CN205815443U - 一种工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统，通过烟道顺次连接的工业燃煤锅炉、布袋除尘器、湿法烟气脱硫系统、湿式静电除尘系统和烟囱；还包括：设置在工业燃煤锅炉和布袋除尘器之间的SNCR‑SCR联合脱硝系统和/或设置在布袋除尘器和湿法烟气脱硫系统之间的臭氧‑含氯湿法脱硝系统；所述湿法烟气脱硫系统包括湿法脱硫塔，所述湿法脱硫塔内的除雾器为旋流板除雾器。本实用新型旨在选择合适的技术组合来适应超低排放，并以最优的性价比达到排放要求，提供一种高效低成本的工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业燃煤锅炉烟气治理技术领域，具体涉及一种工业燃煤锅炉超低排放装置，系工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统。
背景技术
随着大气环保越来越受到人们的重视，国家也陆续出台越来越严格的的大气排放标准，最近国家力推大气治理超低排放技术。
目前除尘主要技术是布袋除尘和静电除尘，布袋除尘前期由于关键配件缺少价格合理、耐高温、能适用于燃煤锅炉烟气除尘的材料，因此被电除尘取代。随着布袋除尘器滤料等配套件生产技术的日益提高材料问题已得到解决，并且国家环保政策对锅炉烟尘的排放要求有了极大的提高，相比于静电除尘，布袋除尘的投资低、高效(≥99％)、捕集的粉尘不受比电阻值影响、技术简单、对负荷变化适应好、运行稳定、维护简单能离线检修、运行成本低，并且滤布已有耐高温、防水防油的产品，适应大烟气量锅炉除尘方面的使用。
主流的脱硝技术有SNCR、SCR和SNCR-SCR联合脱硝技术，SNCR-SCR脱硝技术则集中了SCR技术高效、SNCR技术投资省与占地少的优点，最主要的改进就是省去了SCR设置在烟道里的复杂AIG(氨喷射)系统，并具有以下优点：(1)系统脱硝效率高。(2)脱硝每千瓦建造成本相对较低。(3)设备相对简单，建设周期短，占地面积小。(4)催化剂用量较少，系统压损小。(5)S02/S03氧化率较低，对下游设备腐蚀相对较小。(6)独特的辅助喷氨系统更易于控制管道内氨的分布。(7)系统运行成本相对较低，设备易于维护。(8)氨逃逸率低。它还可为在符合环保法规的要求下，阶段性的增添设备及催化剂，而无需将资金做一次性使用，可大量节省投资费用，特别适合我国工业燃煤锅炉现状。而且此工艺不受煤质影响，既适合新建工业锅炉，也适用于老厂改造工程。
工业燃煤锅炉脱硫主要采用湿法脱硫技术，目前也开了高效脱硫塔，吸收塔内加有旋流子组合装置的脱硫效率比原有能提高5％，能将二氧化硫控制50mg/Nm3以内，以适应超低排放技术的要求。鼓泡塔本身具有高效的特点，由于其压降较大在大型火电机组使用较少，但是相对工业小锅炉其压降劣势相对降低，也可以推广。
湿法烟气脱硫的普及率越来越高，规模不断扩大，湿法脱硫的单机处理烟气量不断加大；湿法烟气脱硫中除雾器所处的环境中浆液雾滴的含量高，除雾器堵塞趋势明显。原有的大气量湿烟气除雾主要采用折流板形式，使湿烟气通过一曲折的通道迫使烟气在转向的过程中雾滴与挡板碰撞来实现除雾的目的，需定时分区循环进行双向反冲洗。为确保除雾的效率，折流板除雾器的气流通道被分隔成若干宽度通常在40mm以下小通道，在反冲洗设备局部故障或脱硫工况异常时，常会发生除雾器局部被堵事件，此时未被堵的地方气速增加，雾滴的二次夹带变大，整体除雾效果恶化。一旦被堵，由于除雾器烟气通道狭小、曲折，数量多，疏通难度很大。目前部分湿法脱硫除尘工程中也有采用单独的旋流板作除雾器的，这种旋流板除雾器在处理烟气量不大时，其除雾效果比较理想，当除雾器直径超过5500mm后，其制作成本上升较快，除雾效果开始变差，大直径的旋流板除雾器实际应用较少。
虽然国内外对脱硫脱硝除尘有一定研究，也有部分燃煤电厂的单项污染物排放值达到了天然气机组排放标准，但国内还没有硫、硝、尘等指标全面达到天然气机组排放标准的燃煤机组，且现有设备只对特定污染物有脱除效果。如何选择合适的技术组合来适应超低排放，并以最优的性价比达到排放要求，目前还没有深入的研究。
工业燃煤锅炉特征是锅炉负荷变化较大，温度波动较大，烟气成分变化也较大，因此单一的脱除技术较难满足其超低排放的要求，需要多组技术相互组合。
实用新型内容
本实用新型旨在选择合适的技术组合来适应超低排放，并以最优的性价比达到排放要求，提供一种高效低成本的工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统。
一种工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统，包括通过烟道顺次连接的工业燃煤锅炉、布袋除尘器、湿法烟气脱硫系统、湿式静电除尘系统和烟囱；其特征在于，还包括设置在工业燃煤锅炉和布袋除尘器之间的SNCR-SCR联合脱硝系统和/或设置在布袋除尘器和湿法烟气脱硫系统之间的臭氧-含氯湿法脱硝系统；所述湿法烟气脱硫系统包括湿法脱硫塔或鼓泡塔，所述湿法脱硫塔或鼓泡塔内的除雾器为旋流板除雾器。
SNCR-SCR联合脱硝系统用于脱硝；布袋除尘器用于除尘和脱汞；湿法烟气脱硫系统用于脱硫和除尘及颗粒物；旋流板除雾器和湿电系统用于脱除细颗粒物。除除雾器结构外，所述施法脱硫塔和鼓泡塔均为本领域常规设备即可。
优选地，所述旋流板除雾器位于湿法脱硫塔内喷淋装置和烟气出口之间或鼓泡塔内鼓泡装置和烟气出口之间。
优选地，所述旋流板除雾器包括水平安装在湿法脱硫塔或鼓泡塔内壁上且与湿法脱硫塔或鼓泡塔内壁密封连接的隔板，所述隔板上开设若干个安装孔，每个安装孔对应设置一个旋流子。
旋流子本身可采用标准系列旋流子，进一步优选地，所述旋流子包括中空筒体和设置于中空筒体内的旋流板，所述中空筒体与对应安装孔的边缘密封固定。
更进一步优选，所述旋流板包括中心盲板、外部包围板和固定连接在中心盲板与外部包围板上的若干旋流叶片。
更进一步优选地，所述安装孔在隔板上均匀分布。所述旋流子均匀分布安装于隔板上，旋流子的设置数量根据实际的塔径来设置。
湿法烟气脱硫系统的吸收塔(或鼓泡塔)内加有旋流子组合装置，用于提高大烟气量湿法烟气脱硫效率，用于脱除细颗粒物，当粉尘排放标准在10mg/Nm3以下，采用旋流板除雾器；当粉尘排放标准在5mg/Nm3以下，采用旋流板除雾器+湿电系统。
本实用新型的旋流板除雾器为大通量旋流子除雾器，由若干标准系列旋流子并联而成，主要应用于大流量工况下气相中雾滴分离的场合，可作为含高浆液量雾滴的湿法烟气脱硫工程的除雾，特别适用于作为烟塔合一的湿法烟气脱硫装置的末级除雾，其特点是将大流量的湿烟气自动分割成若干股较小流量的烟气，使其分别均匀通过并联安装的统一规格的标准旋流子，解决了单一旋流除雾器的放大难题，同时通过合理的分割粒径的设计，实现雾滴的低能耗快速分离，易清洗结构设计及配套的间隙运行的顺流清洗设施，确保其在高浆液浓度雾滴环境下能长期稳定连续运行，能将颗粒物控制在10mg/Nm3以下。
优选地，所述SNCR-SCR联合脱硝系统包括顺次设置的SNCR模块和SCR模块，所述工业燃煤锅炉的烟气出口连接旋风筒，所述工业燃煤锅炉的炉膛内、旋风筒的进风烟道内及旋风筒的出风口处的至少一处设置所述SNCR模块，SCR模块设置在旋风筒的出风烟道内或与旋风筒的出风烟道并联设置。
进一步优选，所述SNCR模块设置在旋风筒的进风烟道内和旋风筒的出风口处；所述SCR模块设置在旋风筒的出风烟道内。
进一步优选，连接所述SCR模块的下游烟道内设置废水喷淋装置，所述废水喷淋装置的废水入口连接至所述湿法脱硫塔或鼓泡塔的塔釜。布袋除尘器在空预器之后，为了控制进入除尘器的温度，在前部烟道设置降脱硫废水雾化降温系统；布袋除尘器须做好外表保温防止结露。
优选地，所述臭氧-含氯湿法脱硝系统包括喷淋器和供料设备，所述喷淋器设置在连接布袋除尘器和湿法烟气脱硫系统的烟道内。
优选地，所述烟囱内设置一个换热取水装置。先通过降温形成冷凝谁并收集使用，特别适合缺水地区，然后加热防止白烟。
当工业锅炉有合适SNCR与SCR的区间温度和反应空间时，脱硝选取SNCR+SCR联合脱硝工艺，脱硝SNCR+SCR联合脱硝工艺，SCR部分可以选择在原烟道内或者新建反应器并保有预留层，在脱硝系统使用尿素当还原剂时，可以直接使用尿素溶液无需热解；当工业锅炉没有合适SNCR与SCR的区间温度和反应空间，脱硝工艺选取臭氧和含氯湿法脱硝系统；当工业锅炉负荷变化较大，有长时间无法满足没有合适SNCR与SCR的区间温度和反应空间，脱硝工艺选取SNCR+SCR联合脱硝系统+臭氧和含氯湿法脱硝系统。
本实用新型的工作原理如下：烟气中氮氧化物在SNCR-SCR联合脱硝系统内的与氨气反应生成氮气和水(或者利用臭氧和含氯氧化剂将NO氧化成NO2然后吸收成硝酸盐和亚硝酸盐)；烟气中二氧化硫在湿法烟气脱硫系统中与石灰石发生反应，变成石膏后脱除；颗粒物在布袋除尘器中除去大颗粒物，在旋流板除雾器或旋流板除雾器+湿式静电除尘系统中脱除细颗粒物；烟气中汞以及其他重金属在布袋除尘中被脱除90％以上，在湿法烟气脱硫系统和湿式静电除尘系统被协同脱除。通过以上各种组分的协同控制作用，从而达到工业燃煤锅炉烟气污染物超低排放指标。
本实用新型的系统使工业燃煤锅炉主要大气污染物(PM、SO2、NOx)排放指标达到超低排放水平。本实用新型为了控制排烟中汞浓度，所述布袋除尘能脱除90％以上，进一步在湿法烟气脱硫系统中脱除。所述SNCR-SCR联合脱硝系统使用氨基还原剂脱除烟气中氮氧化物。
所述布袋除尘采用不同的多孔滤料制作成袋状过滤元件(即滤袋)，当含尘气体通过滤袋时，尘粒因惯性的作用与滤袋碰撞而被拦截，细微的尘粒(粒径为1μm或更小)则因扩散作用(布朗运动)不断改变运动方向，从而增加了尘粒与滤袋接触的机会。尘粒与滤袋碰撞时产生的粘附作用与静电作用使尘粒堆积在滤袋表面，形成滤饼(或称滤床)，这种滤饼又通过筛分作用，得以捕集更细的尘粒。
所述湿法烟气脱硫系统采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，具有二氧化硫、汞、细颗粒物等污染物控制作用。
所述湿式静电除尘器利用高压静电对含湿烟气进行荷电，脱除烟气中细颗粒物(PM2.5)，能使颗粒物控制在5mg/Nm3以内。
本实用新型具有如下有益效果：
(1)在现有脱硫脱硝除尘装置上进行优化组合，多组技术适用于各种锅炉；
(2)达到高效控制多种污染物，并且占地少、低投资费用和低运行费用；
(3)废水雾化系统能有效控制布袋除尘进口温度，并且能实现废水的零排放；
(4)污染物脱除效率高，各种污染物出口浓度达到PM<5mg/Nm3，SO2<35mg/Nm3，NOx<50mg/Nm3的排放标准。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型旋流板除雾器的结构示意图。
图3是本实用新型一种实施方式(实施例1)的结构示意图。
图4是本实用新型另一种实施方式(实施例2)的结构示意图。
图中所示附图标记如下：
1-工业燃煤锅炉 2-SNCR-SCR联合脱硝系统 3-布袋除尘器
4-湿法烟气脱硫系统 5-旋流板除雾器 6-湿式静电除尘器
7-烟囱 8-SNCR模块 9-SCR模块
10-臭氧-含氯湿法脱硝系统 11-废水喷淋装置 12-旋风筒
13-旋风筒的出风烟道 51-隔板 52-旋流子
53-中空筒体 54-旋流板 55-降液孔。
具体实施方式
一种工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统，如图1所示，包括依次相连的工业燃煤锅炉1、旋风筒12、旋风筒的出风烟道13、用于除尘和脱汞的布袋除尘器3、用于脱硫和除尘及颗粒物的湿法烟气脱硫系统4、用于脱除细颗粒物的旋流板除雾器5+湿式静电除尘器6和烟囱7；工业燃煤锅炉1与布袋除尘器之间设置用于脱硝的SNCR-SCR联合脱硝系统2和/或布袋除尘器与湿法烟气脱硫系统之间设置臭氧-含氯湿法脱硝系统10.
湿法烟气脱硫系统4包括脱硫塔或鼓泡塔，脱硫塔内的塔壁上设置烟气入口、塔顶设置烟气出口、塔内底部为塔釜，塔釜上方设置喷淋装置，喷淋装置通过循环泵连接塔釜，喷淋装置与烟气出口之间设置旋流板除雾器5。
旋流板除雾器的结构如图2所示，旋流板除雾器包括隔板51和若干并联在隔板上的旋流子52，隔板安装在脱硫塔的内壁上且与脱硫塔内壁之间密封连接，隔板上均匀开设安装孔，每个安装孔对应安装一个旋流子，旋流子52可直接采用市购标准件，标准件的最大尺寸不超过2000mm，标准件旋流子通过经防腐处理的“井”字支撑梁或“花板”固定在隔板上。
本实施方式中，旋流子包括中空筒体53和置于中空筒体内的旋流板54，通过中空筒体安装于隔板的对应安装孔上。
旋流板54位于中空筒体内的底部，保证旋流板上方有较长的筒体，旋流板包括中心盲板、外部包围板和旋流叶片，旋流叶片位于中心盲板与外部包围板之间的环形空间内，旋流叶片与水平面之间呈一定夹角倾斜，一般在30～60°之间；隔板上开设有若干浆液孔55，浆液孔均匀分布在隔板的边缘处。
当采用鼓泡塔时，鼓泡塔为常规鼓泡塔，旋流板除雾器设置在鼓泡装置与烟气出口之间，安装方式于脱硫塔内相同。
SNCR-SCR联合脱硝系统2包括顺次设置的SNCR模块8和SCR模块9，工业燃煤锅炉的烟气出口连接旋风筒，工业燃煤锅炉的炉膛、旋风筒的进风烟道及旋风筒的出风口中的至少一处设置SNCR模块8，SCR模块9设置在旋风筒的出风烟道内或与旋风筒的出风烟道并联设置。
SCR模块9的下游烟道内设置废水喷淋装置11，该废水喷淋装置的喷淋浆液来自湿法烟气脱硫系统的脱硫塔。
臭氧-含氯湿法脱硝系统包括喷淋器和供料设备，喷淋器设置在连接布袋除尘器3和湿法烟气脱硫系统4的烟道内。
本实用新型的工作过程如下：
烟气中氮氧化物在SNCR-SCR联合脱硝系统内的与氨气反应生成氮气和水(或者利用臭氧和含氯氧化剂将NO氧化成NO2然后吸收成硝酸盐和亚硝酸盐)；烟气中二氧化硫在湿法烟气脱硫系统中与石灰石发生反应，变成石膏后脱除；颗粒物在布袋除尘器中除去大颗粒物，在湿式静电除尘系统中脱除细颗粒物；烟气中汞以及其他重金属在布袋除尘中被脱除90％以上，在湿法烟气脱硫系统和湿式静电除尘系统被协同脱除。通过以上各种组分的协同控制作用，从而达到工业燃煤锅炉烟气污染物超低排放指标。
实施例1
某工业燃煤锅炉环保设施是由锅炉、SNCR脱硝装置、布袋除尘器、吸收塔和烟囱依次连接而成。
利用本实用新型对该电厂的烟气净化系统进行改造，改造后的工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统结构如图2所示，包括通过烟道依次相连的电站锅炉、SNCR+SCR脱硝系统(SNCR模块设置在旋风筒的进风烟道内和出风口处，SCR模块内置在旋风筒的出风烟道内)、布袋除尘器3、湿法烟气脱硫系统4、旋流板除雾器5+湿式静电除尘器6和烟囱7几个部分。运行稳定后，测得烟囱出口中颗粒物浓度为2.1mg/Nm3，氮氧化物浓度为35.7mg/Nm3，二氧化硫浓度为25.4mg/Nm3，低于燃气排放标准(PM<5mg/Nm3，SO2<35mg/Nm3，NOx<50mg/Nm3)。
实施例2
某工业燃煤锅炉环保设施是由锅炉、布袋除尘器、脱硫塔和烟囱依次连接而成，脱硫塔内除雾器为旋流板除雾器，布袋除尘器和脱硫塔之间设置臭氧-含氯湿法脱硝系统。
利用本实用新型对该电厂的烟气净化系统进行改造，改造后的工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统结构如图3所示，包括通过烟道依次相连的电站锅炉，布袋除尘器3，臭氧-含氯湿法脱硝系统10，湿法烟气脱硫系统4，旋流板除雾器5和烟囱7几个部分。运行稳定后，测得烟囱出口中颗粒物浓度为6.5mg/Nm3，氮氧化物浓度为23.2mg/Nm3，二氧化硫浓度为27.2mg/Nm3，低于燃气排放标准(PM<10mg/Nm3，SO2<35mg/Nm3，NOx<50mg/Nm3)。
以上所述仅为本实用新型专利的具体实施案例，但本实用新型专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。
Claims (9)
1.一种工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统，包括通过烟道顺次连接的工业燃煤锅炉、布袋除尘器、湿法烟气脱硫系统、湿式静电除尘系统和烟囱；其特征在于，还包括设置在工业燃煤锅炉和布袋除尘器之间的SNCR-SCR联合脱硝系统和/或设置在布袋除尘器和湿法烟气脱硫系统之间的臭氧-含氯湿法脱硝系统；所述湿法烟气脱硫系统包括湿法脱硫塔或鼓泡塔，所述湿法脱硫塔或鼓泡塔内的除雾器为旋流板除雾器。
2.根据权利要求1所述工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统，其特征在于，所述旋流板除雾器位于湿法脱硫塔内喷淋装置和烟气出口之间或鼓泡塔内鼓泡装置和烟气出口之间。
3.根据权利要求1所述工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统，其特征在于，所述旋流板除雾器包括水平安装在湿法脱硫塔或鼓泡塔内壁上且与湿法脱硫塔或鼓泡塔内壁密封连接的隔板，所述隔板上开设若干个安装孔，每个安装孔对应设置一个旋流子。
4.根据权利要求3所述工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统，其特征在于，所述旋流子包括中空筒体和设置于中空筒体内的旋流板，所述中空筒体与对应安装孔的边缘密封固定。
5.根据权利要求1所述工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统，其特征在于，所述SNCR-SCR联合脱硝系统包括顺次设置的SNCR模块和SCR模块，所述工业燃煤锅炉的烟气出口连接旋风筒，所述工业燃煤锅炉的炉膛内、旋风筒的进风烟道内及旋风筒的出风口处的至少一处设置所述SNCR模块，SCR模块设置在旋风筒的出风烟道内或与旋风筒的出风烟道并联设置。
6.根据权利要求5所述工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统，其特征在于，所述SNCR模块设置在旋风筒的进风烟道内和旋风筒的出风口处；所述SCR模块设置在旋风筒的出风烟道内。
7.根据权利要求5所述工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统，其特征在于，连接所述SCR模块的下游烟道内设置废水喷淋装置，所述废水喷淋装置的废水入口连接至所述湿法脱硫塔或鼓泡塔的塔釜。
8.根据权利要求1所述工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统，其 特征在于，所述臭氧-含氯湿法脱硝系统包括喷淋器和供料设备，所述喷淋器设置在连接布袋除尘器和湿法烟气脱硫系统的烟道内。
9.根据权利要求1所述工业燃煤锅炉超低排放环保岛系统，其特征在于，所述烟囱内设置一个换热取水装置。
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| CN107270268A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-10-20 | 河南开祥精细化工有限公司 | 一种锅炉烟气超低排放装置 |
| CN107525065A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-12-29 | 管理 | 一种水膜飞沫凝结蒸汽利用潜热的燃气锅炉脱硝节能器 |
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