CN212548972U

CN212548972U - 一种除尘脱硫脱硝多功能一体化装置

Info

Publication number: CN212548972U
Application number: CN202021229112.1U
Authority: CN
Inventors: 陈晶; 张�杰; 邓云波; 张艺
Original assignee: Beijing Zhty Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Zhty Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2020-06-29
Publication date: 2021-02-19
Anticipated expiration: 2030-06-29

Abstract

本实用新型属于烟气环保技术领域，公开了一种除尘脱硫脱硝多功能一体化装置，多功能一体化装置本体上端焊接有花板，花板上安装有滤筒；滤筒设置有外滤层，外滤层内侧设置有外笼骨，外笼骨内侧设置有内滤层，内滤层内侧设置有内笼骨；滤筒立面设置有过滤面，滤筒立面上侧焊接有固定耳，滤筒立面下端设置有筒底。本实用新型中滤筒采用外滤式、多层结构。外层达到脱硫和除尘的目的，内层达到脱硝的目的，实现先去除烟气中二氧化硫和粉尘，减少脱硝催化剂的中毒风险，能够保证催化剂的寿命，保证催化剂效率。同时本实用新型采用多功能一体化滤筒，外滤式结构，可以集成一体，布局紧凑、占地面积小。

Description

一种除尘脱硫脱硝多功能一体化装置

技术领域

本实用新型属于烟气环保技术领域，尤其涉及一种除尘脱硫脱硝多功能一体化装置。

背景技术

目前，燃煤电厂烟气超低排放治理常采用SCR+布袋除尘+脱硫工艺。但是针对生物质锅炉，由于燃料本身含有K、Na、Ca等碱性物质，燃烧后形成飞灰进入SCR系统，会吸附在SCR催化剂表面或堵塞催化剂孔道，并且与催化剂表面活性成分发生反应，造成催化剂中毒失活。另一方面生物质锅炉燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物波动大，一般可在150～600mg/m³波动，采用SNCR的脱硝效率低，不能满足超低排放的要求。因此生物质锅炉的氮氧化物脱除一直是个难题。应用于电厂的SCR+布袋除尘+脱硫工艺不适用于这类锅炉，而采用先脱硫除尘、后脱硝的工艺，通过脱硫剂的包裹和除尘器的过滤除掉烟气中含有碱金属的粉尘，可以保护后端催化剂免于中毒，延长催化剂寿命。

对于焦炉、竖窑、回转窑等工业炉窑，其排烟温度在120～260℃，其结构和锅炉不同，并不能通过锅炉改造获得适合SCR脱硝的300～420℃的温度窗口。而通过升温烟气的方法，需要通过燃烧天然气或煤气获得高温烟气与原烟气混合来提升烟气问题，不仅能耗高，且混入的烟气增大了处理烟气量，建设投资增大，一般建设方难以接受。现在常用的低温催化剂其活性温度区间为180～260℃，更适用于炉窑的烟气温度，但是低温下烟气中的二氧化硫会同脱硝加入的NH3反应生成硫铵，附着在催化剂的表面造成催化剂中毒。因此，使用低温催化剂对烟气中二氧化硫的浓度要求较高，一般要求＞50mg/m³。所以，对于工业炉窑的烟气污染物治理，多采用先脱硫、后脱硝的工艺，即干法脱硫+布袋除尘+低温SCR脱硝工艺。

综合以上情况，对于生物质锅炉和大多数工业炉窑采用干法脱硫+布袋除尘+脱硝工艺更为合适。传统的脱硫、除尘、脱硝是三个独立的模块，分别实现去除二氧化硫、粉尘和氮氧化物的目的，流程冗长、占地面积大，初期投资高，对于一些场地紧张、预算有限的企业，不能进行实施。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：统的脱硫、除尘、脱硝是三个独立的模块，分别实现去除二氧化硫、粉尘和氮氧化物的目的，流程冗长、占地面积大，初期投资高，对于一些场地紧张、预算有限的企业，不能进行实施。

解决以上问题及缺陷的难度为：

传统燃煤电厂采用先脱硝、后脱硫。但是对于生物质电厂，由于其燃料的特殊性，烟气中带有的粉尘还有大量的碱金属，采用SCR工艺会造成脱硝催化剂的中毒失效，而采用SNCR工艺又不能满足达标要求。从处理效率来考虑，必须采用SCR工艺，所以需要先去除烟气中会引起催化剂中毒的粉尘。SCR催化剂的反应活性区间300～420℃，一般的燃煤电厂滤袋耐温不超过160℃，若采用常规的滤袋，需要除尘后需要再对烟气升温才能脱硝，这样的能耗大，增加了业主的运行负担。所以需要一种耐温、耐酸碱腐蚀、耐磨损的滤袋，在锅炉的高温段实现除尘和脱硝。

传统的烟气治理工艺，脱硫、脱硝、除尘都是彼此独立的、分批建设。系统之间的协调性差，占地面积大，运行维护费时费力。近年来一些工业炉窑，这些厂在前期规划时没有充分考虑环保要求，现阶段上治理装置，往往遇到场地布置受限，需要拆除、改建，增加了改造成本。

以往脱硫、脱硝、除尘三个装置分别建设，仅从反应装置来看，就要分别建造脱硫塔、脱硝反应器和除尘器，大量的重复建设造成浪费。

解决以上问题及缺陷的意义为：

本发明解决了生物质电厂烟气脱硝的难题。可以保证SCR工艺在生物质电厂的稳定运行。

本发明对于没有适宜温度窗口的工艺炉窑，可以利用180～280℃温度段实现脱硫脱硝除尘，不需要大量的提升烟气温度，降低了运行能耗。

本发明由于把脱硫、脱硝、除尘三个工段统一考虑，占地面积大大减小，整个装置的占地面积和传统的除尘器相当，提高了改造的可行性。

本发明由于把脱硫、脱硝、除尘三个工段统一考虑，核心反应装置由三个减少至一个，设备、联络烟道等都会减少，降低了环保的投资。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种除尘脱硫脱硝多功能一体化装置。除尘脱硫脱硝一体化装置，内部通过采用特殊结构的滤筒，实现先脱硫除尘、后脱硝的目的。整个装置同除尘器占地面积相当，结构紧凑、耐温、耐酸碱腐蚀性强。滤筒外表实现脱硫和除尘功能，内筒实现脱硝功能，烟气由外向内穿过滤筒，可以实现烟气中二氧化硫、粉尘和氮氧化物的去除，保护脱硝催化剂免于中毒，实现超低排放的目的。

本实用新型是这样实现的，一种除尘脱硫脱硝多功能一体化装置，所述除尘脱硫脱硝多功能一体化装置设置有多功能一体化装置本体；

多功能一体化装置本体上端焊接有花板，花板上安装有滤筒；

滤筒设置有外滤层，外滤层内侧设置有外笼骨，外笼骨内侧设置有内滤层，内滤层内侧设置有内笼骨；

滤筒立面设置有过滤面，滤筒立面上侧焊接有固定耳，滤筒立面下端设置有筒底。

进一步，所述多功能一体化装置本体左端设置有进气室。

进一步，所述进气室设置有含有SO₂粉尘、NO_X的烟气管道、NaHCO₃管道和NH₃管道。

进一步，所述多功能一体化装置本体下端焊接有灰斗，多功能一体化装置本体上端设置有净气室。

进一步，所述净气室安装有喷吹系统，喷吹系统与压缩空气源连接。

进一步，所述固定耳悬挂于花板上，固定耳留有螺栓孔。

结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：

第一、本实用新型中滤筒采用外滤式、多层结构。外层达到脱硫和除尘的目的，内层达到脱硝的目的，实现先去除烟气中二氧化硫和粉尘，减少脱硝催化剂的中毒风险，能够保证催化剂的寿命，保证催化剂效率。滤筒内层与脱硝催化剂的结合方式，并能耐受滤筒反吹清灰时压缩空气的冲刷，能够牢固的附着于基材上。同时滤筒材质能够耐酸、耐碱腐蚀。本实用新型针对于低温脱硝，采用先脱硫再脱硝，避免了由于硫铵生成引起的催化剂堵塞和中毒现象，适合低温脱硫脱硝。

本实用新型中滤筒基材为316L不锈钢，具有良好的耐酸、耐碱、耐腐蚀性能。对于传统的PTFE滤袋，耐温最高240℃，而多功能一体化滤筒可以耐温420℃，适用的工况更为广泛。滤筒透气率高，运行阻力低，单独除尘500Pa，脱硝1000Pa，整个系统运行阻力≤2000Pa，相比与传统的分体布置运行阻力可以节省2000Pa，节约系统引风机能耗。本实用新型将原脱硫塔、除尘器、脱硝反应器整合为一台多功能一体化反应器，脱硫、除尘、脱硝都可以在这一反应器内完成。本实用新型采用多功能一体化滤筒，外滤式结构，可以集成一体，布局紧凑、占地面积小。同时本实用新型可以实现出口SO2≤35mg/m³，粉尘≤10mg/m³，NOx≤50mg/m³，满足超低排放要求。

第二、本实用新型设置有进气室，用以输送烟气。

第三、本实用新型中进气室设置有含有SO₂粉尘、NO_X的烟气管道、NaHCO₃管道和NH₃管道。

第四、本实用新型设置有灰斗，用以承装被吹落的粉尘；通过多功能一体化装置本体上端设置有净气室，汇集洁净的气体，并将气体排出除尘脱硫脱硝多功能一体化装置外。

第五、本实用新型净气室安装有喷吹系统，喷吹系统与压缩空气源连接，滤筒表面的粉尘积累一定厚度后，利用喷吹系统进行反吹清灰。压缩空气采用由内向外反向吹扫，吹落附着于滤筒表面的粉尘。

第六、本实用新型中固定耳悬挂于花板上，固定耳留有螺栓孔，实现对滤筒的固定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的除尘脱硫脱硝多功能一体化装置结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的滤筒剖面示意图。

图3是本实用新型实施例提供的滤筒外立面示意图。

图4是本实用新型实施例提供的催化剂反应原理示意图。

图中：1、多功能一体化装置，1-1、进气室；1-2、净气室；1-3、灰斗；1-4、喷吹系统；1-5、花板；1-6、滤筒；2、滤筒；2-1外滤层；2-2、外笼骨；2-3、内滤层；2-4、内笼骨；3、滤筒立面；3-1、固定耳；3-2、过滤面；3-3、筒底。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种除尘脱硫脱硝多功能一体化装置，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

如图1所示，本发明实施提供的除尘脱硫脱硝多功能一体化装置1包括：进气室1-1、净气室1-2、灰斗1-3、喷吹系统1-4、花板1-5、滤筒1-6。

多功能一体化装置1左端设置有进气室1-1，多功能一体化装置1下端焊接有灰斗1-3，多功能一体化装置1上端设置有净气室1-2；净气室1-2安装有喷吹系统1-4，喷吹系统1-4与压缩空气源连接；多功能一体化装置1上端焊接有花板1-5，花板1-5上安装有滤筒1-6。

其中，进气室1-1设置混有SO₂、粉尘、NO_X、NaHCO₃和NH₃的烟气管道。

烟气由进气室1-1进入，被滤筒1-6过滤后，粉尘截留在表面，洁净的气体穿过滤筒1-6进入滤筒内筒，向上在净气室1-2汇合后排出除尘脱硫脱硝多功能一体化装置1外。滤筒1-6固定在花板1-5上，花板1-5起到支持滤筒1-6和隔离进气室1-1和净气室1-2的目的。但滤筒1-6表面的粉尘积累一定厚度后，需要用喷吹系统1-4进行反吹清灰。压缩空气采用由内向外反向吹扫，吹落附着于滤筒1-6表面的粉尘。被吹落的粉尘由于重力愿意沉降于灰斗1-3内，当达到一定高度后外排。

如图2所示，本发明实施例提供的滤筒分为内外2层结构，包括：外滤层2-1、外笼骨2-2、内滤层2-3、内笼骨2-4。外滤层2-1内侧设置有外笼骨2-2，外笼骨2-2内侧设置有内滤层2-3，内滤层2-3内侧设置有内笼骨2-4。

外滤层2-1主要过滤烟气和粉尘，实现脱硫和除尘的目的。内笼骨2-4为外滤层2-1的支撑结构，保护外滤层2-1在过滤中外层呈圆形，避免发生较大的形变，造成过滤层的破损。内滤层2-3是含有催化剂的过滤层，主要实现脱硝的目的，金属纤维的表面负载有脱硝活性物质，实现烟气中氮氧化物的脱除。内笼骨2-4的作用为支撑内滤层2-3，防止在清灰喷吹过程中内滤层2-3形变过大而造成催化剂的脱落，提高催化剂的耐磨损和耐腐蚀性。

如图3所示，本发明实施例提供的滤筒的滤筒立面3包括：固定耳3-1、过滤面3-2、筒底3-3。滤筒立面3设置有过滤面3-2，滤筒立面3上侧焊接有固定耳3-1，滤筒立面3下端设置有筒底3-3。

滤筒利用固定耳3-1悬挂于花板1-5上，固定耳3-1留有螺栓孔，穿过花板1-5上预留的螺柱固定。筒底3-3为过滤层的固定结构，不起过滤作用。固定耳3-1和筒底3-3之间的过滤面3-2起主要过滤作用。

下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步的详细。

本实用新型的工作原理为：烟气由进气室1-1进入，被滤筒1-6过滤后，粉尘截留在表面，洁净的气体穿过滤筒1-6进入滤筒内筒，向上在净气室1-2汇合后排出除尘脱硫脱硝多功能一体化装置1外。滤筒1-6固定在花板1-5上，花板1-5起到支持滤筒1-6和隔离进气室1-1和净气室1-2的目的。但滤筒1-6表面的粉尘积累一定厚度后，需要用喷吹系统1-4进行反吹清灰。压缩空气采用由内向外反向吹扫，吹落附着于滤筒1-6表面的粉尘。被吹落的粉尘由于重力愿意沉降于灰斗1-3内，当达到一定高度后外排。

本实用新型多功能一体化反应器内部装有滤筒，滤筒为多层结构，外滤式，待处理的烟气首先经过外层滤筒，其中含有的粉尘、二氧化硫被隔离在滤筒外表面，进入内筒的烟气为含有氮氧化物的低尘低硫烟气，在内筒实现氮氧化物的去除。

原烟气在进入多功能一体化反应器之前，向烟道内喷入脱硫剂(小苏打)和脱硝剂(氨水/尿素)，脱硫剂以粉末的形式喷入烟气中，粉末粒径在300目以上，和烟气中的二氧化硫发生酸碱中和反应生成硫酸钠、亚硫酸钠等产物。这些产物和原烟气中含有的粉尘一起被截留在外层滤筒表面，实现了二氧化硫和粉尘的去除。

烟气温度在140和250℃之间，碳酸氢钠分解生成碳酸钠Na₂CO₃、H₂O和CO₂。

新产生的碳酸钠Na₂CO₃在生成瞬间有高度的反应活性，可自发地与烟气中的酸性污染物进行下列反应：

Na₂CO₃+SO₃＝Na₂SO₄+CO₂

Na₂CO₃+2HCl＝2NaCl+H₂O+CO₂

Na₂CO₃+2HF＝2NaF+H₂O+CO₂

外层滤筒采用采用316L不锈钢金属材质，以316L不锈钢丝和丝网为原料，采用纤维集束拉拔工艺、滤料气流成网和真空烧结工艺成毡，与304不锈钢配件组装焊接而成。微米级的不锈钢纤维直径均匀，性能优异。其核心过滤原理是基于表层过滤原理，不锈钢纤维滤毡为三维迷宫式梯度孔径结构的多孔材料，滤毡表面平整、光洁，具有高孔隙率、高过滤精度、高过滤效率和优异的耐温性、耐蚀性等性能特点，能够有效防止微细粉尘侵入滤料深层，实现表层过滤，达到理想的过滤清灰效果。富集微孔的滤毡过滤精度层作为“迎尘面”，与“净气面”呈孔径梯度变化关系，最终实现滤毡对粉尘的表层过滤，进而有效提升滤料对细粉尘的捕集能力，同时保持较低的运行阻力。表层滤筒由不锈钢纤维毡、护网、袋笼和连接配件组成，具有理想的耐温、耐压、耐气流吹刷能力、机械力学性能和形状稳定性，能够充分保证在线使用寿命。随着运行时间的延长，表层截留的粉尘增多，系统阻力会随之增大，此时需要进行清灰操作，采用压缩空气反吹清灰，反吹压力0.35～0.45Mpa，反吹气量15L/㎡过滤面积。

内部滤筒以不锈钢纤维作为作为基材，预先制作成滤筒模具，再采用浸渍工艺使金属纤维的表面附着脱硝催化剂的活性成分TiO₂、V₂O₅等物质。然后经过煅烧、烘干后，成为脱硝滤筒内芯。由于采用不锈钢金属网作为基体，具有很好的耐酸碱腐蚀的性能。在≤1m/min的过滤风速下，表面活性物质能够很好的固定在基材表面，能磨损性能较好。脱硝剂是以气态氨的形式参与反应，含有氮氧化物的烟气和氨气在催化剂的作用下发生化学反应，生成氮气，实现脱硝。

设计过滤风速≤1m/min，反应温度180～420℃的条件下，可以实现出口SO₂≤35mg/m³，粉尘≤10mg/m³，NOx≤50mg/m³，系统阻力≤2000Pa。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种除尘脱硫脱硝多功能一体化装置，其特征在于，所述除尘脱硫脱硝多功能一体化装置设置有：

多功能一体化装置本体；

2.如权利要求1所述的除尘脱硫脱硝多功能一体化装置，其特征在于，所述多功能一体化装置箱体底部一侧设置有进气室。

3.如权利要求2所述的除尘脱硫脱硝多功能一体化装置，其特征在于，所述进气室设置烟气管道。

4.如权利要求1所述的除尘脱硫脱硝多功能一体化装置，其特征在于，所述多功能一体化装置本体下端焊接有灰斗，多功能一体化装置本体上端设置有净气室。

5.如权利要求4所述的除尘脱硫脱硝多功能一体化装置，其特征在于，所述净气室安装有喷吹系统，喷吹系统与压缩空气源连接。

6.如权利要求1所述的除尘脱硫脱硝多功能一体化装置，其特征在于，所述固定耳悬挂于花板上，固定耳留有螺栓孔。