CN221156057U - 一种治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统 - Google Patents
一种治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及烟气处理的技术领域。尤其涉及一种治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统，其包括依次连接的静电除尘器、湿法脱硫塔、冷凝换热器、湿式电除尘器、烟道除雾器、SCR脱硝反应器和引风机。本实用新型的治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统能够对含有高浓度污染物的烟气进行有效的处理，特别是在对SO2浓度≥6000mg/Nm3、NOx浓度≥400mg/Nm3、固体颗粒物浓度≥5g/Nm3的烟气进行处理时，可将出口处的烟气污染物浓度控制在SO2浓度≤35mg/Nm3、NOx浓度≤50mg/Nm3、固体颗粒物浓度≤5mg/Nm3，使烟气能够达到超低排放的标准。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟气处理的技术领域，特别是涉及一种治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统。
背景技术
针对含有高浓度污染物的烟气，为了达到超低排放指标，脱硫效率要求99.5％左右，脱硝效率90％左右，除尘效率99.3％左右。现有的烟气处理装置难以满足如此高的效率，因此亟需一种高效的脱硫、脱硝和除尘系统。
实用新型内容
为了使烟气达到超低排放的标准，本申请提供一种治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统。
本实用新型所提供的治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统，采用如下的技术方案：
一种治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统，包括湿法脱硫塔、除尘单元、脱硝单元和引风机；所述除尘单元包括静电除尘器、冷凝换热器、湿式电除尘器和烟道除雾器；所述静电除尘器的进口与排出烟气的设备连通，出口与所述湿法脱硫塔连通，用于去除烟气中的固体颗粒物；所述湿法脱硫塔的出口与所述冷凝换热器连通，用于脱除烟气中的SO2；所述冷凝换热器的出口与所述湿式电除尘器连通，用于降低烟气的含水量，同时去除烟气中的固体颗粒物；所述湿式电除尘器的出口与所述烟道除雾器连通，用于去除烟气中的固体颗粒物；所述烟道除雾器的出口与所述脱硝单元连通，用于除去烟气中携带有固体颗粒物的液滴；所述脱硝单元的出口与所述引风机连通，用于脱除烟气中的氮氧化物；所述引风机的出口与烟囱连通，用于带动所述治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统中烟气的流动。
可选的，所述脱硝单元包括SCR脱硝反应器、内置式加热炉和回转式换热器；所述回转式换热器具有冷端和热端，所述冷端和所述热端之间能够进行热交换；所述冷端与所述烟道除雾器的出口以及所述内置式加热炉的进口连通；所述内置式加热器的出口与所述SCR脱硝反应器的进口连通；所述热端与所述SCR脱硝反应器的出口以及所述引风机的进口连通；所述冷端内的烟气被热端内的烟气加热后进入所述内置式加热炉；所述热端内的烟气与所述冷端内的烟气换热后被排放至所述引风机。
可选的，所述冷凝换热器为氟塑料换热器。
可选的，所述冷凝换热器内产生的冷凝水回收后供所述治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统再次利用。
可选的，所述湿式电除尘器通过变频脉冲电源供电。
可选的，所述SCR脱硝反应器采用的催化剂为中高温催化剂，所述中高温催化剂的最佳工作温度为280℃～420℃。
可选的，所述治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统通过一台所述引风机带动烟气流动。
可选的，所述引风机为可变频调节的引风机。
如上所述，本实用新型的治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统，至少具有以下有益效果：
1、本实用新型的治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统，通过依次连接的静电除尘器、湿法脱硫塔、冷凝换热器、烟道除雾器、SCR脱硝反应器和引风机，能够更高效地对烟气进行脱硫脱硝，使得处理后的烟气能够满足超低排放的要求。
2、本实用新型的治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统的脱硝单元中，采用回转式换热器和内置式加热炉，减少SCR脱硝反应器的热量损失，提高其热利用率。并且通过只设置一台可变频调节的引风机，降低治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统整体的能耗。使得本实用新型的治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统整体能耗较低，达到节能的目的。
附图说明
图1是本实用新型实施例用于体现治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统整体结构的示意图。
附图标记：1、静电除尘器；2、湿法脱硫塔；3、冷凝换热器；4、湿式电除尘器；5、烟道除雾器；6、回转式换热器；7、内置式加热炉；8、SCR脱硝反应器；9、引风机；10、烟囱。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
请参照图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
请参照图1，本实用新型提供一种治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统，其包括湿法脱硫塔2、除尘单元、脱硝单元和引风机9。除尘单元包括静电除尘器1、冷凝换热器3、湿式电除尘器4和烟道除雾器5。静电除尘器1的进口与排出烟气的设备连通，出口与湿法脱硫塔2连通，用于去除烟气中的固体颗粒物。湿法脱硫塔2的出口与冷凝换热器3连通，用于脱除烟气中的SO2。冷凝换热器3的出口与湿式电除尘器4连通，用于降低烟气的含水量，同时去除烟气中的固体颗粒物。湿式电除尘器4的出口与烟道除雾器5连通，用于去除烟气中的固体颗粒物。烟道除雾器5的出口与脱硝单元连通，用于除去烟气中携带有固体颗粒物的液滴。脱硝单元的出口与引风机9连通，用于脱除烟气中的氮氧化物。引风机9的出口与烟囱10连通，用于带动治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统中烟气的流动。
烟气进行处理时首先进入静电除尘器1内，通过静电除尘器1去除烟气中的大部分粉尘。
具体的，静电除尘器1具有进口变径管和出口变径管。
进口变径管的作用在于适应不同管道之间的连接，并且改善烟气在静电除尘器1内的流动，降低静电除尘器1内的阻力，提高烟气的流动效率。
进口变径管具有第一烟气进口和第一烟气出口。烟气通过第一烟气进口进入进口变径管内，通过第一烟气出口进入静电除尘器1。本实施例对进口变径管的形状不作出限定，其形状可以是常见的变径管的形状。但进口变径管的第一烟气进口的位置可以设置在进口变径管远离第一烟气出口的端部，以使烟气可以沿进口变径管的轴向进入进口变径管。也可以设置在进口变径管的侧面，使得烟气可以沿进口变径管的径向进入进口变径管。
进口变径管的内部可能出现烟气气流分布不均匀的情况，为了减少进口变径管内烟气气流的分布不均匀，进口变径管内设置有导流板和折流板，导流板和折流板均可以改变烟气气流的方向，进而使烟气气流分布均匀。
当进口变径管内安装有导流板和折流板时，导流板和折流板上容易吸附粉尘，影响烟气的正常流动，因此进口变径管上还安装有振打机构。振打机构通过对进口变径管进行振打，使吸附在导流板和折流板上的粉尘脱落，有利于进口变径管内烟气的正常流动。
出口变径管的结构与入口变径管的结构相同，其具有第二烟气进口和第二烟气出口。第二烟气进口与静电除尘器1的出口连接，第二烟气出口与湿法脱硫塔2的进口连接。出口变径管的作用在于改善静电除尘器1出口处的烟气流动。
为了进一步捕集未被静电除尘器1内电场收取的荷电离子，出口变径管的第二烟气出口处设置有横向收尘板，横向收尘板的作用与静电除尘器1的阳极相同，能够进一步捕集未被静电除尘器1内电场收取的荷电离子，有助于提高静电除尘器1的除尘效率。
更具体的，在本申请的另一实施例中，静电除尘器1具有外壳，为一个气密性、耐温耐压性能良好的容器，外壳连接在排放烟气的设备与湿法脱硫塔2之间。
外壳的作用在于：减少外部空气进入静电除尘器1内部，承受静电除尘器1运行、振打时产生的冲击在和，并且保护外壳内部的零部件。
更具体的，静电除尘器1为四电场静电除尘器1，即静电除尘器1的电场电源采用三相脉冲智能变频高压电源，有利于提高静电除尘器1的除尘效率。
请继续参照图1，湿法脱硫塔2连接在静电除尘器1和冷凝换热器3之间。
具体的，湿法脱硫塔2包括脱硫吸收塔和设置在脱硫吸收塔内的脱硫单元和喷淋层。脱硫单元在脱硫吸收塔内提供脱硫浆液和烟气接触混合的反应区域，烟气自下而上穿过脱硫单元，并且与喷淋层喷出的浆液接触，浆液在于烟气充分接触反应之后，流向脱硫吸收塔底部并被收集，使得烟气中的SO2被吸收，粉尘被捕获。
脱硫单元提供了高效的气-液接触方式，可以在稳定可靠的基础上高效的脱除烟气中的SO2和粉尘。脱硫单元还可使烟气均匀的扩散到浆液中，提高湿法脱硫塔2的脱硫性能。
请继续参照图1，冷凝换热器3布置在湿法脱硫塔2的出口处，用于对从湿法脱硫塔2中排出的烟气进行冷却。
本实施例中，冷凝换热器3采用氟塑料换热器，即冷凝换热器3内的换热管采由氟塑料制成，本实施例中换热管为氟塑料光管。
具体的，酸露点腐蚀、磨损和积灰是所有烟气换热器设备所面临的最主要问题。由于材质、结构设计等方面的原因，传统的金属换热管极易产生腐蚀、磨损和积灰问题。金属管设计时采用有限腐蚀理论，来确定换热器的使用寿命。但实际运行环境和设计差异很大，导致金属换热器的使用寿命大大缩短。
氟塑料光管相比与传统金属换热管具有以下优势：
相对密度较大，坚韧而无回弹性。具有较小的摩擦因数，表现为具有优异的润滑性；氟塑料的静摩擦因数比动摩擦因数更小，且从超低温到熔点，摩擦因数几乎保持不变；具有良好的减磨性，与金属间的干摩擦系数为0.1～0.3，有液体润滑的情况下为0.02～0.04，其动静摩擦系数都比较小，且始动摩擦系数与动摩擦系数差异较小。使得冷凝换热器3具有更长的使用寿命。
氟塑料光管具有优异的不粘性，表面接触角很大，使氟塑料表面的液体成球状，不易粘接；具有突出的表面自润滑性，几乎所有粘性物质均不能粘附到其表面；表面光滑且有适度的挠性，使用时由于烟气的吹动，氟塑料光管处于不停振动状态，不易积灰结垢。使得烟气在其内的流动阻力更小，并且使得冷凝换热器3整体的换热系数保持稳定。
此外，冷凝换热器3内凝结的水分经过简单处理即可回收利用，有利于节约治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统整体的用水量。
请继续参照图1，湿式电除尘器4布置在冷凝换热器3的出口处。其工作原理为烟气通过高压电场，高压电场使烟气中的烟尘和雾滴带电，形成带电离子，带电离子向相反电荷的电极运动，带电离子到达电极后进行放电，形成中性尘、雾颗粒，沉积于电极上凝集、降落而被除去。
在本实施例中，为提高湿式电除尘器4的除尘效率，通过变频脉冲电源对湿式电除尘器4进行供电。
请继续参照图1，烟道除雾器5布置在湿式电除尘器4和脱硝单元之间。烟道除雾器5的作用在于除去湿式电除尘器4冲洗时产生的携带有固体颗粒物的液滴，使得进入脱硝单元之前的烟气中固体颗粒物浓度≤5mg/Nm3，减少携带有固体颗粒物的液滴对SCR脱硝反应器8产生的不良影响。
具体的，脱硝单元包括SCR脱硝反应器8、内置式加热炉7和回转式换热器6。
回转式换热器6具有冷端和热端，冷端和热端之间能够进行热交换。冷端与烟道除雾器5的出口以及内置式加热炉7的进口连通。内置式加热炉7的出口与SCR脱硝反应器8的进口连通。热端与SCR脱硝反应器8的出口以及引风机9的进口连通。冷端内的烟气被热端内的烟气加热后进入内置式加热炉7。热端内的烟气与冷端内的烟气换热后被排放至引风机9。
在本实施例中，SCR脱硝反应器8采用中高温催化剂，中高温催化剂的最佳工作温度为280℃～420℃。在本实用新型的其他一些实施例中，SCR脱硝反应器8可根据工艺的实际需求选择其他合适的催化剂。
通过采用回转式换热器6和内置式加热炉7，能够提高SCR脱硝反应器8的热利用率，节约能耗。
请继续参照图1，引风机9的作用是带动本实用新型的治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统中的烟气流动。
具体的，本实施例中引风机9采用可变频调节的引风机9，与传统引风机9相比，可变频调节的引风机9更节能。
并且，本实用新型的治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统整体只设置一台引风机9，有利于治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统整体的节能。
本实用新型的实施原理为：含有高浓度污染物的烟气首先进入静电除尘器1，在四电场的作用下，烟气中固体颗粒物浓度从5g/Nm3降到50mg/Nm3，烟气随后进入湿法脱硫塔2，脱硫吸收塔内安装有脱硫单元，在低的循环浆液液气比下脱硫吸收塔的脱硫效率较高，湿法脱硫塔2出口SO2浓度≤35mg/Nm3。脱硫后的饱和烟气进入冷凝换热器3降温，烟气在冷凝换热器3中与冷却水换热，温度由50-60℃降为40-55℃，烟气的含水率降低4％以上，烟气中的气态水转换为液态水经简单处理后回收供治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统再利用，烟气中的固体颗粒物、含有石膏的液滴随液态水从烟气中去除，实现除尘、回收水和减小烟气量的三重功能。降温后的烟气进入湿式电除尘器4进一步除去固体颗粒物，烟气进入烟道除雾器5除去湿式电除尘器4冲洗时携带固体颗粒物的液滴，保证湿式电除尘器4在线冲洗时固体颗粒物浓度≤5mg/Nm3。脱硫除尘后的烟气进入脱硝单元脱除氮氧化物，低温烟气经过回转式换热器6的冷端时被回转式换热器6的热端加热，温度达到240℃，进入内置式加热炉7继续加热，内置式加热炉7对烟气加热到280℃～420℃，满足SCR工艺催化剂的最佳工作温度后，烟气进入SCR脱硝反应器8中脱除氮氧化物，使得SCR脱硝反应器8出口排放的氮氧化物浓度≤50mg/Nm3，之后烟气进入回转式换热器6的热端与冷端的烟气换热。最后烟气经过引风机9加压后从烟囱10排放。
实际运用中，本实用新型的治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统出口处的污染物浓度可控制在SO2浓度≤35mg/Nm3、NOx浓度≤50mg/Nm3、固体颗粒物浓度≤5mg/Nm3，可达到超低排放的标准。
与传统烟气处理装置相比，本实用新型的治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统，通过依次连接的静电除尘器1、湿法脱硫塔2、冷凝换热器3、烟道除雾器5、SCR脱硝反应器8和引风机9，能够更高效地对烟气进行脱硫脱硝，使得处理后的烟气能够满足超低排放的要求。
此外，本实用新型的治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统的脱硝单元中，采用回转式换热器6和内置式加热炉7，减少SCR脱硝反应器8除的热量损失，提高其热利用率。并且通过只设置一台可变频调节的引风机9，降低治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统整体的能耗。使得本实用新型的治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统整体能耗较低，达到节能的目的。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统，其特征在于，包括湿法脱硫塔(2)、除尘单元、脱硝单元和引风机(9)；
所述除尘单元包括静电除尘器(1)、冷凝换热器(3)、湿式电除尘器(4)和烟道除雾器(5)；
所述静电除尘器(1)的进口与排出烟气的设备连通，出口与所述湿法脱硫塔(2)连通，用于去除烟气中的固体颗粒物；
所述湿法脱硫塔(2)的出口与所述冷凝换热器(3)连通，用于脱除烟气中的SO2；
所述冷凝换热器(3)的出口与所述湿式电除尘器(4)连通，用于降低烟气的含水量，同时去除烟气中的固体颗粒物；
所述湿式电除尘器(4)的出口与所述烟道除雾器(5)连通，用于去除烟气中的固体颗粒物；
所述烟道除雾器(5)的出口与所述脱硝单元连通，用于除去烟气中携带有固体颗粒物的液滴；
所述脱硝单元的出口与所述引风机(9)连通，用于脱除烟气中的氮氧化物；
所述引风机(9)的出口与烟囱(10)连通，用于带动所述治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统中烟气的流动；
所述脱硝单元包括SCR脱硝反应器(8)、内置式加热炉(7)和回转式换热器(6)；
所述回转式换热器(6)具有冷端和热端，所述冷端和所述热端之间能够进行热交换；所述冷端与所述烟道除雾器(5)的出口以及所述内置式加热炉(7)的进口连通；所述内置式加热炉(7)的出口与所述SCR脱硝反应器(8)的进口连通；所述热端与所述SCR脱硝反应器(8)的出口以及所述引风机(9)的进口连通；
所述冷端内的烟气被热端内的烟气加热后进入所述内置式加热炉(7)；所述热端内的烟气与所述冷端内的烟气换热后被排放至所述引风机(9)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述冷凝换热器(3)为氟塑料换热器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述冷凝换热器(3)内产生的冷凝水回收后供所述治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统再次利用。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述湿式电除尘器(4)通过变频脉冲电源供电。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述SCR脱硝反应器(8)采用的催化剂为中高温催化剂，所述中高温催化剂的最佳工作温度为280℃～420℃。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述引风机(9)的数量为一台，所述治理含有高浓度污染物烟气的脱硫、脱硝、除尘系统通过一台所述引风机(9)带动烟气流动。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述引风机(9)为可变频调节的引风机(9)。
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