CN116116190A - 催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***，包括：CFB干法脱硫***、脱硫返料及输灰***、烟气处理***和引风机***；烟气处理***包括：脱硫剂储存添加***、氨水储运及稀释***、触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***、余热锅炉、卸灰***、灰库***、电气控制***和废料储存***；脱硫返料及输灰***包括旋风预除尘器、中间灰仓和中间仓返料***；还涉及催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***的工作方法。本发明的有益效果是：无粘壁结垢现象，占地面积小，除尘效率高，维护费用低，脱硫效率好，抗糊袋（管）性能高，耐磨性能和耐高温性能好，能将脱硫、脱硝和除尘功能一体化，能对多种污染物进行协同处理。

Description

催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***及工作方法
技术领域
本发明属于窑炉烟气处理技术领域，尤其涉及一种催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***及工作方法。
背景技术
现有脱硫脱硝除尘设备，采用湿式脱硫除尘+氧化还原法进行联合脱硝，根据现场实际运行状况：SO2≤30mg/Nm³，NOx≤100mg/Nm³，颗粒物≤10mg/Nm³，以上实验数据表明该设备已无法满足现行排放标准；因此对原有脱硫脱硝除尘设备进行拆除，在原有场地上重新建设新的满足现行排放标准的环保设备的需求十分急切。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***及工作方法。
这种催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***，包括：CFB干法脱硫***、脱硫返料及输灰***、烟气处理***和引风机***；其中烟气处理***包括：脱硫剂储存添加***、氨水储运及稀释***、触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***、余热锅炉、卸灰***、灰库***、电气控制***和废料储存***；脱硫返料及输灰***包括旋风预除尘器、中间灰仓和中间仓返料***；电气控制***电连接上位机；
氨水储运及稀释***内设有氨水储罐、稀释水箱、稀释水泵、氨水计量混合模块、计量分配模块和氨水喷枪；氨水储罐上的氨水出口连接氨水计量混合模块入口，氨水计量混合模块出口连接计量分配模块入口，计量分配模块出口连接氨水喷枪入口，氨水喷枪出口管道上设有压缩空气接入口，压缩空气接入口连接空气压缩装置，氨水喷枪出口管道接入CFB干法脱硫塔前端烟道；CFB干法脱硫塔顶部侧向的烟气入口连接旋风预除尘器的上部矩形烟道；
CFB干法脱硫***内设有CFB干法脱硫塔；CFB干法脱硫塔内设有循环流化床，循环流化床下部设有布风板，CFB干法脱硫塔底部设有文丘里管；CFB干法脱硫塔顶部还设有返料口；CFB干法脱硫塔顶部侧向的烟气入口连接旋风预除尘器的上部矩形烟道；脱硫剂储存添加***连接CFB干法脱硫塔内的循环流化床；
旋风预除尘器下方设有中间灰仓，中间灰仓设有锥形斗，锥形斗内设有气化板，锥形斗内设有破拱板；旋风预除尘器下部设有与中间灰仓对应的中间仓返料***，中间仓返料***入料口连接旋风预除尘器的固体出口；中间仓返料***出料口分两路，一路连接灰库***，另一路连接CFB干法脱硫塔上的返料口；旋风预除尘器的烟气出口连接触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***；
触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内设有仓泵输灰***、灰斗、过滤室、花板、净气室和触媒陶瓷纤维滤管，触媒陶瓷纤维滤管悬挂于过滤室内，通过花板对悬挂的触媒陶瓷纤维滤管进行固定；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的灰斗出口分为两路，一路连接仓泵输灰***入口，另一路连接灰库***入口；仓泵输灰***出口连接旋风预除尘器下部的中间灰仓；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内设有用于清灰的脉冲阀；灰斗下方设有用于输灰的仓泵；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***通过烟道连接余热锅炉，连接烟道上设有进出口挡板；
引风机***内设有高温引风机、风机支座和冷却***；
开设有旁路烟道，旁路烟道入口连接触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的烟气出口，旁路烟道出口连接烟囱；旁路烟道内还设有高温引风机的端口，旁路烟道内还设有旁路烟道挡板。
作为优选，氨水储运及稀释***内，计量分配模块包括浮子流量计、压力表、手动调节阀和放空管；氨水喷枪包括用于***调整的调节器、用于雾化氨水和空气的快速接头；氨水喷枪出口管道与CFB干法脱硫塔前端烟道成120°角接入CFB干法脱硫塔前端烟道内；氨水喷枪为特制的采用压缩空气进行雾化的双流体喷枪。
作为优选，每套脱硫剂储存添加***设有一座消石灰加料仓，消石灰加料仓下方设有插板阀，插板阀电连接精密给料机和螺旋输送机；消石灰加料仓底部还设有流化装置；脱硫剂储存添加***提供的脱硫剂为氢氧化钙粉末；旋风预除尘器具有经过耐磨处理的内表面，内表面敷设龟甲网且浇筑有耐磨浇注料，浇筑料厚度≥30mm。
作为优选，灰库***底部设有集料斗及卸灰***；设有与灰库***配套的卸料器、散装机和废灰车；废料储存***为事故池。
作为优选，触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***分为多个仓室，每个仓室为独立结构；触媒陶瓷纤维滤管是在原陶瓷纤维滤管中，加入钒系和钛系催化剂作为触媒，所有触媒均匀分布在陶瓷纤维滤管上；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的过滤室底部设有进气口，进气口与触媒陶瓷纤维滤管底部留有足够的安全空间；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内的花板孔采用数控激光切割10mm厚钢板制成；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内的净气室侧部设有矩形人孔门。
作为优选，电气控制***为DCS控制***；CFB干法脱硫塔设有进出口温度计和进出口压力变送器，二者均电连接DCS控制***；旋风预除尘器设有进出口温度计、出口压力变送器、除尘器总差压传感器和除尘器仓室差压传感器，以上均电连接DCS控制***；余热锅炉设有出口温度计，该出口温度计电连接DCS控制***；氨水储罐内设有氨罐液位计、氨泄漏报警仪和氨逃逸在线监测仪，稀释水箱内设有稀释水箱液位计，以上仪表均电连接DCS控制***；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内设有金属转子流量计、电磁流量计、灰斗高料计和重锤料位计，以上仪表均电连接DCS控制***；中间灰仓内设有中间灰仓料位计，中间灰仓料位计电连接DCS控制***；氨水喷枪出口管道上设有压缩空气压力变送器和引压管，以上仪表均电连接DCS控制***。
这种催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***的工作方法，包括以下步骤：
对CFB干法脱硫塔前端烟道内的烟气进行脱硝；
脱硝后的窑炉烟气由CFB干法脱硫塔内循环流化床下部的布风板进入CFB干法脱硫塔；
脱硝后的烟气在CFB干法脱硫塔内进行脱硫；
旋风预除尘器进行预除尘；
触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***继续捕捉烟气中的粉尘；
正常运行工况下，经触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***处理达标的烟气，进入余热锅炉进行余热回收，利用高温引风机抽取余热回收后的烟气至烟囱排放；
当余热锅炉故障或检修时，关闭触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***通往余热锅炉的进出口挡板，开启旁路烟道挡板，经处理达标后的净烟气通过高温引风机由旁路烟道抽取至烟囱进行排放。
作为优选，对CFB干法脱硫塔前端烟道内的烟气进行脱硝的具体步骤为：
氨水通过氨水罐车运输至氨区后，由卸氨泵输送至氨水储运及稀释***的储氨罐内，向氨水储运及稀释***的稀释水箱内注入除盐水；将氨水储罐内的氨水送入氨水计量混合模块，将稀释水箱内的稀释水通过稀释水泵送入氨水计量混合模块，氨水和除盐水在氨水计量混合模块内充分混合，直至氨水达到设定浓度；氨水计量混合模块将达到设定浓度的氨水输送至计量分配模块，由计量分配模块将氨水的流量分配给氨水喷枪；经过计量分配模块计量调节后的氨水经氨水输送泵送入氨水喷枪，氨水喷枪将氨水经压缩空气雾化后喷入CFB干法脱硫塔前端烟道，氨水对烟气进行脱硝。
作为优选：
脱硝后的烟气在CFB干法脱硫塔内进行脱硫的具体步骤为：烟气通过CFB干法脱硫塔底部的文丘里管进行加速，进入循环流化床；脱硫剂储存添加***由精密给料机向CFB干法脱硫塔的文丘里管内供应脱硫剂，烟气与脱硫剂在循环流化床内充分混合反应；将水雾化后喷入CFB干法脱硫塔下部；
旋风预除尘器进行预除尘的具体步骤为：干法脱硫的产物由烟气从CFB干法脱硫塔顶部侧向排出，然后由旋风预除尘器上部矩形烟道通入旋风预除尘器内，在旋风预除尘器的离心力作用下，烟气沿旋风预除尘器的蜗壳作切线运动，粉尘由于重力作用从烟气中分离出来，烟气中的大颗粒粉尘首先被捕集进入旋风预除尘器锥斗下方的中间灰仓，旋风预除尘器将干法脱硫的产物从烟气中分离出来，烟气进入触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***；由旋风预除尘器下部中间灰仓对应的中间仓返料***将分离出的干法脱硫的固体产物送回CFB干法脱硫塔继续参加反应，如此循环；反应剩余的少量脱硫灰渣通过中间仓返料***输送至灰库***内，再通过卸灰***外排。
作为优选，触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***继续捕捉烟气中的粉尘的具体步骤为：经过旋风预除尘器进行除尘后的烟气进入触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***，触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***通过脉冲阀捕集烟气中的剩余粉尘；脉冲阀捕集粉尘时，分为定时清灰和定阻清灰两种模式；当旋风预除尘器的压差＜设定清灰压差时，脉冲阀执行定时清灰；当旋风预除尘器的压差≥设定清灰压差时，脉冲阀执行定阻清灰，触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***入压差清灰模式，直至旋风预除尘器的压差＜设定清灰压差，再次转入定时清灰模式；捕集到的剩余粉尘进入触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的灰斗；灰斗中的一部分粉尘经灰斗下方的仓泵输灰***输送入旋风预除尘器下部的中间灰仓，灰斗中剩余的粉尘被中间灰仓输送至灰库***；灰库***内的粉尘通过卸料器、散装机和废灰车配合定期外排。
本发明的有益效果是：
无粘壁结垢现象：本发明的***在320℃以上干态的高温环境中运行，***的烟气出口温度在酸露点以上，***内没有液态水存在，可以有效防止对烟道的腐蚀；本发明采用CFB干法脱硫塔，与传统的半干法CFB工艺相比，无需喷水，消除了塔内干湿交界面，CFB干法脱硫塔内存在高浓度的物料颗粒冲刷和内循环反混颗粒的冲刷，可以有效避免塔壁粘附结垢。
占地面积小：干法脱硫塔为独立单塔结构，与其它湿法脱硫相比无需新增溶液罐、废水罐、换热设备和高温电除尘器等附属设施，占地面积大大降低，整体占地面积小于传统的高温电除尘+SCR反应器+脱硫+布袋除尘器的脱硝除尘工艺；
除尘效率高，运行维护费用较低：本发明采用触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***，分仓独立运行，将除尘与脱硝功能结合为一个整体，保障工作的连续性；另外触媒陶瓷纤维滤管具备高孔隙率、通体设有催化剂，烟气在触媒陶瓷纤维滤管内与催化剂接触表面积大，反应效率高。触媒陶瓷纤维滤管选用莫来石陶瓷纤维和长短纤维混合，强度韧度及耐温性能更好，触媒陶瓷纤维滤管的滤芯耐水性、耐酸碱、耐冲刷、可水洗再生，使用寿命长可长达5年，不需要像常规布袋及蜂窝式催化剂一样经常进行更换或维护，因此本发明的平均运行维护费用远低于传统工艺；
脱硫剂利用率高，脱硫效率好：CFB干法脱硫塔内循环物料浓度高，使得循环倍率高达30～50倍；在CFB脱硫塔内循环过程中，脱硫剂相互碰撞摩擦，还不断投入新的脱硫剂，提高了脱硫剂的利用率；本发明还将后端除尘脱除的脱硫灰再次送回CFB干法脱硫塔，使得脱硫塔内始终有稳定的反应床层；因此本发明可以在降低脱硫剂的投入量的同时保证更高的脱硫效率；
抗糊袋（管）性能高：本发明还设有中间灰仓返料***，在烟气中含有较大的焦油、水等物质情况下对大浓度粉尘进行吸收调质；中间灰仓返料***还保证了循环灰具备很好的干燥度和流动性能；还设有脱硫剂储存添加***，能够不断向CFB干法脱硫塔内替换补充脱硫剂；因此，本发明大大降低了糊袋（管）的可能性。
耐磨性能和耐高温性能好：常规布袋除尘器一般是通过增加过滤面积来降低过滤风速从而降低高浓度粉尘对于设备的磨损，而本发明通过设置具备高的抗磨性能的触媒陶瓷纤维滤管，来极大降低因磨损破损引起的粉尘浓度超标。另外触媒陶瓷纤维滤管本身能在180℃～400℃的高温环境中长期使用，作用区间宽广，节省降温成本的同时还能回收热能，创造利益，避免飞灰烧袋。
另外，本发明将脱硫、脱硝和除尘功能一体化，能对多种污染物进行协同处理。
附图说明
图1为催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***工作原理图；
图2为催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***工作流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例一
本申请实施例一提供了一种催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***，包括：CFB干法脱硫***、脱硫返料及输灰***、烟气处理***和引风机***；其中烟气处理***包括：脱硫剂储存添加***、氨水储运及稀释***、触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***、余热锅炉、卸灰***、灰库***、电气控制***和废料储存***；脱硫返料及输灰***包括旋风预除尘器、中间灰仓和中间仓返料***；电气控制***电连接上位机；
氨水储运及稀释***内设有氨水储罐、稀释水箱、稀释水泵、氨水计量混合模块、计量分配模块和氨水喷枪；储氨罐和稀释水箱内均设有连续液位计，操作员可通过控制***人机界面实时观察氨水液位，并提供高低液位报警；氨水储运及稀释***设有配套的背压***，通过背压***调节输送泵压力，多余氨水通过背压***回流至氨水储罐内；氨水储罐上的氨水出口连接氨水计量混合模块入口，氨水计量混合模块出口连接计量分配模块入口，计量分配模块出口连接氨水喷枪入口，氨水喷枪出口管道上设有压缩空气接入口，压缩空气接入口连接空气压缩装置，氨水喷枪出口管道接入CFB干法脱硫塔前端烟道；氨水储罐容积为50m³，满足2台窑炉7天以上用量；氨水储罐采用SS304不锈钢制作，氨水储罐内设有连续料位计，并将液位上传至DCS控制***，氨水储罐就近设置氨逃逸报警仪和洗眼器，氨水储罐底部设置事故排空管并引至事故池，氨水储罐设有水封溢流口；
计量分配模块包括浮子流量计、压力表、手动调节阀和放空管；
CFB干法脱硫***内设有CFB干法脱硫塔；CFB干法脱硫塔内设有循环流化床，循环流化床下部设有布风板，CFB干法脱硫塔底部设有文丘里管；CFB干法脱硫塔顶部还设有返料口；CFB干法脱硫塔顶部侧向的烟气入口连接旋风预除尘器的上部矩形烟道；
脱硫剂储存添加***连接CFB干法脱硫塔内的循环流化床，每套脱硫剂储存添加***设有一座消石灰加料仓，用于向CFB干法脱硫塔内的循环流化床供应消石灰，消石灰加料仓下方设有插板阀，插板阀电连接精密给料机（变频）和螺旋输送机；消石灰加料仓底部还设有流化装置，防止脱硫剂粘壁结垢；
旋风预除尘器下方设有中间灰仓，中间灰仓设有锥形斗，锥形斗内设有气化板，防止堵灰，锥形斗内设有破拱板，防止灰搭桥；旋风预除尘器下部设有与中间灰仓对应的中间仓返料***，中间仓返料***入料口连接旋风预除尘器的固体出口；中间仓返料***出料口分两路，一路连接灰库***，另一路连接CFB干法脱硫塔上的返料口；旋风预除尘器的烟气出口连接触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内设有仓泵输灰***、灰斗（用于存储收尘后的灰，灰斗容积设计满足窑炉满负荷运行24小时存灰量要求）、过滤室、花板、净气室和触媒陶瓷纤维滤管，触媒陶瓷纤维滤管悬挂于过滤室内，通过花板对悬挂的触媒陶瓷纤维滤管进行固定；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的灰斗出口分为两路，一路连接仓泵输灰***入口，另一路连接灰库***入口；仓泵输灰***出口连接旋风预除尘器下部的中间灰仓；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内设有用于清灰的脉冲阀；灰斗下方设有用于输灰的仓泵，多台仓泵串联运行；灰斗上还设有用于输灰控制的高度料位计；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***通过烟道连接余热锅炉，连接烟道上设有进出口挡板；
开设有旁路烟道，旁路烟道入口连接触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的烟气出口，旁路烟道出口连接烟囱；旁路烟道内还设有高温引风机的端口，旁路烟道内还设有旁路烟道挡板；
引风机***内设有高温引风机、风机支座和冷却***；
电气控制***为DCS控制***；CFB干法脱硫塔设有进出口温度计和进出口压力变送器，二者均电连接DCS控制***；旋风预除尘器设有进出口温度计、出口压力变送器、除尘器总差压传感器和除尘器仓室差压传感器，以上均电连接DCS控制***；余热锅炉设有出口温度计，该出口温度计电连接DCS控制***；氨水储罐内设有氨罐液位计、氨泄漏报警仪和氨逃逸在线监测仪，稀释水箱内设有稀释水箱液位计，以上仪表均电连接DCS控制***；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内设有金属转子流量计、电磁流量计、灰斗高料计和重锤料位计，以上仪表均电连接DCS控制***；中间灰仓内设有中间灰仓料位计，中间灰仓料位计电连接DCS控制***；氨水喷枪出口管道上设有压缩空气压力变送器和引压管，以上仪表均电连接DCS控制***；
废料储存***为事故池；
灰库***底部设有集料斗及卸灰***，大颗粒及沉降的粉尘集中于底部集料斗内，运行人员可定期进行排空；设有与灰库***配套的卸料器、散装机和废灰车；灰库***容积为65m³，满足2台窑炉7天存灰量；灰库顶部设置仓顶脉冲除尘器及真空压力释放阀；灰库设有高料位报警装置和连续料位显示；灰库底部设置1个排灰口，接干式散装机，散装机每小时卸灰能力80吨；
氨水喷枪包括用于***调整的调节器、用于雾化氨水和空气的快速接头；氨水喷枪出口管道与CFB干法脱硫塔前端烟道成120°角接入CFB干法脱硫塔前端烟道内，喷枪雾化角度为最佳角度；
氨水喷枪为特制的采用压缩空气进行雾化的双流体喷枪，可将氨水雾化成均匀的极细的液滴，氨水喷枪采用316L制作；对于每一批氨水喷枪，都采用激光粒度测试仪对氨水喷枪的雾化性能进行测试。通常，对于氨水喷枪，D32一般控制在80μm左右，最大粒径控制在100μm以内，且粒径分布均匀；
脱硫剂储存添加***提供的脱硫剂为氢氧化钙粉末；
旋风预除尘器具有经过耐磨处理的内表面，内表面敷设龟甲网且浇筑有耐磨浇注料，浇筑料厚度≥30mm；
由于烟气温度高设备膨胀位移量大，触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***分为多个仓室，每个仓室为独立结构，处理的烟气温度为设计温度加±30℃；触媒陶瓷纤维滤管是在原陶瓷纤维滤管中，加入钒－钛系作为触媒（催化剂），所有触媒（催化剂）均匀分布在陶瓷纤维滤管上；由于触媒粒子粒径很小为纳米级，且滤管的表面积很大。这样大大增加了催化剂的活性表面积以及反应速率，同时也增加了烟气的停留时间，使除去效率达到最大化；
触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的过滤室底部设有进气口，进气口与触媒陶瓷纤维滤管底部留有足够的安全空间，防止烟气直接冲刷滤管表面；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内的花板孔采用数控激光切割10mm厚钢板制成，满足其载荷需要且开孔位置准确；与理论位置的偏差不得大于≤0.03mm，确保两孔洞的中心距离误差在≤0.1mm，内孔加工表面粗糙度为Ra=2；花板孔洞制成后焊接加强筋时，筋板布置合理，花板平面度＜1/1000，对角线长度误差＜3mm；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内的净气室侧部设有矩形人孔门，方便更换滤管和检修；
实施例二
本申请实施例二提供了一种如图1和图2所示的催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***的工作方法：
对CFB干法脱硫塔前端烟道内的烟气进行脱硝：浓度为20%的氨水通过氨水罐车运输至氨区后，由卸氨泵输送至氨水储运及稀释***的储氨罐内，向氨水储运及稀释***的稀释水箱内注入除盐水；将氨水储罐内的氨水送入氨水计量混合模块，将稀释水箱内的稀释水通过稀释水泵送入氨水计量混合模块，氨水和除盐水在氨水计量混合模块内充分混合，直至氨水达到10%的浓度；氨水计量混合模块将10%浓度的氨水输送至计量分配模块，由计量分配模块通过对窑炉的实时工况(如烟气量、NOx及O2浓度等)进行分析，将氨水的流量分配给氨水喷枪，使得每支枪能更好的进行氨水雾化，提高反应效率；经过计量分配模块计量调节后的氨水经氨水输送泵送入氨水喷枪，氨水喷枪将氨水经压缩空气雾化后喷入CFB干法脱硫塔前端烟道，氨水对烟气进行脱硝；在催化剂的作用下烟气中的NOx与NH3发生催化反应生成N2和H2O，从而起到脱硝作用；由于陶瓷纤维滤管上附有催化剂，在催化剂外层还会有尘饼形成，这样可降低重金属砷（As)、硒（Se）及汞（Hg）对催化剂的毒化作用，反应方程式如下：
脱硝后的350±30℃的马蹄焰窑炉烟气由CFB干法脱硫塔内循环流化床下部的布风板进入CFB干法脱硫塔；
脱硝后的烟气在CFB干法脱硫塔内进行脱硫：烟气通过CFB干法脱硫塔底部的文丘里管进行加速（在文丘里管上脱硫剂及返料灰的加入形成反应密度床），进入循环流化床；脱硫剂储存添加***由精密给料机向CFB干法脱硫塔的文丘里管内供应脱硫剂，烟气与脱硫剂（消石灰颗粒）在循环流化床内充分混合反应：HCl、HF、SO2、SO3和其他有害气体与消石灰反应，生成CaCl2·2H2O、CaF、2CaSO3·1/2H2O、CaSO4·2H2O和CaCO3；CFB干法脱硫塔干法脱硫的原理为：Ca(OH)2粉末和烟气中的SO2和几乎全部的SO3、HCl、HF等酸性气体，在Ca(OH)2粒子的液相表面发生反应，反应如下：
Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+2HF→CaF2+2H2O
Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O
Ca(OH)2+SO3→CaSO4+H2O
Ca(OH)2+SO2+1/2O2→CaSO4+H2O
物料在循环流化床里，气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成聚团物向下返回，而聚团物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，使得气固间的滑移速度高达单颗粒滑移速度的数十倍。这样的循环流化床内气固两相流机制，极大地强化了气固间的传质与传热，为实现高脱硫率提供了保证；
消石灰加料仓的进料由罐车利用气力输送***输送而来，气力输送***上设置一台脉冲式仓顶分离器，进行气固分离；脱硫剂（氢氧化钙粉末）的品质需要满足下表1的要求：
表1 用作脱硫剂的氢氧化钙粉末性能参数表
指标名称 参数 测试方法
<![CDATA[Ca(OH)<sub>2</sub>含量]]> ≥88% JC/T   478.2
比表面积 ≥18㎡/g GB/T   19587
粒径 ≤50um JC/T   478.1
含水率 ≤1.5% JC/T   478.1
将水雾化后喷入CFB干法脱硫塔下部，使反应温度尽可能接近露点温度，Ca(OH)2粉末、烟气及喷入的水分，在流化状态下充分混合，并通过Ca(OH)2粉末的多次再循环，使得床内参加反应的Ca(OH)2量远远大于新投加的Ca(OH)2量，即实际反应的吸收剂与酸性气体的摩尔比远远大于表观摩尔比，从而使HCl、HF、SO2、SO3等酸性气体能被充分地吸收，实现高效脱硫；CFB干法脱硫塔产生的副产品呈干粉状，其化学组成主要有飞灰、CaCl2、CaSO3、CaSO4、CaF2以及未反应的脱硫剂；
旋风预除尘器进行预除尘，旋风除尘器的设计效率为60%：干法脱硫的产物由烟气从CFB干法脱硫塔顶部侧向排出，然后由旋风预除尘器上部矩形烟道通入旋风预除尘器内，在旋风预除尘器的离心力作用下，烟气沿旋风预除尘器的蜗壳作切线运动，粉尘由于重力作用从烟气中分离出来，烟气中的大颗粒粉尘首先被捕集进入旋风预除尘器锥斗下方的中间灰仓，旋风预除尘器将干法脱硫的产物从烟气中分离出来，烟气进入触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***；由旋风预除尘器下部中间灰仓对应的中间仓返料***将分离出的干法脱硫的固体产物绝大部分送回CFB干法脱硫塔继续参加反应，如此循环，以延长脱硫剂的作用时间，提高利用效率；反应剩余的少量脱硫灰渣通过中间仓返料***输送至灰库***内，再通过卸灰***外排；烟气在上升过程中，一部分颗粒随烟气被带出CFB干法脱硫塔，剩余部分颗粒因自重重新回流到循环流化床内，进一步增加了流化床的床层颗粒浓度和延长脱硫剂的反应时间，从而有效地保证了脱硫效率；
触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***继续捕捉烟气中的粉尘：经过旋风预除尘器进行除尘后的烟气进入触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***，触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***通过脉冲阀捕集烟气中的剩余粉尘；脉冲阀捕集粉尘时，分为定时清灰和定阻清灰两种模式；当旋风预除尘器的压差＜设定清灰压差时，脉冲阀执行定时清灰；当旋风预除尘器的压差≥设定清灰压差时，脉冲阀执行定阻清灰，触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***入压差清灰模式，直至旋风预除尘器的压差＜设定清灰压差，再次转入定时清灰模式；捕集到的剩余粉尘进入触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的灰斗；灰斗中的一部分粉尘经灰斗下方的仓泵输灰***输送入旋风预除尘器下部的中间灰仓，灰斗中剩余的粉尘被中间灰仓输送至灰库***；灰库***内的粉尘通过卸料器、散装机和废灰车配合定期外排；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的触媒陶瓷纤维滤管有别于传统的布袋除尘器，是将安装于空气污染防治设备中的干式陶瓷纤维滤管，直接安装到集尘器的孔板，相较于传统的布袋除尘器，陶瓷纤维滤管除尘器具有很多优势：
（1）取代传统滤袋：使用方式以及高压脉冲逆洗方式与传统的袋式集尘器（滤袋）基本相同。
（2）耐高温抗腐蚀：对于高温和腐蚀性化学物质抵抗性均比传统的袋式集尘器滤袋更优越。
（3）使用寿命延长：使用寿命的期限比传统集尘器（滤袋）更加优越;
触媒陶瓷纤维滤管在积尘过程中会在其表面形成残存层饼与颗粒层饼两层，其中残存层饼紧贴陶瓷纤维滤管表面，厚度为1～2mm，防止粉尘渗透到滤管，提升过滤效率；较外层的颗粒层饼可通过反向脉冲清洗，致使粉尘颗粒脱离;
正常运行工况下，经触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***处理达标的烟气（烟尘浓度低于10mg/Nm3（干基，标态）），进入余热锅炉进行余热回收，利用高温引风机抽取余热回收后的烟气（180℃）至烟囱排放；当余热锅炉故障或检修时，关闭触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***通往余热锅炉的进出口挡板，开启旁路烟道挡板，经处理达标后的净烟气（320±30℃）通过高温引风机由旁路烟道抽取至烟囱进行排放。

Claims (10)

1.一种催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***，其特征在于，包括：CFB干法脱硫***、脱硫返料及输灰***、烟气处理***和引风机***；其中烟气处理***包括：脱硫剂储存添加***、氨水储运及稀释***、触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***、余热锅炉、卸灰***、灰库***、电气控制***和废料储存***；脱硫返料及输灰***包括旋风预除尘器、中间灰仓和中间仓返料***；电气控制***电连接上位机；
氨水储运及稀释***内设有氨水储罐、稀释水箱、稀释水泵、氨水计量混合模块、计量分配模块和氨水喷枪；氨水储罐上的氨水出口连接氨水计量混合模块入口，氨水计量混合模块出口连接计量分配模块入口，计量分配模块出口连接氨水喷枪入口，氨水喷枪出口管道上设有压缩空气接入口，压缩空气接入口连接空气压缩装置，氨水喷枪出口管道接入CFB干法脱硫塔前端烟道；CFB干法脱硫塔顶部侧向的烟气入口连接旋风预除尘器的上部矩形烟道；
CFB干法脱硫***内设有CFB干法脱硫塔；CFB干法脱硫塔内设有循环流化床，循环流化床下部设有布风板，CFB干法脱硫塔底部设有文丘里管；CFB干法脱硫塔顶部还设有返料口；CFB干法脱硫塔顶部侧向的烟气入口连接旋风预除尘器的上部矩形烟道；脱硫剂储存添加***连接CFB干法脱硫塔内的循环流化床；
旋风预除尘器下方设有中间灰仓，中间灰仓设有锥形斗，锥形斗内设有气化板，锥形斗内设有破拱板；旋风预除尘器下部设有与中间灰仓对应的中间仓返料***，中间仓返料***入料口连接旋风预除尘器的固体出口；中间仓返料***出料口分两路，一路连接灰库***，另一路连接CFB干法脱硫塔上的返料口；旋风预除尘器的烟气出口连接触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***；
触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内设有仓泵输灰***、灰斗、过滤室、花板、净气室和触媒陶瓷纤维滤管，触媒陶瓷纤维滤管悬挂于过滤室内，通过花板对悬挂的触媒陶瓷纤维滤管进行固定；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的灰斗出口分为两路，一路连接仓泵输灰***入口，另一路连接灰库***入口；仓泵输灰***出口连接旋风预除尘器下部的中间灰仓；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内设有用于清灰的脉冲阀；灰斗下方设有用于输灰的仓泵；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***通过烟道连接余热锅炉，连接烟道上设有进出口挡板；
引风机***内设有高温引风机、风机支座和冷却***；
开设有旁路烟道，旁路烟道入口连接触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的烟气出口，旁路烟道出口连接烟囱；旁路烟道内还设有高温引风机的端口，旁路烟道内还设有旁路烟道挡板。
2.根据权利要求1所述催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***，其特征在于：氨水储运及稀释***内，计量分配模块包括浮子流量计、压力表、手动调节阀和放空管；氨水喷枪包括用于***调整的调节器、用于雾化氨水和空气的快速接头；氨水喷枪出口管道与CFB干法脱硫塔前端烟道成120°角接入CFB干法脱硫塔前端烟道内；氨水喷枪为特制的采用压缩空气进行雾化的双流体喷枪。
3.根据权利要求1所述催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***，其特征在于：每套脱硫剂储存添加***设有一座消石灰加料仓，消石灰加料仓下方设有插板阀，插板阀电连接精密给料机和螺旋输送机；消石灰加料仓底部还设有流化装置；脱硫剂储存添加***提供的脱硫剂为氢氧化钙粉末；旋风预除尘器具有经过耐磨处理的内表面，内表面敷设龟甲网且浇筑有耐磨浇注料，浇筑料厚度≥30mm。
4.根据权利要求1所述催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***，其特征在于：灰库***底部设有集料斗及卸灰***；设有与灰库***配套的卸料器、散装机和废灰车；废料储存***为事故池。
5.根据权利要求1所述催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***，其特征在于：触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***分为多个仓室，每个仓室为独立结构；触媒陶瓷纤维滤管是在原陶瓷纤维滤管中，加入钒系和钛系催化剂作为触媒，所有触媒均匀分布在陶瓷纤维滤管上；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的过滤室底部设有进气口，进气口与触媒陶瓷纤维滤管底部留有足够的安全空间；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内的花板孔采用数控激光切割10mm厚钢板制成；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内的净气室侧部设有矩形人孔门。
6.根据权利要求1所述催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***，其特征在于：电气控制***为DCS控制***；CFB干法脱硫塔设有进出口温度计和进出口压力变送器，二者均电连接DCS控制***；旋风预除尘器设有进出口温度计、出口压力变送器、除尘器总差压传感器和除尘器仓室差压传感器，以上均电连接DCS控制***；余热锅炉设有出口温度计，该出口温度计电连接DCS控制***；氨水储罐内设有氨罐液位计、氨泄漏报警仪和氨逃逸在线监测仪，稀释水箱内设有稀释水箱液位计，以上仪表均电连接DCS控制***；触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***内设有金属转子流量计、电磁流量计、灰斗高料计和重锤料位计，以上仪表均电连接DCS控制***；中间灰仓内设有中间灰仓料位计，中间灰仓料位计电连接DCS控制***；氨水喷枪出口管道上设有压缩空气压力变送器和引压管，以上仪表均电连接DCS控制***。
7.一种如权利要求1至6任一项所述催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
对CFB干法脱硫塔前端烟道内的烟气进行脱硝；
脱硝后的窑炉烟气由CFB干法脱硫塔内循环流化床下部的布风板进入CFB干法脱硫塔；
脱硝后的烟气在CFB干法脱硫塔内进行脱硫；
旋风预除尘器进行预除尘；
触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***继续捕捉烟气中的粉尘；
正常运行工况下，经触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***处理达标的烟气，进入余热锅炉进行余热回收，利用高温引风机抽取余热回收后的烟气至烟囱排放；
当余热锅炉故障或检修时，关闭触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***通往余热锅炉的进出口挡板，开启旁路烟道挡板，经处理达标后的净烟气通过高温引风机由旁路烟道抽取至烟囱进行排放。
8.根据权利要求7所述催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***的工作方法，其特征在于，对CFB干法脱硫塔前端烟道内的烟气进行脱硝的具体步骤为：
氨水通过氨水罐车运输至氨区后，由卸氨泵输送至氨水储运及稀释***的储氨罐内，向氨水储运及稀释***的稀释水箱内注入除盐水；将氨水储罐内的氨水送入氨水计量混合模块，将稀释水箱内的稀释水通过稀释水泵送入氨水计量混合模块，氨水和除盐水在氨水计量混合模块内充分混合，直至氨水达到设定浓度；氨水计量混合模块将达到设定浓度的氨水输送至计量分配模块，由计量分配模块将氨水的流量分配给氨水喷枪；经过计量分配模块计量调节后的氨水经氨水输送泵送入氨水喷枪，氨水喷枪将氨水经压缩空气雾化后喷入CFB干法脱硫塔前端烟道，氨水对烟气进行脱硝。
9.根据权利要求8所述催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***的工作方法，其特征在于：
脱硝后的烟气在CFB干法脱硫塔内进行脱硫的具体步骤为：烟气通过CFB干法脱硫塔底部的文丘里管进行加速，进入循环流化床；脱硫剂储存添加***由精密给料机向CFB干法脱硫塔的文丘里管内供应脱硫剂，烟气与脱硫剂在循环流化床内充分混合反应；将水雾化后喷入CFB干法脱硫塔下部；
旋风预除尘器进行预除尘的具体步骤为：干法脱硫的产物由烟气从CFB干法脱硫塔顶部侧向排出，然后由旋风预除尘器上部矩形烟道通入旋风预除尘器内，在旋风预除尘器的离心力作用下，烟气沿旋风预除尘器的蜗壳作切线运动，粉尘由于重力作用从烟气中分离出来，烟气中的大颗粒粉尘首先被捕集进入旋风预除尘器锥斗下方的中间灰仓，旋风预除尘器将干法脱硫的产物从烟气中分离出来，烟气进入触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***；由旋风预除尘器下部中间灰仓对应的中间仓返料***将分离出的干法脱硫的固体产物送回CFB干法脱硫塔继续参加反应，如此循环；反应剩余的少量脱硫灰渣通过中间仓返料***输送至灰库***内，再通过卸灰***外排。
10.根据权利要求9所述催化陶瓷滤筒干法脱硫脱硝除尘一体化***的工作方法，其特征在于，触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***继续捕捉烟气中的粉尘的具体步骤为：
经过旋风预除尘器进行除尘后的烟气进入触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***，触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***通过脉冲阀捕集烟气中的剩余粉尘；脉冲阀捕集粉尘时，分为定时清灰和定阻清灰两种模式；当旋风预除尘器的压差＜设定清灰压差时，脉冲阀执行定时清灰；当旋风预除尘器的压差≥设定清灰压差时，脉冲阀执行定阻清灰，触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***入压差清灰模式，直至旋风预除尘器的压差＜设定清灰压差，再次转入定时清灰模式；捕集到的剩余粉尘进入触媒陶瓷纤维滤管尘硝一体化***的灰斗；灰斗中的一部分粉尘经灰斗下方的仓泵输灰***输送入旋风预除尘器下部的中间灰仓，灰斗中剩余的粉尘被中间灰仓输送至灰库***；灰库***内的粉尘通过卸料器、散装机和废灰车配合定期外排。
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