CN215539839U - 一种烟气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种烟气处理系统，包括注氨装置、第一间壁式换热器、烟气加热器及脱硝反应器。其中第一间壁式换热器的吸热侧烟气进口用于接收烟气，第一间壁式换热器的吸热侧烟气出口与注氨装置的烟气进口相连，注氨装置的烟气出口与脱硝反应器的烟气进口相连，脱硝反应器的烟气出口与第一间壁式换热器的放热侧烟气进口相连，第一间壁式换热器的放热侧烟气出口与烟囱连接，并通过烟囱排放处理过的烟气，烟气加热器设在第一间壁式换热器与注氨装置之间并能将经过此处且不足280℃的烟气加热到280℃‑300℃。本实用新型的烟气处理系统用于在烟气温度较低时提高烟气处理系统的脱硝反应的反应效率，能够降低排出的烟气危害环境的风险。

Description

一种烟气处理系统

技术领域

本实用新型属于气体净化技术领域，具体涉及一种烟气处理系统。

背景技术

随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，环境问题得到人们越来越多的重视，许多生产企业将大量包括污染物的烟气排放到外部环境中，对环境造成了严重污染，对烟气进行处理已成为一项重要的环保措施。现有技术中，需要进行脱硝处理的烟气往往未达到适于进行脱硝反应的温度(即280℃到300℃)，为了提升脱硝反应的反应效率，现有的烟气处理系统主要包括注氨装置、间壁式换热器及能够实施选择性催化还原反应的脱硝反应器，在使用过程中，烟气先进入间壁式换热器的吸热侧升温到适于发生脱硝反应的温度，再与注氨装置释放的氨气混合，随后由能够进行催化还原反应的脱硝反应器对烟气实施脱硝，脱硝后的烟气进入间壁式换热器的放热侧并对吸热侧中的烟气进行升温。然而，在实际实施过程中，烟气处理系统的脱硝效率并不稳定，仍有部分烟气处理系统的脱硝反应效率无法达标，排放出的烟气仍然具有危害环境的风险，因此亟需一种烟气处理系统以提升脱硝反应的反应效率。

实用新型内容

为了解决上述全部或部分问题，本实用新型目的在于提供一种烟气处理系统，以提高烟气脱硝反应的反应效率，从而降低烟气排放危害环境的风险。

本实用新型提供了一种烟气处理系统，所述烟气处理系统包括：注氨装置、第一间壁式换热器、烟气加热器及能够实施选择性催化还原反应的脱硝反应器，其中所述第一间壁式换热器的吸热侧烟气进口用于接收待处理的烟气，所述第一间壁式换热器的吸热侧烟气出口与注氨装置的烟气进口相连，所述注氨装置的烟气出口与脱硝反应器的烟气进口相连，所述脱硝反应器的烟气出口与第一间壁式换热器的放热侧烟气进口相连，所述第一间壁式换热器的放热侧烟气出口用于连接烟囱以通过所述烟囱排放已经处理过的烟气，所述烟气加热器设在所述第一间壁式换热器与注氨装置之间并能将经过此处且不足280℃的烟气加热到280℃-300℃。

进一步地，所述烟气处理系统还包括燃气加热器及连接所述注氨装置的烟气进口和所述第一间壁式换热器的吸热侧烟气出口的指定管道，所述烟气加热器包括能够对经过所述指定管道的内部的烟气进行加热的燃烧器，所述燃烧器的燃气进口用于接收由所述燃气加热器所加热的外来的燃气，而所述燃烧器的助燃气进口与所述指定管道相连并能接收来自所述指定管道内的含氧气的烟气。

进一步地，所述燃气加热器为第二间壁式换热器，所述第二间壁式换热器的吸热侧燃气进口用于接收燃气，所述第二间壁式换热器的吸热侧燃气出口与燃烧器的燃气进口相连，所述第二间壁式换热器的放热侧烟气进口与所述第一间壁式换热器的放热侧烟气出口相连，所述第二间壁式换热器的放热侧烟气出口用于连接烟囱。

进一步地，所述烟气处理系统还包括脱硫装置，所述脱硫装置的烟气进口用于接收待处理的烟气，而其烟气出口与第一间壁式换热器的吸热侧烟气进口相连，所述烟气处理系统还包括与所述脱硫装置的烟气进口相连的且能将待处理的烟气输送到所述脱硫装置内的主抽风机。

进一步地，所述烟气处理系统还包括设在所述第一间壁式换热器的放热侧烟气出口与烟囱的烟气进口之间的引风机。

进一步地，所述烟气处理系统还包括带有助燃抽风机的送风支路，所述送风支路的烟气进口与所述指定管道相连，而其烟气出口与所述燃烧器的助燃气进口相连。

进一步地，所述烟气处理系统还包括设在所述脱硫装置的烟气出口与第一间壁式换热器的烟气进口之间的除湿装置，所述脱硫装置为湿法脱硫塔。

进一步地，所述烟气处理系统还包括带有循环风机的返烟支路，所述返烟支路的烟气进口与所述第一间壁式换热器的吸热侧烟气出口相连通，而其烟气出口与所述第一间壁式换热器的吸热侧烟气进口相连通。

进一步地，所述注氨装置包括顺序连接的氨气制备装置、喷氨格栅及密封包覆所述喷氨格栅的格栅烟道，其中所述格栅烟道包括与所述第一间壁式换热器的吸热侧烟气出口相连的烟气进口和与所述脱硝反应器的烟气进口相连的烟气出口。

进一步地，所述脱硝反应器包括反应器本体及设在所述反应器本体内的催化剂。

由上述技术方案可知，本实用新型提供了一种烟气处理系统，其主要在第一间壁式换热器与注氨装置之间增设了烟气加热器，该烟气加热器能够对经过此处的烟气进行加热。在烟气处理系统的使用过程中，大部分烟气的温度较低不适于进行脱硝反应，因此现有技术中的烟气处理系统先用间壁式换热器接收烟气，通过间壁式换热器对烟气进行升温使得烟气的温度更加适合进行脱硝反应，然而本申请的发明人秉承着精益求精的精神在付出创造性劳动后发现，由于间壁式换热器的换热效率有限，一旦烟气的温度过低，则经过间壁式换热器升温后的烟气往往也无法达到适合进行脱硝反应的温度(即280℃到300℃)，这严重阻碍了脱硝反应效率的提升。因此，本实用新型的烟气处理系统在第一间壁式换热器与注氨装置之间增设了烟气加热器，即使从第一间壁式换热器出来的烟气的温度低于脱硝反应的适合温度，该烟气加热器也能将该烟气加热到适合脱硝反应的温度(即280℃到300℃)，由此提升脱硝反应的反应效率并降低损害环境的风险。

附图说明

下面将结合附图来对本实用新型的优选实施例进行详细地描述。在图中：

图1示意性地显示了本实用新型实施例的烟气处理系统。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做进一步说明。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1示意性地显示了本实用新型实施例的烟气处理系统。本实用新型实施例的烟气处理系统100优选但不限于应用在钢铁烧结行业中并处理烧结机运行产生的烟气。如图1所示本实用新型实施例的烟气处理系统100主要包括注氨装置2、第一间壁式换热器3、烟气加热器4及能够实施选择性催化还原反应的脱硝反应器5(又称SCR催化反应器)。其中，第一间壁式换热器3的烟气进口用于接收待处理的烟气，第一间壁式换热器3的吸热侧烟气出口与注氨装置2的烟气进口相连，注氨装置2的烟气出口与脱硝反应器5的烟气进口相连，脱硝反应器5的烟气出口与第一间壁式换热器3的放热侧烟气进口相连，第一间壁式换热器3的放热侧烟气出口用于连接烟囱8以通过烟囱8排放已经处理过的烟气，烟气加热器4设在第一间壁式换热器3与注氨装置2之间并能将经过此处(即第一间壁式换热器3与注氨装置2之间)且不足280℃的烟气加热到280℃-300℃。在使用过程中，烟气先进入第一间壁式换热器3的吸热侧烟气进口，使第一间壁式换热器3能够对烟气进行升温，第一间壁式换热器3的吸热侧烟气出口与注氨装置2的烟气进口相连，使得被加热后的烟气能够进入到注氨装置2中并与注氨装置2释放的气体混合，再被输送到与注氨装置2相连的脱硝反应器5中。脱硝反应器5的烟气出口与第一间壁式换热器3的放热侧烟气进口相连，能够将经过脱硝反应后的烟气输送到第一间壁式换热器3的放热侧，由第一间壁式换热器3对烟气实施降温，而后经过烟囱8排出。

其中，第一间壁式换热器3优选为烟气－烟气换热器(GGH)，第一间壁式换热器3的吸热侧为烟气－烟气换热器中用于对烟气进行升温的一侧，第一间壁式换热器3的放热侧为烟气－烟气换热器中用于对烟气进行降温的一侧。选择性催化还原反应主要包括：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

6NO+4NH₃→5N₂+6H₂O

6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

本实用新型实施例的烟气处理系统主要在第一间壁式换热器3与注氨装置2之间增设了烟气加热器4，该烟气加热器4能够对过此处的烟气进行加热。在烟气处理装置的使用过程中，需要进行脱硝处理的烟气往往未达到适于进行脱硝反应的温度(即280℃到300℃)，为了提升脱硝反应的反应效率，为了解决这个问题，现有技术中的烟气处理系统使用间壁式换热器接收烟气。在使用过程中，烟气先进入间壁式换热器的吸热侧被升温到适于发生脱硝反应的温度，再与注氨装置2释放的氨气混合，随后由能够进行催化还原反应的脱硝反应器5对烟气实施脱硝，在进行脱硝反应后，烟气进一步升温，并被输送到间壁式换热器的放热侧对吸热侧中的烟气进行升温。然而本申请的发明人秉承着精益求精的精神在付出创造性劳动后发现，由于间壁式换热器的换热效率有限，一旦烟气的温度过低，则经过间壁式换热器升温后的烟气也往往无法达到适合进行脱硝反应的温度(即280℃到300℃)，这严重阻碍了脱硝反应效率的提升。因此，本实用新型的烟气处理系统在第一间壁式换热器3与注氨装置2之间增设了烟气加热器4，烟气加热器4能够对经过第一间壁式换热器3的烟气进一步进行加热，即使从第一间壁式换热器3出来的烟气的温度低于脱硝反应的适合温度，该烟气加热器4也能将该烟气加热到适合脱硝反应的温度(即280℃到300℃)，用于提升脱硝反应的反应效率并降低损害环境的风险。

在本实施例中，烟气处理系统100还包括燃气加热器6及连接注氨装置2的烟气进口和第一间壁式换热器3的吸热侧烟气出口的指定管道7。其中，烟气加热器4包括能够对经过指定管道7的内部的烟气进行加热的燃烧器，燃烧器的燃气进口用于接收由燃气加热器6所加热的外来的燃气，而燃烧器的助燃气进口与指定管道7相连并能接收来自指定管道7内的含氧气的烟气。这使得燃气能够借助来自指定管道7内的含氧气的烟气在燃烧器中燃烧，并对于经过指定管道7的内部的烟气进行升温。现有技术中的燃烧器一般使用常温的燃气与空气燃烧来提供热量，然而，本申请的发明人在经过大量实验后发现，在使用燃气和空气燃烧来将烟气升温到适用于进行脱硝反应的温度(即280℃到300℃)的过程中，大量的热量被用于提升燃气和空气的温度，这个过程浪费了大量的燃气，严重增加了烟气处理系统100的运行成本。因此，本实用新型实施例的烟气处理系统100创造性地使用经过燃气加热器6所加热的燃气作为燃料，使用无需增加成本的来自指定管道7内的经过第一间壁式换热器3升温的含氧气的烟气作为助燃气体，有效减少了用于燃气和助燃气体的升温的热量，减少了对烟气加热过程所需的燃气量，从而节约了烟气处理系统100的运行成本。燃气优选为高炉煤气或焦炉煤气。在一个未示出的实施例中，烟气加热器4也可选择为外置式热风炉。

在本实施例中，燃气加热器6选为第二间壁式换热器，第二间壁式换热器的吸热侧燃气进口用于接收燃气，第二间壁式换热器的吸热侧出口与燃烧器的燃气进口相连，第二间壁式换热器的放热侧烟气进口与第一间壁式换热器3的放热侧烟气出口相连，第二间壁式换热器的放热侧烟气出口用于连接烟囱8。这使得第二间壁式换热器不但能够对经过第二间壁式换热器的燃气进行升温，而且能够同时对经过第一间壁式换热器3的放热侧烟气出口后的烟气继续降温。

在本实施例中，烟气处理系统100还可包括脱硫装置1，与脱硫装置1的烟气进口相连的且能将待处理的烟气输送到脱硫装置1内的主抽风机9，其中，主抽风机9能够将烟气输入到脱硫装置1中。脱硫装置1优选但不限于脱硫塔。

在本实施例中，烟气处理系统100还包括设在第一间壁式换热器3的放热侧烟气出口与烟囱8的烟气进口之间的引风机10。引风机10能够为烟气在烟气处理系统100中的流动提供动力。

在本实施例中，烟气处理系统100还包括带有助燃抽风机11a的送风支路11，送风支路11的烟气进口与指定管道7相连，而其烟气出口与燃烧器的助燃气进口相连。送风支路11能够促进来自指定管道7内的含氧气的烟气更快速进入到燃烧器中，以满足燃烧器在燃烧燃气时对助燃气的需求。

当脱硫装置1选择为湿法脱硫塔时，烟气中湿度会显著提升(约为12％～20％)。水的比热容大于烟气的比热容，这导致了将烟气升温到适用于进行脱硝反应的温度(比如280℃到300℃)的过程需要消耗更多的燃气。为了减少升温过程所需的燃气量，优选地，烟气处理系统100还包括设在脱硫装置1的烟气出口与第一间壁式换热器3的烟气进口之间的除湿装置12。需要注意的是，当脱硫装置1选择为干法脱硫装置1时，烟气处理系统100不必在烟气出口与第一间壁式换热器3的烟气进口之间设置除湿装置12。优选地，除湿装置12可选为冷却除湿机、转轮除湿机或溶液除湿机。

除湿后的烟气的含水量仍处于饱和状态，烟气中的灰尘极易附着在第一间壁式换热器3内，因此存在着堵塞第一间壁式换热器3的风险。优选地，烟气处理系统100还包括带有循环风机13a的返烟支路13，返烟支路13的烟气进口与第一间壁式换热器3的吸热侧烟气出口相连通，而其烟气出口与第一间壁式换热器3的吸热侧烟气进口相连通。这使得经过第一间壁式换热器3的吸热侧加热的温度较高的烟气能够通过返烟支路13汇入到第一间壁式换热器3的吸热侧烟气进口中，并对第一间壁式换热器3的吸热侧烟气进口中的烟气进行升温，使烟气中的含水量变得不饱和，降低灰尘附着在第一间壁式换热器3内的速率和总量，由此降低第一间壁式换热器3堵塞的风险。优选地，烟气处理系统100还包括设在脱硫装置1的烟气出口与除湿装置12的烟气进口之间的除尘装置14。除尘装置14能够降低烟气中颗粒物含量，并降低烟气中的颗粒物堵塞第一间壁式换热器3的风险。其中，除尘装置14可选为过滤式除尘装置14、重力除尘装置14和惯性力除尘装置14。

在本实施例中，注氨装置2包括顺序连接的氨气制备装置、喷氨格栅及密封包覆喷氨格栅的格栅烟道。格栅烟道包括与第一间壁式换热器3的吸热侧烟气出口相连的烟气进口和与脱硝反应器5的烟气进口相连的烟气出口，能够将氨气制备装置制备的氨气输送到脱硝反应器5中，为脱硝反应提供氨气。其中，氨气制备装置用于储存液氨、氨水或尿素等原料并为脱硝反应提供氨气。其中，当原料选择为液氨时氨气制备装置优选为包括液氨储存罐和氨气蒸发器。当原料选择为氨水时，氨气制备装置优选为包括氨水储存罐和氨水蒸发器。当原料选择为尿素时，氨气制备装置优选为包括尿素储存罐和尿素水解反应器，或选择为包括尿素储存罐和尿素热解反应器。喷氨格栅用于将氨气制备装置制备的氨气注入到烟气中，有助于氨气与烟气充分混合并在脱硝反应器5进行更加充分的脱硝反应。优选地，脱硝反应器5包括反应器本体及设在反应器本体内的催化剂。催化剂优选为以V₂O₅为主要活性成份，以WO₃、MoO₃为抗氧化、抗毒化辅助成份。为了增大催化剂用于烟气的接触面积，催化剂型式优选但不限于板式、蜂窝式和波纹板式。

综上所述，本实用新型实施例的烟气处理系统100能够在烟气较低时提高烟气处理系统的脱硝反应的反应效率，从而降低排出的烟气危害环境的风险。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种烟气处理系统，其特征在于，包括注氨装置、第一间壁式换热器、烟气加热器及能够实施选择性催化还原反应的脱硝反应器，其中所述第一间壁式换热器的吸热侧烟气进口用于接收待处理的烟气，所述第一间壁式换热器的吸热侧烟气出口与注氨装置的烟气进口相连，所述注氨装置的烟气出口与脱硝反应器的烟气进口相连，所述脱硝反应器的烟气出口与第一间壁式换热器的放热侧烟气进口相连，所述第一间壁式换热器的放热侧烟气出口用于连接烟囱以通过所述烟囱排放已经处理过的烟气，所述烟气加热器设在所述第一间壁式换热器与注氨装置之间并能将经过此处且不足280℃的烟气加热到280℃-300℃。

2.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，还包括燃气加热器及连接所述注氨装置的烟气进口和所述第一间壁式换热器的吸热侧烟气出口的指定管道，所述烟气加热器包括能够对经过所述指定管道的内部的烟气进行加热的燃烧器，所述燃烧器的燃气进口用于接收由所述燃气加热器所加热的外来的燃气，而所述燃烧器的助燃气进口与所述指定管道相连并能接收来自所述指定管道内的含氧气的烟气。

3.根据权利要求2所述的烟气处理系统，其特征在于，所述燃气加热器为第二间壁式换热器，所述第二间壁式换热器的吸热侧燃气进口用于接收燃气，所述第二间壁式换热器的吸热侧燃气出口与燃烧器的燃气进口相连，所述第二间壁式换热器的放热侧烟气进口与所述第一间壁式换热器的放热侧烟气出口相连，所述第二间壁式换热器的放热侧烟气出口用于连接烟囱。

4.根据权利要求2所述的烟气处理系统，其特征在于，还包括脱硫装置，所述脱硫装置的烟气进口用于接收待处理的烟气，而其烟气出口与第一间壁式换热器的吸热侧烟气进口相连，所述烟气处理系统还包括与所述脱硫装置的烟气进口相连的且能将待处理的烟气输送到所述脱硫装置内的主抽风机。

5.根据权利要求2所述的烟气处理系统，其特征在于，还包括设在所述第一间壁式换热器的放热侧烟气出口与烟囱的烟气进口之间的引风机。

6.根据权利要求2所述的烟气处理系统，其特征在于，还包括带有助燃抽风机的送风支路，所述送风支路的烟气进口与所述指定管道相连，而其烟气出口与所述燃烧器的助燃气进口相连。

7.根据权利要求4所述的烟气处理系统，其特征在于，还包括设在所述脱硫装置的烟气出口与第一间壁式换热器的烟气进口之间的除湿装置，所述脱硫装置为湿法脱硫塔。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的烟气处理系统，其特征在于，还包括带有循环风机的返烟支路，所述返烟支路的烟气进口与所述第一间壁式换热器的吸热侧烟气出口相连通，而其烟气出口与所述第一间壁式换热器的吸热侧烟气进口相连通。

9.根据权利要求1到7中任一项所述的烟气处理系统，其特征在于，所述注氨装置包括顺序连接的氨气制备装置、喷氨格栅及密封包覆所述喷氨格栅的格栅烟道，其中所述格栅烟道包括与所述第一间壁式换热器的吸热侧烟气出口相连的烟气进口和与所述脱硝反应器的烟气进口相连的烟气出口。

10.根据权利要求1到7中任一项所述的烟气处理系统，其特征在于，所述脱硝反应器包括反应器本体及设在所述反应器本体内的催化剂。

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