CN214437469U - 生物质电厂烟气净化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种生物质电厂烟气净化系统，包括脱酸装置、除尘装置、脱硝装置、换热设备和排烟气装置；脱酸装置包括干法脱酸塔（1）和湿法脱酸塔（6）；除尘装置（2）内设置陶瓷纤维滤管；脱硝装置包括SCR反应器（4）和氨气供应装置（41）；换热设备包括气水换热器（3）和气气换热器（5）；排烟气装置包括引风机（7）和烟囱（8）；干法脱酸塔的烟气入口供待处理烟气进入，干法脱酸塔的烟气出口连接除尘装置的烟气入口，除尘装置的烟气出口经气水换热器连接SCR反应器的烟气入口，气水换热器和SCR反应器之间管路接入氨气供应装置（41），SCR反应器的烟气出口经气气换热器连接湿法脱酸塔的烟气入口，湿法脱酸塔的烟气出口经引风机连接烟囱。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟气净化技术，特别涉及一种生物质电厂烟气净化系统。
背景技术
超低排放在火电与钢铁行业内取得的显著效果，加速了垃圾焚烧、生物质发电、危废处理等行业的发展，为积极响应节能环保产业政策，生物质电厂也面临烟气净化系统改造要求，以满足烟气超净排放标准的要求，即二氧化硫35 mg/m3以下，氮氧化物50 mg/m3以下，粉尘5mg/m3以下。
传统的除尘、脱酸、脱硝技术较难应对生物质焚烧产生的烟气所带来的低温、高碱、高灰等问题。目前，烟气处理技术主要是单一污染物治理技术的组合，例如，除尘主要采用静电除尘器或袋式除尘器工艺，脱酸主要采用湿法或半干法工艺，脱硝主要采用SNCR或SCR工艺。其中，SNCR或SCR脱硝工艺均存在较大问题，主要由于生物质电厂目前采用的二种生物质炉型炉膛温度都较低，循环流化床锅炉炉膛温度＜750℃，炉排炉锅炉炉膛温度＜850℃，不处于SNCR脱硝温度窗口（850~1100℃）内，所以很难保证脱硝效率。而且，生物质灰通常富含 Na、K、Cl、Si 等元素，在生物质燃烧期间，其中的碱金属或碱土金属以气体形态挥发出来，并以硫酸盐或氯化物的形式凝结在飞灰颗粒上，从而降低了飞灰的熔点，增加飞灰的表面黏性，在炉膛气流的作用下，黏结在过热器、省煤器等受热面上，容易形成结渣，导致过热器、省煤器换热效率降低，并且还会给受热面带来腐蚀，危害设备运行，严重时可导致受热面炸裂等事故。此外，碱金属还会造成SCR催化剂中毒失效，大大降低催化剂的使用寿命，增加生物质电厂的运行维护费用。另外，单一污染物治理技术的简单组合，也存在工艺复杂、占地面积大、运行费用高等问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种生物质电厂烟气净化系统，集成了干法脱酸塔、陶瓷纤维滤管除尘装置、SCR脱硝装置、湿法脱酸塔等装置，能有效提高对粉尘、SO2、NOx等污染物的净化效率，系统运行成本低且运行可靠。
本实用新型是这样实现的：
一种生物质电厂烟气净化系统，包括脱酸装置、除尘装置、脱硝装置、换热设备和排烟气装置；
所述脱酸装置包括干法脱酸塔和湿法脱酸塔；所述除尘装置内设置若干陶瓷纤维滤管；所述脱硝装置包括SCR反应器和氨气供应装置；所述换热设备包括气水换热器和气气换热器；所述排烟气装置包括引风机和烟囱；
所述干法脱酸塔的烟气入口供生物质燃烧生成的烟气进入，干法脱酸塔的烟气出口连接除尘装置的烟气入口，除尘装置的烟气出口经气水换热器连接SCR反应器的烟气入口，气水换热器和SCR反应器之间管路接入氨气供应装置，SCR反应器的烟气出口经气气换热器连接湿法脱酸塔的烟气入口，湿法脱酸塔的烟气出口经引风机连接烟囱。
所述干法脱酸塔为文丘里塔，干法脱酸塔的底部设置烟气入口和干粉入口，干法脱酸塔的顶部设置烟气出口；所述干粉入口连接干粉喷射装置，用于向干法脱酸塔内喷入脱酸剂。
所述脱酸剂为熟石灰。
所述除尘装置的下部设置烟气入口，除尘装置的上部设置烟气出口，陶瓷纤维滤管的上方设置气动脉冲阀，陶瓷纤维滤管的下方设置灰斗，灰斗连接输灰装置。
所述输灰装置包括放灰管、螺旋输送机和斗提机，放灰管的入口连接灰斗，放灰管的出口经螺旋输送机连接斗提机的入口，斗提机的出口连接有集中灰库；所述放灰管设置电动放灰阀。
所述螺旋输送机的通道外侧设置水冷套。
所述氨气供应装置包括氨气制备部件、氨气喷射部件、气流调节部件、气流混合部件和SCR控制部件。
所述湿法脱酸塔外部连接有碱液补充系统。
本实用新型生物质电厂烟气净化系统，首先，通过带有陶瓷纤维滤管的除尘装置可以在高温下去除烟气中的粉尘，既可以减少粉尘中附着的碱金属对下游工艺段设备和管道的腐蚀，又可以降低气水换热器和气气换热器的管道磨损，能有效控制生物质电厂的运行维护次数和维护成本。同时，烟气经除尘装置去除粉尘后，显著提高了气水换热器和气气换热器的换热效率，烟气净化热效率的提升也有利于生物质电厂实现更高经济效益。另外，在输灰装置的螺旋输送机上设置水冷套，通过循环冷却水对飞灰进行降温处理，不仅能回收飞灰热能、减少热损失，而且飞灰降温后也能避免输灰管道容易变形的问题，亦减少了运行维护次数和维护成本。
其次，通过在系统的前后段设置干法脱酸塔和湿法脱酸塔实现二级脱酸，能确保烟气中的酸性物质脱除并满足排放要求，而且湿法脱酸塔亦能进一步去除烟气中残留的粉尘。
本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：针对生物质电厂烟气进行净化处理，能显著提高对粉尘、SO2、NOx等污染物的净化效率，余热回收有助于节能环保，且设备故障率低，减少了设备运行维护成本。
附图说明
图1为本实用新型生物质电厂烟气净化系统的结构示意图；
图中，1干法脱酸塔，11干法喷射装置，2除尘装置，21灰斗，22输灰装置，23集中灰库，3气水换热器，4 SCR反应器，41氨气供应装置，5气气换热器，6湿法脱酸塔，61碱液补充系统，7引风机，8烟囱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
参见图1，一种生物质电厂烟气净化系统，包括脱酸装置、除尘装置、脱硝装置、换热设备和排烟气装置。脱酸装置包括干法脱酸塔1和湿法脱酸塔6。除尘装置2内设置若干陶瓷纤维滤管。脱硝装置包括SCR反应器4和氨气供应装置41。换热设备包括气水换热器3和气气换热器5。排烟气装置包括引风机7和烟囱8。上述部件的连接关系为：干法脱酸塔1的烟气入口供生物质燃烧生成的烟气进入，干法脱酸塔1的烟气出口连接除尘装置2的烟气入口，除尘装置2的烟气出口经气水换热器3连接SCR反应器4的烟气入口，气水换热器3和SCR反应器4之间管路接入氨气供应装置41，SCR反应器4的烟气出口经气气换热器5连接湿法脱酸塔6的烟气入口，湿法脱酸塔6的烟气出口经引风机7连接烟囱8。
干法脱酸塔1为文丘里塔，干法脱酸塔1的底部设置烟气入口和干粉入口，干法脱酸塔1的顶部设置烟气出口。生物质燃烧生成的烟气的温度约450℃，烟气由干法脱酸塔的烟气入口进入塔内并通过文丘里管进行聚合加速，再经过导流板的导向作用后，烟气流场变得流畅均匀。干粉入口连接干粉喷射装置11，用于向干法脱酸塔1内喷入脱酸剂。优选地，脱酸剂为熟石灰，其主要成分为Ca(OH)2。脱酸剂在干法脱酸塔内与烟气中的SO2混合、充分接触反应后，能实现去除烟气中的SO2。具体的反应方程式为：
Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O
Ca(OH)2+SO3=CaSO4+H2O
2CaSO3+O2=2CaSO4
烟气经过脱酸处理后和熟石灰一起由干法脱酸塔1的烟气出口排出再进入除尘装置2。
除尘装置2的下部设置烟气入口，除尘装置2的上部设置烟气出口，陶瓷纤维滤管的上方设置气动脉冲阀。陶瓷纤维滤管是除尘装置2的核心部件，是一种新型高效除尘滤芯，其核心材料陶瓷纤维能在高温（420℃左右）条件下对烟气进行粉尘高效脱除，具有耐高温、运行稳定、过滤效率高等特点，通过陶瓷纤维滤管对烟气进行过滤，将烟气中的附着碱金属的粉尘截留下来，从而大大减少烟气中碱金属对换热设备的磨损和腐蚀，还能避免SCR反应器中催化剂中毒失效的问题，有效提高催化剂的使用寿命，有利于降低生物质电厂运行维护费用、提高企业经济效益。
烟气进入除尘装置2后由下往上流动，经过若干陶瓷纤维滤管进行除尘处理，烟气中的粉尘被截留在陶瓷纤维滤管表面，随着陶瓷纤维滤管表面的粉尘不断增加，陶瓷纤维滤管的进出口压差也会随之上升，在达到设定值时，需要启动脉冲阀进行清灰。陶瓷纤维滤管的下方设置灰斗21，由气动脉冲阀将陶瓷纤维滤管表面截留下来的粉尘吹落至灰斗形成飞灰，灰斗21连接输灰装置22。输灰装置22包括放灰管、螺旋输送机和斗提机，放灰管的入口连接灰斗，放灰管的出口连接螺旋输送机的入口，螺旋输送机的出口连接斗提机的入口，斗提机的出口连接有集中灰库23。放灰管设置电动放灰阀。由此，通过远程控制电动放灰阀来控制放灰管输送飞灰量，放灰管通过螺旋输送机将飞灰送至斗提机后，由斗提机将飞灰输送至集中灰库进行暂时存储，定期外运可用于生物有机肥制备等综合利用。优选地，螺旋输送机的通道外侧设置水冷套，通过水冷套内的循环冷却水对飞灰进行降温处置至温度100℃以下，不仅有利于回收飞灰热能、减少热损失，而且也避免了高温飞灰容易导致输送管道变形等问题，同样减少了生物质电厂的运行维护成本。
气水换热器3对经除尘装置处理后的烟气进行热利用，将烟气温度降至250℃左右，同时烟气中的粉尘已被去除，显著提升了气水换热器的换热效率，也避免气水换热器管道的磨损和腐蚀。
氨气供应装置41包括氨气制备部件、氨气喷射部件、气流调节部件、气流混合部件和SCR控制部件。氨气供应装置41将液氨、尿素或氨水制备成氨气后，并将氨气送入气水换热器3和SCR反应器4之间的管路，氨气与烟气充分混合后进入SCR反应器内，在SCR反应器中的催化剂作用下，烟气和氨气发生催化还原反应，生成无害的氮气和水蒸气，从而脱除烟气中的NOx以实现脱硝。由于烟气中的粉尘和碱金属已得到去除，能避免催化剂发生中毒现象，有效提高脱硝装置的使用寿命。
经过脱硝处理后的烟气温度约230℃，气气换热器5再次对烟气进行热利用，将烟气温度降至100~150℃。
湿法脱酸塔6外部连接有碱液补充系统61。通过湿法脱酸塔6对经过二次热利用的烟气进行二级脱酸，以保证高效彻底的酸性气体脱除，同时能去除烟气中的粉尘。烟气由湿法脱酸塔6排出并降温至50~100℃。
最后，净化后的烟气经过引风机7引出至烟囱8排出至大气。
本实用新型通过采用“干法脱酸+陶瓷纤维滤管除尘+SCR脱硝+湿法脱酸”工艺手段对生物质电厂烟气进行净化处理，可达到如下排放标准：SO2的排放浓度35mg/Nm3，NOx的排放浓度50mg/Nm3，颗粒物的排放浓度控制在5mg/Nm3。由此可见，本实用新型对危险废物焚烧烟气中的SO2、NOx、颗粒物脱除性能稳定，同时在高温下将烟气中粉尘去除，有利用提高换热设备工作效率，减少碱金属对换热设备管道的腐蚀和磨损，减少运行维护次，降低运行维护成本，有益于生物质电厂的热效率和经济效益，具有极为广泛的应用前景。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种生物质电厂烟气净化系统，包括脱酸装置、除尘装置、脱硝装置、换热设备和排烟气装置；其特征在于：
所述脱酸装置包括干法脱酸塔（1）和湿法脱酸塔（6）；所述除尘装置（2）内设置若干陶瓷纤维滤管；所述脱硝装置包括SCR反应器（4）和氨气供应装置（41）；所述换热设备包括气水换热器（3）和气气换热器（5）；所述排烟气装置包括引风机（7）和烟囱（8）；
所述干法脱酸塔（1）的烟气入口供生物质燃烧生成的烟气进入，干法脱酸塔（1）的烟气出口连接除尘装置（2）的烟气入口，除尘装置（2）的烟气出口经气水换热器（3）连接SCR反应器（4）的烟气入口，气水换热器（3）和SCR反应器（4）之间管路接入氨气供应装置（41），SCR反应器（4）的烟气出口经气气换热器（5）连接湿法脱酸塔（6）的烟气入口，湿法脱酸塔（6）的烟气出口经引风机（7）连接烟囱（8）。
2.根据权利要求1所述的生物质电厂烟气净化系统，其特征在于：所述干法脱酸塔（1）为文丘里塔，干法脱酸塔（1）的底部设置烟气入口和干粉入口，干法脱酸塔（1）的顶部设置烟气出口；所述干粉入口连接干粉喷射装置（11），用于向干法脱酸塔（1）内喷入脱酸剂。
3.根据权利要求2所述的生物质电厂烟气净化系统，其特征在于：所述脱酸剂为熟石灰。
4.根据权利要求1所述的生物质电厂烟气净化系统，其特征在于：所述除尘装置（2）的下部设置烟气入口，除尘装置（2）的上部设置烟气出口，陶瓷纤维滤管的上方设置气动脉冲阀，陶瓷纤维滤管的下方设置灰斗（21），灰斗（21）连接输灰装置（22）。
5.根据权利要求4所述的生物质电厂烟气净化系统，其特征在于：所述输灰装置（22）包括放灰管、螺旋输送机和斗提机，放灰管的入口连接灰斗，放灰管的出口经螺旋输送机连接斗提机的入口，斗提机的出口连接有集中灰库（23）；所述放灰管设置电动放灰阀。
6.根据权利要求5所述的生物质电厂烟气净化系统，其特征在于：所述螺旋输送机的通道外侧设置水冷套。
7.根据权利要求1所述的生物质电厂烟气净化系统，其特征在于：所述氨气供应装置（41）包括氨气制备部件、氨气喷射部件、气流调节部件、气流混合部件和SCR控制部件。
8.根据权利要求1所述的生物质电厂烟气净化系统，其特征在于：所述湿法脱酸塔（6）外部连接有碱液补充系统（61）。
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| CN (1) | CN214437469U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115400517A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-11-29 | 南京科赫科技有限公司 | 一种高温烟气除尘系统及工艺 |
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2021
- 2021-01-06 CN CN202120018695.1U patent/CN214437469U/zh active Active
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