一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置，包括引風機、干法脫硫系統(tǒng)、氨制備系統(tǒng)、除氨脫硝設備、顆粒物回收系統(tǒng)及壓縮空氣系統(tǒng)，所述干法脫硫系統(tǒng)、氨制備系統(tǒng)及除氨脫硝設備按煙氣氣流方向依次接入煙氣主管道，引風機安裝在除氨脫硝設備后的煙氣主管道上，除氨脫硝設備另外連接顆粒物回收系統(tǒng)，壓縮空氣系統(tǒng)通過連接管道分別連接除氨脫硝設備中的脈沖清灰裝置、干法脫硫系統(tǒng)中的干粉流態(tài)化設備和除氨脫硝設備出灰口的密閉排料鎖氣閥。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：一體化脫硫脫硝除氨效率高，脫硝方式獨特，設備結構形式先進，節(jié)省能源，充分回收利用煤氣凈化工藝中的剩余氨水，充分回收利用余熱。
【專利說明】一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及低溫煙氣無害化處理【技術領域】，尤其涉及一種低溫煙氣脫硫脫硝
除氨一體化裝置。
【背景技術】
[0002]NH3-SCR法(選擇性催化還原法)脫硝技術成熟、可靠，已在電廠得到廣泛應用。電廠煙氣溫度在350°C?400°C之間，在此溫度工況下的脫硝效率可達90%，且由于煙氣溫度高，在催化劑作用下SO2轉化成SO3的量很少，SO2對脫硝效率的影響微乎其微。電廠一般采用先脫硝、煙氣余熱回收、后低溫脫硫工藝。
[0003]焦化廠焦爐煙道廢氣溫度一般在180°C?250°C之間；S02含量一般為60?150mg/Nm3，對于原料煤中有機硫含量比較高的企業(yè)，其焦爐煙道廢氣中的302含量可達350mg/Nm3 ;N0X含量在600?1200mg/Nm3之間；氧含量較低，約為6% ;含水量隨焦爐加熱介質變化，采用焦爐煤氣加熱時約為17.25%，采用混合煤氣加熱時約為6.6%。為滿足焦化行業(yè)對NOx及SO2的排放濃度要求，必須對焦爐煙道廢氣采取脫硫脫硝措施。
[0004]焦爐煙道廢氣溫度較低，采用常規(guī)NH3-SCR法脫硝，其效率僅為50?70%，經(jīng)過脫硝后的NOx濃度無法滿足國家排放標準要求，同時會有大量的氨逃逸，產生新的大氣污染。在此溫度區(qū)間內，SO2在催化劑催化作用下極易轉化成S03，SO3與NH3反應生成硫酸銨鹽，硫酸銨鹽潮解后粘結在催化劑表面，不僅降低脫硝效率，還會減少催化劑使用壽命。如果在脫硝裝置前加入傳統(tǒng)的脫硫工藝，則由于煙氣溫度隨之降低，會進一步降低脫硝效率。上述問題雖然可以通過加熱焦爐煙道廢氣來解決，但會造成能源浪費，同時增加一次投資及運行費用。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型提供了一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置，適用于煙氣溫度大于180°c, SO2含量小于150mg/Nm3的焦爐煙道廢氣脫硫脫硝，脫硝方式獨特，設備結構形式先進，充分回收利用煤氣凈化工藝中的剩余氨水，高效脫硫脫硝的同時，可控制氨逃逸量低于國家排放標準值。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案實現(xiàn):
[0007]—種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置，包括引風機、干法脫硫系統(tǒng)、氨制備系統(tǒng)、除氨脫硝設備、顆粒物回收系統(tǒng)及壓縮空氣系統(tǒng)，所述干法脫硫系統(tǒng)、氨制備系統(tǒng)及除氨脫硝設備按煙氣氣流方向依次接入煙氣主管道，引風機安裝在除氨脫硝設備后的煙氣主管道上，除氨脫硝設備另外連接顆粒物回收系統(tǒng)，壓縮空氣系統(tǒng)通過連接管道分別連接除氨脫硝設備中的脈沖清灰裝置、干法脫硫系統(tǒng)中的干粉流態(tài)化設備和除氨脫硝設備出灰口的密閉排料鎖氣閥。
[0008]所述煙氣主管道前，焦爐煙?底部兩側煙道氣入口處設置煙道氣入口風量調節(jié)閥。[0009]所述干法脫硫系統(tǒng)由干粉貯存槽、變頻定量給料設備及干粉流態(tài)化設備組成，干粉貯存槽出料口設有變頻定量給料設備，干粉流態(tài)化設備通過脫硫催化劑噴入口連接煙氣管道。
[0010]所述氨制備系統(tǒng)由氨水儲罐、氨噴淋蒸發(fā)器、氨氣緩沖罐、氨氣-煙氣混合器組成，氨噴淋蒸發(fā)器的兩端通過管道接入脫硫脫硝除氨處理后的煙氣管道，形成回路，其位于氨噴淋蒸發(fā)器前的管路另設一管道支路連通氨氣-煙氣混合器，并從另一端接入煙氣主管道。
[0011]所述氨制備系統(tǒng)與煙氣主管道連接處設有噴氨格柵，其沿煙氣流動方向前方還設有靜態(tài)混合器。
[0012]所述除氨脫硝設備采用脈沖袋式除塵器結構形式，底部為灰倉，灰倉出口設密閉排料鎖氣閥，灰倉上部設布袋復合催化劑，布袋復合催化劑外表面為耐高溫濾袋，中間為除氨催化劑層，里層為濾料骨架；復合催化劑側面煙氣入口處設氣流分布板，布袋復合催化劑頂部設脈沖清灰裝置。
[0013]所述弓I風機配有變頻電機。
[0014]所述顆粒物回收系統(tǒng)由刮板輸送機、鏈斗式提升機和顆粒物貯倉組成，所述刮板輸送機位于除氨脫硝設備灰倉出料口的下方，其尾部通過管道連接鏈斗式提升機下部進料口，鏈斗式提升機上方出料口連接顆粒物貯倉。
[0015]所述顆粒物貯倉下方出料口設有螺桿式插板閥。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0017]I) 一體化脫硫脫硝除氨效率高
[0018]本裝置工作原理是先干法脫除煙氣中的S02，然后采用除氨催化劑進行脫硝除氨，其脫硫效率高于90%，脫硝效率高于90%，氨反應效率高于98%。
[0019]2)脫硝方式獨特，設備結構形式先進
[0020]直接采用除氨催化劑進行脫硝同時除氨，除氨脫硝裝置采用脈沖袋式除塵器結構形式，耐高溫濾袋與除氨催化劑復合，濾袋用于濾除煙氣中的NaHC03、Na2C03> Na2SO3等顆粒物及粉塵，防止粉塵及顆粒物污染除氨催化劑表面，同時煙氣穿過濾袋外表面顆粒物層時，煙氣中的SO2會與NaHCO3及Na2CO3繼續(xù)反應，進一步脫除S02，在低硫環(huán)境下，除氨催化劑對低溫煙氣仍有很高的脫硝效率。
[0021]3)清灰簡單
[0022]采用壓縮空氣脈沖清灰方式清除濾袋外表面的顆粒物，不僅可以提高布袋濾塵效率，降低系統(tǒng)運行阻力，還可以吹落除氨催化劑顆粒之間夾雜的粉塵，提高除氨催化劑的除氨效率及脫硝效率，延長催化劑使用壽命。
[0023]4)節(jié)省能源，降低運行費用及一次投資
[0024]采用脫硫脫硝除氨一體化工藝，可在焦爐煙道廢氣低溫工況下，直接高效干法脫硫，同時高效脫硝除氨，不需要對低溫焦爐煙道廢氣采取加熱措施，節(jié)省能源，降低運行費用及一次投資。
[0025]5)充分回收利用煤氣凈化工藝中的剩余氨水
[0026]采用煤氣凈化蒸氨工段中產生的濃度約為15%?18%的剩余氨水作為還原劑，降低焦化廠外排污染物濃度，同時降低處理污染物運行成本及一次投資。[0027]6)充分回收利用余熱
[0028]氨蒸發(fā)及氨氣混合均采用經(jīng)過脫硝后的焦爐煙道廢氣，充分回收利用煙道廢氣的余熱，不需另外增設加熱媒，大大節(jié)約能源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型工藝流程圖。。
[0030]圖2是本實用新型中除氨脫硝設備側視圖。
[0031]圖3是本實用新型中布袋復合催化劑結構示意圖。
[0032]圖中:1a.引風機Ib.煙道氣入口風量調節(jié)閥2a.變頻定量給料設備2b.干粉流態(tài)化設備2c.干粉貯存槽3a.氨水貯罐3b.氨水供給泵3c.氨噴淋蒸發(fā)器3d.氨氣緩沖罐3e.氨氣-煙氣混合器3f.噴氨格柵3g.靜態(tài)混合器4.除氨脫硝設備4a.布袋復合催化劑4a-1.濾袋4a-2.除氨催化劑層4a_3.濾料骨架4b.脈沖清灰裝置4c.灰倉4d.密閉排料鎖氣閥4e.氣流分布板5.壓縮空氣貯罐6a.刮板輸送機6b.鏈斗式提升機6c.顆粒物貯倉6d.螺桿式插板閥
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明:
[0034]見圖1，是本實用新型一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置的結構示意圖，包括引風機la、干法脫硫系統(tǒng)、氨制備系統(tǒng)、除氨脫硝設備4、顆粒物回收系統(tǒng)及壓縮空氣系統(tǒng)，所述干法脫硫系統(tǒng)、氨制備系統(tǒng)及除氨脫硝設備4按煙氣氣流方向依次接入煙氣主管道，引風機Ia安裝在除氨脫硝設備4后的煙氣主管道上，除氨脫硝設備4另外連接顆粒物回收系統(tǒng)，壓縮空氣系統(tǒng)通過連接管道分別連接除氨脫硝設備4中的脈沖清灰裝置4b、干法脫硫系統(tǒng)中的干粉流態(tài)化設備2b和除氨脫硝設備4出灰口的密閉排料鎖氣閥4d。
[0035]所述煙氣主管道前，焦爐煙?底部兩側煙道氣入口處設置煙道氣入口風量調節(jié)閥Ib0
[0036]所述干法脫硫系統(tǒng)由干粉貯存槽2c、變頻定量給料設備2a及干粉流態(tài)化設備2b組成，干粉貯存槽2c出料口設有變頻定量給料設備2a，干粉流態(tài)化設備2b通過脫硫催化劑噴入口連接煙氣管道。
[0037]所述氨制備系統(tǒng)由氨水儲罐3a、氨噴淋蒸發(fā)器3c、氨氣緩沖罐3d、氨氣-煙氣混合器3e組成，氨噴淋蒸發(fā)器3c的兩端通過管道接入脫硫脫硝除氨處理后的煙氣管道，形成回路，其位于氨噴淋蒸發(fā)器3c前的管路另設一管道支路連通氨氣-煙氣混合器3e，并從另一端接入煙氣主管道。
[0038]所述氨制備系統(tǒng)與煙氣主管道連接處設有噴氨格柵3f，其沿煙氣流動方向前方還設有靜態(tài)混合器3g。
[0039]所述除氨脫硝設備4采用脈沖袋式除塵器結構形式，底部為灰倉4c，灰倉4c出口設密閉排料鎖氣閥4d,灰倉上部設布袋復合催化劑4a,布袋復合催化劑4a外表面為耐高溫濾袋4a_l，中間為除氨催化劑層4a_2，里層為濾料骨架4a_3 ;復合催化劑4a側面煙氣入口處設氣流分布板4e，布袋復合催化劑4a頂部設脈沖清灰裝置4b。
[0040]所述引風機Ia配有變頻電機。[0041]所述顆粒物回收系統(tǒng)由刮板輸送機6a、鏈斗式提升機6b和顆粒物貯倉6c組成，所述刮板輸送機6a位于除氨脫硝設備灰倉4c出料口的下方，其尾部通過管道連接鏈斗式提升機6b下部進料口，鏈斗式提升機6b上方出料口連接顆粒物貯倉6c。
[0042]所述顆粒物貯倉6c下方出料口設有螺桿式插板閥6d。
[0043]本實用新型一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置的工作原理是:根據(jù)流態(tài)化原理，在脫硝之前先進行干法脫硫，采用焦化廠蒸氨工段產生的剩余氨水蒸發(fā)出來的氨氣作為還原劑，利用布袋-除氨催化劑復合結構作為除塵及脫硝手段，高效脫硫脫硝的同時，可控制氨逃逸量低于國家排放標準值。
[0044]本實用新型一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置的工作過程如下:
[0045]I)低溫煙氣在脫硝之前先采取脫硫措施，貯存在干粉貯存槽2c中的NaHCO3細粉脫硫劑通過壓縮空氣及干粉流態(tài)化設備2b流化后，由脫硫劑噴入口噴入焦爐煙道廢氣輸送管道；流態(tài)化NaHCO3細粉與焦爐煙道廢氣接觸，發(fā)生如下化學反應:
[0046]2NaHC03->Na2C03+H20+C02 ；
[0047]Na2C03+S02->Na2S03+C02 ；
[0048]2NaHC03+S02->Na2S03+H20+2C02。
[0049]多數(shù)NaHCO3細粉在熱煙氣中分解生成細度更小、比表面積更大、活性度更高的Na2CO3,提聞SO2脫除效率。
[0050]2)將煤氣凈化工藝蒸氨工序產生的濃度為15?18%的剩余氨水用管道輸送至氨水貯罐3a中貯存,氨水貯罐3a還用于穩(wěn)定脫硝系統(tǒng)氨水流量及濃度。氨水定量供給泵3b將氨水貯罐3a中的氨水噴入氨噴淋蒸發(fā)器3c進行蒸發(fā)，蒸發(fā)后一定壓力的氨氣先進入氨緩沖罐3d,然后進入氨氣-煙氣混合器3e與一部分脫硝后的排氣混合,混合后的氨氣由噴氨格柵3f均勻噴入脫硫后的焦爐煙氣管道中，噴氨格柵3e后面設置靜態(tài)混合器3g，使氨氣與煙氣中的氮氧化合物充分混合。
[0051]根據(jù)焦爐煙道廢氣中NOx含量及NOx排放濃度要求，可調節(jié)氨水供給泵3b的供給量，以滿足脫硝系統(tǒng)氨用量要求。
[0052]氨噴淋蒸發(fā)器3c的熱源來自脫硝后的焦爐煙道廢氣，充分利用煙氣的余熱，不需另外增設加熱系統(tǒng)。
[0053]混合器3e起到稀釋氨氣濃度，提高氨氣溫度的作用，可以使噴入的氨氣更好的與焦爐煙道氣混合，并減少由于氨氣噴入而引起的煙氣溫度下降。與氨氣混合的介質采用經(jīng)過脫硫脫硝處理的煙道廢氣。
[0054]經(jīng)過模擬后設計的噴氨格柵3f用于在焦爐煙道廢氣中均勻噴入氨氣，而靜態(tài)混合器3g則可以使氨氣與焦爐煙道氣進一步充分混合均勻。
[0055]3)見圖2，是除氨脫硝設備4的側視圖；與氨氣均勻混合后的焦爐煙道廢氣進入除氨脫硝設備4進行脫硝除氨；煙氣從除氨脫硝設備4側底部進入，經(jīng)過脫硝除氨的煙氣由除氨脫硝設備4側頂部或頂部流出；進入除氨脫硝設備4的煙氣經(jīng)過氣流分布板4e均布氣流后，首先與布袋復合催化劑4a接觸。見圖3，是布袋復合催化劑結構示意圖，布袋復合催化劑4a外表面為耐高溫濾袋4a_l，中間為除氨催化劑層4a_2，里層為濾料骨架4a_3。脫硫過程中生成的Na2SO3細粉、未參加反應的NaHCO3及Na2CO3細粉、煙氣中含有的粉塵均被濾袋4a-l過濾在布袋外表面，煙氣則在引風機Ia的負壓作用下強制性穿過布袋，進入并穿過除氨催化劑層4a-2 ；除氨催化劑4a-2呈細顆粒狀，焦爐煙道廢氣中的氧含量較低，約為6%，低硫、低溫煙氣環(huán)境中，在除氨催化劑的催化作用下，NH3優(yōu)先與NOx等強氧化氣體反應，將NOx還原成N2 ;低溫工況下的脫硝效率高達90%，同時氨也與少部分氧反應生成N2和水，除氨催化劑催化作用下的氨反應效率高達98%。
[0056]濾袋4a_l用于濾除顆粒物及粉塵，隨著濾袋4a_l表面顆粒附著物的增加，除氨脫硝設備4阻力也會增加，利用壓縮空氣通過脈沖清灰裝置4b對布袋復合催化劑4a進行脈沖清灰，除下的顆粒物落入除氨脫硝設備4底部灰倉4c ;煙氣穿過濾袋4a-l外表面顆粒物層時，煙氣中殘留的SO2與NaHCO3及Na2CO3細粉繼續(xù)發(fā)生反應，進一步提高脫硫效率。
[0057]引風機Ia配有變頻電機。通過對引風機Ia進行變頻調速，并調節(jié)煙道氣入口風量調節(jié)閥lb，既可以保證焦爐正常生產所需要的負壓值，也可以保證脫硫脫硝工藝系統(tǒng)正常工作所需要的壓力值。
[0058]除氨脫硝設備焦爐煙道廢氣入口處設氣流分布板4e，將氣流均布至布袋復合催化劑4a，同時由于布袋復合催化劑層具有一定的阻力，具有一定的均壓作用，利于設備內部氣流場及溫度場均布。
[0059]通過脈沖清灰裝置4b反吹清灰，不僅可以清掉濾袋4a_l外表面附著的顆粒物，同時可以清除除氨催化劑顆粒之間夾雜的粉塵，提高除氨催化劑的使用效率及使用壽命。
[0060]灰倉4出口設密閉排料鎖氣閥4d，防止外部空氣由出灰口不嚴密處滲入，降低煙氣溫度。
[0061]4)經(jīng)過脫硫脫硝除氨全過程處理后的煙道廢氣達到國家排放標準，返回焦爐煙囪排放；除氨脫硝設備4中收集的顆粒物及粉塵通過密閉排料鎖氣閥4d排料后，由刮板輸送機6a、鏈斗式提升機6b輸送至顆粒物貯倉6c貯存，并定期外運出售。
[0062]壓縮空氣用于除氨脫硝設備清灰、脫硫劑干粉流態(tài)化、啟閉密閉排料鎖氣閥。
[0063]本發(fā)明一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化工藝，適用于煙氣溫度大于180°C，SO2含量小于150mg/Nm3的焦爐煙道廢氣脫硫脫硝。
【權利要求】
1.一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置，其特征在于，包括引風機、干法脫硫系統(tǒng)、氨制備系統(tǒng)、除氨脫硝設備、顆粒物回收系統(tǒng)及壓縮空氣系統(tǒng)，所述干法脫硫系統(tǒng)、氨制備系統(tǒng)及除氨脫硝設備按煙氣氣流方向依次接入煙氣主管道，引風機安裝在除氨脫硝設備后的煙氣主管道上，除氨脫硝設備另外連接顆粒物回收系統(tǒng)，壓縮空氣系統(tǒng)通過連接管道分別連接除氨脫硝設備中的脈沖清灰裝置、干法脫硫系統(tǒng)中的干粉流態(tài)化設備和除氨脫硝設備出灰口的密閉排料鎖氣閥。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置，其特征在于，所述煙氣主管道前，焦爐煙?底部兩側煙道氣入口處設置煙道氣入口風量調節(jié)閥。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置，其特征在于，所述干法脫硫系統(tǒng)由干粉貯存槽、變頻定量給料設備及干粉流態(tài)化設備組成，干粉貯存槽出料口設有變頻定量給料設備，干粉流態(tài)化設備通過脫硫催化劑噴入口連接煙氣管道。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置，其特征在于，所述氨制備系統(tǒng)由氨水儲罐、氨噴淋蒸發(fā)器、氨氣緩沖罐、氨氣-煙氣混合器組成，氨噴淋蒸發(fā)器的兩端通過管道接入脫硫脫硝除氨處理后的煙氣管道，形成回路，其位于氨噴淋蒸發(fā)器前的管路另設一管道支路連通氨氣-煙氣混合器，并從另一端接入煙氣主管道。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置，其特征在于，所述氨制備系統(tǒng)與煙氣主管道連接處設有噴氨格柵，其沿煙氣流動方向前方還設有靜態(tài)混合器。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置，其特征在于，所述除氨脫硝設備采用脈沖袋式除塵器結構形式，底部為灰倉，灰倉出口設密閉排料鎖氣閥，灰倉上部設布袋復合催化劑，布袋復合催化劑外表面為耐高溫濾袋，中間為除氨催化劑層，里層為濾料骨架；復合催化劑側面煙氣入口處設氣流分布板，布袋復合催化劑頂部設脈沖清灰裝置。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置，其特征在于，所述引風機配有變頻電機。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置，其特征在于，所述顆粒物回收系統(tǒng)由刮板輸送機、鏈斗式提升機和顆粒物貯倉組成，所述刮板輸送機位于除氨脫硝設備灰倉出料口的下方，其尾部通過管道連接鏈斗式提升機下部進料口，鏈斗式提升機上方出料口連接顆粒物貯倉。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種低溫煙氣脫硫脫硝除氨一體化裝置，其特征在于，所述顆粒物貯倉下方出料口設有螺桿式插板閥。
【文檔編號】B01D53/56GK203764107SQ201420109070
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權日:2014年3月11日
【發(fā)明者】王充, 尹華, 霍延中, 孫剛森, 呂文彬, 高飛, 徐鐘川, 孫廣明 申請人:中冶焦耐工程技術有限公司