CN214389564U - 生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统，生物质锅炉、所述预除尘器、流化床吸收塔、布袋除尘器通过烟气管道依次连接；流化床吸收塔底部设有文丘里管，文丘里管的出口设有第一喷枪和第二喷枪，生物质锅炉内部设有若干第三喷枪，预除尘器和文丘里管之间的烟气管道内设有第四喷枪，所述第二脱硝剂罐、工艺水罐通过输送泵和管道交汇后再分别与所述第二喷枪、第四喷枪连接；第一脱硝剂罐、除盐水罐交汇后与生物质锅炉内的第三喷枪相连，工艺水罐与第一喷枪连接；碱性吸收剂仓通过给料机构与文丘里管连接。通过上述两次氮氧化物氧化，两次脱硝，并且在第二次脱硝与脱硫联用的方式，有效去除烟气中的含硫含氮氧化物。

Description

生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统

技术领域

本实用新型属于环保脱硫脱硝设备技术领域，特别是一种生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统。

背景技术

生物质锅炉烟气相对于燃煤锅炉而言，SO₂、NOx、颗粒物浓度低，因此最初多采用简易净化技术实现污染物脱除。其中SO₂脱除(脱硫)多采用炉内喷钙技术，该工艺路线仅能保证排放值不超过100mg/Nm³；NOx脱除(脱硝)多采用SNCR(选择性非催化还原)脱硝技术，该工艺路线仅能保证排放值不超过100mg/Nm³；颗粒物脱除(除尘)多采用布袋除尘器过滤完成颗粒物的达标排放。

目前，随着污染物排放标准日益提高，生物质锅炉烟气超低排放标准要求颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值分别为5、35、50mg/Nm³。原有的技术已经无法满足环保要求，烟气净化系统都需要进行升级。其中SO₂脱除逐步升级为采用流化床半干法工艺，可以保证排放值达到35mg/Nm³以下；除尘器通过增加过滤面积，降低风速可以使颗粒物排放浓度达到5mg/Nm³以下。

对于脱硝而言，有部分企业尝试采用SCR(选择性非催化还原)脱硝，以提高脱硝效率，降低排放值，但是由于烟气中生物质灰黏性大、大颗粒物多，导致催化剂通道会很快堵塞，另外由于灰中K、Na元素较多容易催化剂碱金属中毒，通过实践证实SCR工艺不适用于生物质锅炉烟气脱硝。

现有技术中，中国授权专利CN211358318U提供了一种水泥烟气的脱硫脱硝系统，包括利用还原剂喷射装置将第一脱硝剂(氨水、液氨、氨气和尿素)喷入水泥窑炉中，对水泥窑炉中的烟气进行预脱硝；还包括深度脱硝和脱硫的干式脱硫脱硝一体化反应设备，包括吸收塔，通过碱性吸收剂(生石灰或消石灰)反应脱除硫氧化物和氮氧化物；用于向吸收塔内加入碱性吸收剂的吸收剂仓；提供碱性吸收剂反应所需水分及控制吸收塔出口温度的雾化水喷射装置；设置在吸收塔入口烟道上的氧化剂制备装置和高密度喷射混合装置，氧化剂制备装置制得的第二脱硝剂(臭氧、二氧化氯、氯气、次氯酸钠溶液、亚氯酸钠溶液、高锰酸钾溶液、双氧水、氯化钠、氯酸钠或硫酸钾)通过高密度喷射混合装置喷入烟气中，实现了脱硫脱硝。然而这种一步脱硝的方式，短时间不能达到良好脱硝效果，耗时较长。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题，本实用新型提供了一种生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统，通过以下技术方案实现。生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统，包括预除尘器、流化床吸收塔、布袋除尘器、碱性吸收剂仓、第一脱硝剂罐、除盐水罐、工艺水罐、第二脱硝剂罐；生物质锅炉、预除尘器、流化床吸收塔、布袋除尘器通过烟气管道依次连接；所述流化床吸收塔底部设有文丘里管，所述文丘里管的出口设有若干第一喷枪和第二喷枪；所述生物质锅炉内部设有若干第三喷枪，所述预除尘器和文丘里管之间的所述烟气管道内设有若干第四喷枪；

所述工艺水罐通过管道和输送泵与所述第一喷枪连接；所述第二脱硝剂罐、工艺水罐通过输送泵和管道交汇后再分别与所述第二喷枪、第四喷枪连接，所述第一脱硝剂罐、除盐水罐分别通过管道和输送泵交汇后再与所述第三喷枪相连；所述碱性吸收剂仓通过给料机构与所述文丘里管连接。

生物质锅炉中产生的烟气在上述脱硫脱硝除尘系统中依次经过预除尘器、流化床吸收塔、布袋除尘器脱除二氧化硫、氮氧化物及颗粒物后成为洁净烟气，通过引风机从烟囱中排出。布袋除尘器与流化床吸收塔之间无返料装置及配套物料流化系统，这种设计非常适合生物质锅炉二氧化硫含量较低的情况，可以减少这一部分设备投资、运行检修费用。上述脱硫脱硝除尘系统具体工作原理是：

(1)与生物质锅炉相连的第一脱硝剂罐、除盐水罐中分别存储有第一脱硝剂和除盐水；根据生物质锅炉出口处的氮氧化物的浓度，利用输送泵控制两者混合稀释后获得合理浓度的第一脱硝剂溶液，喷入生物质锅炉中进行初步的脱硝；第一脱硝剂的输送泵流量受到生物质锅炉出口的氮氧化物浓度的调控，除盐水流量保证稀释后第一脱硝剂总流量为固定值，保证第三喷枪流量稳定；

(2)初步脱硝后的烟气进入预除尘器中初步除尘；

(3)在流出预除尘器至流化床吸收塔之间的烟气管道内设有用于喷射第二脱硝剂的若干第四喷枪，第二脱硝剂罐分配部分第二脱硝剂与工艺水罐中分配的部分水混合制成第二脱硝剂溶液，随后经管道从第四喷枪喷入烟气管道中，流经的烟气与第二脱硝剂完成第一次NOx的氧化。工艺水也能够与烟气混合降低烟气温度。此处第二脱硝剂输送量由烟囱总排口烟气管道内的氮氧化物含量调控，工艺水的输送泵提供提供稀释水，保证稀释后流量在固定值，保证第四喷枪流量稳定不变。

由此，烟气中的氮氧化物完成了初次脱硝、初次氧化，第一脱硝剂采用较为廉价的氨水为原料，实现初次脱硝，降低运行成本；第二脱硝剂通过第四喷枪喷入烟气管道实现剩余NO向高价氮氧化物(NO₂)转化率。

(4)烟气随后流入流化床吸收塔底部的文丘里管中进入流化床吸收塔内，第二脱硝剂罐再次分配第二脱硝剂，工艺水罐再次分配工艺水分别流入若干第二喷枪、第一喷枪，从而从流化床吸收塔底部的文丘里管的出口喷出，完成第二脱硝剂溶液对烟气中NO的第二次氧化，即整个过程进行了1次初步脱硝和2次氧化；

(5)在上述第二次氧化的同时，碱性吸收剂仓中的碱性吸收剂经过给料机构准确计量后，也从文丘里管的入口和出口喷出，与烟气中剩余的NO₂、SO₂发生酸碱中和反应；从而去除烟气中剩余的NO₂、SO₂。该文丘里管采用单孔结构，主要作用是为脱硫、脱硝提供反应湍动程度及足够的停留时间。在工艺水喷入文丘里管时，水雾在进入文丘里管和流化床吸收塔的碱性吸收剂表面形成液膜，提供二氧化硫与碱性吸收剂反应的环境。

喷入的工艺水最终均气化后进入布袋除尘器，并保证高于烟气露点温度15℃，防止布袋除尘器的滤袋糊袋。

优选地，所述预除尘器为旋风除尘器。相比于其他除尘器，选用旋风除尘器能够让生物质锅炉出口的烟气中未燃尽飞灰火星在旋风除尘器离心力作用下与器壁碰撞进而湮灭，防止火星进入后续设备造成安全隐患；且还可以达到初步除尘的作用，除尘效率可达到60％，为后续流化床吸收塔中的高价氮氧化物、二氧化硫与消石灰的中和反应提供良好的反应条件。

优选地，所述给料机构包括星型给料机、矢量称重称、喷射加速器、喷射风机。星型给料机、矢量称重称、喷射加速器、喷射风机均为市面上常用的设备，用于将碱性吸收剂输送喷射成粉末状进入流化床吸收塔的文丘里管中发生脱硫反应。

优选地，所述第一脱硝剂罐为氨水储存罐。氨水储存罐中储存氨水溶液，氨水输送泵流量与锅炉1出口氮氧化物浓度连锁，除盐水流量保证稀释后氨水总流量为固定值，保证第三喷枪流量稳定。生物质锅炉的炉膛烟气中的氮氧化物与氨水发生还原反应进而实现初步脱除。

优选地，所述第二脱硝剂罐为亚氯酸钠溶液储存罐，里面存储有亚氯酸钠溶液。

优选地，所述碱性吸收剂仓为生石灰或消石灰吸收剂仓，里面存储有生石灰或消石灰粉末。

优选地，所述第一喷枪、第二喷枪、第三喷枪、第四喷枪为双流体喷枪。双流体喷枪为市面上常用的设备。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、利用现有流化床吸收塔的结构，在流化床吸收塔中完成脱硫、脱硝反应过程，达到协同脱硫脱硝的目的；

2、将原有SNCR脱硝系统与气相氧化吸收相结合组成联合脱硝，实现了生物质锅炉脱硝系统一次性投资及运行最经济有效的组合；

3、工艺水同时实现流化床吸收塔内烟气増湿以及亚氯酸钠溶液稀释；

4、取消了布袋除尘器与流化床吸收塔之间的返料装置，减少了一次性投资和运行检修费用。

附图说明

图1为实施例1所述的生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统的结构示意图；

图中：1、预除尘器；2、流化床吸收塔；3、布袋除尘器；4、碱性吸收剂仓；5、第一脱硝剂罐；6、除盐水罐；7、工艺水罐；8、第二脱硝剂罐；9、生物质锅炉；10、文丘里管；11、第一喷枪；12、第二喷枪；13、第三喷枪；14、烟气管道；15、第四喷枪；16、给料机构；17、星型给料机；18、矢量称重称；19、喷射加速器；20、喷射风机。

具体实施方式

以下将结合附图对本专利中各实施例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专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利所保护的范围。

在本专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”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专利和简化描述，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专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。需要指出的是，所有附图均为示例性的表示。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利做进一步的详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统，包括预除尘器1、流化床吸收塔2、布袋除尘器3、碱性吸收剂仓4、第一脱硝剂罐5、除盐水罐6、工艺水罐7、第二脱硝剂罐8；生物质锅炉9、预除尘器1、流化床吸收塔2、布袋除尘器3通过烟气管道依次连接；所述流化床吸收塔2底部设有文丘里管10，所述文丘里管10的出口设有若干第一喷枪11和若干第二喷枪12；所述生物质锅炉9内部设有若干第三喷枪13，所述预除尘器1和文丘里管10之间的所述烟气管道14内设有若干第四喷枪15；

所述工艺水罐7通过管道和输送泵与所述第一喷枪11连接；所述第二脱硝剂罐8、工艺水罐7通过输送泵和管道交汇后再分别与所述第二喷枪12、第四喷枪15连接，所述第一脱硝剂罐5、除盐水罐6分别通过管道和输送泵交汇后再与所述第三喷枪13相连；所述碱性吸收剂仓4通过给料机构16与所述文丘里管10连接；

所述预除尘器1为旋风除尘器，所述给料机构16包括星型给料机17、矢量称重称18、喷射加速器19、喷射风机20，所述第一脱硝剂罐5为氨水存储罐，所述第二脱硝剂罐8为亚氯酸钠溶液储存罐，所述碱性吸收剂仓4为消石灰吸收剂仓，所述第一喷枪11、第二喷枪12、第三喷枪13、第四喷枪15为双流体喷枪。

图1中，标粗的线为烟气管道，生物质锅炉中产生的烟气在上述脱硫脱硝除尘系统中依次经过预除尘器、流化床吸收塔、布袋除尘器脱除二氧化硫、氮氧化物及颗粒物后成为洁净烟气，通过引风机从烟囱中排出。布袋除尘器与流化床吸收塔之间无返料装置及配套物料流化系统，这种设计非常适合生物质锅炉二氧化硫含量较低的情况，可以减少这一部分设备投资、运行检修费用。上述脱硫脱硝除尘系统工作原理是：

(1)与生物质锅炉相连的若干第一脱硝剂罐、除盐水罐中分别存储有氨水和除盐水；根据生物质锅炉出口处的氮氧化物的浓度，利用输送泵控制两者混合稀释后获得合理浓度的氨水溶液，喷入生物质锅炉中进行初步的脱硝；氨水溶液的输送泵流量受到生物质锅炉出口的氮氧化物浓度的调控，除盐水流量保证稀释后氨水总流量为固定值，保证第三喷枪流量稳定；

(2)初步脱硝后的烟气进入预除尘器中初步除尘；

(3)在流出预除尘器至流化床吸收塔之间的烟气管道内设有用于喷射第二脱硝剂(亚氯酸钠)的若干第四喷枪，第二脱硝剂罐分配部分亚氯酸钠溶液与工艺水罐中分配的部分工艺水混合制成亚氯酸钠溶液，随后经管道从第四喷枪喷入烟气管道中，流经的烟气与亚氯酸钠溶液完成第二次脱硝。工艺水也能够与烟气混合降低烟气温度。此处亚氯酸钠溶液的输送量由此处烟气管道内的氮氧化物含量调控，工艺水的输送泵提供提供稀释水，保证稀释后流量在固定值，保证第四喷枪流量稳定不变。

由此，烟气中的氮氧化物完成了两次氧化，有效提高了氨水溶液与亚氯酸钠溶液的接触时间，提高一氧化氮NO向高价氮氧化物转化率。

(4)烟气随后流入流化床吸收塔底部的文丘里管中进入流化床吸收塔内，第二脱硝剂罐再次分配亚氯酸钠溶液，工艺水罐再次分配工艺水分别流入若干第二喷枪、第一喷枪，从而从流化床吸收塔底部的文丘里管的出口喷出，完成亚氯酸钠溶液对烟气的第三次脱硝，即整个过程进行了3次脱硝；

(5)在上述第三次脱销的同时，碱性吸收剂仓中的消石灰经过给料机构准确计量后，也从文丘里管的入口和出口喷出，与烟气中剩余的二氧化硫发生酸碱中和反应；从而去除烟气中剩余的含硫化合物。该文丘里管采用单孔结构，主要作用是为脱硫、脱硝提供反应湍动程度及足够的停留时间。在工艺水喷入文丘里管时，水雾在进入文丘里管和流化床吸收塔的碱性吸收剂表面形成液膜，提供二氧化硫与碱性吸收剂反应的环境。

喷入的工艺水最终均气化后进入布袋除尘器，并保证高于烟气露点温度15℃，防止布袋除尘器的滤袋糊袋。

以上实施例详细描述了本实用新型的实施，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节。在本实用新型的权利要求书和技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单改型和改变，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统，其特征在于，包括预除尘器、流化床吸收塔、布袋除尘器、碱性吸收剂仓、第一脱硝剂罐、除盐水罐、工艺水罐、第二脱硝剂罐；生物质锅炉、预除尘器、流化床吸收塔、布袋除尘器通过烟气管道依次连接；所述流化床吸收塔底部设有文丘里管，所述文丘里管的出口设有若干第一喷枪和第二喷枪；所述生物质锅炉内部设有若干第三喷枪，所述预除尘器和文丘里管之间的所述烟气管道内设有若干第四喷枪；

所述工艺水罐通过管道和输送泵与所述第一喷枪连接；所述第二脱硝剂罐、工艺水罐通过输送泵和管道交汇后再分别与所述第二喷枪、第四喷枪连接，所述第一脱硝剂罐、除盐水罐分别通过管道和输送泵交汇后再与所述第三喷枪相连；所述碱性吸收剂仓通过给料机构与所述文丘里管连接。

2.根据权利要求1所述的生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统，其特征在于，所述预除尘器为旋风除尘器。

3.根据权利要求1所述的生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统，其特征在于，所述给料机构包括星型给料机、矢量称重称、喷射加速器、喷射风机。

4.根据权利要求1所述的生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统，其特征在于，所述第一脱硝剂罐为氨水储存罐。

5.根据权利要求1所述的生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统，其特征在于，所述第二脱硝剂罐为亚氯酸钠溶液储存罐。

6.根据权利要求1所述的生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统，其特征在于，所述碱性吸收剂仓为生石灰或消石灰吸收剂仓。

7.根据权利要求1所述的生物质锅炉烟气中NOx气相氧化及协同脱硫脱硝除尘系统，其特征在于，所述第一喷枪、第二喷枪、第三喷枪、第四喷枪为双流体喷枪。

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