CN111992016A - 一种生物质锅炉脱硝*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型的生物质锅炉烟气脱硫脱硝一体化***。具体而言，***的烟气脱硫脱硝反应部分包括并联的反应器、鼓风机、水箱和给水泵、生石灰储存箱；***的循环运行依赖于反应器内Ca(OH)2浓度计、水流量计，空气流量计，温度计以及NOx浓度计的监测以设定合适的交替运行周期，对完成周期而暂停运行的反应器通过固液分离装置对反应后的物质进行分离回收再利用，在延长了机组运行寿命的同时，降低了经济成本。***辅有余热回收装置使得净化后的低温烟气的热量进一步被利用以提高设备的经济效益，为环保高效的生物质锅炉烟气净化处理设备的研究应用提供了很好的借鉴。

Description

一种生物质锅炉脱硝***

技术领域

本发明涉及一种新型的生物质锅炉脱硫脱硝***。

背景技术

当下生物质能利用已然成为研究热点，生物质锅炉、生物质气化炉等热利用设备日益普及，其燃料一般主要是农林废弃物(如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)，主要区别于化石燃料。而直接燃烧生物质燃料不可避免的会产生大量的有害烟气，其中含有相当成分的硫氧化物和氮氧化物都会污染大气环境，基于环保角度考虑，针对锅炉烟气进行脱硫脱硝处理具有重要的意义，而针对生物质锅炉采用新的思路进行烟气脱硫脱硝正是应运而生。

锅炉烟气脱硫脱硝由于炉内低氮燃烧技术的局限性,使得氮氧化物NOx和硫氧化物SOx的排放不能达到令人满意的程度,为了进一步降低它们的排放,必须对燃烧后的烟气进行脱硫脱硝处理。烟气中的氮氧化物往往很难直接溶解于水故而在湿法脱硫环节内不能被有效地吸收去除，从而就需要一种比较高级的技术进行理想的脱硝处理。烟气中的SOx实质上是酸性的，可以通过与适当的碱性物质反应从烟气中脱除SOx。烟道气脱最常用的碱性物质是石灰石(碳酸钙)、生石灰(氧化钙)和熟石灰(氢氧化钙)。SOx与碱性物质间的反应或在碱溶液中发生(湿法烟道气脱硫技术)，或在固体碱性物质的湿润表面发生(干法或半干法烟道气脱硫技术)。烟气脱硝属于燃烧后脱硝方式的一种，现下主流的技术主要是选择性催化还原脱硝(SCR)技术、选择性非催化还原脱硝(SNCR)技术以及在二者基础上发展起来的SNCR/SCR联合烟气脱硝技术还包含活性炭吸附处理方式等。SCR技术由于依赖昂贵的催化剂，虽然脱硝效率很高但是难以广泛应用，SNCR较为经济却大大降低了脱硝效率，也不能保证日趋严格的工业设备环保要求。

本发明选用Ca(OH)2作为脱硫脱硝反应物，采用生石灰为原料，它是常见的工业产品，用途非常广泛。它是一种碱性氧化物，易溶于水与NOx和SOx反应，但其水溶液是强碱具有腐蚀性。所以在高温环境下，或者浓度升高后要特别注意其反应性问题。

发明内容

本发明的目的旨在针对现有技术的不足提供一种新式脱硫脱硝一体化***，并通过新型的反应装置结构，实现较为高效的烟气脱硫脱硝。本发明同时限定CaO作为脱硫脱硝反应物的一些特殊条件。

本发明的上述技术问题主要通过如下技术方案得以实现：

一种生物质锅炉脱硫脱硝***，包含两个特制的具有SiO2玻璃纤维涂层的碳钢制成的并联反应器，该反应器内加装温度监测装置、Ca(OH)2浓度监测装置以及NOx监测装置，并联反应器组的一端与一生物质锅炉相连接，并联反应器组另一端连接一个加装温度监测装置的余热回收装置，余热回收装置连接一个除尘装置，除尘装置后连接一个烟囱。反应器1和反应器2上端连接一个水箱、CaO(生石灰)储存装置和一个鼓风机，水箱和鼓风机与反应器的连接管道上加装流量计，水箱另一端连接一个给水泵，反应器下端连接一个中间位置带有一个可水平移动的带有SiO2玻璃纤维涂层的网状镂空挡板的固液分离收集装置，它下端分别连接一个液体分离装置和一个固体分离装置，固体分离装置连接两个分离箱，液体分离装置于其中的CaO分离箱连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对本发明或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，可以看出，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提之下，就可以依照这些附图来获得其他相关的结构附图。

⑴生物质锅炉⑵节流阀La和Lb⑶并联的脱硫脱硝反应机组(上为反应器1，下为反应器2)⑷水流量计⑸水箱⑹给水泵⑺鼓风机⑻气体流量计⑼SOx/NOx浓度监测计⑽Ca(OH)2浓度计⑾温度计⑿固液分离装置⒀液体分离装置⒁固体分离装置⒂Ca(NO3)2收集箱⒃CaO收集箱⒄CaSO3收集箱⒅余热回收装置⒆除尘装置⒇烟囱

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施方案进行详细阐述，以使本发明的优点说明和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图所示，一种生物质锅炉脱硫脱硝***，包含两个特制的具有SiO2玻璃纤维涂层的碳钢制成的并联反应器组⑶，该反应器内加装温度计⑾、Ca(OH)2浓度监测装置⑽，并联反应器组⑶的一端与一生物质锅炉烟道⑴相连接，并联反应器组另一端连接一个加装温度监测装置以及NOx监测装置⑼的余热回收装置⒅，余热回收装置⒅连接一个除尘装置⒆，除尘装置⒆后连接一个烟囱⒇。反应器1和反应器2上端连接一个水箱⑸、CaO(生石灰)储存装置和一个鼓风机⑺，水箱⑸和鼓风机与反应器的连接管道上加装水流量计⑷和气体流量计⑻，水箱⑸另一端连接一个给水泵⑹，反应器下端连接一个中间位置带有一个可水平移动的带有SiO2玻璃纤维涂层的网状镂空挡板的固液分离收集装置⑿，它下端分别连接一个液体分离装置⒀和一个固体分离装置⒁，固体分离装置⒁连接一个CaSO3分离箱⒄和一个CaO分离箱⒃，液体分离装置⒀一端与一个Ca(NO3)2收集箱⒂连接另一端与固体分离装置的CaO分离箱⒃连接。

接受生物质锅炉燃烧产生的高温烟气，烟气管道是一个双向管道，分别连接一个反应器，在运行时先打开阀门La通路，烟气流向反应器1进行脱硫脱硝，完成一个周期后关闭阀门La，打开阀门Lb，烟气流向反应器2，这样交替进行脱硫脱硝。被脱硫脱硝后的低温烟气经余热回收后，温度降至120-150℃，再经过布袋除尘和静电除尘装置滤除可吸入颗粒物杂质后才能经烟囱排入大气。

在反应器内，烟气与足量Ca(OH)2溶液进行反应时，需要一定的氧气参与，烟气中原有的氧气量是不够的，需要用鼓风机鼓入适量的空气促进反应的正向进行。反应器中主要发生的反应有：

CaO+H2O→Ca(OH)2

NO+NO2+O2+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+H2O

SO2+Ca(OH)2→CaS03+H20

CO2+Ca(OH)2→CaC03+H20

随着反应的进行，Ca(OH)2被不断消耗，会造成反应强度降低导致脱硫脱硝不完全，需要保证Ca(OH)2的浓度，反应器内的温度计用来监测反应温度，当温度过高时要配合水箱给水稳定反应温度；当Ca(OH)2浓度监测装置监测到反应达到一个周期(Ca(OH)2浓度低于原有浓度的一半)时，要反应器机组进行交替运行，停止工作的反应器要通过给水和生石灰的投放及时补充到合适的Ca(OH)2浓度状态，在脱硫脱硝的过程中，气体从下端溶液端通入，从上端气体端流出，需要依靠压力计监测保证气体有足够的压力，防止回流倒吸发生。停止工作的反应器，其反应生成物与残余的Ca(OH)2溶液一起流入收集装置，收集装置中的网状镂空挡板将固液分离，并水平移动将分离后的固体送入固体分离装置，而液体流入液体分离装置。固体分离装置中主要是CaS03和CaC03固体，液体分离装置中主要是Ca(OH)2和Ca(NO3)2溶液。液体分离装置中通入足量的CO2后，由于Ca(NO3)2不易于CO2反应，Ca(OH)2溶液与CO2反应生成CaCO3，用滤网将生成的CaCO3与Ca(NO3)2溶液分离后，将CaCO3送入固体分离装置。固体分离装置中两种固体因热分解所需温度不同(CaCO3更易热解)经低温加热后得到烘干的CaS03和CaO固体进行回收，回收后的CaO被补充到与反应器相连的CaO储存装置中循环利用，CaS03则作为副产物集中处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种新型的生物质脱硫脱硝***，其特征在于反应***内部设置有一个由两个反应器并排布置的脱硫脱硝机组，并联反应器组的一端与一生物质锅炉相连接，并联反应器组另一端连接一个加装温度监测装置的余热回收装置，余热回收装置连接一个除尘装置，除尘装置后连接一个烟囱，每个反应器上端连接一个水箱、CaO（生石灰）储存装置和一个鼓风机，水箱另一端连接一个给水泵，反应器下端连接一个固液分离收集装置，固液分离装置分别连接一个液体分离装置和一个固体分离装置，固体分离装置连接两个分离箱，液体分离装置与固体分离装置的CaO分离箱连接。

2.根据权利要求1所述的反应器内部具有SiO2玻璃纤维涂层并由碳钢制成，反应器内加装温度监测装置、Ca(OH)2浓度监测装置以及NOx监测装置。

3.根据权利要求1所述的与反应器相连的水箱和鼓风机与反应器的连接管道上加装流量计，与反应器下端相连的的分离收集装置中间位置带有一个可水平移动的带有SiO2玻璃纤维涂层的网状镂空挡板。

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