專利名稱：火力發(fā)電廠煙氣除塵脫硝脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電廠煙氣除塵脫硝脫硫方法，特別是一種高溫(380°C以上)條件下進(jìn)行布袋除塵的脫硝脫硫方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)厲和燃料價(jià)格的逐漸上漲，節(jié)能環(huán)保受到廣泛的重視，對(duì)火力發(fā)電廠高溫?zé)煔獾倪_(dá)標(biāo)排放及煙氣處理中節(jié)能降耗提出了更高的要求，特別是煙氣中NOx的排放引起了社會(huì)極大的關(guān)注，煙氣除必須進(jìn)行傳統(tǒng)的除塵及脫硫處理外， 還需要進(jìn)行脫硝處理，以確保S4和NOx均能達(dá)標(biāo)排放。目前，SCR (選擇性催化還原)脫硝技術(shù)作為煙氣NOx脫除的主流技術(shù)已逐步應(yīng)用于火力發(fā)電廠脫硝工程中。根據(jù)煙氣的含塵量因煤質(zhì)而不同，目前煙氣處理流程大致有以下兩種典型配置方案(1)高含塵煙氣布置方案按如下程序高溫?zé)煔庖籗CR反應(yīng)器(脫硝)一空氣預(yù)熱器(回收部分熱量，煙氣降溫) —布袋除塵裝置(除塵)一FGD (脫硫)一煙囪(排放)；這種方案的優(yōu)點(diǎn)是煙道流程簡(jiǎn)單，壓力損失較小。SCR反應(yīng)溫度比較合適，一般不需要額外的熱源加熱煙氣，運(yùn)行費(fèi)用較低；存在的最大缺陷是未經(jīng)除塵的煙氣中重金屬、SO2含量較高，對(duì)催化劑的活性存在不利影響， 容易造成下游設(shè)備反應(yīng)器堵灰，其次，對(duì)于高含塵煙氣，催化劑煙氣通道必須加大以避免堵灰，這樣會(huì)降低催化劑的比面積，從而加大催化劑的用量，增加SCR的建設(shè)和運(yùn)行成本，同時(shí)催化劑用量的加大也需要體積更大的反應(yīng)器，這樣鋼結(jié)構(gòu)的耗量也增大；(2)低含塵布置方案按如下程序高溫?zé)煔庖豢諝忸A(yù)熱器(降溫)一布袋除塵裝置(除塵)一FGD (脫硫)一加熱器(升溫)一SCR反應(yīng)器(脫硝)一煙囪(排放);這種方案優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)入SCR反應(yīng)器的煙氣含塵量降低，可以選用較小的催化劑煙氣通道，大大提高催化劑的比面積，從而降低催化劑的整體用量，降低初投資和催化劑更換運(yùn)行費(fèi)用；存在的最大缺陷是經(jīng)過(guò)脫硫塔后的煙氣溫度低于SCR脫硝所需的反應(yīng)溫度，因此需要通過(guò)加熱器，使煙氣再熱升溫，一般再熱系統(tǒng)需要增加3%左右的能耗；此外，除塵設(shè)在空氣預(yù)熱器之后，高溫高濃度灰塵使空氣預(yù)熱器堵灰、積灰的概率增加，內(nèi)壁磨損會(huì)加大，而堵灰會(huì)導(dǎo)致傳熱效果變差，排煙溫度上升，排煙熱損失增加，鍋爐熱效率降低，增加一次風(fēng)與煙氣、二次風(fēng)與煙氣的差壓，增加了漏風(fēng)損失， 為滿足鍋爐燃燒所需風(fēng)量，必須增大風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量，因此，此方案能量損耗大，無(wú)法兼顧節(jié)能的目標(biāo)。另外，傳統(tǒng)布袋除塵器中，濾袋的連續(xù)耐溫一般不超過(guò)250°C，濾布一般由P84、 PPS、聚四氟乙烯(PTFE)纖維或相互復(fù)合制成，因此無(wú)法適應(yīng)400°C左右的高溫?zé)煔猸h(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種火力發(fā)電廠煙氣除塵脫硝脫硫方法，它可在原煙氣的高溫狀態(tài)下實(shí)施布袋除塵，實(shí)現(xiàn)先除塵，后SCR脫硝，避免催化劑煙氣通道及后續(xù)設(shè)備堵灰，克服大量粉塵對(duì)催化劑的危害，提高催化效率，并可節(jié)能降耗。本發(fā)明方法是溫度為380°C以上的原煙氣先通過(guò)布袋除塵器除塵后通入SCR反應(yīng)器進(jìn)行選擇性催化還原脫硝，脫硝后煙氣依次通過(guò)空氣預(yù)熱器和換熱器，降溫至9(T10(TC后進(jìn)入脫硫塔進(jìn)行濕法脫硫，從脫硫塔排出的脫硫煙氣通過(guò)所述換熱器升溫至10(T105°C 后，入煙@排放；所述布袋除塵器中，濾袋的濾布由基布和面層氈組成；所述基布是PBO (聚對(duì)苯撐苯并雙口惡唑)纖維的機(jī)織布；所述面層氈是由PBO纖維網(wǎng)和玄武巖纖維網(wǎng)交叉鋪成的混合纖維氈，其中玄武巖纖維的重量含量為409Γ50%，其余為PBO纖維；所述基布夾在兩面層氈之間并縫合成復(fù)合濾料，經(jīng)熱軋、燒毛熱定型、聚四氟乙烯浸漬、烘干而成耐高溫的濾布。所述脫硝后煙氣通過(guò)空氣預(yù)熱器降溫至15(T160°C。從脫硫塔排出的脫硫煙氣溫度為5(T60°C。所述基布的面密度為135 165g/m2。本發(fā)明方法采用由PBO纖維和玄武巖纖維組成的復(fù)合材料制作除塵器濾袋，其中玄武巖纖維具有不燃性，可以耐600°C以上高溫，強(qiáng)度高，無(wú)收縮等優(yōu)點(diǎn)，但是性脆、耐磨性差，耐腐蝕性能也較差；PBO纖維具有剛直的線性高分子結(jié)構(gòu)，其耐溫達(dá)到為650°C，阻燃性很高，耐蠕變、耐酸堿、耐切割、耐磨、耐高濕，但是抗壓強(qiáng)度較差；本發(fā)明用獨(dú)特的復(fù)合方式使兩種纖維性能互補(bǔ)，克服了單一材料存在的缺點(diǎn)，從而具有耐高溫、高強(qiáng)度、高透氣性等特性，完全適用于高溫?zé)煔?煙氣溫度一般在38(T40(TC)濾塵。本發(fā)明采用先除塵，后脫硝的工藝路線，其意義不僅在于突破了火力發(fā)電廠布袋除塵器只能布置在低溫?zé)煹赖膫鹘y(tǒng)思路，更重要的是除塵后的煙氣解決了后續(xù)一系列設(shè)備的堵灰問(wèn)題并減輕了重金屬離子的危害，特別是除塵后處于高溫的煙氣無(wú)需加熱，直接進(jìn)入催化還原脫硝程序，催化反應(yīng)在該溫度下進(jìn)行，催化劑用量少，脫硝效率高。脫硝后的煙氣經(jīng)空氣預(yù)熱器將部分熱量傳遞給空氣，熱空氣可用于鍋爐助燃，降低煤耗；降溫后的煙氣進(jìn)行后續(xù)的濕法脫硫程序。整個(gè)流程中，煙氣從高溫度至低溫，完成除塵、脫硝、脫硫的過(guò)程，煙氣的熱量得到了合理的利用，達(dá)到節(jié)能降排的目的。可見(jiàn)，本發(fā)明提供了火力發(fā)電廠高溫?zé)煔鈨艋淖罴压に嚲€路。


圖1是本發(fā)明提供的火力發(fā)電廠除塵脫硝脫硫工藝流程示意圖。圖2是布袋除塵器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是由復(fù)合濾料的層狀結(jié)構(gòu)意圖。圖中，1是鍋爐，2是超高溫布袋除塵器，2. 1是濾袋，2. 2是支撐架，2. 3是煙氣室， 2. 4是花板，2. 5是壓縮空氣脈沖閥，2. 6是灰斗，2. 7是氣流均布板，2. 8是進(jìn)氣口，2. 9是出氣口，3是SCR反應(yīng)器，4是空氣預(yù)熱器，5是脫硫塔，6是熱交換器，7是煙囪，8是面層氈，9
是基布。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明方法的實(shí)施例。如圖1，從火電廠鍋爐1排出的高溫?zé)煔?溫度為380°C、00°C)經(jīng)過(guò)布袋除塵器 2過(guò)濾除塵后進(jìn)入SCR反應(yīng)器3進(jìn)行催化反應(yīng)，使煙氣中的NOx還原成隊(duì)；然后高溫?zé)煔膺M(jìn)入空氣預(yù)熱器4與空氣換熱后，從空氣預(yù)熱器3出口煙氣溫度達(dá)到150— 160°C，再經(jīng)過(guò)熱交換器6與脫硫后的低溫?zé)煔鈸Q熱，煙氣溫度降到90—100°C，進(jìn)入脫硫塔5，以石灰石漿液對(duì)塔內(nèi)上升煙氣進(jìn)行噴淋，吸收其中的SO2,生成石膏漿液沉降至塔底，脫硫后煙氣溫度降到5(T60°C，從脫硫塔5的頂部排出，經(jīng)過(guò)熱交換器6升溫至100—105°C左右，最后入煙囪 7排放。上述SCR反應(yīng)器3中的催化脫硝及脫硫塔5的濕法脫硫均為本領(lǐng)域成熟的工藝過(guò)
程，在此不一一詳述。圖1中布袋除塵器2采用如圖2的常規(guī)結(jié)構(gòu)，煙氣室2. 2內(nèi)設(shè)有多組過(guò)濾 清灰單元，每個(gè)單元包含依次排列并懸掛在花板2. 4上的多個(gè)濾袋2. 1和壓縮空氣脈沖閥2. 5， 濾袋2. 1的下方設(shè)有灰斗2. 6。含塵煙氣經(jīng)進(jìn)氣口 2. 8的氣流均布板2. 7均勻分配后，進(jìn)入煙氣室2. 2，煙氣中的粉塵被阻擋在各濾袋2. 1外表面，潔凈氣體(即除塵后的煙氣)進(jìn)入濾袋2. 1內(nèi)并穿過(guò)花板2. 4進(jìn)入上部的凈氣室，從凈氣室的出氣口 2. 9排出(去SCR反應(yīng)器 3進(jìn)入脫硝工藝)。除塵器需要清灰時(shí)，啟動(dòng)壓縮空氣脈沖閥2. 5，向各濾袋2. 1內(nèi)吹入脈沖壓縮空氣，使濾袋鼓脹變形，將附著在各濾袋2. 1外表面的積灰吹落入灰斗2. 6。圖2中的濾袋2. 1采用濾布為耐高溫的多層復(fù)合材料，濾布截面結(jié)構(gòu)如圖3，它由上、下兩面層氈8和中間一層基布9通過(guò)針刺縫合而成。基布9是PBO纖維機(jī)織布，面密度為135 165g/m2。面層8是PBO纖維和玄武巖纖維的混合纖維，其中玄武巖纖維占重量比例為409Γ50%，其余為PBO纖維。上述復(fù)合濾布的作步驟如下
DPBO纖維開(kāi)包一粗開(kāi)松一大倉(cāng)混棉一精開(kāi)松一儲(chǔ)棉箱一半振動(dòng)半氣壓棉箱一自調(diào)勻整一梳理一鋪網(wǎng)；
2)玄武巖纖維開(kāi)包一粗開(kāi)松一大倉(cāng)混棉一精開(kāi)松一儲(chǔ)棉箱一半振動(dòng)半氣壓棉箱一自調(diào)勻整一梳理一鋪網(wǎng)；
3 )玄武巖纖維重量與PBO纖維按預(yù)定的重量比交叉鋪網(wǎng)，形成面層。4)按照同樣工藝形成另一面層。5)在兩個(gè)面層之間加入PBO機(jī)織基布，經(jīng)過(guò)預(yù)針刺機(jī)后進(jìn)入水刺設(shè)備，針刺縫合； 6)整理工藝熱軋一燒毛一熱定型一聚四氟乙烯浸漬一烘干一分切，得濾布，用于縫制
濾袋ο本濾布的厚度為2. 1mm，徑向抗拉強(qiáng)力超過(guò)2000N/5X200mm，緯向抗拉強(qiáng)力超過(guò) 2500 Ν/5 X 200mm，透氣度為 14cm3/cm2 · s。某電廠30(MW機(jī)組按本發(fā)明方法的工藝流程(包括采用耐高溫濾袋的布袋除塵) 對(duì)原有的傳統(tǒng)布袋除塵脫硝工藝進(jìn)行了技術(shù)改造，排放的凈化煙氣的排塵濃度小于30mg/ Nm3，除塵效率達(dá)到99. 99%。相比技改前，空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)降低了 6%，排煙溫度降低 10°C，煤耗下降了 9.8g/Kwh，年節(jié)煤達(dá)到1.8萬(wàn)噸左右。對(duì)SCR高塵布置方案，催化劑耗量比技改前每年減少費(fèi)用為200多萬(wàn)元；對(duì)SCR低塵布置方案，廠用電率下降了 3. 1%，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
權(quán)利要求
1.一種火力發(fā)電廠煙氣除塵脫硝脫硫方法，其特征是溫度為380°c以上的原煙氣先通過(guò)布袋除塵器除塵后通入SCR反應(yīng)器進(jìn)行選擇性催化還原脫硝，脫硝后煙氣依次通過(guò)空氣預(yù)熱器和換熱器，降溫至9(T10(TC后進(jìn)入脫硫塔進(jìn)行濕法脫硫，從脫硫塔排出的脫硫煙氣通過(guò)所述換熱器升溫至10(T105°C后，入煙@排放；所述布袋除塵器中，濾袋的濾布由基布和面層氈組成；所述基布是PBO纖維的機(jī)織布；所述面層氈是由PBO纖維網(wǎng)和玄武巖纖維網(wǎng)交叉鋪成的混合纖維氈，其中玄武巖纖維的重量含量為409Γ50%，其余為PBO纖維；所述基布夾在兩面層氈之間并縫合成復(fù)合濾料，經(jīng)熱軋、燒毛熱定型、聚四氟乙烯浸漬、烘干而成耐高溫的濾布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火力發(fā)電廠煙氣除塵脫硝脫硫方法，其特征是所述脫硝后煙氣通過(guò)空氣預(yù)熱器降溫至15(T160°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的火力發(fā)電廠煙氣除塵脫硝脫硫方法，其特征是從脫硫塔排出的脫硫煙氣溫度為5(T60°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的火力發(fā)電廠煙氣除塵脫硝脫硫方法，其特征是所述基布的面密度為135 165g/m2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電廠煙氣除塵脫硝脫硫方法，高溫原煙氣先通過(guò)布袋除塵器除塵后通入SCR反應(yīng)器進(jìn)行選擇性催化還原脫硝，然后依次通過(guò)空氣預(yù)熱器和換熱器降溫至90~100℃，入脫硫塔進(jìn)行濕法脫硫，從脫硫塔排出的脫硫煙氣通過(guò)換熱器升溫至100~105℃后，入煙囪排放；布袋除塵器中，濾袋的濾布以PBO纖維的機(jī)織布為基布，以PBO纖維網(wǎng)和玄武巖纖維網(wǎng)交叉鋪成的復(fù)合纖維氈為面層，將基布夾在兩面層氈之間縫合，經(jīng)熱軋、燒毛熱定型、聚四氟乙烯浸漬、烘干而成耐高溫的濾布。本方法使用耐高溫濾袋實(shí)現(xiàn)原煙氣先高溫除塵，后脫硝，減輕后續(xù)設(shè)備堵灰及對(duì)催化劑的危害，催化劑用量少，脫硝效率高，催化反應(yīng)無(wú)需外加熱量，節(jié)能減排。
文檔編號(hào)B01D46/02GK102393023SQ201110319129
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者丁煒, 劉軼, 夏新偉, 李仁剛, 雷達(dá), 黃向陽(yáng) 申請(qǐng)人:南京龍?jiān)喘h(huán)保有限公司