煤气锅炉烟气的排放装置的制作方法

本实用新型涉及大气污染净化领域，尤其涉及一种钢厂煤气锅炉烟气的排放装置。

背景技术：

中国是世界钢铁生产的大国，年产量居世界第一位，日均产钢量超200万吨。2016年10月28日工业和信息化部印发了《钢铁工业调整升级规划(2016-2020年)》。“规划”中明确要求推进绿色制造，提出“十三五”期间能源消耗总量和污染物排放总量双下降的目标，即分别下降10％和15％以上。因此，各钢铁企业对生产工艺过程中产生的副产煤气的综合利用都非常重视，除在冶金工艺的各工段─如热风炉、转炉、加热炉等中消耗50％～60％外，余下的均利用锅炉将其转换为热能或电能，以有效减少直接放散带来的能源浪费和环境污染。钢铁企业生产过程中产生的副产煤气主要有高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气。其中高炉煤气的富裕量最大，焦炉煤气的热值最高，因此富裕的高炉煤气和焦炉煤气常被用于发电项目。

随着全国钢厂富余煤气大部分得到利用，煤气发电机组装机投产越来越多，但煤气锅炉烟气排放却带来了新的大气污染问题。煤气锅炉烟气中带有大量的污染物，其主要污染物成分有粉尘、nox和sox等，在向大气排放前应进行特别处理。但随着环保排放指标标准要求的逐渐提高，排放控制变得越来越困难，尤其是粉尘、nox和sox的控制，目前国内常用的排放装置还不能够对粉尘、nox以及sox进行很好的排放控制。

技术实现要素：

本实用新型针对上述问题，克服至少一个不足，提出了一种煤气锅炉烟气的排放装置。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种煤气锅炉烟气的排放装置，包括处理通道，处理通道由入口向出口方向依次设置有氨水喷管、低温等离子体反应单元、干粉喷管、干式静电除尘单元和布袋除尘单元。

本实用新型通过氨水喷管喷射氨水，氨水吸收烟气中的热量被蒸发形成氨气和水蒸气，氨气与烟气充分混合；同时将烟气冷却，烟气的相对湿度增加，形成一个较好的净化工况；降温后的烟气通入低温等离子体反应单元，在低温等离子体反应单元的强烈放电作用下，烟气中的物质发生氧化还原反应，实现nox和sox的部分脱除；经低温等离子体反应单元处理后的烟气进入低温等离子体反应单元和干式静电除尘单元之间，通过干粉喷管喷射干粉对烟气中的污染物进行脱酸；经过碱性干粉处理后的烟气进入干式静电除尘单元，通过干式静电除尘单元进行除尘，除去大部分烟气中原有的粉尘颗粒和前置单元中产生的固态盐类颗粒物、干粉粉末等；之后经过布袋除尘单元进行进一步除尘，获得净化的烟气并排出。由此可见，本实用新型可实现多种污染物(包括颗粒物、氮氧化物、硫氧化物)的同步、高效深度脱除，能够很好的控制粉尘、nox以及sox的排放，实现钢厂煤气锅炉烟气污染物的超低浓度排放，其中nox＜50mg/nm³，sox＜35mg/nm³，粉尘＜5mg/nm³；同时，本实用新型将处理通道、氨水喷管、低温等离子体反应单元、干粉喷管、干式静电除尘单元和布袋除尘单元为一体化结构设置，使得本实用新型装置结构紧凑、系统流程简单、投资和运行成本低、占地面积小。

可选的，所述处理通道包括依次连通的第一部分、第二部分、第三部分、第四部分以及第五部分，所述第一部分的横截面面积小于第二部分各处的横截面面积，所述氨水喷管设置在第一部分，所述低温等离子体反应单元设置在第二部分，所述第三部分的横截面面积小于第二部分各处的横截面面积，也小于第四部分各处的横截面面积，所述干粉喷管设置在第三部分，所述干式静电除尘单元设置在第四部分，所述布袋除尘单元设置在第五部分；在该设置中，第一部分的横截面面积小于第二部分的横截面面积，能够使从处理通道入口通入的烟气更加的集中，使喷射的氨水与烟气充分的混合，进一步提高了除硝除硫的效率。同时，第三部分的横截面面积均小于第二部分和第四部分的横截面面积，使喷射的碱性干粉能够更加集中的喷射烟气，使碱性干粉与烟气中的污染物进行充分的酸碱中和反应，进一步提高除硝除硫的效率。

可选的，所述氨水喷管的出口端安装有双流体雾化喷枪，排放装置还包括氨水供应系统，所述氨水供应系统与氨水喷管连接，用于向氨水喷管供应氨水；氨水吸收烟气中的热量被蒸发形成氨气和水蒸气，氨气与烟气充分混合；同时将烟气冷却至设定温度，烟气的相对湿度增加，形成一个较好的净化工况。

可选的，所述低温等离子体反应单元采用线板式结构，包括等离子接地极和等离子放电极，放电形式为电晕放电；低温等离子体反应单元所采用的等离子电源峰值电压为80kv至120kv，脉宽为0.1μs至1μs。烟气在低温等离子体反应单元2中反应停留时间为2.5s；烟气流速为2m/s。与氨气混合后的烟气受到等离子放电极23和等离子接地极22产生的等离子体脉冲电晕放电的强烈作用，激发产生强烈的氧化还原反应。氮氧化物反应为硝酸氨颗粒物及部分no2、hno3，其中部分氮氧化物会被还原为n2；sox气体在低温等离子反单元中，可被部分反应为硫酸氨，实现部分脱除目的。

可选的，所述干粉喷管的出口端安装有喷头，排放装置还包括依次连接的干粉贮仓和鼓风机，所述鼓风机与所述干粉喷管连接，用于将干粉贮仓内的干粉输送至干粉喷管并从喷头喷出；鼓风机为罗茨鼓风机，干粉贮仓内的干粉为消石灰或小苏打粉末，用于与经过低温等离子体反应单元反应后的烟气的污染物反应，进一步去除烟气中的酸性气体。

可选的，所述干式静电除尘单元包括高频电源、干电接地极和干电放电极；在干式静电除尘单元中，消石灰或小苏干粉有足够的空间和时间继续与烟气中酸性气体反应；同时烟气中原有的粉尘颗粒和上述装置中产生的固态盐类颗粒物、干粉粉末等在干式静电除尘单元4中一起被大部分去除。

可选的，所述处理通道、氨水喷管、低温等离子体反应单元、干粉喷管、干式静电除尘单元和布袋除尘单元为一体化结构设置，该设置使得整个装置结构更加的紧凑，占地面积小。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过氨水喷管喷射氨水，氨水吸收烟气中的热量被蒸发形成氨气和水蒸气，氨气与烟气充分混合；同时将烟气冷却，烟气的相对湿度增加，形成一个较好的净化工况；降温后的烟气通入低温等离子体反应单元，在低温等离子体反应单元的强烈放电作用下，烟气中的物质发生氧化还原反应，实现nox和sox的部分脱除；低温等离子体反应单元处理后的烟气进入低温等离子体反应单元和干式静电除尘单元之间，通过干粉喷管喷射干粉对烟气中的污染物进行脱酸；经过干粉处理后的烟气进入干式静电除尘单元，通过干式静电除尘单元进行除尘，除去大部分烟气中原有的粉尘颗粒和前置单元中产生的固态盐类颗粒物、干粉粉末等；之后经过布袋除尘单元进行进一步除尘，获得净化的烟气并排出。由此可见，本实用新型可实现多种污染物(包括颗粒物、氮氧化物、硫氧化物)的同步、高效深度脱除，能够很好的控制粉尘、nox以及sox的排放，实现钢厂煤气锅炉烟气污染物的超低浓度排放，其中nox＜50mg/nm³，sox＜35mg/nm³，粉尘＜5mg/nm³；同时，相比传统工艺，本实用新型将处理通道、氨水喷管、低温等离子体反应单元、干粉喷管、干式静电除尘单元和布袋除尘单元为一体化结构设置，使得本实用新型装置结构紧凑、系统流程简单、投资和运行成本低、占地面积小。

附图说明：

图1是本实用新型的煤气锅炉烟气的排放装置的结构示意图。

图中各附图标记为：1、氨水喷管；2、低温等离子体反应单元；3、干粉喷管；4、干式静电除尘单元；5、布袋除尘单元；11、氨水供应系统；12、双流体雾化喷枪；21、等离子电源；22、等离子接地极；23、等离子放电极；31、干粉贮仓；32、鼓风机；41、高频电源；42、干电接地极；43、干电放电极；50、第一部分；51、第二部分；52、第三部分；53、第四部分；54、第五部分。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本实用新型做详细描述。

图1是本实用新型的煤气锅炉烟气的排放装置的结构示意图。如图1所示，本实用新型提供一种煤气锅炉烟气的排放装置，包括处理通道，处理通道由入口向出口方向依次设置有氨水喷管1、低温等离子体反应单元2、干粉喷管3、干式静电除尘单元4和布袋除尘单元5。

本实用新型通过氨水喷管1喷射氨水，氨水吸收烟气中的热量被蒸发形成氨气和水蒸气，氨气与烟气充分混合；同时将烟气冷却，烟气的相对湿度增加，形成一个较好的净化工况；降温后的烟气通入低温等离子体反应单元2，在低温等离子体反应单元2的强烈放电作用下，烟气中的物质发生氧化还原反应，实现nox和sox的部分脱除；经低温等离子体反应单元2处理后的烟气进入低温等离子体反应单元和干式静电除尘单元之间，通过干粉喷管3喷射干粉对烟气中的污染物进行脱酸；经过碱性干粉处理后的烟气进入干式静电除尘单元4，通过干式静电除尘单元4进行除尘，除去大部分烟气中原有的粉尘颗粒和前置单元中产生的固态盐类颗粒物、干粉粉末等；之后经过布袋除尘单元5进行进一步除尘，获得净化的烟气并排出。由此可见，本实用新型可实现多种污染物(包括颗粒物、氮氧化物、硫氧化物)的同步、高效深度脱除，能够很好的控制粉尘、nox以及sox的排放，实现钢厂煤气锅炉烟气污染物的超低浓度排放，其中nox＜50mg/nm³，sox＜35mg/nm³，粉尘＜5mg/nm³；同时，本实用新型将处理通道、氨水喷管、低温等离子体反应单元、干粉喷管、干式静电除尘单元和布袋除尘单元为一体化结构设置，使得本实用新型装置结构紧凑、系统流程简单、投资和运行成本低、占地面积小。

于本实施例中，处理通道包括依次连通的第一部分50、第二部分51、第三部分52、第四部分53以及第五部分54，第一部分50的横截面面积小于第二部分51各处的横截面面积，氨水喷管1设置在第一部分，低温等离子体反应单元2设置在第二部分51，所述第三部分52的横截面面积小于第二部分51各处的横截面面积，也小于第四部分53各处的横截面面积，干粉喷管3设置在第三部分52，干式静电除尘单元4设置在第四部分53，布袋除尘单元5设置在第五部分54；在该设置中，第一部分的横截面面积小于第二部分的横截面面积，能够使从处理通道入口通入的烟气更加的集中，使喷射的氨水与烟气充分的混合，进一步提高了除硝除硫的效率。同时，第三部分的横截面面积均小于第二部分和第四部分的横截面面积，使喷射的碱性干粉能够更加集中的喷射烟气，使碱性干粉与烟气中的污染物进行充分的酸碱中和反应，进一步提高除硝除硫的效率。

于本实施例中，氨水喷管1的出口端安装有双流体雾化喷枪12，排放装置还包括氨水供应系统11，氨水供应系统11与氨水喷管1连接，用于向氨水喷管供应氨水；氨水吸收烟气中的热量被蒸发形成氨气和水蒸气，氨气与烟气充分混合；同时将烟气冷却至设定温度，烟气的相对湿度增加，形成一个较好的净化工况。

于本实施例中，低温等离子体反应单元2采用线板式结构，包括等离子接地极22和等离子放电极23，放电形式为电晕放电；低温等离子体反应单元2所采用的等离子电源21峰值电压为80kv至120kv，脉宽为0.1μs至1μs。烟气在低温等离子体反应单元2中反应停留时间为2.5s；烟气流速为2m/s。与氨气混合后的烟气受到等离子放电极23和等离子接地极22产生的等离子体脉冲电晕放电的强烈作用，激发产生强烈的氧化还原反应。氮氧化物反应为硝酸氨颗粒物及部分no2、hno3，其中部分氮氧化物会被还原为n2；sox气体在低温等离子反单元中，可被部分反应为硫酸氨，实现部分脱除目的。

于本实施例中，干粉喷管3的出口端安装有喷头，排放装置还包括依次连接的干粉贮仓31和鼓风机32，鼓风机32与干粉喷管3连接，用于将干粉贮仓内的干粉输送至干粉喷管并从喷头喷出；鼓风机32为罗茨鼓风机，干粉贮仓内的干粉为消石灰或小苏打粉末，用于与经过低温等离子体反应单元反应后的烟气的污染物反应，进一步去除烟气中的酸性气体。

于本实施例中，干式静电除尘单元包括高频电源41、干电接地极42和干电放电极43；在干式静电除尘单元4中，消石灰或小苏干粉有足够的空间和时间继续与烟气中酸性气体反应；同时烟气中原有的粉尘颗粒和上述装置中产生的固态盐类颗粒物、干粉粉末等在干式静电除尘单元4中一起被大部分去除。

烟气中原有的粉尘颗粒和上述装置中产生的固态盐类颗粒物、干粉粉末等在布袋除尘单元5中一起被进一步去除，最终烟气中污染物的浓度达到超低排放标准的要求，其中nox＜50mg/nm³，sox＜35mg/nm³，粉尘＜5mg/nm³。

于本实施例中，通过将处理通道、氨水喷管、低温等离子体反应单元、干粉喷管、干式静电除尘单元和布袋除尘单元为一体化结构设置，该设置使得整个装置结构更加的紧凑，占地面积小。

由上述可知，本实用新型通过将处理通道、氨水喷管、低温等离子体反应单元、干粉喷管、干式静电除尘单元和布袋除尘单元为一体化结构设置可实现钢厂煤气锅炉烟气多种污染物(nox、sox和粉尘)的协同、高效、深度脱除，能够很好的控制粉尘、nox以及sox的排放，实现钢厂煤气锅炉烟气污染物的超低浓度排放，其中nox＜50mg/nm³，sox＜35mg/nm³，粉尘＜5mg/nm³；同时，相比传统工艺，本实用新型的装置具有结构紧凑、系统流程简单、投资和运行成本低、占地面积小等优点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。