CN209378796U - 烟气除尘脱硝余热利用一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及烟气净化技术领域，公开了一种烟气除尘脱硝余热利用一体化装置。本实用新型连接于锅炉省煤器与脱硫塔之间，包括壳体，壳体内部由挡板分隔为水平并列排布、并相互连通的除尘区和综合反应区，综合反应区内沿烟气流动方向依次设置有脱硝区和空气预热区；除尘区的壳体侧壁上开设有烟气进口，综合反应区底部的壳体侧壁上开设有烟气出口；除尘区内设置有可对350‑400℃烟气直接进行除尘过滤的高温除尘模块；综合反应区上部为脱硝区；空气预热区位于脱硝区正下方，内部设置有空气预热器。本实用新型结构简单，经济成本和运行成本低，装置结构简单，除尘效果好，脱硝效率高，设备体积小。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟气净化技术领域，特别是涉及一种烟气除尘脱硝余热利用一体化装置。
背景技术
煤炭燃烧产生的烟气中含有大量的二氧化碳、二氧化硫、烟尘和粉尘等有毒有害物质和杂质，是造成大气污染的重要因素，因此在排放之前，必须经过严格的脱硝、脱硫、除尘处理，才能满足排放标准。
较为传统的烟气净化系统中，脱硝、脱硫、除尘都配备各自独立的净化反应器，整个处理系统所需设备多，结构复杂，占地面积大，投资成本和运行成本高，而且不同功能的各设备之间，无论是在种类的选择还是最终体现的净化效果上，都存在较强的制约性，进而影响总体的净化效果。
目前有一些一体化装置的研究和使用，一种是将湿法脱硫、脱硝和静电除尘技术相结合形成一体化装置，但是形成的装置体积庞大，内部结构复杂，运行耗水量大，容易形成湿烟雨，运行成本和维护成本较高；一种是将除尘装置与脱硫塔相结合，但这种设备通常能耗高，工艺过程控制难度大，净化效果稳定性差。
这些一体化装置排出的烟气还具有较高的温度，为了充分利用这部分热能源，可以在净化系统中额外添加空气预热器，利用这部分热能将进入锅炉前的空气进行预热，提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗，但是受到烟气中粉尘的影响，空气预热器的选用形式受到较大的限制，换热效率较低。
实用新型内容
本实用新型提供一种相对于传统工艺，建设成本和运行成本低，装置结构简单，除尘效果好，脱硝效率高，设备体积小的烟气除尘脱硝余热利用一体化装置。
解决的技术问题是：现有一体化装置，体积庞大，内部结构复杂，投资成本和运行成本高，工艺过程控制难度大，净化效果稳定性差。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，连接于锅炉省煤器与脱硫塔之间，包括壳体，壳体内部由挡板分隔为水平并列排布、并相互连通的除尘区和综合反应区，综合反应区内沿烟气流动方向依次设置有脱硝区和空气预热区；
除尘区的壳体侧壁上开设有烟气进口，综合反应区底部的壳体侧壁上开设有烟气出口；
除尘区内设置有可对350-400℃烟气直接进行除尘过滤的高温除尘模块；
综合反应区上部为脱硝区，脱硝区内设置有多层脱硝催化剂；
空气预热区位于脱硝区正下方，内部设置有空气预热器，空气预热器的空气进气口与风机出口管道连接，空气出气口通过热空气输送管道与锅炉的风母管连接。
本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，进一步的，所述挡板竖直设置，底端边沿与壳体底板密封固定，且两侧边沿与壳体侧壁密封固定，顶端边沿与壳体顶板之间留有水平设置的烟气通道。
本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，进一步的，所述高温除尘模块包括多个水平并列排布的金属除尘筒，金属除尘筒竖直设置，在除尘区的横截面内均匀间隔排布。
本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，进一步的，所述金属除尘筒是由金属粉末烧结而成的非对称膜金属间化合物多孔材料制成的筒状过滤元件。
本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，进一步的，所述金属除尘筒正上方设置有喷吹装置，所述喷吹装置的进气口与壳体外部的压缩空气输送管道连接。
本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，进一步的，所述喷吹装置的设置高度与挡板的顶端边沿平齐，烟气进口低于金属除尘筒顶部孔板设置。
本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，进一步的，所述除尘区底部设置有灰斗，灰斗的底部出口处设置有排灰阀。
本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，进一步的，所述脱硝催化剂的孔径为3-5mm。
本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，进一步的，所述空气预热器包括至少2个烟气侧串联连接的表面式换热器，表面式换热器上下间隔排布。
本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置与现有技术相比，具有如下有益效果：
本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置内部结构简单，将高温除尘、脱硝和利用余热进行空气预热整合为一体化装置，大大简化了烟气处理系统，减少了设备的投入成本和运行维护成本。
本实用新型装置壳体内分为连通的除尘区和综合反应区，进入的烟气先通过除尘区，采用可以直接处理350-400℃高温烟气的金属间化合物非对称膜多孔除尘筒进行高温除尘，除尘效果良好，过滤后烟气中的含尘量不足原烟气中含尘量的1/1500，可以达到1-20mg/Nm³，极大程度提高了后面的脱硝和余热利用的效率，因此可以选用孔径为3-5mm的小孔径脱硝催化剂，而不会出现堵塞现象，增加了脱硝催化剂的比表面积，提高了烟气的脱硝反应效率，延长了催化剂的使用寿命。
本实用新型烟气经过金属除尘筒时降低了烟气的流通速度，便于烟气与脱硝还原剂充分混合接触，提高脱硝效率，避免了多余扰流空间的设置；小孔径脱硝催化剂的设置，减少了催化剂需要设置的面积，大大减小了一体化装置的体积。
本实用新型经过除尘脱硝的烟气直接经过空气预热器，回收烟气热量，将进入锅炉前的空气进行预热，提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗；因高温除尘效果良好，才为表面式换热器的应用提供了可能性。
下面结合附图对本实用新型的烟气除尘脱硝余热利用一体化装置作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置的结构示意图。
附图标记：
1-壳体；11-烟气进口；12-烟气出口；2-挡板；3-除尘区；4-综合反应区；5-烟气通道；6-金属除尘筒；61-灰斗；62-排灰阀；7-喷吹装置；8-脱硝催化剂；9-空气预热器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置连接于锅炉省煤器与脱硫塔之间，包括壳体1，壳体1内部由挡板2分隔为水平并列排布的除尘区3和综合反应区4，综合反应区4内沿烟气流动方向依次设置有脱硝区和空气预热区。
壳体1内的挡板2竖直设置，底端边沿与壳体1底板密封固定，且两侧边沿与壳体1侧壁密封固定，顶端边沿与壳体1顶板之间留有水平设置的烟气通道5，供除尘区3与综合反应区4的烟气流通；除尘区3的壳体1侧壁上开设有烟气进口11，烟气进口11通过短距离的水平烟道与锅炉省煤器的出口连接，水平烟道上设置有引风机；综合反应区4底部的壳体1侧壁上开设有烟气出口12，烟气出口12通过烟道与脱硫塔连接，烟道上同样设置有引风机。
除尘区3内设置有高温除尘模块，可以对350-400℃高温的烟气直接进行除尘处理，高温除尘模块包括多个水平并列排布的金属除尘筒6，金属除尘筒6竖直设置，在除尘区3的横截面内均匀间隔排布，金属除尘筒6是由金属粉末烧结而成的非对称膜金属间化合物多孔材料制成的筒状过滤元件；金属除尘筒6正上方设置有喷吹装置7，喷吹装置7为声波吹灰器，喷吹装置7的进气口与壳体1外部的压缩空气输送管道连接；喷吹装置7的设置高度与挡板2的顶端边沿平齐，烟气进口11低于金属除尘筒6顶部设置。
除尘区3底部设置有灰斗61，灰斗61的底部出口处设置有排灰阀62，金属除尘筒6收集的灰粉落入灰斗61内，经过排灰阀62排出，除尘后的烟气向上经过壳体1顶部的烟气通道5进入综合反应区4。
综合反应区4上部为脱硝区，脱硝区内设置有多层脱硝催化剂8，脱硝催化剂8的孔径为3-5mm；脱硝喷氨点设置在一体化装置与锅炉省煤器之间的管道上，烟气与氨气混合后进入一体化装置，经过除尘净化的混合了氨气的烟气通过脱硝催化剂8的流通孔径，去除烟气中的氮氧化物后的烟气继续向下经过空气预热区。
空气预热区位于脱硝区正下方，内部设置有空气预热器9，空气预热器9至少包括2个烟气侧串联连接的表面式换热器，表面式换热器上下间隔排布，空气预热器9的空气进气口与一次风机或二次风机出口管道连接，空气出气口通过热空气输送管道与锅炉的一次风母管或二次风母管连接；烟气出口12位于空气预热区下方；除尘脱硝后的高温烟气经过表面式换热器，与冷空气进行热交换，充分利用烟气的余热，将进入锅炉前的空气进行预热，提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗。
本实用新型烟气除尘脱硝余热利用一体化装置的处理方法，包括以下步骤：
步骤一、锅炉省煤器排出的高温烟气与氨气混合后，经引风机引入一体化装置，进入除尘区3，经过金属除尘筒6，高温烟气的流速被阻减慢，其中的粉尘和漂浮物被金属除尘筒6拦截，落入底部的灰斗61中，定期通过排灰阀62排出壳体1；
通过金属除尘筒6后，烟气中的含尘量不足原烟气含尘量的1/1500，锅炉省煤器出口的烟气温度为350-400℃，其中的粉尘含量为30-40g/Nm³，除尘过滤后的烟气含尘量为1-20mg/Nm³，不会出现堵塞脱硝催化剂8流通孔径的现象；
同时混合烟气低速通过金属除尘筒6更有利于烟气与氨气的充分混合。
步骤二、除尘后的高温烟气通过壳体1顶部的烟气通道5进入脱硝区，烟气中的氮氧化物在脱硝催化剂8的催化作用下与空气中的氨气发生氧化还原反应，氮氧化物被还原为氮气，烟气通过脱硝催化剂8的流通孔径进入下方的空气预热区；
由于进入脱硝区的烟气中的含尘量仅为1-20mg/Nm³，因此大大减小了设备正常运转所需要的脱硝催化剂8的流通孔径，增加了脱硝催化剂8的比表面积，提高了烟气的脱硝反应效率，延长了催化剂的使用寿命，并且由于烟气先经过金属除尘筒6，降低了流动速度，因此在脱硝区烟气与空气中的氨气混合的更加充分，在无需设置扰流板的情况下提高了脱硝效率。
步骤三、除尘脱硝后的烟气经过空气预热区，与空气预热器9内的冷空气进行热交换后，从底部的烟气出口12排出一体化装置；
流经空气预热器9内的冷空气与高温净化烟气换热，温度升高后再进入锅炉内，提高锅炉效率。
步骤四、排出的烟气经过引风机引入脱硫塔进行下一步的净化处理。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，其特征在于：连接于锅炉省煤器与脱硫塔之间，包括壳体（1），壳体（1）内部由挡板（2）分隔为水平并列排布、并相互连通的除尘区（3）和综合反应区（4），综合反应区（4）内沿烟气流动方向依次设置有脱硝区和空气预热区；
除尘区（3）的壳体（1）侧壁上开设有烟气进口（11），综合反应区（4）底部的壳体（1）侧壁上开设有烟气出口（12）；
除尘区（3）内设置有可对350-400℃烟气直接进行除尘过滤的高温除尘模块；
综合反应区（4）上部为脱硝区，脱硝区内设置有多层脱硝催化剂（8）；
空气预热区位于脱硝区正下方，内部设置有空气预热器（9），空气预热器（9）的空气进气口与风机出口管道连接，空气出气口通过热空气输送管道与锅炉的风母管连接。
2.根据权利要求1所述的烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，其特征在于：所述挡板（2）竖直设置，底端边沿与壳体（1）底板密封固定，且两侧边沿与壳体（1）侧壁密封固定，顶端边沿与壳体（1）顶板之间留有水平设置的烟气通道（5）。
3.根据权利要求1所述的烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，其特征在于：所述高温除尘模块包括多个水平并列排布的金属除尘筒（6），金属除尘筒（6）竖直设置，在除尘区（3）的横截面内均匀间隔排布。
4.根据权利要求3所述的烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，其特征在于：所述金属除尘筒（6）是由金属粉末烧结而成的非对称膜金属间化合物多孔材料制成的筒状过滤元件。
5.根据权利要求3所述的烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，其特征在于：所述金属除尘筒（6）正上方设置有喷吹装置（7），所述喷吹装置（7）的进气口与壳体（1）外部的压缩空气输送管道连接。
6.根据权利要求5所述的烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，其特征在于：所述喷吹装置（7）的设置高度与挡板（2）的顶端边沿平齐，烟气进口（11）低于金属除尘筒（6）顶部孔板设置。
7.根据权利要求1所述的烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，其特征在于：所述除尘区（3）底部设置有灰斗（61），灰斗（61）的底部出口处设置有排灰阀（62）。
8.根据权利要求1所述的烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，其特征在于：所述脱硝催化剂（8）的孔径为3-5mm。
9.根据权利要求1所述的烟气除尘脱硝余热利用一体化装置，其特征在于：所述空气预热器（9）包括至少2个烟气侧串联连接的表面式换热器，表面式换热器上下间隔排布。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 100039 room 901, 9 / F, building 1, yard 16, West Fourth Ring Middle Road, Haidian District, Beijing Patentee after: Guoneng Longyuan environmental protection Co.,Ltd. Address before: 100039 room 911, 1 building, 16 West Fourth Ring Road, Haidian District, Beijing. Patentee before: BEIJING GUODIAN LONGYUAN ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |