CN108499344A - 一种生物质烟气除尘脱硫脱硝*** - Google Patents

一种生物质烟气除尘脱硫脱硝*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生物质烟气除尘脱硫脱硝***，包括布袋除尘器、活性炭脱硝装置及脱硫装置，布袋除尘器进气口通过混烟室与生物质锅炉烟气输入管连通，脱硫后烟气回输管的出气口与混烟室连通；布袋除尘器的净气室内设有除尘布袋，净气室顶部设有出气口，净气室底端设有灰斗；净气室的出气口、氨输入管分别通过输送管与混合器的进气口连通，混合器的出气口通过输送管与活性炭脱硝装置的进气口连通，活性炭脱硝装置的出气口与烟囱排放管连通，活性炭脱硝装置的进气口与烟气再生输送管连通，活性炭脱硝装置的出气口与脱硫装置的进气口连通，脱硫装置的出气口与脱硫后烟气回输管连通。该***成本低、烟气脱硝效率更高，可以达到超低排放标准要求。

Description

一种生物质烟气除尘脱硫脱硝***
技术领域
本发明涉及气体污染处理装置，确切地说是一种生物质烟气除尘脱硫脱硝***。
背景技术
生物质锅炉是一种利用生物质能源作为燃料的锅炉，其燃料生物质是一种可再生利用能源，生物质能颗粒燃料是利用秸秆、水稻秆、薪材、木屑、花生壳、瓜子壳、甜菜粕、树皮等所有废弃的农作物，经粉碎混合挤压烘干等工艺，最后制成颗粒状燃料。在我国它的原材料分布广泛，加工工艺先进，生物质能颗粒料以绿色煤炭著称，是一种洁净能源，同时生物质锅炉的价格较低且燃料成本也低，是比较经济环保的新型能源。但生物质在燃烧过程中，还是会产生大量的粉尘、SO2及NOx污染物，同时由于其粉尘、SO2、NOx以及温度问题，使得生物质锅炉除尘、脱硫、脱硝难度很大，且成本很高，目前烟气净化处理的方式主要有：
烟气除尘过程：由于生物质锅炉其燃料含水率较高，且灰分具有很高的粘性，因此采用普通布袋除尘器很难将烟气进行处理，目前较为成熟的工艺是采用旋风除尘+布袋除尘的过程，先利用旋风除尘去除大量的轻质粉尘，同时带走烟气中的水分，再利用过滤风速较低的布袋除尘器进行烟气净化处理。从而达到粉尘的达标排放。
烟气脱硫过程：由于生物质锅炉其主要燃烧介质为生物质，因此其烟气中含硫量变化较大，且总体含硫量较低，一般烟气中的SO2在100～400mg/Nm3之间，其含量低，目前国内安装烟气脱硫的生物质锅炉较少，较为成熟的工艺是采用石灰湿法烟气脱硫，利用石灰的碱性，将烟气中的SO2净化，生成副产物石膏。由于烟气中SO2浓度很低，因此总体投资较高。
烟气脱硝过程：由于生物质锅炉其粉尘粘性较高，且粉尘中含有Na、K等碱性金属，对脱硝催化剂影响较大，而除尘之后，烟气温度低，不具备建设SCR脱硝***的温度区间，因此目前国内生物质锅炉烟气脱硝过程一般采用SNCR进行烟气净化，但是SNCR***其脱硝效率低，且氨逃逸高，容易造成二次污染。而通过除尘后，再进行烟气升温SCR脱硝的话能源消耗量太高，经济性很差，因此生物质锅炉烟气脱硝过程目前没有很好的解决方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种生物质烟气除尘脱硫脱硝***，该***烟气除尘、脱硫、脱硝过程全部在炉后完成，有效减少了对锅炉的影响，同时由于SO2得到了富集，脱硫***造价大大降低，烟气粉尘性质得到了改善，除尘***造价也可降低。脱硝***利用了活性炭催化还原原理，无副产物产生，氨逃逸低，本身活性炭无消耗，因此运行费用较低，且烟气脱硝效率更高，可以达到超低排放标准要求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：
一种生物质烟气除尘脱硫脱硝***，包括布袋除尘器、活性炭脱硝装置及脱硫装置，布袋除尘器进气口通过混烟室与生物质锅炉烟气输入管连通，脱硫后烟气回输管的出气口与混烟室连通；布袋除尘器的净气室内设有除尘布袋，净气室顶部设有出气口，净气室底端设有灰斗；净气室的出气口、氨输入管分别通过输送管与混合器的进气口连通，混合器的出气口通过输送管与活性炭脱硝装置的进气口连通，活性炭脱硝装置的出气口与烟囱排放管连通，活性炭脱硝装置的进气口与烟气再生输送管连通，活性炭脱硝装置的出气口与脱硫装置的进气口连通，脱硫装置的出气口与脱硫后烟气回输管连通。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：
烟气除尘、脱硫、脱硝过程全部在炉后完成，有效减少了对锅炉的影响，同时由于SO2得到了富集，脱硫***造价大大降低，烟气粉尘性质得到了改善，除尘***造价也可降低。脱硝***利用了活性炭催化还原原理，无副产物产生，氨逃逸低，本身活性炭无消耗，因此运行费用较低，且烟气脱硝效率更高，可以达到超低排放标准要求。
进一步的优选技术方案如下：
生物质锅炉原烟气首先通过与脱硫后烟气回输管输送的脱硫后的烟气混合，使烟气中的粉尘得到改性，同时烟气含水率大幅度下降，有利于去除，混合后的烟气通过布袋除尘器，布袋除尘器采用离线厢式脉冲除尘器，烟气通过中箱进入布袋除尘器，过滤风速控制在0.8m/s即可，通过除尘布袋的过滤作用，可去除大部分烟气粉尘，洁净烟气从净气室收集进入下级净化***，灰粉分通过灰斗收集并定期外排。
所述的净气室内的顶部设有稳压气包，压缩空气输入管通过稳压气包与除尘布袋连通。
工作一段时间后，采用压缩空气输入管对除尘布袋进行脉冲吹灰，用4个稳压气包进行稳压，将除尘布袋集结的灰吹落入灰斗，实现整个粉尘脱除过程。
所述的活性炭脱硝装置设有并列连接的可独立工作的活性炭单元，每个活性炭单元的单元反应箱前后均有独立阀门控制活性炭单元的工作。
上述设置，可实现任意一个活性炭单元在线工作，或离线停止工作，便于根据烟气的实际情况进行配合工作。
所述的活性炭单元内设置多层活性炭填料。
每个活性炭单元内，按处理能力设置多层8活性炭填料，活性炭对SO2有极强的吸附作用，可以对烟气中低浓度SO2进行吸附，到达很低的排放标准，同时活性炭可以作为催化剂，利用烟气中的NH3将烟气中的NO进行还原。其温度正好处在活性炭催化还原脱硝的最佳反应温度区间，其脱硫和脱硝效率较高。可以实现烟气的脱硫和除尘过程。
所述的每个活性炭单元的单元反应箱内的前端设置整流格栅。
单元反应箱内的前端设置整流格栅，将烟气进行整流，稳定烟气流场，整体活性炭单元设置成方形或原形反应器，立式或卧式安装。
所述的活性炭单元的单元反应箱前后设置温度和压力传感器。
通过设置温度和压力传感器，便于对气体的参数进行监测。
所述的活性炭单元的单元反应箱前与烟气再生输送管连通。
由于活性炭对SO2有优先吸附作用，所以过多的吸附SO2会导致活性炭催化还原脱硝效率下降，因此，一段时间后，需要对活性炭箱逐一进行烟气再生，烟气再生使用350℃烟气对6活性炭单元进行再生，活性炭中吸附的SO2会得到解析，解析后的烟气中SO2含量可富集30倍以上，浓度可达6000mg/Nm3以上，解析烟气量小，因此只需要很小的脱硫塔即可实现烟气脱硫过程，烟气脱硫过程的脱硫效率也不要求太高，这样可有效降低Ca/S比，降低脱硫***建造和运行费用。
所述的脱硫装置内设有活化层、喷雾层，活化层设置于喷雾层上方，活化层、喷雾层分别与工艺水输入管、液碱输入管连通。
将碱液(尿素、石灰乳、碳酸钠)喷入脱硫塔内，在脱硫塔内，通过喷雾层，将碱性溶液进行喷射进行烟气脱硫反应；上层设置的活化层，活化层采用工艺水进行活化，进一步降低反应温度，提升脱硫效率。再生烟气通过净化后，SO2浓度可降低至200～400mg/Nm3左右，与生物质锅炉原始排烟浓度相同，之后再生烟气并入净化***前端，可提高除尘***效率，同时，由于再生烟气温度较高，也可以提高进入布袋除尘器的烟气温度，使烟气在露点温度以上，减少布袋除尘器布袋结灰等故障。
所述的脱硫装置的进气口通过入口降温装置与活性炭脱硝装置的出气口连通。
再生烟气的脱硫过程因温度较高，采用半干法烟气脱硫过程，将部分工艺水喷入脱硫塔，进行烟气预降温和活化，以提高处理效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记说明：1－布袋除尘器；2－灰斗；3－除尘布袋；4－净气室；5－脱硫后烟气回输管；6－烟囱排放管；7－入口降温装置；8－脱硫装置；9－喷雾层；10－活化层；11－活性炭填料；12－活性炭单元；13－整流格栅；14－混合器；15－稳压气包；16－工艺水输入管；17－液碱输入管；18－烟气再生输送管；19－氨输入管；20－压缩空气输入管；21－生物质锅炉烟气输入管；22－混烟室。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
参见图1可知，本发明的一种生物质烟气除尘脱硫脱硝***，由布袋除尘器1、活性炭脱硝装置及脱硫装置8组成；布袋除尘器1进气口通过混烟室22与生物质锅炉烟气输入管21连通，脱硫后烟气回输管5的出气口与混烟室22连通；布袋除尘器1的净气室4内设有除尘布袋3，净气室4顶部设有出气口，净气室4底端设有灰斗2；净气室4的出气口、氨输入管19分别通过输送管与混合器14的进气口连通，混合器14的出气口通过输送管与活性炭脱硝装置的进气口连通，活性炭脱硝装置的出气口与烟囱排放管6连通，活性炭脱硝装置的进气口与烟气再生输送管18连通，活性炭脱硝装置的出气口与脱硫装置8的进气口连通，脱硫装置8的出气口与脱硫后烟气回输管5连通。
生物质锅炉原烟气首先通过与脱硫后烟气回输管5输送的脱硫后的烟气混合，使烟气中的粉尘得到改性，同时烟气含水率大幅度下降，有利于去除，混合后的烟气通过布袋除尘器1，布袋除尘器1采用离线厢式脉冲除尘器，烟气通过中箱进入布袋除尘器1，过滤风速控制在0.8m/s即可，通过除尘布袋3的过滤作用，可去除大部分烟气粉尘，洁净烟气从净气室4收集进入下级净化***，灰粉分通过灰斗2收集并定期外排。
净气室4内的顶部设有稳压气包15，压缩空气输入管20通过稳压气包15与除尘布袋3连通。
工作一段时间后，采用压缩空气输入管20对除尘布袋3进行脉冲吹灰，用4个稳压气包15进行稳压，将除尘布袋3集结的灰吹落入灰斗2，实现整个粉尘脱除过程。
活性炭脱硝装置设有并列连接的可独立工作的活性炭单元12，每个活性炭单元12的单元反应箱前后均有独立阀门控制活性炭单元12的工作。
上述设置，可实现任意一个活性炭单元12在线工作，或离线停止工作，便于根据烟气的实际情况进行配合工作。
活性炭单元12内设置多层活性炭填料11。
每个活性炭单元12内，按处理能力设置多层8活性炭填料11，活性炭对SO2有极强的吸附作用，可以对烟气中低浓度SO2进行吸附，到达很低的排放标准，同时活性炭可以作为催化剂，利用烟气中的NH3将烟气中的NO进行还原。其温度正好处在活性炭催化还原脱硝的最佳反应温度区间，其脱硫和脱硝效率较高。可以实现烟气的脱硫和除尘过程。
每个活性炭单元12的单元反应箱内的前端设置整流格栅13。
单元反应箱内的前端设置整流格栅13，将烟气进行整流，稳定烟气流场，整体活性炭单元12设置成方形或原形反应器，立式或卧式安装。
活性炭单元12的单元反应箱前后设置温度和压力传感器。
通过设置温度和压力传感器，便于对气体的参数进行监测。
活性炭单元12的单元反应箱前与烟气再生输送管18连通。
由于活性炭对SO2有优先吸附作用，所以过多的吸附SO2会导致活性炭催化还原脱硝效率下降，因此，一段时间后，需要对活性炭箱逐一进行烟气再生，烟气再生使用350℃烟气对6活性炭单元12进行再生，活性炭中吸附的SO2会得到解析，解析后的烟气中SO2含量可富集30倍以上，浓度可达6000mg/Nm3以上，解析烟气量小，因此只需要很小的脱硫塔即可实现烟气脱硫过程，烟气脱硫过程的脱硫效率也不要求太高，这样可有效降低Ca/S比，降低脱硫***建造和运行费用。
脱硫装置8内设有活化层10、喷雾层9，活化层10设置于喷雾层9上方，活化层10、喷雾层9分别与工艺水输入管16、液碱输入管17连通。
将碱液(尿素、石灰乳、碳酸钠)喷入脱硫塔内，在脱硫塔内，通过喷雾层9，将碱性溶液进行喷射进行烟气脱硫反应；上层设置的活化层10，活化层10采用工艺水进行活化，进一步降低反应温度，提升脱硫效率。再生烟气通过净化后，SO2浓度可降低至200～400mg/Nm3左右，与生物质锅炉原始排烟浓度相同，之后再生烟气并入净化***前端，可提高除尘***效率，同时，由于再生烟气温度较高，也可以提高进入布袋除尘器1的烟气温度，使烟气在露点温度以上，减少布袋除尘器1布袋结灰等故障。
脱硫装置8的进气口通过入口降温装置7与活性炭脱硝装置的出气口连通。
再生烟气的脱硫过程因温度较高，采用半干法烟气脱硫过程，将部分工艺水喷入脱硫塔，进行烟气预降温和活化，以提高处理效果。
本实施例，烟气除尘、脱硫、脱硝过程全部在炉后完成，有效减少了对锅炉的影响，同时由于SO2得到了富集，脱硫***造价大大降低，烟气粉尘性质得到了改善，除尘***造价也可降低。脱硝***利用了活性炭催化还原原理，无副产物产生，氨逃逸低，本身活性炭无消耗，因此运行费用较低，且烟气脱硝效率更高，可以达到超低排放标准要求。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (9)

1.一种生物质烟气除尘脱硫脱硝***，包括布袋除尘器、活性炭脱硝装置及脱硫装置，其特征在于：所述的布袋除尘器进气口通过混烟室与生物质锅炉烟气输入管连通，脱硫后烟气回输管的出气口与混烟室连通；布袋除尘器的净气室内设有除尘布袋，净气室顶部设有出气口，净气室底端设有灰斗；净气室的出气口、氨输入管分别通过输送管与混合器的进气口连通，混合器的出气口通过输送管与活性炭脱硝装置的进气口连通，活性炭脱硝装置的出气口与烟囱排放管连通，活性炭脱硝装置的进气口与烟气再生输送管连通，活性炭脱硝装置的出气口与脱硫装置的进气口连通，脱硫装置的出气口与脱硫后烟气回输管连通。
2.根据权利要求1所述的生物质烟气除尘脱硫脱硝***，其特征在于：所述的净气室内的顶部设有稳压气包，压缩空气输入管通过稳压气包与除尘布袋连通。
3.根据权利要求1所述的生物质烟气除尘脱硫脱硝***，其特征在于：所述的活性炭脱硝装置设有并列连接的可独立工作的活性炭单元，每个活性炭单元的单元反应箱前后均有独立阀门控制活性炭单元的工作。
4.根据权利要求3所述的生物质烟气除尘脱硫脱硝***，其特征在于：所述的活性炭单元内设置多层活性炭填料。
5.根据权利要求3所述的生物质烟气除尘脱硫脱硝***，其特征在于：所述的每个活性炭单元的单元反应箱内的前端设置整流格栅。
6.根据权利要求3所述的生物质烟气除尘脱硫脱硝***，其特征在于：所述的活性炭单元的单元反应箱前后设置温度和压力传感器。
7.根据权利要求3所述的生物质烟气除尘脱硫脱硝***，其特征在于：所述的活性炭单元的单元反应箱前与烟气再生输送管连通。
8.根据权利要1所述的生物质烟气除尘脱硫脱硝***，其特征在于：所述的脱硫装置内设有活化层、喷雾层，活化层设置于喷雾层上方，活化层、喷雾层分别与工艺水输入管、液碱输入管连通。
9.根据权利要求1所述的生物质烟气除尘脱硫脱硝***，其特征在于：所述的脱硫装置的进气口通过入口降温装置与活性炭脱硝装置的出气口连通。
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