一种用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提出一种用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置，安装于一SCR脱硝系统中，包括：设置于SCR脱硝系统的一入口烟道的一一级吸收段，包括一级吸收剂喷射装置；设置于SCR脱硝系统的一出口烟道的一二级吸收段，包括二级吸收剂喷射装置。在SCR上游向烟气中喷入一级吸收剂，对烟气中的三氧化硫进行吸收，降低SCR脱硝反应器入口三氧化硫浓度，在SCR脱硝出口烟道内喷入二级吸收剂，对剩余的三氧化硫和经过SCR脱硝催化剂氧化生成的三氧化硫进行脱除。一方面减少ABS生成，降低尾部设备和换热面的腐蚀、堵塞风险，另一方面减少向大气中排放有害成分。
【专利说明】
一种用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及环保技术领域，特别涉及一种用于燃煤烟气深度净化的三氧化硫脱除装置，具体涉及一种用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置。
【背景技术】
[0002]目前，各地区大气污染物排放按照总量控制，特别是燃煤火电机组已经被要求全面执行污染物超低排放标准。2015年12月2日召开中华人民共和国国务院常务会议决定全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造，大幅降低发电煤耗和污染排放。意味着我国燃煤火电厂排放烟气中氮氧化物的浓度都将不超过50mg/Nm3。
[0003]我国燃煤烟气脱硝主要采取SCR脱硝技术，是目前最为常用的脱硝技术，SCR脱硝技术其原理是通过向烟气中喷入氨气作为还原剂，在脱硝催化剂的作用下，将烟气中的氮氧化物还原为Ns。进入SCR脱硝系统的烟气中通常含有一定浓度的三氧化硫，会导致SCR脱硝催化剂出现酸性气体中毒。由于进入SCR脱硝反应器的烟气中所含的三氧化硫会导致SCR脱硝催化剂中毒，影响烟气脱硝效率，并与SCR脱硝系统逃逸的氨气共同作用形成ABS，造成尾部受热面腐蚀和堵塞，当三氧化硫浓度较高时，在烟气温度降至露点以后，会对尾部受热面形成酸性腐蚀，严重影响电站设备运行安全性和经济性。
[0004]另外，根据SCR脱硝反应特性，为了达到更高的脱硝效率，实现氮氧化物的深度脱除，需要向烟气中喷入更大量的氨气，以促进还原反应的进行。当喷入氨气量过高时，容易导致脱硝系统后部氨逃逸量大幅度增加，由于烟气中存在一定浓度的三氧化硫，且烟气中的二氧化硫在经过SCR脱硝催化剂以后会有部分被氧化成三氧化硫，进一步增加ABS生成风险。在氨气存在的情况下，会产生硫酸氢铵，导致烟气下游设备出现严重的腐蚀和堵塞。所以迫切需要解决高效SCR脱硝和三氧化硫问题之间的矛盾。
【实用新型内容】
[0005]针对以上问题，本实用新型的目的是提出一种用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置，在SCR上游向烟气中喷入干粉吸收剂，利用SCR入口烟道空间对烟气中的三氧化硫进行吸收，降低SCR脱硝反应器入口三氧化硫浓度，在SCR脱硝出口烟道内喷入二级吸收剂，用于对剩余的三氧化硫和经过SCR脱硝催化剂氧化生成的三氧化硫进行脱除。经过二级吸附以后，烟气中三氧化硫浓度显著降低，一方面减少ABS生成，降低尾部设备和换热面的腐蚀、堵塞风险，另一方面减少向大气中排放有害成分。本装置充分发挥二级吸收对控制SCR脱硝催化剂中毒的灵活性，降低了SCR深度脱硝导致的严重的硫酸氢铵堵塞和腐蚀问题，提高SCR脱硝系统下游设备的安全性。
[0006]为达上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]一种用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置，安装于一SCR脱硝系统中，包括:
[0008]设置于SCR脱硝系统的一入口烟道的一一级吸收段，包括一级吸收剂喷射装置；
[0009]设置于SCR脱硝系统的一出口烟道的一二级吸收段，包括二级吸收剂喷射装置。
[0010]进一步地，还包括SCR脱硝系统中的常规结构如:入口烟气导流，喷氨格栅，SCR脱硝反应器，脱硝出口导流，换热器等。
[0011]烟气在进入SCR脱硝反应器之前，通过一级吸收剂喷射首先进行三氧化硫的一级脱除，经过SCR脱硝反应器以后，利用二级吸收剂喷射对SCR脱硝催化剂氧化生成的三氧化硫进行二级脱除，达到三氧化硫的深度净化，经过三氧化硫两级脱除后的烟气流经换热器进行余热回收，然后通过出口烟道排出。
[0012]进一步地，所述一级吸收剂喷射装置通过多个喷嘴将一级吸收剂均匀喷入入口烟道内；所述二级吸收剂喷射装置通过多个喷嘴将二级吸收剂均匀喷入出口烟道内。
[0013]进一步地，在入口烟道和出口烟道布置有气体成分分析检测装置。
[0014]一种用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除方法，包括以下步骤:
[0015]在烟气进入SCR脱硝系统之前，首先经过一级吸收段向烟气中喷入一级吸收剂，对烟气中的三氧化硫进行一级吸收；
[0016]在烟气经过SCR脱硝系统以后，在SCR脱硝催化剂出口烟道中，向烟气中喷入二级吸收剂，对烟气中的三氧化硫进行二级吸收，同时一级吸收过程中烟气中残留的三氧化硫及SCR催化剂氧化生成的三氧化硫。
[0017]进一步地，一级吸收剂在一级吸收段和二级吸收剂在二级吸收段内的停留时间(即流程与流速的比值)为0.5-1秒。
[0018]进一步地，一级吸收过程中，一级吸收剂与三氧化硫的当量比小于I，降低吸收剂对SCR脱硝催化剂的负面影响。二级吸收过程中，二级吸收剂与三氧化硫的当量比为1.5-
2.5ο
[0019]进一步地，一级吸收剂为干粉状，颗粒粒径范围30-80微米。采用干粉状吸收剂可以确保脱硝系统设备安全。
[0020]进一步地，所述一级吸收剂的成分选自氢氧化钙，氧化钙，氧化镁中的一种或多种。
[0021 ]进一步地，二级吸收剂为干粉状或液滴溶液。
[0022]进一步地，所述二级吸收剂的成分选自氢氧化钙，氧化钙，碳酸钠，碳酸氢钠中的一种或多种。
[0023]进一步地，所述入口烟道内及出口烟道内的流场偏差小于5%。
[0024]经过两级吸收以后，烟气中的三氧化硫成分显著降低，减少了向大气中排放有害气体，同时降低了烟气系统中ABS问题的出现，减低了尾部受热面和尾部设备堵塞、腐蚀的风险。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型一实施例中用于燃煤烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置示意图。
[0026]附图标记说明:I一一级吸收段;2—二级吸收段;3—入口烟道;4一一级吸收剂喷射装置;5—入口烟气导流;6—喷氨格栅;7—SCR脱硝反应器;8—脱硝出口导流;9一二级吸收剂喷射装置;10—出口烟道;11一换热器;12—末端出口烟道。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面配合所附图对本实用新型的特征和优点作详细说明。
[0028]如图1绘示的实施例所提供的用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置，安装于一SCR脱硝系统中，包括:
[0029]设置于SCR脱硝系统的入口烟道3的一级吸收段I，包括一级吸收剂喷射装置4;
[0030]设置于SCR脱硝系统的出口烟道10的二级吸收段2，包括二级吸收剂喷射装置9。[0031 ]还包括SCR脱硝系统中的常规结构如:A 口烟气导流5，喷氨格栅6，SCR脱硝反应器7，脱硝出口导流8，换热器11及末端出口烟道12等。
[0032]烟气在进入SCR脱硝反应器7之前，通过一级吸收剂喷射装置4首先进行三氧化硫的一级脱除，经过SCR脱硝反应器7以后，利用二级吸收剂喷射装置9对SCR脱硝催化剂氧化生成的三氧化硫进行二级脱除，达到三氧化硫的深度净化，经过三氧化硫两级脱除后的烟气流经换热器11进行余热回收，然后通过末端出口烟道12排出。
[0033]具体地，一级吸收剂喷射装置4通过多个喷嘴将一级吸收剂均匀喷入入口烟道3内；二级吸收剂喷射装置9通过多个喷嘴将二级吸收剂均匀喷入出口烟道10内。
[0034]为了便于监控三氧化硫脱除效果，可在入口烟道3、出口烟道10及末端出口烟道12布置气体成分分析检测装置(图未示)。
[0035]基于上述装置的用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除方法，实现过程包括以下步骤:
[0036]在烟气进入SCR脱硝系统之前，首先经过一级吸收段向烟气中喷入一级吸收剂，对烟气中的三氧化硫进行一级吸收；
[0037]在烟气经过SCR脱硝系统以后，在SCR脱硝催化剂出口烟道中，向烟气中喷入二级吸收剂，对烟气中的三氧化硫进行二级吸收，同时一级吸收过程中烟气中残留的三氧化硫及SCR催化剂氧化生成的三氧化硫。
[0038]其中，一级吸收剂在一级吸收段和二级吸收剂在二级吸收段内的停留时间(即流程与流速的比值)为0.5-1秒。
[0039]一级吸收过程中，一级吸收剂与三氧化硫的当量比小于I，降低吸收剂对SCR脱硝催化剂的负面影响。二级吸收过程中，二级吸收剂与三氧化硫的当量比为1.5-2.5。
[0040]一级吸收剂为干粉状，颗粒粒径范围30-80微米。采用干粉状吸收剂可以确保脱硝系统设备安全。
[0041 ] 一级吸收剂的成分选自氢氧化钙，氧化钙，氧化镁中的一种或多种。
[0042]二级吸收剂为干粉状或液滴溶液。采用干粉状二级吸收剂时，其颗粒粒径范围20-80微米。
[0043]二级吸收剂的成分选自氢氧化钙，氧化钙，碳酸钠，碳酸氢钠中的一种或多种。
[0044]通过安装导流结构，入口烟道内及出口烟道内的流场偏差小于5%。
[0045]本实用新型所述用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置，针对我国最新燃煤烟气污染物排放控制要求，综合考虑SCR脱硝系统面临的高脱硝效率与氨逃逸加大和硫酸氢铵导致的烟气下游设备腐蚀和堵塞风险，以及SCR脱硝催化剂中毒风险。首先在SCR脱硝催化剂上游进行三氧化硫的一级脱除，在SCR脱硝系统入口烟道内喷入干粉状吸收剂，通过控制吸收剂和三氧化硫当量比，降低吸收剂对SCR脱硝催化剂中毒的风险。在烟气经过SCR脱硝以后，在SCR脱硝反应器出口烟道内，布置二级吸收系统，向烟道内喷入干粉或液态吸收剂，对烟气中残留的三氧化硫和SCR脱硝催化剂氧化生成的三氧化硫进行吸收。经过二级吸收以后，烟气中三氧化硫成分显著下降，同时尾部受热面和设备的腐蚀和堵塞风险也明显改善。
[0046]本实用新型为提高系统运行可靠性，吸收剂喷射喷枪采用耐磨金属材质。为保证一级吸收段和二级吸收段具有较高的效率，吸收剂喷口布置采用多喷嘴网格式布置方式，提高吸收剂喷射的均匀性。本实用新型可以根据系统需要，配置烟气成分测量系统和喷射控制系统，提高系统自动化水平和适用范围。
[0047]本实用新型针对我国燃煤烟气大气污染物排放最新环保标准和燃煤烟气中硫的氧化物对烟气净化和换热设施的危害。
【主权项】
1.一种用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置，其特征在于，安装于一 SCR脱硝系统中，包括: 设置于SCR脱硝系统的一入口烟道的一一级吸收段，包括一级吸收剂喷射装置； 设置于SCR脱硝系统的一出口烟道的一二级吸收段，包括二级吸收剂喷射装置。2.如权利要求1所述的用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置，其特征在于，还包括:一入口烟气导流，一喷氨格栅，一SCR脱硝反应器，一脱硝出口导流及一换热器。3.如权利要求1所述的用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置，其特征在于，所述一级吸收剂喷射装置通过多个喷嘴将一级吸收剂均匀喷入入口烟道内；所述二级吸收剂喷射装置通过多个喷嘴将二级吸收剂均匀喷入出口烟道内。4.如权利要求1所述的用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置，其特征在于，在入口烟道和出口烟道布置有气体成分分析检测装置。
【文档编号】B01D53/50GK205650045SQ201620429006
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月12日 公开号201620429006.5, CN 201620429006, CN 205650045 U, CN 205650045U, CN-U-205650045, CN201620429006, CN201620429006.5, CN205650045 U, CN205650045U
【发明人】李春雨, 李穹, 赵宇明, 马务, 陶君, 孟磊, 王长清, 申镇, 邓贤东
【申请人】大唐环境产业集团股份有限公司