CN204865525U - 一种燃煤锅炉烟气炉内脱硝干法脱硫装置 - Google Patents

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Abstract

一种燃煤锅炉烟气炉内脱硝干法脱硫装置，包括燃煤锅炉、烟气在线监测控制装置、反应塔、布袋除尘器、SCR反应器、水浴式氨气化器、风机、烟囱，其特征在于：燃煤锅炉顺序连接烟气在线监测控制装置、反应塔、布袋除尘器、SCR反应器、水浴式氨气化器、风机、烟囱，所述烟气在线监测控制装置连接变频旋转给料机，变频旋转给料机上方连接电子螺旋秤，电子螺旋秤连接卸料器，卸料器连接尿素颗粒料仓，变频旋转给料机下方连接混合发生器。本实用新型SO2的排放浓度40mg/Nm3，NOx的排放浓度40mg/Nm3，粉尘排放浓度5mg/Nm3，能够吸附烟气中的二恶英、重金属等有害污染物，使烟气达标排放，避免对环境造成污染。

Description

一种燃煤锅炉烟气炉内脱硝干法脱硫装置
技术领域
本实用新型涉及一种烟气的脱硫脱硝装置，尤其是涉及一种燃煤锅炉烟气炉内脱硝干法脱硫装置，属于环保技术领域。
背景技术
燃煤锅炉所用的煤粉中含有硫，在经1200℃～1500℃高温烧制过程中，原料中的硫经化学反应生成SO2进入烟气，燃煤锅炉排放的SO2占到国内SO2排放总量的很大一部分，根据对燃煤锅炉烟气的分析，有如下特点：
(1)燃煤锅炉烟气中SO2浓度变化非常快且浓度波动幅度大；
(2)燃煤锅炉排放的烟气温度通常在120℃～160℃之间波动；
(3)燃煤锅炉烟气中的粉尘浓度基本上在15g/Nm3至30g/Nm3之间变化；
(4)燃煤锅炉排放烟气的氧含量在5％～8％之间变化；
(5)燃煤锅炉排放烟气的含湿量较大，通常在8％～10.5％之间波动。
综上所述，燃煤锅炉的烟气温度大多在120～160℃之间，所处的烟气环境条件比较恶劣，如粉尘浓度较高、烟气的氧含量较高、含湿量较大、重金属浓度较高等，燃煤锅炉烟气SO2的排放浓度达到600～800mg/Nm3，NOx的排放浓度达到500～700mg/Nm3，对环境造成严重污染。
目前，对于燃煤锅炉烟气的处理，脱硝工艺主要是以氨水为还原剂，与炉膛中氮氧化物反应；然后进行脱除SO2气体，其中SO2气体的脱除方法采用湿法工艺，上述方法存在诸多缺点：
1、脱硝工艺主要是以氨水为还原剂，与炉膛中氮氧化物反应；其缺点在于氨水和液氨为危险货物不便于运输和储存；而尿素溶液需在现场配制、输送、稀释、混合再喷入到炉膛中去，脱硝效率低，工艺复杂，投资成本和日常维护费用较高。
2、湿法脱硫则采用洗涤塔形式，会产生含高浓度无机氯盐以及重金属的废水，产生二次污染，需配备废水处理***，投资成本高，运行费用也高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种燃煤锅炉烟气炉内脱硝干法脱硫装置，炉内脱硝工艺主要是以尿素颗粒为还原剂，与炉膛中氮氧化物反应，在炉膛内NOx被还原为N2和水；二次脱硝工艺，氨气通过喷氨隔栅的喷嘴喷入烟气中，继而进入SCR反应器，当烟气流经SCR反应器的催化剂层时，发生催化反应，NOx被选择性的还原为N2和水；脱硫剂用量少而且利用率高，循环过程中脱硫剂颗粒在相互摩擦作用下，不断裸露出新表面，使脱硫反应不断充分地进行，脱硫率高；该装置具有脱硫效率高，脱硝效率高，投资运行费用低，可靠性高，能耗低，维护易，占地面积小，***使用寿命长等优点；SO2的排放浓度40mg/Nm3，NOx的排放浓度40mg/Nm3，粉尘排放浓度5mg/Nm3，优于GB13223-2011标准《火电厂大气污染物排放标准》(SO2＜50mg/Nm3，NOx＜100mg/Nm3，粉尘排放浓度＜20mg/Nm3)，吸附烟气中的二恶英、重金属等有害污染物，使烟气达标排放，避免对环境造成污染。
本实用新型的技术方案是：一种燃煤锅炉烟气炉内脱硝干法脱硫装置，包括燃煤锅炉、烟气在线监测控制装置、反应塔、布袋除尘器、SCR反应器、水浴式氨气化器、风机、烟囱，其特征在于：所述燃煤锅炉顺序连接烟气在线监测控制装置、反应塔、布袋除尘器、SCR反应器、水浴式氨气化器、风机、烟囱，所述烟气在线监测控制装置连接变频旋转给料机，变频旋转给料机上方连接电子螺旋秤，电子螺旋秤连接卸料器，卸料器连接尿素颗粒料仓，变频旋转给料机下方连接混合发生器，混合发生器一路连接高压罗茨风机，另一路通过尿素颗粒喷射管连接尿素颗粒喷射口，尿素颗粒喷射口位于燃煤锅炉炉膛的侧壁上方，燃煤锅炉烟气出口与反应塔入气口连接，反应塔入气口下部连接有锥形集灰槽，锥形集灰槽连接电动卸灰阀，反应塔入气口上部连接有喉管，喉管上部顺序连接有氢氧化钙喷粉口、喷水口，喷水口通过管道连接水泵，水泵连接水箱，喷水口上部连接有烟气出口，烟气出口通过进布袋除尘器管道连接布袋除尘器，进布袋除尘器管道上设置有活性炭喷入口，活性炭喷入口通过活性炭喷射管连接混合发生器，混合发生器一路连接高压罗茨风机，混合发生器上方连接变频旋转给料机，变频旋转给料机连接电子螺旋秤，电子螺旋秤连接卸料器，卸料器连接活性炭料仓，布袋除尘器下部连接空气斜槽，空气斜槽底部连接中压罗茨风机，空气斜槽侧面连接反应塔循环管道，反应塔循环管道一路连接循环进料阀，另一路连接灰仓电动阀，灰仓电动阀连接灰仓，灰仓下部连接电动卸灰阀，反应塔氢氧化钙喷粉口通过氢氧化钙喷射管连接混合发生器，混合发生器一路连接高压罗茨风机，混合发生器上方连接变频旋转给料机，变频旋转给料机连接电子螺旋秤，电子螺旋秤连接卸料器，卸料器连接氢氧化钙干粉料仓，所述SCR反应器中间设有催化剂层，SCR反应器上部与氨气/空气混合器连接，氨气/空气混合器一路与稀释氨气风机连接，另一路与氨气缓冲槽出口连接，所述水浴式氨气化器，包括筒体、盘管式换热管、水浴式氨气化器进液管和水浴式氨气化器出气管，筒体内下部设有电加热器，筒体左侧下端设有水浴式氨气化器进液管，筒体右侧上端设有水浴式氨气化器出气管，四组盘管式换热管均匀安装在筒体内，筒体顶部安装有上封头，筒体底部安装有下封头，下封头为平底板，水浴式氨气化器出气管与氨气缓冲槽进口连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种燃煤锅炉烟气炉内脱硝干法脱硫装置，炉内脱硝工艺主要是以尿素颗粒为还原剂，与炉膛中氮氧化物反应，在炉膛内NOx被还原为N2和水；二次脱硝工艺，氨气通过喷氨隔栅的喷嘴喷入烟气中，继而进入SCR反应器，当烟气流经SCR反应器的催化剂层时，发生催化反应，NOx被选择性的还原为N2和水；脱硫剂用量少而且利用率高，循环过程中脱硫剂颗粒在相互摩擦作用下，不断裸露出新表面，使脱硫反应不断充分地进行，脱硫率高；该装置具有脱硫效率高，脱硝效率高，投资运行费用低，可靠性高，能耗低，维护易，占地面积小，***使用寿命长等优点；SO2的排放浓度40mg/Nm3，NOx的排放浓度40mg/Nm3，粉尘排放浓度5mg/Nm3，优于GB13223-2011标准《火电厂大气污染物排放标准》(SO2＜50mg/Nm3，NOx＜100mg/Nm3，粉尘排放浓度＜20mg/Nm3)，吸附烟气中的二恶英、重金属等有害污染物，使烟气达标排放，避免对环境造成污染。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1中A处放大图。
图3为图1中件5水浴式氨气化器的俯视结构示意图。
图1、图2、图3中，1.燃煤锅炉，2.反应塔入气口，3.锥形集灰槽，4.电动卸灰阀，5.水浴式氨气化器，6.喉管，7.氢氧化钙喷粉口，8.喷水口，9.水泵，10.水箱，11.反应塔，12.烟气出口，13.循环进料阀，14.反应塔循环管道，15.灰仓电动阀，16.灰仓，17.电动卸灰阀，18.布袋除尘器，19.空气斜槽，20.中压罗茨风机，21.氢氧化钙干粉料仓，22.卸料器，23.电子螺旋秤，24.变频旋转给料机，25.高压罗茨风机，26.混合发生器，27.氢氧化钙喷射管，28.烟囱，29.活性炭料仓，30.卸料器，31.电子螺旋秤，32.变频旋转给料机，33.高压罗茨风机，34.混合发生器，35.活性炭喷射管，36.活性炭喷入口，37.进布袋除尘器管道，38.催化剂层，39.SCR反应器，40.稀释氨气风机，41.氨气/空气混合器，42.氨气缓冲槽，43.风机，44.尿素颗粒料仓，45.卸料器，46.电子螺旋秤，47.变频旋转给料机，48.高压罗茨风机，49.混合发生器，50.尿素颗粒喷射管，51.尿素颗粒喷射口，52.烟气在线监测控制装置，501.水浴式氨气化器进液管，502.电加热器，503.盘管式换热管，504.筒体，505.水浴式氨气化器出气管，506.上封头，507.下封头。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1、图2、图3所示，本实用新型是一种燃煤锅炉烟气炉内脱硝干法脱硫装置，包括燃煤锅炉1、烟气在线监测控制装置52、反应塔11、布袋除尘器18、SCR反应器39、水浴式氨气化器5、风机43、烟囱28，其特征在于：所述燃煤锅炉1顺序连接烟气在线监测控制装置52、反应塔11、布袋除尘器18、SCR反应器39、水浴式氨气化器5、风机43、烟囱28，所述烟气在线监测控制装置52连接变频旋转给料机47，变频旋转给料机47上方连接电子螺旋秤46，电子螺旋秤46连接卸料器45，卸料器45连接尿素颗粒料仓44，变频旋转给料机47下方连接混合发生器49，混合发生器49一路连接高压罗茨风机48，另一路通过尿素颗粒喷射管50连接尿素颗粒喷射口51，尿素颗粒喷射口51位于燃煤锅炉1炉膛的侧壁上方，燃煤锅炉1烟气出口与反应塔入气口2连接，反应塔入气口2下部连接有锥形集灰槽3，锥形集灰槽3连接电动卸灰阀4，反应塔入气口2上部连接有喉管6，喉管6上部顺序连接有氢氧化钙喷粉口7、喷水口8，喷水口8通过管道连接水泵9，水泵9连接水箱10，喷水口8上部连接有烟气出口12，烟气出口12通过进布袋除尘器管道37连接布袋除尘器18，进布袋除尘器管道37上设置有活性炭喷入口36，活性炭喷入口36通过活性炭喷射管35连接混合发生器34，混合发生器34一路连接高压罗茨风机33，混合发生器34上方连接变频旋转给料机32，变频旋转给料机32连接电子螺旋秤31，电子螺旋秤31连接卸料器30，卸料器30连接活性炭料仓29，布袋除尘器18下部连接空气斜槽19，空气斜槽19底部连接中压罗茨风机20，空气斜槽19侧面连接反应塔循环管道14，反应塔循环管道14一路连接循环进料阀13，另一路连接灰仓电动阀15，灰仓电动阀15连接灰仓16，灰仓16下部连接电动卸灰阀17，反应塔氢氧化钙喷粉口7通过氢氧化钙喷射管27连接混合发生器26，混合发生器26一路连接高压罗茨风机25，混合发生器26上方连接变频旋转给料机24，变频旋转给料机24连接电子螺旋秤23，电子螺旋秤23连接卸料器22，卸料器22连接氢氧化钙干粉料仓21，所述SCR反应器39中间设有催化剂层38，SCR反应器39上部与氨气/空气混合器41连接，氨气/空气混合器41一路与稀释氨气风机40连接，另一路与氨气缓冲槽42出口连接，所述水浴式氨气化器5，包括筒体504、盘管式换热管503、水浴式氨气化器进液管501和水浴式氨气化器出气管505，筒体504内下部设有电加热器502，筒体504左侧下端设有水浴式氨气化器进液管501，筒体504右侧上端设有水浴式氨气化器出气管505，四组盘管式换热管503均匀安装在筒体504内，筒体504顶部安装有上封头506，筒体504底部安装有下封头507，下封头507为平底板，水浴式氨气化器出气管505与氨气缓冲槽42进口连接。
本实用新型的工作过程：220t/h燃煤锅炉1，烟气量440000m3/h，烟气温度120～160℃，SO2的浓度600～800mg/Nm3，NOx的浓度500～700mg/Nm3，粉尘浓度15g/Nm3，氧含量在5％～8％；
由尿素颗粒料仓44、卸料器45、电子螺旋秤46、变频旋转给料机47、高压罗茨风机48、混合发生器49、尿素颗粒喷射管50、尿素颗粒喷射口51等组成的尿素颗粒喷射装置；烟气在线监测控制装置52对燃煤锅炉1的烟气量及生成NOx的量进行检测，并反馈到PLC控制***，PLC控制***计算尿素的消耗量，经电子螺旋秤46称重计量后，通过变频旋转给料机47，根据工况，用改变转速的方式调整尿素颗粒输送量，尿素颗粒送入混合发生器49，来自高压罗茨风机48的风力，将落入混合发生器49的尿素颗粒通过尿素颗粒喷射管50送入尿素颗粒喷射口51进入燃煤锅炉1炉膛内，在燃煤锅炉1炉膛内，尿素颗粒和烟气中的氮氧化物发生化学反应：
2CO(NH2)2+4NO+O2＝4N2+4H2O+2CO2
4CO(NH2)2+4NO2＝6N2+8H2O+2CO2
在炉膛内NOx被还原为N2和水；
由氢氧化钙干粉料仓21、卸料器22、电子螺旋秤23、变频旋转给料机24、高压罗茨风机25、混合发生器26、氢氧化钙喷射管27等组成的氢氧化钙喷射装置；根据燃煤锅炉1的烟气量及生成硫化物的量，计算Ca(OH)2的消耗量，经电子螺旋秤23称重计量后，通过变频旋转给料机24，根据工况，用改变转速的方式调整输粉量，输粉量送入混合发生器26，来自高压罗茨风机25的风力，将落入混合发生器26的粉料通过氢氧化钙喷射管27送入氢氧化钙喷粉口7进入反应塔11内，在反应塔11内，弥漫在烟气中的氢氧化钙颗粒在相互摩擦作用下，不断把氢氧化钙颗粒表面生成的(亚)硫硫钙去除，使颗粒内部的氢氧化钙不断裸露出新表面，使脱硫反应不断充分地进行下去，烟气中的SO2的脱除效率高，由于SO3、HF、HCL等硫性气体比SO2更易与氢氧化钙发生反应，反应塔11内SO3、HF、HCL的脱除效率能够达到98％以上；在反应塔11内反应后的氢氧化钙通过空气斜槽19、反应塔循环管道14与反应塔11进行氢氧化钙反复循环，其循环量通过循环进料阀13控制，空气斜槽19底部设有中压罗茨风机20，将空气斜槽19中的氢氧化钙始终处于悬浮状态，确保发生好的脱除反应，当脱硫运行一段时间后，打开灰仓电动阀15，将脱硫产物、烟气中的粉尘进入灰仓16，通过电动卸灰阀17排出循环***，氢氧化钙输送***将氢氧化钙反复循环与烟气接触，循环倍率达100～200倍，氢氧化钙利用率高；
在上述的工艺过程中发生一系列的化学变化：
Ca(OH)2+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+H2O
Ca(OH)2+SO3+H2O→CaSO4·2H2O
Ca(OH)2+2HCL→CaCL2·2H2O
Ca(OH)2+2HF→CaF2·2H2O
CaSO3·1/2H2O+1/2O2+2/3H2O→CaSO4·2H2O
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
反应塔11内混合物的干燥相对均匀，循环氢氧化钙具有极好的流动性，能确保反应塔11中工况的稳定；脱硫过程中因结团而变得较粗的颗粒在重力的作用下落在反应塔锥形集灰槽3中，经反应塔底部电动卸灰阀4排出；
布袋上二次脱硫反应：在负压的作用下，Ca(OH)2粉末吸附在布袋表面形成一层Ca(OH)2粉层，与进入除尘器的含硫烟气进一步反应。在反应过程中，采用除尘器进、出口压力差来控制清灰频率，当压力差超过设定的上限时，对布袋进行清灰，以便Ca(OH)2粉末不断吸附在布袋表面与含硫烟气反应。Ca(OH)2反复循环与烟气接触，Ca(OH)2利用率高，提高脱硫效率；
由活性炭料仓29、卸料器30、电子螺旋秤31、变频旋转给料机32、高压罗茨风机33、混合发生器34、活性炭喷射管35等组成活性炭的喷射装置；根据燃煤锅炉1的烟气量及生成二恶英、重金属等有害物质的量，计算活性炭的消耗量，经电子螺旋秤31称重计量后，通过变频旋转给料机32，根据工况，用改变转速的方式调整活性炭输送量，活性炭送入混合发生器34，来自高压罗茨风机33的风力，将落入混合发生器34的活性炭通过活性炭喷射管35送入活性炭喷入口36进入进布袋除尘器管道37内，喷入的活性炭对烟气中的二恶英及重金属等有害物质进行吸附；
在水箱10中的工业用水通过水泵9泵入反应塔11的喷水口8中，水以雾状喷出，提高Ca(OH)2与SO2、SO3、HF、HCL等酸性气体传热、传质速率，发生中和反应，去除烟气中的酸性气体，提高脱硫效率；
二次脱硝过程：由于炉内脱硝效率只能达到50％，不能完全达到环保要求，为达到排放标准，需进行二次脱硝；
液氨由槽车运送到液氨贮槽，输出的液氨经水浴式氨气化器5后变成氨气，水浴式氨气化器5，利用电能作为热源气化液氨，液氨从水浴式氨气化器进液管501进入盘管式换热管503，通过隐没在温水中的盘管式换热管503完成气化并过热，温水的热能由筒体504内下部电加热器502提供，最终氨气顺着气流方向从水浴式氨气化器出气管505输出进入氨气缓冲槽42备用；氨气缓冲槽42内的氨气经减压后送入氨气/空气混合器41中，与来自稀释氨气风机40的空气混合后，通过喷氨隔栅的喷嘴喷入烟气中并与之充分混合，继而进入SCR反应器39，当烟气流经SCR反应器39的催化剂层38时，发生催化反应，NOx被选择性的还原：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
8NH3+6NO2→7N2+12H2O
在反应器内NOx被还原为N2和水。
由此可见，本实用新型提供一种燃煤锅炉烟气炉内脱硝干法脱硫装置，炉内脱硝工艺主要是以尿素颗粒为还原剂，与炉膛中氮氧化物反应，在炉膛内NOx被还原为N2和水；二次脱硝工艺，氨气通过喷氨隔栅的喷嘴喷入烟气中，继而进入SCR反应器，当烟气流经SCR反应器的催化剂层时，发生催化反应，NOx被选择性的还原为N2和水；脱硫剂用量少而且利用率高，循环过程中脱硫剂颗粒在相互摩擦作用下，不断裸露出新表面，使脱硫反应不断充分地进行，脱硫率高；该装置具有脱硫效率高，脱硝效率高，投资运行费用低，可靠性高，能耗低，维护易，占地面积小，***使用寿命长等优点；SO2的排放浓度40mg/Nm3，NOx的排放浓度40mg/Nm3，粉尘排放浓度5mg/Nm3，优于GB13223-2011标准《火电厂大气污染物排放标准》(SO2＜50mg/Nm3，NOx＜100mg/Nm3，粉尘排放浓度＜20mg/Nm3)，吸附烟气中的二恶英、重金属等有害污染物，使烟气达标排放，避免对环境造成污染。

Claims (1)

1.一种燃煤锅炉烟气炉内脱硝干法脱硫装置，包括燃煤锅炉、烟气在线监测控制装置、反应塔、布袋除尘器、SCR反应器、水浴式氨气化器、风机、烟囱，其特征在于：所述燃煤锅炉顺序连接烟气在线监测控制装置、反应塔、布袋除尘器、SCR反应器、水浴式氨气化器、风机、烟囱，所述烟气在线监测控制装置连接变频旋转给料机，变频旋转给料机上方连接电子螺旋秤，电子螺旋秤连接卸料器，卸料器连接尿素颗粒料仓，变频旋转给料机下方连接混合发生器，混合发生器一路连接高压罗茨风机，另一路通过尿素颗粒喷射管连接尿素颗粒喷射口，尿素颗粒喷射口位于燃煤锅炉炉膛的侧壁上方，燃煤锅炉烟气出口与反应塔入气口连接，反应塔入气口下部连接有锥形集灰槽，锥形集灰槽连接电动卸灰阀，反应塔入气口上部连接有喉管，喉管上部顺序连接有氢氧化钙喷粉口、喷水口，喷水口通过管道连接水泵，水泵连接水箱，喷水口上部连接有烟气出口，烟气出口通过进布袋除尘器管道连接布袋除尘器，进布袋除尘器管道上设置有活性炭喷入口，活性炭喷入口通过活性炭喷射管连接混合发生器，混合发生器一路连接高压罗茨风机，混合发生器上方连接变频旋转给料机，变频旋转给料机连接电子螺旋秤，电子螺旋秤连接卸料器，卸料器连接活性炭料仓，布袋除尘器下部连接空气斜槽，空气斜槽底部连接中压罗茨风机，空气斜槽侧面连接反应塔循环管道，反应塔循环管道一路连接循环进料阀，另一路连接灰仓电动阀，灰仓电动阀连接灰仓，灰仓下部连接电动卸灰阀，反应塔氢氧化钙喷粉口通过氢氧化钙喷射管连接混合发生器，混合发生器一路连接高压罗茨风机，混合发生器上方连接变频旋转给料机，变频旋转给料机连接电子螺旋秤，电子螺旋秤连接卸料器，卸料器连接氢氧化钙干粉料仓，所述SCR反应器中间设有催化剂层，SCR反应器上部与氨气/空气混合器连接，氨气/空气混合器一路与稀释氨气风机连接，另一路与氨气缓冲槽出口连接，所述水浴式氨气化器，包括筒体、盘管式换热管、水浴式氨气化器进液管和水浴式氨气化器出气管，筒体内下部设有电加热器，筒体左侧下端设有水浴式氨气化器进液管，筒体右侧上端设有水浴式氨气化器出气管，四组盘管式换热管均匀安装在筒体内，筒体顶部安装有上封头，筒体底部安装有下封头，下封头为平底板，水浴式氨气化器出气管与氨气缓冲槽进口连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108525480A (zh) * 2017-03-06 2018-09-14 章鹏飞 一种喷漆除尘有机废气净化一体机

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CN108525480A (zh) * 2017-03-06 2018-09-14 章鹏飞 一种喷漆除尘有机废气净化一体机

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