CN206168171U - 高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及大气污染控制，提供一种高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，包括脱硫脱汞剂储罐、膜分离器、脱硝反应器、氨储罐和压缩空气储罐。烟气在进入膜分离器时，向烟气输送管道中喷射脱硫脱汞剂粉体，吸附汞和二氧化硫以后和粉尘一起被膜分离器截留，脱硫、汞、除尘后的气体进入上部的脱硝反应器，与氨气接触发生氧化还原反应，脱硝后进入顶部集气室。该装置集脱硫脱硝脱汞除尘一体化，占地面积小，降低了运行成本。

Description

高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置

技术领域

本实用新型涉及烟气净化技术领域，特别是涉及一种高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置。

背景技术

煤气化、石化、冶金、玻璃、垃圾焚烧都行业都会产生大量含粉尘、汞、SO₂、NO_X等有害物质的高温烟气，同时烟气中还含有大量的热量，如果直接排放将会严重污染大气，恶化环境，同时也会对能源造成巨大的浪费。

烟气NO_X污染控制，即烟气脱硝，主要有吸附法、吸收法、非选择性催化还原(SNCR)和选择性催化还原(SCR)等方法。其中SCR技术以其脱硝效率高，没有副产物，装置结构简单等优点得到较广泛的应用。但是SCR在工程应用中，由于在脱硝前没有去除粉尘容易出现催化剂堵塞，粉尘附着在催化剂上降低效率等问题。

目前工业上应用的除尘装置主要有旋风除尘、湿式除尘、静电除尘、袋式除尘等。由于当前对粉尘的排放日趋严格，一般的旋风除尘、湿式除尘、静电除尘等已经很难达到环保标准。而袋式除尘中布袋容易磨损，寿命短，且不耐高温等问题限制了该技术的广泛应用。

此外，目前工业应用中，烟气脱硝除尘脱汞多为分布进行，存在着工艺流程复杂，占地面积大，成本高等问题。

公开号为CN104667715A的专利申请公开了一种烟气脱硫脱硝除尘一体化的装置，烟气经过脱硝后再进行粉尘脱除，容易使粉尘积累在催化剂上，从而导致催化剂效率较低，同时若催化剂氨过量，容易与烟气中SO₂反应生成硫酸氢氨附着在催化剂表面，烟气中再携带大量粉尘，容易造成烟气通道堵塞。

公开号为CN104162359A的发明专利公开了一种袋式除尘器内同步脱硫脱硝除汞除尘的方法，采用锰氧化物同时去除烟气中的SO₂、NO_X和汞元素，很难保证对三种污染物较高的去除率，同时锰氧化物的再生处理工艺较为复杂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，包括脱硫脱汞剂储罐、固定床膜反应器和氨储罐，所述固定床膜反应器包括下端为倒锥形的壳体，所述壳体内的上端设有集气室，所述壳体内的下端设有进气室，所述壳体内部的进气室与集气室之间从下向上依次设有膜分离器、气体分布器和脱硝反应器，所述进气室的壳体上设有气体进口，所述脱硫脱汞剂储罐内设有脱硫脱汞剂，且所述脱硫脱汞剂储罐通过管道与所述气体进口连接，所述集气室上端设有气体出口，所述氨储罐通过管道与所述气体分布器连接，所述脱硝反应器内设有脱硝催化剂。

本实用新型将脱硫脱硝脱汞分为先脱硫脱汞再脱硝两步进行，可以保证三种污染物较高的去除率，首先采用脱硫脱汞剂直接混入高温烟气中对高温烟气进行脱硫脱汞，脱硫脱汞后的烟气中除了粉尘颗粒外还含有反应后硫汞的固体颗粒化合物，然后再通过膜分离器将反应产物和粉尘颗粒过滤掉，避免了粉尘颗粒物对后续的脱硝催化剂的影响，提高了处理的效率。

进一步，为了保证装置的可靠运行，以及处理效果，还包括气体反吹装置，所述气体反吹装置包括压缩空气储罐，所述压缩空气储罐的气体出口分为两路，一路通过管道连接至脱硝反应器上端，另一路通过管道连接至膜分离器上端，且所述压缩空气储罐与脱硝反应器的连接管道上设有第一电磁阀，所述压缩空气储罐与膜分离器的连接管道上设有第二电磁阀。通过气体反吹装置分别对脱硝反应器和膜分离器进行清洗，以保证装置的处理效果和效率，通过第一电磁阀和第二电磁阀控制反吹装置的使用，可以实现脱硝反应器和膜分离器清洗的分别控制。

优选的，所述气体反吹装置的反吹压力为0.1MPa-0.6MPa，脉冲宽度为0.1s-0.5s。

进一步，所述膜分离器包括膜管和花板，所述膜管采用烛状式膜管，所述膜管下端密封，上端开口，所述膜管开口端插入花板且开口端由花板上端露出。

优选的，所述膜管的数量可以根据烟气处理量进行调整，所述膜管的外径为5mm-100mm，平均孔径为1μm-50μm。

优选的，所述膜管种类为多孔金属膜、复合陶瓷膜或金属陶瓷复合膜，所述多孔金属膜的材料为不锈钢或铁铬铝合金，所述复合陶瓷膜的材料为碳化硅、氧化铝、氧化锆或氧化钛。烟气温度在400℃-1000℃以上具有良好的高温稳定性。

进一步，所述脱硫脱汞剂为颗粒状，粒径为100μm-1000μm，所述脱硫脱汞剂为氧化钙、氧化镁、氧化锰或氧化铜。脱硫脱汞剂在烟气温度小于600℃时具有良好的热稳定性。

进一步，所述脱硝催化剂是以二氧化钛颗粒为载体的催化剂，粒径为1μm-300μm，所述脱硝催化剂为氧化钒、氧化钨、氧化铜、氧化铬、氧化铁、氧化镍或氧化钼。

具体的，所述高温烟气的温度为400℃-600℃。

一种采用上述装置进行高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘的工艺，包括以下步骤：

步骤一：脱硫脱汞剂罐向原烟气中注入脱硫脱汞剂，含有脱硫脱汞剂的烟气吸附烟气中的汞和二氧化硫后与粉尘一起由壳体底部的气体进口输送至进气室，然后被膜分离器中的膜管截留，此时，第一电磁阀和第二电磁阀处于关闭状态。

步骤二：脱硫脱汞除尘后的烟气通过气体分布器与氨储罐注入的氨气进行混合后进入一体化装置上部的脱硝反应器，烟气与氨气在脱硝催化剂上发生氧化还原反应，脱硝后进入顶部的集气室，从气体出口出去。

步骤三：当膜管的跨膜压差增加至初始压差的1.5倍时，打开第一电磁阀和第二电磁阀，压缩空气储罐内的压缩空气进入反吹管道对脱硝反应器和膜分离器进行反吹清洗，使膜表面的滤饼层脱落，反吹清洗的压缩空气的反吹压力为0.1MPa-0.6MPa，脉冲宽度为0.1s-0.5s。

烟气在进入膜分离器前，向烟气输送管道中喷射脱硫脱汞剂粉体，吸附汞和二氧化硫以后和粉尘一起被膜分离器截留，脱硫、汞、除尘后的气体进入上部的脱硝反应器，与氨气接触发生氧化还原反应，脱硝后进入顶部集气室。该装置集脱硫脱硝脱汞除尘一体化，占地面积小，降低了运行成本。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，采用耐高温的无机膜对高温烟气直接进行粉尘脱除，并采用吸附剂脱除烟气中汞和二氧化硫；此外不同于传统的脱硝后进行粉尘脱除过程，将除尘放置于脱硝前，避免了烟气中粉尘附着在催化剂上或造成烟气堵塞的问题；该装置运行成本低，占地面积小，可以同时脱硫脱硝脱汞除尘，工作效率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型最佳实施例的结构示意图。

图中：1、脱硫脱汞剂储罐，2、固定床膜反应器，2-1、壳体，2-2、集气室，2-3、进气室，2-4、膜分离器，2-41、膜管，2-42、花板，2-5、气体分布器，2-6、脱硝反应器，2-7、气体进口，2-8、气体出口，3、氨储罐，4、气体反吹装置，4-1、压缩空气储罐，4-2、第一电磁阀，4-3、第二电磁阀，5、管道。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型的一种高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，所述高温烟气的温度为400℃-600℃，所述装置包括脱硫脱汞剂储罐1、固定床膜反应器2、氨储罐3和气体反吹装置4，所述固定床膜反应器2包括下端为倒锥形的壳体2-1，所述壳体2-1内的上端设有集气室2-2，所述壳体2-1内的下端设有进气室2-3，所述壳体2-1内部的进气室2-3与集气室2-2之间从下向上依次设有膜分离器2-4、气体分布器2-5和脱硝反应器2-6，所述进气室2-3的壳体2-1上设有气体进口2-7，所述脱硫脱汞剂储罐1内设有脱硫脱汞剂，且所述脱硫脱汞剂储罐1通过管道5与所述气体进口2-7连接，所述集气室2-2上端设有气体出口2-8，所述氨储罐3通过管道5与所述气体分布器2-5连接，所述脱硝反应器2-6内设有脱硝催化剂。

所述膜分离器2-4包括膜管2-41和花板2-42，所述膜管2-41采用烛状式膜管2-41，所述膜管2-41下端密封，上端开口，所述膜管2-41开口端插入花板2-42且开口端由花板2-42上端露出。所述膜管2-41的数量可以根据烟气处理量进行调整，所述膜管2-41的外径为5mm-100mm，平均孔径为1μm-50μm。所述膜管2-41种类为多孔金属膜、复合陶瓷膜或金属陶瓷复合膜，所述多孔金属膜的材料为不锈钢或铁铬铝合金，所述复合陶瓷膜的材料为碳化硅、氧化铝、氧化锆或氧化钛。烟气温度在400℃-1000℃以上具有良好的高温稳定性。

其中，所述脱硫脱汞剂为颗粒状，粒径为100μm-1000μm，所述脱硫脱汞剂为氧化钙、氧化镁、氧化锰或氧化铜。脱硫脱汞剂在烟气温度小于600℃时具有良好的热稳定性。

所述脱硝催化剂是以二氧化钛颗粒为载体的催化剂，粒径为1μm-300μm，所述脱硝催化剂为氧化钒、氧化钨、氧化铜、氧化铬、氧化铁、氧化镍或氧化钼。

所述气体反吹装置4包括压缩空气储罐4-1，所述压缩空气储罐4-1的气体出口2-8分为两路，一路通过管道5连接至脱硝反应器2-6上端，另一路通过管道5连接至膜分离器2-4上端，且所述压缩空气储罐4-1与脱硝反应器2-6的连接管道5上设有第一电磁阀4-2，所述压缩空气储罐4-1与膜分离器2-4的连接管道5上设有第二电磁阀4-3。通过气体反吹装置4分别对脱硝反应器2-6和膜分离器2-4进行清洗，以保证装置的处理效果和效率，通过第一电磁阀4-2和第二电磁阀4-3控制反吹装置的使用。所述气体反吹装置4的反吹压力为0.1MPa-0.6MPa，脉冲宽度为0.1s-0.5s。

一种采用上述装置进行高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘的工艺，包括以下步骤：

步骤一：脱硫脱汞剂罐向原烟气中注入脱硫脱汞剂，含有脱硫脱汞剂的烟气吸附烟气中的汞和二氧化硫后与粉尘一起由壳体2-1底部的气体进口2-7输送至进气室2-3，然后被膜分离器2-4中的膜管2-41截留，此时，第一电磁阀4-2和第二电磁阀4-3处于关闭状态。

步骤二：脱硫脱汞除尘后的烟气通过气体分布器2-5与氨储罐3注入的氨气进行混合后进入一体化装置上部的脱硝反应器2-6，烟气与氨气在脱硝催化剂上发生氧化还原反应，脱硝后进入顶部的集气室2-2，从气体出口2-8出去。

步骤三：当膜管2-41的跨膜压差增加至初始压差的1.5倍时，打开第一电磁阀4-2和第二电磁阀4-3，压缩空气储罐4-1内的压缩空气进入反吹管道5对脱硝反应器2-6和膜分离器2-4进行反吹清洗，使膜表面的滤饼层脱落，反吹清洗的压缩空气的反吹压力为0.1MPa-0.6MPa，脉冲宽度为0.1s-0.5s。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，其特征在于：包括脱硫脱汞剂储罐(1)、固定床膜反应器(2)和氨储罐(3)，所述固定床膜反应器(2)包括下端为倒锥形的壳体(2-1)，所述壳体(2-1)内的上端设有集气室(2-2)，所述壳体(2-1)内的下端设有进气室(2-3)，所述壳体(2-1)内部的进气室(2-3)与集气室(2-2)之间从下向上依次设有膜分离器(2-4)、气体分布器(2-5)和脱硝反应器(2-6)，所述进气室(2-3)的壳体(2-1)上设有气体进口(2-7)，所述脱硫脱汞剂储罐(1)内设有脱硫脱汞剂，且所述脱硫脱汞剂储罐(1)通过管道(5)与所述气体进口(2-7)连接，所述集气室(2-2)上端设有气体出口(2-8)，所述氨储罐(3)通过管道(5)与所述气体分布器(2-5)连接，所述脱硝反应器(2-6)内设有脱硝催化剂。

2.如权利要求1所述的高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，其特征在于：还包括气体反吹装置(4)，所述气体反吹装置(4)包括压缩空气储罐(4-1)，所述压缩空气储罐(4-1)的气体出口(2-8)分为两路，一路通过管道(5)连接至脱硝反应器(2-6)上端，另一路通过管道(5)连接至膜分离器(2-4)上端，且所述压缩空气储罐(4-1)与脱硝反应器(2-6)的连接管道(5)上设有第一电磁阀(4-2)，所述压缩空气储罐(4-1)与膜分离器(2-4)的连接管道(5)上设有第二电磁阀(4-3)。

3.如权利要求2所述的高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，其特征在于：所述气体反吹装置(4)的反吹压力为0.1MPa-0.6MPa，脉冲宽度为0.1s-0.5s。

4.如权利要求2所述的高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，其特征在于：所述膜分离器(2-4)包括膜管(2-41)和花板(2-42)，所述膜管(2-41)采用烛状式膜管(2-41)，所述膜管(2-41)下端密封，上端开口，所述膜管(2-41)开口端插入花板(2-42)且开口端由花板(2-42)上端露出。

5.如权利要求4所述的高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，其特征在于：所述膜管(2-41)的外径为5mm-100mm，平均孔径为1μm-50μm。

6.如权利要求5所述的高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，其特征在于：所述膜管(2-41)为多孔金属膜、复合陶瓷膜或金属陶瓷复合膜，所述多孔金属膜的材料为不锈钢或铁铬铝合金，所述复合陶瓷膜的材料为碳化硅、氧化铝、氧化锆或氧化钛。

7.如权利要求1所述的高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，其特征在于：所述脱硫脱汞剂为颗粒状，粒径为100μm-1000μm，所述脱硫脱汞剂为氧化钙、氧化镁、氧化锰或氧化铜。

8.如权利要求1所述的高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，其特征在于：所述脱硝催化剂是以二氧化钛颗粒为载体的催化剂，粒径为1μm-300μm，所述脱硝催化剂为氧化钒、氧化钨、氧化铜、氧化铬、氧化铁、氧化镍或氧化钼。

9.如权利要求1所述的高温烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置，其特征在于：所述高温烟气的温度为400℃-600℃。