CN206897142U - 一种适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置，包括锅炉和多个烟道，其特征在于：锅炉的后方依次设置有省煤器、SCR脱硝反应器、空预器、低温省煤器和静电除尘器，锅炉与省煤器通过烟道相连，省煤器与SCR脱硝反应器通过烟道相连，SCR脱硝反应器与空预器通过烟道相连，空预器与低温省煤器通过烟道相连，低温省煤器和静电除尘器通过烟道相连；SCR脱硝反应器和空预器之间的烟道内还设置有碱性吸收剂喷射装置，碱性吸收剂喷射装置连接有碱性吸收剂储存装置，静电除尘器的后方还设置有尾部烟气处理装置。
Description
技术领域
本实用新型属于工业废气净化环保及能源领域，特别涉及一种适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置。
背景技术
我国以煤为主的能源结构在相当长时间内不会改变，因此，控制燃煤烟气污染物排放是我国治理大气污染的一项重要工作。在当前燃煤电厂常规烟气污染物全面要求超低排放的形势下，三氧化硫排放由于控制手段缺乏、危害性大，已经越来越引起各方重视，尤其是燃用高硫煤（燃煤收到基硫分大于3%）机组由于炉内燃烧与SCR脱硝均将导致三氧化硫大量生成与转化，部分机组三氧化硫排放浓度甚至已超过SO2排放浓度（小于35mg/m3），对其进行排放控制已经势在必行。因此如何有效进行高硫煤的三氧化硫排放控制，成为当前燃煤烟气脱硝领域的重要发展方向。
碱性吸收剂喷射技术是国外应用较广泛的一种三氧化硫脱除手段，其原理是通过在烟道内喷射碱性吸收剂并与烟气中的三氧化硫发生中和反应生成固体颗粒，从而实现脱除三氧化硫，脱除效率能够达到90%以上。以喷射Mg(OH)2为例，其化学反应式如下：
Mg(OH)2+SO3→MgSO4+H2O
低低温静电除尘器技术是目前国内应用较广泛的一种高效除尘技术，其本身也具备一定的三氧化硫协同脱除能力，其原理在于烟气通过低温省煤器将烟温降至酸露点以下，烟气中的三氧化硫将析出并被烟气中的粉尘吸附和包裹，并在后续的静电除尘器中被脱除，脱除效率能够达到70%以上。
但需要说明的是，上述三氧化硫控制技术仍存在一定的应用限制，例如为了确保较高的脱除效率，碱性吸收剂喷射技术需喷入过量的吸收剂，由此将带来吸收剂浪费以及烟气粉尘比电阻升高影响后续电除尘器除尘效率的问题，而低低温电除尘器由于受限于腐蚀问题，只能应用于较低硫分燃煤条件下，一般燃煤收到基硫分不超过2%。
基于上述原理与条件，并经大量实验验证，本实用新型提出将碱性吸收剂烟道喷射脱除三氧化硫与低低温电除尘器技术有机结合，从而实现燃用高硫煤条件下的三氧化硫一体化深度脱除，对于保护环境具有重要意义。
与本实用新型相关的专利，如CN 104857841 A——《一种脱除烟气中三氧化硫的装置和方法》，是通过在SCR脱硝反应器前的烟道内喷入强碱性吸收剂，实现脱除烟气中三氧化硫的目的。但此方法存在高三氧化硫脱除效率要求下吸收剂耗量较大，过量吸收剂容易造成SCR催化剂碱中毒、影响粉尘比电阻等问题。
与本实用新型相关的专利，如CN104879764 A——《深度余热回收协同脱除烟气中污染物的装置及方法》，针对燃煤收到基硫分小于1.5%的条件，是通过前置低温省煤器将烟温降至85～95℃，实现三氧化硫的凝结脱除，而对于硫分大于1.5%的条件，必须将低温省煤器出口烟温控制在酸露点以上（105～115℃）以避免换热器腐蚀，此条件下三氧化硫脱除效率将受到限制，即使在除尘器出口再设置深度降温，由于缺少高浓度粉尘条件，三氧化硫脱除效果也将明显减弱。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、脱硫效果显著的适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置。针对当前高硫煤三氧化硫排放控制难题，通过将碱性吸收剂烟道喷射脱除三氧化硫与低低温电除尘器技术有机结合，本实用新型还提供了该适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置的工作方法。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置，包括锅炉和多个烟道，其特征在于：锅炉的后方依次设置有省煤器、SCR脱硝反应器、空预器、低温省煤器和静电除尘器，锅炉与省煤器通过烟道相连，省煤器与SCR脱硝反应器通过烟道相连，SCR脱硝反应器与空预器通过烟道相连，空预器与低温省煤器通过烟道相连，低温省煤器和静电除尘器通过烟道相连；SCR脱硝反应器和空预器之间的烟道内还设置有碱性吸收剂喷射装置，碱性吸收剂喷射装置连接有碱性吸收剂储存装置，静电除尘器的后方还设置有尾部烟气处理装置。
本实用新型的的工作方法：烟气首先进入省煤器，然后烟气离开省煤器前往SCR脱硝反应器中进行反应，待SCR脱硝反应器中的反应完成后，烟气从SCR脱硝反应器离开前往空预器中进行换热，换热完成后的烟气从空预器中离开流向低温省煤器，烟气在低温省煤器中进行降温，降温后的烟气离开低温省煤器，然后进入静电除尘器中进一步协同脱除三氧化硫，烟气协同脱除三氧化硫过程结束后，进入尾部烟气处理装置；其中，烟气从SCR脱硝反应器前往空预器的过程中，与碱性吸收剂喷射装置喷射的碱性吸收剂反应，碱性吸收剂脱除烟气中部分三氧化硫。
碱性吸收剂包括Ca(OH)2、Mg(OH)2、Na2CO3和NaHCO3，碱性吸收剂喷射装置采用气力输送方式喷射碱性吸收剂，输送介质采用压缩空气；其中Ca(OH)2、Mg(OH)2、Na2CO3和NaHCO3均制成颗粒状。
碱性吸收剂与三氧化硫的摩尔比范围为1：1-1：5。碱性吸收剂与三氧化硫的摩尔比的具体数值应根据具体项目边界参数，综合考虑碱性吸收剂喷射与低低温电除尘器的三氧化硫脱除效率，经理论分析与试验验证确定，原则上应在保证低低温电除尘器安全稳定运行的前提下尽量减少碱性吸收剂耗量。
在低温省煤器的烟气出口处，烟气温度控制在90℃。其中90℃为虚指，烟气温度可控制在90℃上下一定范围内浮动，烟气温度浮动范围为本行业熟知的公差范围。
相比于现有技术，本实用新型通过上述适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置及其工作方法，在降低碱性吸收剂用量的前提下，还有效解决了低低温电除尘器应用于高硫煤条件下的腐蚀问题，从而实现了三氧化硫的深度脱除，同时还可实现节能降耗、提高除尘效率的效果，对新建锅炉或现役锅炉均具有适用性，因此具有良好的环保、经济效益与广泛的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型实施例的平面结构示意图。
图中：1、锅炉，2、省煤器，3、SCR脱硝反应器，4、碱性吸收剂储存装置，5、碱性吸收剂喷射装置，6、空预器，7、低温省煤器，8、静电除尘器。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。本实施例中“后方”等同于“沿烟气流动方向”。
实施例。
参见图1。
本实施例为一种适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置，包括锅炉1和多个烟道。
锅炉1的后方依次设置有省煤器2、SCR脱硝反应器3、空预器6、低温省煤器7和静电除尘器8。锅炉1与省煤器2通过烟道相连，省煤器2与SCR脱硝反应器3通过烟道相连，SCR脱硝反应器3与空预器6通过烟道相连，空预器6与低温省煤器7通过烟道相连，低温省煤器7和静电除尘器8通过烟道相连，静电除尘器8的后方还设置有尾部烟气处理装置。其中，SCR脱硝反应器3和空预器6之间的烟道内还设置有碱性吸收剂喷射装置5，碱性吸收剂喷射装置5连接有碱性吸收剂储存装置4。
本实施例的工作方法：烟气首先进入省煤器2，然后烟气离开省煤器2前往SCR脱硝反应器3中进行脱硝反应，待SCR脱硝反应器3中的脱硝反应完成后，烟气从SCR脱硝反应器3离开前往空预器6中进行换热。其中，烟气从SCR脱硝反应器3前往空预器6的过程中，碱性吸收剂储存装置4内的碱性吸收剂通过碱性吸收剂喷射装置5喷射进入SCR脱硝反应器3与空预器6之间的烟道内，碱性吸收剂与烟气中的三氧化硫发生反应脱除一部分三氧化硫，脱除一部分三氧化硫后的烟气从空预器6中离开流向低温省煤器7进行烟气换热，烟气在低温省煤器7中进行降温，降温后的烟气离开低温省煤器7，低温省煤器7将烟气温度降至90℃左右，达到酸露点以下，烟气中三氧化硫结露并吸附在飞灰上，随后进入静电除尘器8随飞灰一并被深度脱除，最终烟气由静电除尘器8再流向尾部烟气净化装置，最终达标排放。
碱性吸收剂包括Ca(OH)2、Mg(OH)2、Na2CO3和NaHCO3，碱性吸收剂喷射装置5采用气力输送方式喷射碱性吸收剂，输送介质采用压缩空气；其中Ca(OH)2、Mg(OH)2、Na2CO3和NaHCO3均制成颗粒状。
碱性吸收剂与三氧化硫的摩尔比范围为1：1-1：5。碱性吸收剂与三氧化硫的摩尔比的具体数值应根据具体项目边界参数，综合考虑碱性吸收剂喷射与低低温电除尘器的三氧化硫脱除效率，经理论分析与试验验证确定，原则上应在保证低低温电除尘器安全稳定运行的前提下尽量减少碱性吸收剂耗量。
通过上述适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置及其工作方法，可有效解决高硫煤三氧化硫深度脱除与低温省煤器应用难题，具有良好的环保效益与经济效益。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (1)
1.一种适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置，包括锅炉和多个烟道，其特征在于：锅炉的后方依次设置有省煤器、SCR脱硝反应器、空预器、低温省煤器和静电除尘器，锅炉与省煤器通过烟道相连，省煤器与SCR脱硝反应器通过烟道相连，SCR脱硝反应器与空预器通过烟道相连，空预器与低温省煤器通过烟道相连，低温省煤器和静电除尘器通过烟道相连；SCR脱硝反应器和空预器之间的烟道内还设置有碱性吸收剂喷射装置，碱性吸收剂喷射装置连接有碱性吸收剂储存装置，静电除尘器的后方还设置有尾部烟气处理装置。
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