CN209254469U

CN209254469U - 一种烟气净化装置

Info

Publication number: CN209254469U
Application number: CN201821463131.3U
Authority: CN
Inventors: 吕国东; 刘志峰; 范朝峰; 刘策峰; 鲁术全; 郝玉成
Original assignee: Qingtongxia Aluminum Power Generation Co Ltd
Current assignee: Qingtongxia Aluminum Power Generation Co Ltd
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2019-08-16
Anticipated expiration: 2028-09-07

Abstract

本申请实施例示出一种烟气净化装置，包括：脱硝塔，低温省煤器，干式除尘器，脱硫塔。脱硝塔增加备用层催化剂，能够延长脱硝催化剂的使用寿命，降低烟气NOx排放，还能有效地降低脱硝运营成本。干式除尘器入口烟道前加装低温省煤器，能够将烟气温度降低至酸露点以下，实现电除尘低低温运行，可大幅提高除尘效率，出口排放粉尘浓度≤30mg/Nm³，同时烟气中的SO₃去除率可达到85％以上。脱硫塔采用石灰石‑石膏湿法烟气脱硫工艺，保证出口SO₂浓度≤35mg/m³，脱硫效率可达到99.31％，出口排放粉尘浓度≤10mg/Nm3。本申请示出的烟气净化装置实现了烟气的脱硫、脱硝、除尘一体化治理，达到“超低排放”的目的。

Description

一种烟气净化装置

技术领域

本实用新型涉及环境保护技术领域，特别是一种烟气净化装置。

背景技术

煤炭燃烧所排出的烟尘、SO₂以及NO_x是造成大气污染的主要原因，这对人类的生存环境和人体健康造成了极大的危害，因此有效去除烟尘、SO₂以及NO_x是烟气污染治理中的重中之重。

全世界为燃煤电站所开发的脱硫工艺多种多样，有湿法脱硫(包括湿式石灰石－石膏法、氨吸收法、氧化镁法)、干法脱硫、半干法脱硫等。其中，干法脱硫技术脱硫效率略低，不适合脱硫效率高于95％的情况，氨吸收法和氧化镁法在电厂应用不够成熟，同时吸收剂来源和脱硫渣的回收存在问题，而石灰石--石膏湿法烟气脱硫工艺具有：技术成熟、应用广泛、脱硫率高(脱硫效率可达95％及以上)、吸收剂成本低、石膏可以综合利用的特点。

目前，主要的烟气脱硝工艺有：(a)选择性催化还原法(SCR)：SCR反应器在锅炉烟道中一般有三种不同的安装位置，即高温高尘布置、高温低尘布置和冷段布置。(b)选择性非催化脱硝法(SNCR)；(c)SNCR/SCR混合烟气脱硝技术；(d)其他脱硝技术：包括液体吸收法、微生物吸收法、电子束法、电晕发电法等。

除尘技术主要包括湿式电除尘器及高效除雾器等技术。其中，高效除雾器不受煤种影响，技术成熟可靠，设备内部喷水，阴、阳极不需要定期冲洗，也不需要循环水系统及水泵检修维护。

现有污染物排放浓度已经难于达到排放标准，亟待提供一种脱硝、脱硫以及除尘的烟气净化装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种烟气净化装置，以解现有技术示出的方案存在的技术问题。

本申请实施例示出一种烟气净化装置，包括：脱硝塔，低温省煤器，干式除尘器，脱硫塔；

其中，所述脱硝塔与所述低温省煤器相连接；

所述低温省煤器与所述干式除尘器相连接；

所述干式除尘器与所述脱硫塔相连接；

所述脱硫塔与烟囱相连接；

所述脱硫塔包括：沸腾式传质构件，除雾器，以及，喷淋层；

所述除雾器设置于所述脱硫塔的顶端；

所述喷淋层设置于所述脱硫塔的中部；

所述沸腾式传质构件设置于所述喷淋层的下面。

可选择的，所述除雾器为屋脊管束式除雾器。

可选择的，所述脱硝塔包括：均流器，以及，烟气系统。

可选择的，所述干式除尘器包括：高频电源，以及，临界脉冲电源。

可选择的，所述干式除尘器还包括：导电滤槽；

所述导电滤槽设置于所述除尘器的出口处；

所述导电滤槽包括第一过滤层以及第二过滤层；

所述第一过滤层包括至少一个第一过滤装置；

所述第二过滤层包括至少一个第二过滤装置；

所述第一过滤装置与所述第二过滤装置交错设置。

本申请实施例示出一种烟气净化装置。脱硝塔增加备用层催化剂，能够延长脱硝催化剂的使用寿命，降低烟气NOx排放，还能有效地降低脱硝运营成本。干式除尘器入口烟道前加装低温省煤器，能够将烟气温度降低至酸露点以下，实现电除尘低低温运行，可大幅提高除尘效率，出口排放粉尘浓度≤30mg/Nm³，同时烟气中的SO₃去除率可达到85％以上。脱硫塔采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，保证出口SO₂浓度≤35mg/m³，脱硫效率可达到99.31％，出口排放粉尘浓度≤10mg/Nm3。本申请实施例示出的烟气净化装置实现了烟气的脱硫、脱硝、除尘一体化治理，达到“超低排放”的目的。

附图说明

图1为根据一优选实施例示出的一种烟气净化装置的结构框图；

图2为根据一优选实施例示出的除雾器的俯视图；

图3为根据一优选实施例示出的导电滤槽的结构示意图；

图例说明：

1-脱硝塔；2-低温省煤器；3-干式除尘器；4-脱硫塔；11-均流器；12-烟气系统；31-高频电源；32-临界脉冲电源；33-导电滤槽；41-沸腾式传质构件；42-除雾器；43-喷淋层；331-第一过滤装置；332-第二过滤装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本申请实施例示出一种烟气净化装置，包括：脱硝塔1，低温省煤器2，干式除尘器3，脱硫塔4；

其中，所述脱硝塔1与所述低温省煤器2相连接；

具体的，所述低温省煤器2与所述干式除尘器3相连接；

所述干式除尘器3与所述脱硫塔4相连接；

所述脱硫塔4与烟囱相连接；

所述脱硫塔4包括：沸腾式传质构件41，除雾器42，以及，喷淋层43。

所述脱硝塔1增加备用层催化剂，并对催化剂进行系统的管理，这样能够延长脱硝催化剂的使用寿命，还能有效地降低脱硝运营成本。目前脱硝催化剂的催化剂基本都是以TiO₂为基材，以V₂O₅为主要活性成份，以WO₃、MoO₃为抗氧化、抗毒化辅助成份。催化剂型式可分为三种：板式、屋脊式和波纹板式。

板式催化剂以不锈钢金属板压成的金属网为基材，将TiO₂、V₂O₅等的混合物黏附在不锈钢网上，经过压制、锻烧后，将催化剂板组装成催化剂模块。屋脊式催化剂一般为均质催化剂。将TiO₂、V₂O₅、WO₃等混合物通过一种陶瓷挤出设备，制成截面为150mm X 150mm，长度不等的催化剂元件，然后组装成为截面约为2macute；1m的标准模块。波纹板式催化剂的制造工艺一般以用玻璃纤维加强的TiO₂为基材，将WO₃、V₂O₅等活性成份浸渍到催化剂的表面，以达到提高催化剂活性、降低SO₂氧化率的目的。

所述低温省煤器2的吹灰系统选用声波吹灰器。声波吹灰器选用大功率声波吹灰器，确保吹灰效果。

烟气通过低温省煤器，当烟温低于110℃(90～110℃)时，烟气温度降低到酸露点以下，SO₃冷凝成硫酸雾，此时SO₃不光在金属壁冷凝，同时在粉尘表面冷凝，并产生粉尘对SO₃的物理吸附和化学吸附。而此处烟气含尘浓度高，一般为(15～25)g/m³或更高，粉尘中位径仅有20μm左右，比表面积可达2700～3500cm²/g，因而总表面积很大，为SO₃的凝结和吸附提供了良好的条件，携带SO₃的粉尘又很容易被电除尘器除去，通常情况下，灰硫比(D/S)>100的情况下，烟气中的SO₃去除率可达到85％以上。使下游烟气露点大幅度下降，减少了对除尘器本体的腐蚀，也大大减轻了尾部设备的低温腐蚀，因此，采用所述低温省煤器对除尘器本体及下游风机本体的正常使用没有影响。

所述沸腾式传质构件41为沸腾式传质构件，可用来均布吸收塔内的气、液分布，运行时装置上保持一定的持液高度可以使烟气穿过所述沸腾式传质构件41时，气液两相接触良好，大大提高传质效果，同时在气体穿过液膜时，大部分粉尘被拦截下来；获得较好的脱硫效率及除尘效率。

带所述沸腾式传质构件41的喷淋塔内部无填充物，不仅解决了脱硫塔内的堵塞、腐蚀问题，而且具有如下优点：

1)气流均布：烟气由吸收塔入口进入，形成一个涡流区。在设置沸腾式传质构件后，进入吸收塔的气体流速得到了很好的均布作用。

2)降低装置消耗：沸腾式传质构件的设置可以提高吸收剂利用率，由于可保持一定高度液膜，增加了烟气在吸收塔中的停留时间，当气体通过时，气液接触，可以起到吸收气体中部份污染成分的作用，从而有效降低液气比，提高了吸收剂的利用率，从而降低浆液循环泵的流量和功耗。烟气通过BFI及液膜层洗涤，能把大量的粉尘洗涤下来，通过沸腾式传质构件及喷淋层后，粉尘的脱除率能达90％左右。此外，设置沸腾式传质构件不仅提高了浆液对SO₂的吸收效率，BFI处所持有的液膜还可起到一定的缓冲作用，当烟气负荷有所变化时，使吸收塔的操作平稳，不易引起SO₂脱除率的波动。

在所述干式除尘器3入口烟道前加装所述低温省煤器2，能够将烟气温度降低至酸露点以下(一般在90℃左右)，实现电除尘低低温运行，冷凝后硫酸雾吸附在粉尘上，使粉尘性质发生很大变化。由于电除尘器入口烟气温度，流量变小，增大比集尘面积，飞灰比电阻变小，能够有效提高除尘器二次电压，充分发挥电除尘荷电收尘效率，避免了反电晕现象，可大幅提高除尘效率，同时去除大部分SO₃。

在所述干式除尘器3前增设所述低温省煤器2，在所述干式除尘器3的出口处测得含尘浓度≤30mg/Nm³。

所述脱硫塔4采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺。按原烟气中SO₂浓度为5100mg/m³(标态、干基、6％O₂)，脱硫系统出口SO₂浓度≤35mg/m³(标态、干基、6％O₂)，脱硫系统效率达到了99.31％。

所述除雾器42设置于所述脱硫塔4的顶端；

所述喷淋层43设置于所述脱硫塔4的中部，所述喷淋层43设置有4层。

所述沸腾式传质构件41设置于所述喷淋层43的最下面。

请参阅图2，可选择的，所述除雾器42为屋脊管束式除雾器。采用屋脊管束式除雾器，能够保证出口雾滴浓度不大于20mg/Nm³。

可选择的，所述脱硝塔1包括：均流器11，以及，烟气系统12。

在脱硝塔入口设置均流器，确保入口烟气分布均匀，烟气流向垂直向下通过催化剂层，通常在第一层催化剂前安装飞灰均流器，调整反应器顶部垂直向下方向的飞灰与气流的分布，使脱硝反应充分，最大限度的减少飞灰在催化剂表面的沉积，避免催化剂中毒，并可防止积灰堵塞。

从锅炉省煤器出口处开始，采用烟道将烟气从底部至上引入脱硝塔，通过反应器反应后的烟气直接由出口烟道引入空预器。烟道内部设置混合器、氨加入系统、导流板、在线烟气分析不同部位的测温、测压、流量等在线仪器仪表。

可选择的，所述干式除尘器3包括：高频电源31，以及，临界脉冲电源32。

所述高频电源31与所述临界脉冲电源32共同施加与所述干式除尘器3。

从除尘器的相关资料分析，电除尘运行相对稳定，电气设备运行基本正常，燃烧的煤种含硫量较高，其烟尘性质对电除尘而言比较适中。对于此种性质的粉尘，能量注入的增加与电除尘的排放呈负相关，即有效能量注入越高，除尘器排放越低。因此本申请实施示出的技术方案采用高频电源31。

尤其是在处理高浓度的烟气时，电晕外区的空间电荷由气体的负离子和粉尘的负粒子组成，其总量比纯气体负离子大得多，由于负粒子的迁移速度比负离子小得多，所以其对电场的影响比纯负离子的影响大得多，它使得电晕极附近的场强消弱得更厉害，甚至能把电晕极附近的场强减少到电晕的始发值，电晕电流大大降低，甚至会趋于零，因此导致前级电场发生电晕封闭，大大降低除尘效率，采用所述高频电源31供电来避免电晕封闭。

同时本申请实施示出的技术方案，采用高频电源31与所述临界脉冲电源32；

所述临界脉冲电源32的特点为：(1)三相供电、电网平衡、无谐波干扰、功率因素高、电源转化率高。

(2)多电压叠加技术：两组IGBT全桥逆变功率单元组合，实现高频基波脉冲电源的功率叠加和电压叠加，实现对电除尘器的纯直流供电、间隙供电和脉冲供电，电压峰值、有效值均可调，电场控制方式灵活。(3)高频率、窄脉冲：输出频率范围2KHz-40KHz，供电频率越高，电场容抗越小，电源向电除尘器输入的能量越大。窄脉冲更有利于瞬间高强电场的产生和气体电离过程中自由电子的激发。(4)智能控制：设备通过调整频率自动跟踪电场击穿电压的临界点，电场不易闪络，实现最佳功率输出。(5)微细粉尘的捕集：高频脉冲供电产生的瞬间高强电场电晕，可大大提高对PM 2.5及以下粉尘的捕集。

可选择的，所述干式除尘器3还包括：导电滤槽33；

所述导电滤槽33设置于所述除尘器3的出口处；

所述导电滤槽33包括第一过滤层以及第二过滤层；

请参阅图3，所述第一过滤层包括至少一个第一过滤装置331；

所述第二过滤层包括至少一个第二过滤装置332；

所述第一过滤装置331与所述第二过滤装置332交错设置。

当烟尘刚进入电收尘器的电场前，流通断面的粉尘浓度分布基本一样均匀，但到电场的末端，由于电场力的作用，流通断面的粉尘浓度分布发生较大的变化，趋势是：在收尘板与放电极之间的空间中，越靠近收尘板粉尘浓度越高，而放电极附近的粉尘浓度却很低。尽管大部分粉尘都靠近收尘板，但由于获电粉尘的相互排斥及存在粉尘有的获电不足等原因，使部分粉尘不能被收尘板捕集，而随气流逃逸出电场的现象。另外，当电场振打清灰时，大部分的二次扬尘也是沿阳极板表面逃逸出电场的。显而易见，若能有效地捕集电场末端沿阳极板表面逃逸的粉尘，电除尘器的收尘效率将会大幅提高。

本申请在电场末端增设所述导电滤槽33(每排收尘板的末端)，可有效捕集沿收尘板表面逃逸的粉尘，它既有静电捕集粉尘的功能也增加了拦截过滤粉尘的机理，而且还可增加电场收尘面积约30％，同时还可有利各电场的气流均布，因此收尘效率可大幅提高。

所述导电滤槽33具有以下优点：具备耐温、导电性、透气性好、高强度、清灰效果好以及使用寿命长等性能。在各电场的末端增设所述导电滤槽33装置，局部阻力会有所增加，但将出口喇叭前阻力较大的双层槽型挡板取消，由透气性很好的滤槽取代，则该处阻力可大幅下降，因此可确保电除尘器整体阻力不变。

高比电阻粉尘和低比电阻粉尘有个共同的特点：都会降低电除尘器的收尘效果，也就是游离在收尘板表面的粉尘随气流逃逸出电场的概率更大，因此所述导电滤槽33能发挥更大的静电捕集和拦截过滤的优势。阴、阳极振打清灰的二次扬尘，多为凝聚的颗粒或片状粉尘，易被电场抑制在收尘板附近随气流运动，也是所述导电滤槽33有效捕集的对象。所述导电滤槽33占用电场的长度较小，但其展开的长度较大，可增加收尘面积约30％，这也是能有效提高收尘效率的原因之一。

所述导电滤槽33装置最大的优点是：不影响原电场的收尘效果，增加了收尘面积、增加了拦截粉尘和过滤粉尘的功能，并强化了静电捕集的作用。

所述干式除尘器3采用四室四电场方式，FGD(烟气脱硫)入口粉尘≤100mg/m³，通过增加低所述温省煤器2，并增加所述沸腾式传质构件41及所述除雾器42，保证脱硫后烟囱出口最终烟尘排放浓度≤10mg/Nm³；且对微细粉尘PM 2.5、雾滴、SO₃、重金属有一定去除效果，有效减少“石膏雨”。

由以上技术方案可知，本申请实施例示出的烟气净化装置具有以下的优点：所述脱硝塔1增加备用层催化剂，能够延长脱硝催化剂的使用寿命，还能有效地降低脱硝运营成本。所述干式除尘器3入口烟道前加装所述低温省煤器2，能够将烟气温度降低至酸露点以下，实现电除尘低低温运行，可大幅提高除尘效率，同时去除大部分SO₃。所述脱硫塔4采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺，按原烟气中SO₂浓度为5100mg/m³(标态、干基、6％O₂)，脱硫系统出口SO₂浓度≤35mg/m³(标态、干基、6％O₂)，脱硫系统效率达到了99.31％。设置所述均流器11能够确保入口烟气分布均匀，使反应充分，最大限度的减少飞灰在催化剂表面的沉积，避免催化剂中毒，并可防止积灰堵塞。采用进口的所述高频电源31供电，能够避免电晕封闭。采用进口的所述临界脉冲电源32，可大大提高对PM 2.5及以下粉尘的捕集。增设所述导电滤槽33，能够增加收尘面积、增加拦截粉尘和过滤粉尘的功能，并强化静电捕集的作用。所述沸腾式传质构件41为沸腾式传质构件，可用来均布吸收塔内的气、液分布，大大提高传质效果，获得较好的脱硫效率及除尘效率。本申请示出的烟气净化装置实现了烟气的脱硫、脱硝、除尘一体化治理，达到“超低排放”的目的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种烟气净化装置，其特征在于，包括：脱硝塔(1)，低温省煤器(2)，干式除尘器(3)，脱硫塔(4)；

其中，所述脱硝塔(1)与所述低温省煤器(2)相连接；

所述低温省煤器(2)与所述干式除尘器(3)相连接；

所述干式除尘器(3)与所述脱硫塔(4)相连接；

所述脱硫塔(4)与烟囱相连接；

所述脱硫塔(4)包括：沸腾式传质构件(41)，除雾器(42)，以及，喷淋层(43)；

所述除雾器(42)设置于所述脱硫塔(4)的顶端；

所述喷淋层(43)设置于所述脱硫塔(4)的中部；

所述沸腾式传质构件(41)设置于所述喷淋层(43)的下面。

2.根据权利要求1所述的烟气净化装置，其特征在于，所述除雾器(42)为屋脊管束式除雾器。

3.根据权利要求2所述的烟气净化装置，其特征在于，所述脱硝塔(1)包括：均流器(11)，以及，烟气系统(12)。

4.根据权利要求3所述的烟气净化装置，其特征在于，所述干式除尘器(3)包括：高频电源(31)，以及，临界脉冲电源(32)。

5.根据权利要求1所述的烟气净化装置，其特征在于，所述干式除尘器(3)还包括：导电滤槽(33)；

所述导电滤槽(33)设置于所述除尘器(3)的出口处；

所述导电滤槽(33)包括第一过滤层以及第二过滤层；

所述第一过滤层包括至少一个第一过滤装置(331)；

所述第二过滤层包括至少一个第二过滤装置(332)；

所述第一过滤装置(331)与所述第二过滤装置(332)交错设置。