一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置，包括引风机、干法脱硫系统、氨制备系统、除氨脱硝设备、颗粒物回收系统及压缩空气系统，所述干法脱硫系统、氨制备系统及除氨脱硝设备按烟气气流方向依次接入烟气主管道，引风机安装在除氨脱硝设备后的烟气主管道上，除氨脱硝设备另外连接颗粒物回收系统，压缩空气系统通过连接管道分别连接除氨脱硝设备中的脉冲清灰装置、干法脱硫系统中的干粉流态化设备和除氨脱硝设备出灰口的密闭排料锁气阀。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一体化脱硫脱硝除氨效率高，脱硝方式独特，设备结构形式先进，节省能源，充分回收利用煤气净化工艺中的剩余氨水，充分回收利用余热。
【专利说明】一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及低温烟气无害化处理【技术领域】，尤其涉及一种低温烟气脱硫脱硝
除氨一体化装置。
【背景技术】
[0002]NH3-SCR法(选择性催化还原法)脱硝技术成熟、可靠，已在电厂得到广泛应用。电厂烟气温度在350°C?400°C之间，在此温度工况下的脱硝效率可达90%，且由于烟气温度高，在催化剂作用下SO2转化成SO3的量很少，SO2对脱硝效率的影响微乎其微。电厂一般采用先脱硝、烟气余热回收、后低温脱硫工艺。
[0003]焦化厂焦炉烟道废气温度一般在180°C?250°C之间；S02含量一般为60?150mg/Nm3，对于原料煤中有机硫含量比较高的企业，其焦炉烟道废气中的302含量可达350mg/Nm3 ;N0X含量在600?1200mg/Nm3之间；氧含量较低，约为6% ;含水量随焦炉加热介质变化，采用焦炉煤气加热时约为17.25%，采用混合煤气加热时约为6.6%。为满足焦化行业对NOx及SO2的排放浓度要求，必须对焦炉烟道废气采取脱硫脱硝措施。
[0004]焦炉烟道废气温度较低，采用常规NH3-SCR法脱硝，其效率仅为50?70%，经过脱硝后的NOx浓度无法满足国家排放标准要求，同时会有大量的氨逃逸，产生新的大气污染。在此温度区间内，SO2在催化剂催化作用下极易转化成S03，SO3与NH3反应生成硫酸铵盐，硫酸铵盐潮解后粘结在催化剂表面，不仅降低脱硝效率，还会减少催化剂使用寿命。如果在脱硝装置前加入传统的脱硫工艺，则由于烟气温度随之降低，会进一步降低脱硝效率。上述问题虽然可以通过加热焦炉烟道废气来解决，但会造成能源浪费，同时增加一次投资及运行费用。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供了一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置，适用于烟气温度大于180°c, SO2含量小于150mg/Nm3的焦炉烟道废气脱硫脱硝，脱硝方式独特，设备结构形式先进，充分回收利用煤气净化工艺中的剩余氨水，高效脱硫脱硝的同时，可控制氨逃逸量低于国家排放标准值。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现:
[0007]—种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置，包括引风机、干法脱硫系统、氨制备系统、除氨脱硝设备、颗粒物回收系统及压缩空气系统，所述干法脱硫系统、氨制备系统及除氨脱硝设备按烟气气流方向依次接入烟气主管道，引风机安装在除氨脱硝设备后的烟气主管道上，除氨脱硝设备另外连接颗粒物回收系统，压缩空气系统通过连接管道分别连接除氨脱硝设备中的脉冲清灰装置、干法脱硫系统中的干粉流态化设备和除氨脱硝设备出灰口的密闭排料锁气阀。
[0008]所述烟气主管道前，焦炉烟?底部两侧烟道气入口处设置烟道气入口风量调节阀。[0009]所述干法脱硫系统由干粉贮存槽、变频定量给料设备及干粉流态化设备组成，干粉贮存槽出料口设有变频定量给料设备，干粉流态化设备通过脱硫催化剂喷入口连接烟气管道。
[0010]所述氨制备系统由氨水储罐、氨喷淋蒸发器、氨气缓冲罐、氨气-烟气混合器组成，氨喷淋蒸发器的两端通过管道接入脱硫脱硝除氨处理后的烟气管道，形成回路，其位于氨喷淋蒸发器前的管路另设一管道支路连通氨气-烟气混合器，并从另一端接入烟气主管道。
[0011]所述氨制备系统与烟气主管道连接处设有喷氨格栅，其沿烟气流动方向前方还设有静态混合器。
[0012]所述除氨脱硝设备采用脉冲袋式除尘器结构形式，底部为灰仓，灰仓出口设密闭排料锁气阀，灰仓上部设布袋复合催化剂，布袋复合催化剂外表面为耐高温滤袋，中间为除氨催化剂层，里层为滤料骨架；复合催化剂侧面烟气入口处设气流分布板，布袋复合催化剂顶部设脉冲清灰装置。
[0013]所述弓I风机配有变频电机。
[0014]所述颗粒物回收系统由刮板输送机、链斗式提升机和颗粒物贮仓组成，所述刮板输送机位于除氨脱硝设备灰仓出料口的下方，其尾部通过管道连接链斗式提升机下部进料口，链斗式提升机上方出料口连接颗粒物贮仓。
[0015]所述颗粒物贮仓下方出料口设有螺杆式插板阀。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0017]I) 一体化脱硫脱硝除氨效率高
[0018]本装置工作原理是先干法脱除烟气中的S02，然后采用除氨催化剂进行脱硝除氨，其脱硫效率高于90%，脱硝效率高于90%，氨反应效率高于98%。
[0019]2)脱硝方式独特，设备结构形式先进
[0020]直接采用除氨催化剂进行脱硝同时除氨，除氨脱硝装置采用脉冲袋式除尘器结构形式，耐高温滤袋与除氨催化剂复合，滤袋用于滤除烟气中的NaHC03、Na2C03> Na2SO3等颗粒物及粉尘，防止粉尘及颗粒物污染除氨催化剂表面，同时烟气穿过滤袋外表面颗粒物层时，烟气中的SO2会与NaHCO3及Na2CO3继续反应，进一步脱除S02，在低硫环境下，除氨催化剂对低温烟气仍有很高的脱硝效率。
[0021]3)清灰简单
[0022]采用压缩空气脉冲清灰方式清除滤袋外表面的颗粒物，不仅可以提高布袋滤尘效率，降低系统运行阻力，还可以吹落除氨催化剂颗粒之间夹杂的粉尘，提高除氨催化剂的除氨效率及脱硝效率，延长催化剂使用寿命。
[0023]4)节省能源，降低运行费用及一次投资
[0024]采用脱硫脱硝除氨一体化工艺，可在焦炉烟道废气低温工况下，直接高效干法脱硫，同时高效脱硝除氨，不需要对低温焦炉烟道废气采取加热措施，节省能源，降低运行费用及一次投资。
[0025]5)充分回收利用煤气净化工艺中的剩余氨水
[0026]采用煤气净化蒸氨工段中产生的浓度约为15%?18%的剩余氨水作为还原剂，降低焦化厂外排污染物浓度，同时降低处理污染物运行成本及一次投资。[0027]6)充分回收利用余热
[0028]氨蒸发及氨气混合均采用经过脱硝后的焦炉烟道废气，充分回收利用烟道废气的余热，不需另外增设加热媒，大大节约能源。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本实用新型工艺流程图。。
[0030]图2是本实用新型中除氨脱硝设备侧视图。
[0031]图3是本实用新型中布袋复合催化剂结构示意图。
[0032]图中:1a.引风机Ib.烟道气入口风量调节阀2a.变频定量给料设备2b.干粉流态化设备2c.干粉贮存槽3a.氨水贮罐3b.氨水供给泵3c.氨喷淋蒸发器3d.氨气缓冲罐3e.氨气-烟气混合器3f.喷氨格栅3g.静态混合器4.除氨脱硝设备4a.布袋复合催化剂4a-1.滤袋4a-2.除氨催化剂层4a_3.滤料骨架4b.脉冲清灰装置4c.灰仓4d.密闭排料锁气阀4e.气流分布板5.压缩空气贮罐6a.刮板输送机6b.链斗式提升机6c.颗粒物贮仓6d.螺杆式插板阀
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0034]见图1，是本实用新型一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置的结构示意图，包括引风机la、干法脱硫系统、氨制备系统、除氨脱硝设备4、颗粒物回收系统及压缩空气系统，所述干法脱硫系统、氨制备系统及除氨脱硝设备4按烟气气流方向依次接入烟气主管道，引风机Ia安装在除氨脱硝设备4后的烟气主管道上，除氨脱硝设备4另外连接颗粒物回收系统，压缩空气系统通过连接管道分别连接除氨脱硝设备4中的脉冲清灰装置4b、干法脱硫系统中的干粉流态化设备2b和除氨脱硝设备4出灰口的密闭排料锁气阀4d。
[0035]所述烟气主管道前，焦炉烟?底部两侧烟道气入口处设置烟道气入口风量调节阀Ib0
[0036]所述干法脱硫系统由干粉贮存槽2c、变频定量给料设备2a及干粉流态化设备2b组成，干粉贮存槽2c出料口设有变频定量给料设备2a，干粉流态化设备2b通过脱硫催化剂喷入口连接烟气管道。
[0037]所述氨制备系统由氨水储罐3a、氨喷淋蒸发器3c、氨气缓冲罐3d、氨气-烟气混合器3e组成，氨喷淋蒸发器3c的两端通过管道接入脱硫脱硝除氨处理后的烟气管道，形成回路，其位于氨喷淋蒸发器3c前的管路另设一管道支路连通氨气-烟气混合器3e，并从另一端接入烟气主管道。
[0038]所述氨制备系统与烟气主管道连接处设有喷氨格栅3f，其沿烟气流动方向前方还设有静态混合器3g。
[0039]所述除氨脱硝设备4采用脉冲袋式除尘器结构形式，底部为灰仓4c，灰仓4c出口设密闭排料锁气阀4d,灰仓上部设布袋复合催化剂4a,布袋复合催化剂4a外表面为耐高温滤袋4a_l，中间为除氨催化剂层4a_2，里层为滤料骨架4a_3 ;复合催化剂4a侧面烟气入口处设气流分布板4e，布袋复合催化剂4a顶部设脉冲清灰装置4b。
[0040]所述引风机Ia配有变频电机。[0041]所述颗粒物回收系统由刮板输送机6a、链斗式提升机6b和颗粒物贮仓6c组成，所述刮板输送机6a位于除氨脱硝设备灰仓4c出料口的下方，其尾部通过管道连接链斗式提升机6b下部进料口，链斗式提升机6b上方出料口连接颗粒物贮仓6c。
[0042]所述颗粒物贮仓6c下方出料口设有螺杆式插板阀6d。
[0043]本实用新型一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置的工作原理是:根据流态化原理，在脱硝之前先进行干法脱硫，采用焦化厂蒸氨工段产生的剩余氨水蒸发出来的氨气作为还原剂，利用布袋-除氨催化剂复合结构作为除尘及脱硝手段，高效脱硫脱硝的同时，可控制氨逃逸量低于国家排放标准值。
[0044]本实用新型一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置的工作过程如下:
[0045]I)低温烟气在脱硝之前先采取脱硫措施，贮存在干粉贮存槽2c中的NaHCO3细粉脱硫剂通过压缩空气及干粉流态化设备2b流化后，由脱硫剂喷入口喷入焦炉烟道废气输送管道；流态化NaHCO3细粉与焦炉烟道废气接触，发生如下化学反应:
[0046]2NaHC03->Na2C03+H20+C02 ；
[0047]Na2C03+S02->Na2S03+C02 ；
[0048]2NaHC03+S02->Na2S03+H20+2C02。
[0049]多数NaHCO3细粉在热烟气中分解生成细度更小、比表面积更大、活性度更高的Na2CO3,提闻SO2脱除效率。
[0050]2)将煤气净化工艺蒸氨工序产生的浓度为15?18%的剩余氨水用管道输送至氨水贮罐3a中贮存,氨水贮罐3a还用于稳定脱硝系统氨水流量及浓度。氨水定量供给泵3b将氨水贮罐3a中的氨水喷入氨喷淋蒸发器3c进行蒸发，蒸发后一定压力的氨气先进入氨缓冲罐3d,然后进入氨气-烟气混合器3e与一部分脱硝后的排气混合,混合后的氨气由喷氨格栅3f均匀喷入脱硫后的焦炉烟气管道中，喷氨格栅3e后面设置静态混合器3g，使氨气与烟气中的氮氧化合物充分混合。
[0051]根据焦炉烟道废气中NOx含量及NOx排放浓度要求，可调节氨水供给泵3b的供给量，以满足脱硝系统氨用量要求。
[0052]氨喷淋蒸发器3c的热源来自脱硝后的焦炉烟道废气，充分利用烟气的余热，不需另外增设加热系统。
[0053]混合器3e起到稀释氨气浓度，提高氨气温度的作用，可以使喷入的氨气更好的与焦炉烟道气混合，并减少由于氨气喷入而引起的烟气温度下降。与氨气混合的介质采用经过脱硫脱硝处理的烟道废气。
[0054]经过模拟后设计的喷氨格栅3f用于在焦炉烟道废气中均匀喷入氨气，而静态混合器3g则可以使氨气与焦炉烟道气进一步充分混合均匀。
[0055]3)见图2，是除氨脱硝设备4的侧视图；与氨气均匀混合后的焦炉烟道废气进入除氨脱硝设备4进行脱硝除氨；烟气从除氨脱硝设备4侧底部进入，经过脱硝除氨的烟气由除氨脱硝设备4侧顶部或顶部流出；进入除氨脱硝设备4的烟气经过气流分布板4e均布气流后，首先与布袋复合催化剂4a接触。见图3，是布袋复合催化剂结构示意图，布袋复合催化剂4a外表面为耐高温滤袋4a_l，中间为除氨催化剂层4a_2，里层为滤料骨架4a_3。脱硫过程中生成的Na2SO3细粉、未参加反应的NaHCO3及Na2CO3细粉、烟气中含有的粉尘均被滤袋4a-l过滤在布袋外表面，烟气则在引风机Ia的负压作用下强制性穿过布袋，进入并穿过除氨催化剂层4a-2 ；除氨催化剂4a-2呈细颗粒状，焦炉烟道废气中的氧含量较低，约为6%，低硫、低温烟气环境中，在除氨催化剂的催化作用下，NH3优先与NOx等强氧化气体反应，将NOx还原成N2 ;低温工况下的脱硝效率高达90%，同时氨也与少部分氧反应生成N2和水，除氨催化剂催化作用下的氨反应效率高达98%。
[0056]滤袋4a_l用于滤除颗粒物及粉尘，随着滤袋4a_l表面颗粒附着物的增加，除氨脱硝设备4阻力也会增加，利用压缩空气通过脉冲清灰装置4b对布袋复合催化剂4a进行脉冲清灰，除下的颗粒物落入除氨脱硝设备4底部灰仓4c ;烟气穿过滤袋4a-l外表面颗粒物层时，烟气中残留的SO2与NaHCO3及Na2CO3细粉继续发生反应，进一步提高脱硫效率。
[0057]引风机Ia配有变频电机。通过对引风机Ia进行变频调速，并调节烟道气入口风量调节阀lb，既可以保证焦炉正常生产所需要的负压值，也可以保证脱硫脱硝工艺系统正常工作所需要的压力值。
[0058]除氨脱硝设备焦炉烟道废气入口处设气流分布板4e，将气流均布至布袋复合催化剂4a，同时由于布袋复合催化剂层具有一定的阻力，具有一定的均压作用，利于设备内部气流场及温度场均布。
[0059]通过脉冲清灰装置4b反吹清灰，不仅可以清掉滤袋4a_l外表面附着的颗粒物，同时可以清除除氨催化剂颗粒之间夹杂的粉尘，提高除氨催化剂的使用效率及使用寿命。
[0060]灰仓4出口设密闭排料锁气阀4d，防止外部空气由出灰口不严密处渗入，降低烟气温度。
[0061]4)经过脱硫脱硝除氨全过程处理后的烟道废气达到国家排放标准，返回焦炉烟囱排放；除氨脱硝设备4中收集的颗粒物及粉尘通过密闭排料锁气阀4d排料后，由刮板输送机6a、链斗式提升机6b输送至颗粒物贮仓6c贮存，并定期外运出售。
[0062]压缩空气用于除氨脱硝设备清灰、脱硫剂干粉流态化、启闭密闭排料锁气阀。
[0063]本发明一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化工艺，适用于烟气温度大于180°C，SO2含量小于150mg/Nm3的焦炉烟道废气脱硫脱硝。
【权利要求】
1.一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置，其特征在于，包括引风机、干法脱硫系统、氨制备系统、除氨脱硝设备、颗粒物回收系统及压缩空气系统，所述干法脱硫系统、氨制备系统及除氨脱硝设备按烟气气流方向依次接入烟气主管道，引风机安装在除氨脱硝设备后的烟气主管道上，除氨脱硝设备另外连接颗粒物回收系统，压缩空气系统通过连接管道分别连接除氨脱硝设备中的脉冲清灰装置、干法脱硫系统中的干粉流态化设备和除氨脱硝设备出灰口的密闭排料锁气阀。
2.根据权利要求1所述的一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置，其特征在于，所述烟气主管道前，焦炉烟?底部两侧烟道气入口处设置烟道气入口风量调节阀。
3.根据权利要求1所述的一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置，其特征在于，所述干法脱硫系统由干粉贮存槽、变频定量给料设备及干粉流态化设备组成，干粉贮存槽出料口设有变频定量给料设备，干粉流态化设备通过脱硫催化剂喷入口连接烟气管道。
4.根据权利要求1所述的一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置，其特征在于，所述氨制备系统由氨水储罐、氨喷淋蒸发器、氨气缓冲罐、氨气-烟气混合器组成，氨喷淋蒸发器的两端通过管道接入脱硫脱硝除氨处理后的烟气管道，形成回路，其位于氨喷淋蒸发器前的管路另设一管道支路连通氨气-烟气混合器，并从另一端接入烟气主管道。
5.根据权利要求1或4所述的一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置，其特征在于，所述氨制备系统与烟气主管道连接处设有喷氨格栅，其沿烟气流动方向前方还设有静态混合器。
6.根据权利要求1所述的一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置，其特征在于，所述除氨脱硝设备采用脉冲袋式除尘器结构形式，底部为灰仓，灰仓出口设密闭排料锁气阀，灰仓上部设布袋复合催化剂，布袋复合催化剂外表面为耐高温滤袋，中间为除氨催化剂层，里层为滤料骨架；复合催化剂侧面烟气入口处设气流分布板，布袋复合催化剂顶部设脉冲清灰装置。
7.根据权利要求1所述的一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置，其特征在于，所述引风机配有变频电机。
8.根据权利要求1所述的一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置，其特征在于，所述颗粒物回收系统由刮板输送机、链斗式提升机和颗粒物贮仓组成，所述刮板输送机位于除氨脱硝设备灰仓出料口的下方，其尾部通过管道连接链斗式提升机下部进料口，链斗式提升机上方出料口连接颗粒物贮仓。
9.根据权利要求8所述的一种低温烟气脱硫脱硝除氨一体化装置，其特征在于，所述颗粒物贮仓下方出料口设有螺杆式插板阀。
【文档编号】B01D53/56GK203764107SQ201420109070
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】王充, 尹华, 霍延中, 孙刚森, 吕文彬, 高飞, 徐钟川, 孙广明 申请人:中冶焦耐工程技术有限公司