第一过滤单元、SCR反应器、空气预热器、脱硫装置和第二过滤单元，所述的第一过滤单元包括金属过滤结构或陶瓷过滤结构。该系统结构简单，在对烟气进行较高精度的过滤后进行脱硝和脱硫，避免了高粉尘含量的烟气直接进入SCR反应器中，造成催化剂被磨损和堵塞、催化活性物质中毒等问题，脱硝率和脱硫率较高，大幅减轻了对环境的污染，并且总体净化效率较高。

Description

烟气除尘脱硝脱硫净化系统

技术领域

本实用新型涉及一种工业烟气的净化系统，尤其涉及一种工业烟气的除尘脱硝脱硫净化系统。

背景技术

工业烟气(如燃煤电厂锅炉烟气)中常含有大量粉尘、氮氧化物和含硫氧化物等，其所含的氮氧化物是促成酸雨形成的主要原因。针对高粉尘及氮氧化物含量的工业烟气的净化通常是：先将烟气引入SCR反应器(在将烟气引入SCR反应器的过程中还需向烟气中注入还原剂，该还原剂通常为氨水)从而将氮氧化物还原为无害氮气，实现烟气脱硝净化，然后将脱硝后的烟气引入电除尘器以除去烟气中的粉尘，再将除尘后的气体引入脱硫装置进行脱硫净化后排放。其中，“SCR”是指SelectiveCatalyticReduction，即选择性催化还原。

目前，烟气净化系统中的SCR反应器主要采用蜂窝状或平板状催化剂，虽然蜂窝状催化剂和平板状催化剂的格孔大小均可根据烟气中粉尘的浓度和大小进行选择，但在实际使用中仍然存在催化剂被粉尘所堵塞、严重磨损的问题。并且，催化剂直接与高含尘量的烟气接触，还极易导致催化活性物质中毒，严重影响SCR催化反应效率。

另外，受电除尘器具有选择性收尘特点、耐受温度低(约250℃)、易出现阴极掉线、框架脱落、等因素影响，目前的烟气净化系统对粉尘的净化效果较差，即进入脱硫装置中的气体含尘量较高，粉尘易附着在脱硫装置中的脱硫剂表面，造成脱硫剂不能与气体中的含硫氧化物发生反应，严重影响脱硫率(约为88％)，并且脱硫后排放的烟气含尘量仍然较高(约30mg/Nm³)。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种结构简单，除尘效率高，并能够极大的提高脱硝率和脱硫率的烟气除尘脱硝脱硫净化系统。

本实用新型的烟气除尘脱硝脱硫净化系统，包括设于烟气的排气通道中，并通过管路依次连接的省煤器、第一过滤单元、SCR反应器、空气预热器、脱硫装置和第二过滤单元，所述的第一过滤单元包括金属过滤结构或陶瓷过滤结构。

所述省煤器可回收烟气余热，将其温度降低到约350℃，从而起到节约能源，提高效率的作用。所述第一过滤单元采用金属过滤结构或陶瓷过滤结构，其过滤精度更好，机械强度高，并且具有很好的耐高温性能，能够适应从省煤器排出的烟气温度，并且可在烟气的脱硝处理前，进行过滤，除去绝大部分的粉尘，避免了高粉尘含量的烟气直接进入SCR反应器中，造成催化剂被磨损和堵塞、催化活性物质中毒的问题；还能够极大的提高气体与催化剂的有效接触率，催化反应效率较高，减少了催化剂的用量，提高脱硝率；并且低含尘量的气体经SCR反应器进行高效脱硝后，气体中的含硫氧化物能够充分与脱硫装置中的脱硫剂接触，有利于提高脱硫率，脱硫合格后再经第二过滤单元进行过滤，进一步减小粉尘含量，从而大幅减轻了对环境的污染。

其中，在SCR反应器和脱硫装置之间设置空气预热器是为了对气体进行热交换，从而进一步降低能量消耗。

其中，所述第二过滤单元优选包括金属过滤结构或陶瓷过滤结构，也可以采用现有的布袋除尘器。

为了进一步提高脱硫率并减小气体含尘量，所述的空气预热器和脱硫装置之间还可设有与上述第一过滤单元和第二过滤单元相同的第三过滤单元，所述第三过滤单元包括金属过滤结构或陶瓷过滤结构，也可以采用现有的布袋除尘器。

优选的，空气预热器和脱硫装置之间设有第一引风机，排气通道中还设有与第二过滤单元连通的第二引风机。利用第一引风机和第二引风机分别对第一过滤单元和SCR反应器、脱硫装置和第二过滤单元进行抽吸引风，能够极大的提高过滤效率和脱硝、脱硫效率，从而提高烟气净化的总体效率，节约生产成本，并且相对于只设置一个引风机来说，能够减少气体因长距离流动而造成的热量损失，达到节能的目的。所述第一引风机和第二引风机均为现有的装置或设备。此外，也可以采用现有的鼓风机等设备来进行引风。

进一步的，所述SCR反应器的进气端还设有现有的均流板，所述均流板可包括现有的分布板和设于分布板上的导流板，所述分布板上设有多个的可供气流通过的开孔，通过调整导流板的位置和数量来达到气流均布的目的，从而使氮氧化物能够充分的混合在烟气中，并与催化活性物质充分接触，从而提高脱硝率、减少催化剂用量和氮氧化物的逃逸率。并且，导流板还能够消减气流紊乱现象，改善气流分布的质量，从而提高脱硝效率和总体的净化效率。此外，也可以通过调整气流进出口与SCR反应器本身断面的比例和形状等现有方式来使提高气体的混合效果。类似的，所述脱硫装置的进气端也可设有上述均流板或现有的气流分布栅，以提高脱硫率和总体的净化效率。

优选的，所述金属过滤结构由柔性多孔金属膜构成。所述柔性多孔金属膜可以采用申请号为201510153116.3的中国专利申请中记载的柔性多孔金属箔的制备方法制成，或采用现有的其它类似方法进行制作。柔性多孔金属膜是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片。所述薄片由Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体、Fe-Cr固溶体或Ni-Cu固溶体为基体相，或者由Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体、Fe-C-Cr固溶体、Ag-Au固溶体，或面心立方结构的Al、Ni、Cu或Pb为基体相，或体心立方结构的Cr、W、V或Mo为基体相的金属多孔材料构成。该柔性多孔金属膜的孔径为5～30μm，孔隙率为40％～70％，厚度为200～2000μm。经测试，上述结构的柔性多孔金属膜，耐450℃高温，过滤阻力小，过滤精度可达0.1μm，能够过滤烟气中99.99％以上的粉尘，可使经过第一过滤单元过滤后的气体含尘量减小到5mg/Nm³，更加有利于提高脱硝率和脱硫率，其中，脱硝率可达90％，脱硫率可达98％；并且使用强度高，即使在反复清洗之后仍然能够保持较好的过滤效果。

进一步的，所述SCR反应器包括现有的波纹板式催化元件或蜂窝状催化元件，相对于现有的平板式催化元件而言，具有更高的脱硝效率。其中，所述波纹板式催化元件包括由玻璃纤维构成的基体，以及附着于基体表面并由催化活性物质所构成的催化活性层。所述基体为多孔基体。波纹板式催化元件的催化活性层面积较大，脱硝效率较高，而且制作方便，质量较轻。

本实用新型的烟气除尘脱硝脱硫净化系统，结构简单，在对烟气进行较高精度的过滤后进行脱硝和脱硫，避免了高粉尘含量的烟气直接进入SCR反应器中，造成催化剂被磨损和堵塞、催化活性物质中毒等问题，脱硝率和脱硫率较高，能够大幅减轻对环境的污染，并且总体净化效率较高。

以下结合实施例的具体实施方式，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本实用新型的范围内。

附图说明

图1为本实用新型烟气除尘脱硝脱硫净化系统的结构示意图。

图2为图1中波纹板式催化元件的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示烟气除尘脱硝脱硫净化系统，包括设于烟气的排气通道中，并通过管路依次连接的省煤器1、第一过滤单元2、SCR反应器3、空气预热器4、脱硫装置7和第二过滤单元8，所述的第一过滤单元2和第二过滤单元8分别包括多个金属过滤结构。所述的空气预热器4和脱硫装置7之间还设有第三过滤单元5，所述第三过滤单元5包括上述金属过滤结构。

所述金属过滤结构由柔性多孔金属膜21构成，可呈中空筒状，其制作方法简单，安装和使用较方便，并且在空间一定的情况下，相对于平板状的过滤结构而言，能够增大过滤面积。

所述柔性多孔金属膜21是由金属多孔材料所构成的薄片，所述薄片由Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体、Fe-Cr固溶体或Ni-Cu固溶体为基体相，或者由Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体、Fe-C-Cr固溶体、Ag-Au固溶体，或面心立方结构的Al、Ni、Cu或Pb为基体相，或体心立方结构的Cr、W、V或Mo为基体相的金属多孔材料构成。该柔性多孔金属膜21的孔径为18μm，孔隙率为55％，厚度为1000μm。经测试，上述结构的柔性多孔金属膜21，耐450℃高温，过滤阻力小，过滤精度可达0.1μm，能够过滤烟气中99.99％以上的粉尘，可使经过第一过滤单元过滤后的气体含尘量减小到5mg/Nm³，且使用强度高，即使在反复清洗之后仍然能够保持较好的过滤效果。

空气预热器4和脱硫装置7之间设有第一引风机6，排气通道中在第二过滤单元8之后设有第二引风机9。利用第一引风机6和第二引风机9分别对第一过滤单元2和SCR反应器3、脱硫装置7和第二过滤单元8进行抽吸引风，能够极大的提高过滤效率和脱硝、脱硫效率，从而提高烟气净化的总体效率，节约生产成本。

所述SCR反应器3的进气端还设有均流板(未示出)，所述均流板包括分布板和设于分布板上的导流板，所述分布板上设有多个的可供气流通过的开孔，通过调整导流板的位置和数量来达到气流均布的目的，从而使氮氧化物能够充分的混合在烟气中，并与催化活性物质充分接触，从而提高脱硝率、减少催化剂用量和氮氧化物的逃逸率。并且，导流板还能够消减气流紊乱现象，改善气流分布的质量，从而提高脱硝效率和总体的净化效率。

所述SCR反应器3包括如图2所示的波纹板式催化元件31，所述波纹板式催化元件31包括由玻璃纤维构成的多孔基体，以及附着于基体表面并由催化活性物质所构成的催化活性层。理论上讲，所有在现有SCR反应器3中使用过的催化活性物质均可作为本申请中构成催化活性层的催化活性物质，例如催化活性层可由V₂O₅构成，或以V₂O₅为主要成分，以WO₃和MoO₃中的至少一种为辅助成分的混合物构成，其催化效果较好。波纹板式催化元件31的催化活性层面积较大，脱硝效率较高，而且制作方便，质量较轻。

所述脱硫装置7为现有的脱硫塔，其进气端设有现有的气流分布栅(未示出)，以提高脱硫率和总体的净化效率。

参照图1中箭头所示气流方向，在第一引风机6和第二引风机9的作用下，经省煤器1回收余热并将温度降低到约350℃的烟气，进入第一过滤单元2进行过滤，过滤后的气体含尘量约为5mg/Nm³，再进入SCR反应器3中进行脱硝处理，脱硝率可达90％；然后通过空气预热器4对气体进行热交换后，将气体通入第三过滤单元5以进一步减小粉尘含量，再经过脱硫塔对气体进行脱硫处理，脱硫率可达98％；最后，气体经第二过滤单元8过滤后排放，排放的气体含尘量小于5mg/Nm³。

Claims (10)

1.烟气除尘脱硝脱硫净化系统，其特征在于包括设于烟气的排气通道中，并通过管路依次连接的省煤器(1)、第一过滤单元(2)、SCR反应器(3)、空气预热器(4)、脱硫装置(7)和第二过滤单元(8)，所述的第一过滤单元(2)包括金属过滤结构或陶瓷过滤结构。

2.如权利要求1所述的烟气除尘脱硝脱硫净化系统，其特征在于所述第二过滤单元(8)包括金属过滤结构或陶瓷过滤结构。

3.如权利要求1所述的烟气除尘脱硝脱硫净化系统，其特征在于所述的空气预热器(4)和脱硫装置(7)之间还设有第三过滤单元(5)，所述第三过滤单元(5)包括金属过滤结构或陶瓷过滤结构。

4.如权利要求1所述的烟气除尘脱硝脱硫净化系统，其特征在于空气预热器(4)和脱硫装置(7)之间设有第一引风机(6)，排气通道中还设有与第二过滤单元(8)连通的第二引风机(9)。

5.如权利要求1所述的烟气除尘脱硝脱硫净化系统，其特征在于所述SCR反应器(3)的进气端设有均流板。

6.如权利要求1至5之一所述的烟气除尘脱硝脱硫净化系统，其特征在于所述金属过滤结构由柔性多孔金属膜(21)构成，所述柔性多孔金属膜(21)是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片。

7.如权利要求6所述的烟气除尘脱硝脱硫净化系统，其特征在于所述柔性多孔金属膜(21)的孔径为5～30μm，孔隙率为40％～70％，厚度为200～2000μm。

8.如权利要求6所述的烟气除尘脱硝脱硫净化系统，其特征在于所述薄片由Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体、Fe-Cr固溶体或Ni-Cu固溶体为基体相，或者由Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体、Fe-C-Cr固溶体、Ag-Au固溶体，或面心立方结构的Al、Ni、Cu或Pb为基体相，或体心立方结构的Cr、W、V或Mo为基体相的金属多孔材料构成。

9.如权利要求1至5之一所述的烟气除尘脱硝脱硫净化系统，其特征在于所述SCR反应器(3)包括波纹板式催化元件(31)或蜂窝状催化元件。

10.如权利要求9所述的烟气除尘脱硝脱硫净化系统，其特征在于所述波纹板式催化元件(31)包括由玻璃纤维构成的基体，以及附着于基体表面并由催化活性物质所构成的催化活性层。