一种锅炉的烟气净化系统的制作方法

本发明涉及烟气净化技术领域，特别涉及一种锅炉的烟气净化系统。

背景技术：

工业锅炉排放的污染物主要包括烟尘、硫氧化物、氮氧化物等，其中，硫氧化物的存在会导致电站设备的腐蚀、烟气不透明度的增加、酸雨的形成等问题，排放到空气中还会导致人体的呼吸道疾病。

目前，常用的工业锅炉烟气处理系统如图1所示，图1为现有技术中烟气净化系统的结构示意图，其烟气处理工艺路线为：锅炉1＇烟气从省煤器8＇排出后，进入脱硝反应器3＇，氨水喷射器31＇将氨水喷入脱硝反应器3＇中，在脱硝反应器3＇中催化剂的作用下，烟气发生脱硝反应，去除氮氧化物和少量颗粒物，脱硝后的烟气进入空气预热器2＇换热，温度降低，然后进入除尘器4＇除尘，再进入脱硫塔5＇，脱硫剂喷射器51＇将脱硫剂喷入脱硫塔5＇内，烟气发生脱硫反应，最后，洁净烟气在风机6＇的作用下经烟囱7＇排出。

烟气流经上述烟气净化系统时，先进行脱硝反应，然后再进行除尘和脱硫反应，该工艺过程存在以下缺点：脱硝反应器3＇由于存在催化剂，会使烟气中的SO₂被氧化成SO₃，SO₃与逃逸的NH₃生成NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄，NH₄HSO₄具有腐蚀性和粘性，可导致空气预热器2＇堵塞及后续设备腐蚀，同时，还会导致催化剂中毒，影响脱硝反应效率。

鉴于上述烟气净化系统存在的缺陷，亟待提供一种烟气脱硫工序位于烟气脱硝工序之前的烟气净化系统。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种锅炉的烟气净化系统，烟气流过时，先经混合反应塔脱硫，再经尘硝过滤器除尘脱硝，烟气净化顺序依次为：脱硫、除尘、脱硝，从而避免烟气脱硝时生成NH₄HSO₄，进而避免空气预热器堵灰和设备腐蚀，并避免烟气中的碱金属和粉尘颗粒造成催化剂中毒，以保证脱硝反应的效率。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种锅炉的烟气净化系统，包括相互连通的混合反应塔和尘硝过滤器，烟气流过时，先经所述混合反应塔脱硫，再经所述尘硝过滤器除尘脱硝，且烟气流经所述尘硝过滤器时先除尘后脱硝。

如此设置，与现有技术相比，烟气流经本发明中的烟气净化系统时，净化顺序为：脱硫、除尘、脱硝，即在脱硝反应之前已经脱除烟气中的硫氧化物，因此，当烟气在尘硝部中进行脱硝反应时，避免尘硝部中的催化剂将SO₂氧化成SO₃，并避免SO₃与逃逸的NH₃生成NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄，从而避免由于NH₄HSO₄的腐蚀性和粘性而造成的空气预热器堵灰及后续设备腐蚀。

同时，除尘过程位于脱硝反应之前，能够在脱硝反应前除去烟气中大部分的碱金属颗粒和粉尘，从而避免烟气进行脱硝反应时，碱金属颗粒造成催化剂中毒，同时，避免烟气中的粉尘造成催化剂的冲刷磨损，从而提高烟气净化系统的脱硝效率，并保证催化剂的使用寿命。

可选地，所述混合反应塔与进气烟道连通，所述进气烟道设有脱硫剂喷射器，用于将所述脱硫剂喷入所述进气烟道内与烟气混合。

可选地，所述脱硫剂包括消石灰粉末和NaOH溶液，分别用不同的喷射器喷入所述进气烟道。

可选地，所述混合反应塔底部还设有气悬浮装置。

可选地，所述尘硝过滤器内设有若干过滤元件，所述过滤元件为由可生物降解的纤维交织形成的多孔结构，并与SCR催化剂颗粒复合，所述过滤元件表面覆盖有光滑膜，用于阻止烟气中的粉尘与所述SCR催化剂接触；

所述烟气净化系统还设有喷氨装置。

可选地，烟气中的所述脱硫剂附着于所述过滤元件表面，用于烟气脱硫。

可选地，所述SCR催化剂颗粒为纳米针状结构，所述光滑膜的孔径小于0.5～0.1μm。

可选地，所述喷氨装置设于所述混合反应塔，且位于所述混合反应塔烟气进口的上方。

可选地，所述尘硝过滤器内还设置有花板，所述过滤元件悬挂于所述花板，并通过压板压紧，所述压板与所述过滤元件之间、所述过滤元件与所述花板之间均设置垫片。

可选地，还设有连通所述尘硝过滤器灰斗与所述混合反应塔的物料返送装置。

附图说明

图1为现有技术中烟气净化系统的结构示意图；

图2为本发明所提供锅炉的烟气净化系统的结构示意图。

图1中：

1＇锅炉、2＇空气预热器、3＇脱硝反应器、31＇氨水喷射器、4＇除尘器、5＇脱硫塔、51＇脱硫剂喷射器、6＇风机、7＇烟囱、8＇省煤器。

图2中：

1锅炉、2空气预热器、3进气烟道、31脱硫剂喷射器、4混合反应塔、41喷氨装置、42气悬浮装置、5尘硝过滤器、51净气室、511花板、52过滤元件、53灰斗、54物料返送装置、6风机、7烟囱、8省煤器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考附图2，图2为本发明所提供锅炉的烟气净化系统的结构示意图。

在一种具体实施例中，本发明提供一种锅炉1的烟气净化系统，如图2所示，锅炉1燃烧产生的高温烟气从省煤器8中排出并进入进气烟道3内，该烟气净化系统还包括相互连通的混合反应塔4和尘硝过滤器5，其中，混合反应塔4用于烟气的脱硫过程，尘硝过滤器5用于烟气的除尘脱硝过程。

当烟气流过该烟气净化系统时，先经混合反应塔4脱硫，再经尘硝过滤器5除尘脱硝，且烟气流经所述尘硝过滤器5时先除尘后脱硝。

如此设置，与图1所示的现有技术相比，烟气流经本实施例中的烟气净化系统时，净化顺序为：脱硫、除尘、脱硝，即在脱硝反应之前已经脱除烟气中的硫氧化物，因此，当烟气在尘硝部中进行脱硝反应时，避免尘硝部中的催化剂将SO₂氧化成SO₃，并避免SO₃与逃逸的NH₃生成NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄，从而避免由于NH₄HSO₄的腐蚀性和粘性而造成的空气预热器2堵灰及后续设备腐蚀。

同时，除尘过程位于脱硝反应之前，能够在脱硝反应前除去烟气中大部分的碱金属颗粒和粉尘，从而避免烟气进行脱硝反应时，碱金属颗粒造成催化剂中毒，同时，避免烟气中的粉尘造成催化剂的冲刷磨损，从而提高烟气净化系统的脱硝效率，并保证催化剂的使用寿命。

进一步地，如图2所示，混合反应塔4与进气烟道3连通，且进气烟道3设有脱硫剂喷射器31，用于将脱硫剂喷入进气烟道3内与烟气混合。

可以理解，该脱硫剂喷射器31并不是必须设于进气烟道3，由于烟气的脱硫反应在混合反应塔4内发生，因此，为了实现将脱硫剂与烟气混合，也可将脱硫剂喷射器31设于混合反应塔4，但是，本实施例中，当其设于进气烟道3时，能够在发生脱硫反应之前，使烟气与脱硫剂混合充分且均匀，从而提高脱硫反应的效率。

另外，脱硫剂喷射器31将脱硫剂呈喷射状态喷入进气烟道3内，从而进一步提高烟气与脱硫剂的混合均匀性。

具体地，上述脱硫剂为消石灰粉末和NaOH溶液，分别用不同的喷射器喷入进气烟道3，通常情况下，该脱硫剂的钙硫摩尔比＞1:1，钠硫摩尔比＜2:1，且脱硫剂的钙硫摩尔比和钠硫摩尔比根据实际情况在满足上述要求的前提下任意设定，此处不作限定。

另外，本实施例中的消石灰采用超细粒径粉末结构，同时，降低烟气流速，使得烟气与脱硫剂有充足的时间混合均匀，从而提高消石灰的利用率，并降低混合反应塔4的运行阻力。

更进一步地，混合反应塔4底部还设有气悬浮装置42，该气悬浮装置42能够防止脱硫剂、粉尘等物质沉降并聚集于混合反应塔4底部，从而提高脱硫剂的利用率，同时，还能够促使烟气和脱硫剂流向尘硝过滤器5。

以上各实施例中，如图2所示，尘硝过滤器5内设有若干过滤元件52，该过滤元件52具有用于脱硝反应的SCR催化剂和用于过滤粉尘的过滤部，以使烟气先经过滤部过滤，再经SCR催化剂脱硝。

具体地，该过滤元件52为由可生物降解的纤维交织形成的多孔结构，并与SCR催化剂颗粒复合，同时，过滤元件52表面覆盖有光滑膜，用于阻止烟气中的灰尘进入SCR催化剂内。

如此设置，过滤元件52表面的光滑膜能够过滤烟气中的粉尘、NH₄HSO₄等物质，从而避免腐蚀性和粘性较高的NH₄HSO₄附着于SCR催化剂，造成的SCR催化剂堵塞，进而保证SCR催化剂具有较高的脱硝效率，同时，还能够防止SCR催化剂由于附着有NH₄HSO₄而造成烟气通过时阻力增大，导致的风机6电耗增大，从而保证锅炉1能够正常运行，且降低其能耗。

同时，上述光滑膜还能够阻止烟气中的砷、硒、钾、钠等元素进入SCR催化剂内，防止其中毒。另外，由于过滤元件52表面光滑性较高，粉尘与该光滑膜接触时，不易黏着于过滤元件52表面，从而使得采用脉冲反吹技术清灰时更加容易实现。

另外，可生物降解的纤维具有良好的耐高温性能，因此，当高温烟气流过时，该过滤元件52仍具有良好的性能，使得脱硝过程可在350℃左右的温度下进行除尘脱硝，且使得尘硝过滤器5的性能不受粉尘比电阻及气体温度、湿度的影响。

本实施例中，烟气净化系统还设有喷氨装置41，该喷氨装置41将液氨或氨气通入尘硝过滤器5内，用于烟气的脱硝反应。

另外，以上各实施例中，烟气经混合反应塔4脱硫后进入尘硝过滤器5时，脱硫效率和脱硫剂利用率难以达到100％，因此，尘硝过滤器5中的烟气中混合有部分脱硫剂。当烟气流经过滤元件52表面时，该部分脱硫剂被过滤并附着于过滤元件52表面，显然，该部分脱硫剂仍然能够用于烟气脱硫，从而进一步除去烟气中的硫氧化物，以提高该烟气净化系统的脱硫效率。

具体地，上述SCR催化剂颗粒为纳米针状结构，光滑膜的孔径小于0.5～0.1μm。

上述光滑膜的孔隙率较高，孔径较小，可达纳米级，例如，光滑膜的孔径可为0.3μm。另外，该纳米级光滑膜可为Al₂O₃层。同时，SCR催化剂颗粒均匀分布于光滑膜内部，且纳米级的催化剂颗粒有助于增大催化剂的活化表面积，从而提高烟气与SCR催化剂的接触时间，进而提高烟气的脱硝效率。

当然，上述光滑膜的孔径并不是必须为0.5～0.1μm，也可根据实际需要灵活设置，此处不作限定。

另一方面，如图2所示，上述喷氨装置41设于混合反应塔4，且位于混合反应塔4烟气进口的上方。

当然，上述喷氨装置41并不是必须设于混合反应塔4，由于烟气的脱硝反应发生于尘硝过滤器5内，而喷氨装置41为了实现液氨或氨气与烟气混合的目的，因此，其也可设于尘硝过滤器5内。但是，本实施例中，当喷氨装置41设于混合反应器4内时，烟气与氨气或氨水的混合路径和混合时间均较长，从而大大提高二者的混合均匀性，进而提高脱硝反应的效率。

另外，如图2所示，尘硝过滤器5内还设置有花板511，过滤元件52悬挂于花板511，并通过压板压紧，且压板与过滤元件52之间、过滤元件52与花板511之间均设置垫片。

如此设置，能够提高过滤元件52安装的可靠性，还能够防止过滤元件52在花板511上晃动，从而避免相邻过滤元件52下部碰撞、摩擦导致过滤元件52损坏。同时，还能够避免烟气从花板511与过滤元件52之间泄漏。

以上各实施例中，如图2所示，该烟气净化系统还设有连通尘硝过滤器5灰斗53与混合反应塔4的物料返送装置54，该物料返送装置54将灰斗53内沉积的物质送回至混合反应塔4内。

需要说明的是，实际反应时，脱硫剂的利用率难以达到100％，导致进入尘硝过滤器5的烟气中混有少量未反应的脱硫剂，该部分脱硫剂在过滤元件52的过滤作用下进入灰斗53内，同时，烟气经过滤元件52除尘后，粉尘落入灰斗53内。因此，本实施例中，通过设置物料返送装置54，能够将未反应的脱硫剂返送回混合反应塔4，从而提高脱硫剂的利用率。

以上各实施例中，如图2所示，烟气经混合反应塔4脱硫、尘硝过滤器5除尘脱硝后的洁净烟气从尘硝过滤器5净气室51的顶部排出，并进入空气预热器2内换热，温度降低后，在风机6的作用下从烟囱7排出，完成烟气的净化过程。

以上对本发明所提供的一种锅炉的烟气净化系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。