一种燃煤烟气SO3梯级深度脱除系统的制作方法

本实用新型属于燃煤烟气污染物脱除技术领域，具体地说是涉及一种燃煤烟气SO₃梯级深度脱除系统。

背景技术：

燃煤火力发电是我国目前电能生产的主要形式，我国火电发电量高达总发电量的80％以上，其中以燃煤为主的电装机容量占总容量75％。2014年我国能源消费总量36.1亿吨标准煤，煤炭消费量占能源消费总量的66％。中国以煤炭为主的能源供应格局在未来一段时间内不会发生改变。

在燃煤电厂中，SO₃的来源主要有两个方面：一是在燃烧过程中，煤中含有的可燃性硫元素燃烧生成SO₂后，部分SO₂被进一步氧化生成SO₃；二是在选择性催化还原脱硝(SCR)过程中，部分SO₂在SCR催化剂的作用下，被催化氧化生成SO₃。

在SCR烟气脱硝技术大规模应用后，烟气中的SO₃大大增加，造成的危害也越来越大：产生“蓝羽”现象，当烟气中的SO₃浓度达到10～20ppm时，就会出现“蓝羽”现象；造成空预器的积灰，在空预器中，当烟气温度降低至酸露点以下，硫酸冷凝，附着在飞灰上，形成具有一定粘性的沉淀物沉积在空预器表面，造成空预器积灰和结垢；生成硫酸氢铵，SCR反应器中，在300℃左右，SO₃可与NH₃反应生成硫酸氢铵，沉积在催化剂表面，堵塞催化剂孔隙，降低催化剂的活性和寿命，在空预器中，SCR反应器中逃逸的氨和烟气中的SO₃发生反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵的粘性造成飞灰沉积在空预器的表面引起空预器的堵塞。特别是在燃烧高硫煤的情况下，SO₃对电厂的危害更加严重。

在现有的燃煤污染物控制装备中，还没有特定的环保装备对烟气中的SO₃进行脱除，随着环保要求日益严格，亟需开发一种燃煤烟气SO₃脱除系统及控制方法，充分发挥各污染物控制装备对SO₃的脱除潜力，减低烟气中SO₃对电厂的危害。

技术实现要素：

为了克服现有燃煤烟气中SO₃控制技术存在的不足，特别是在燃用高硫煤的情况下，减少SO₃对电厂设备及环境的危害，本实用新型提供了一种燃煤烟气SO₃梯级深度脱除系统，充分发挥各污染物控制装备对SO₃的脱除潜力，实现SO₃的排放浓度控制在5mg/Nm³以下。

一种燃煤烟气SO₃梯级深度脱除系统，所述系统包括SCR脱硝装置、碱性吸收剂喷射装置、空预器、调温增效装置、静电除尘器、脱硫塔和湿式静电除尘器，所述调温增效装置包括降温段和升温段，所述SCR脱硝装置、空预器、调温增效装置降温段、静电除尘器、脱硫塔、湿式静电除尘器、调温增效装置升温段沿烟气脱除方向顺次设置；所述碱性吸收剂喷射装置设置的位置为SCR脱硝装置之前，SCR脱硝装置之后、空预器之前，或空预器之后、调温增效装置降温段之前。

作为优选，所述SCR脱硝装置中设置有三层催化剂。SCR脱硝装置中设置三层低SO₂/SO₃转化率的催化剂，SO₂/SO₃转化率小于0.8％，降低当烟气通过SCR装置时，烟气中SO₂向SO₃的转化，抑制SO₃的生成。

作为优选，所述静电除尘器与脱硫塔之间设有增压风机。

燃煤烟气从锅炉出来后依次经过SCR脱硝装置、空预器、调温增效装置的降温段、静电除尘器、增压风机、脱硫塔、湿式静电除尘器、调温增效装置的升温段，最后由烟囱排空。

调温增效装置分为两段：降温段和升温段；其中，调温增效装置的降温段设置在空预器后，烟气经过调温增效装置后使进入静电除尘器的烟气温度控制在烟气的酸露点以下，烟气中的SO₃冷凝成硫酸雾并吸附在粉尘表面，被静电除尘器捕捉后脱除，烟气中的绝大部分SO₃被静电除尘器脱除。脱硫塔设置在静电除尘器后，一方面，通过脱硫浆液的洗涤烟气温度进一步下降，烟气中的SO₃进一步冷凝变大；另一方面，对脱硫塔的喷淋层及除雾器进行优化设计，提高吸收塔浆液对烟气中SO₃的脱除效率。湿式静电除尘器设置在脱硫塔后，烟气经过脱硫塔后，SO₃主要以H₂SO₄微液滴的形式存在，其平均颗粒的直径在0.4μm以下，属于亚微米范畴，湿式静电除尘器对亚微米颗粒有很高的捕获率，可有效提高烟气中SO₃的脱除效率。

碱性吸收剂喷射装置可以有三种设置方式：碱性吸收喷射装置设置在SCR脱硝装置前，可降低硫酸氢铵在SCR催化剂上表面的生成；碱性吸收喷射装置设置在SCR脱硝装置后、空预器前，可降低SCR反应器中逃逸的氨和烟气中的SO₃发生反应生成硫酸氢铵，避免硫酸氢铵的粘性造成飞灰沉积在空预器的表面引起空预器的堵塞；碱性吸收喷射装置设置在空预器后、调温增效装置降温段之前，是减少烟气中SO₃总量的最佳位置。

本实用新型的有益效果在于：

(1)脱硝反应装置采用低SO₂/SO₃转化的催化剂，降低脱硝系统中SO₃的生成；

(2)系统中设置碱性吸收剂喷射装置，高效脱除烟气中的SO₃，抑制硫酸氢铵的生成；

(3)采用调温增效装置，使进入静电除尘器的烟气温度低于SO₃的酸露点，使得烟气中的SO₃冷凝成硫酸雾并吸附在粉尘表面，由静电除尘器高效脱除；

(4)通过脱硫塔的对烟气的冷凝作用，促进烟气中SO₃的冷凝并长大，通过对喷淋层的优化设计，提高吸收塔浆液对SO₃的脱除；

(5)脱硫塔后设置湿式静电除尘器，进一步脱除脱硫塔后烟气中的SO₃；

(6)通过各污染物控制装备的梯度脱除，使SO₃的排放浓度控制在5mg/Nm³以下。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2的结构示意图；

图3是本实用新型实施例3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

实施例1

参照图1，一种燃煤烟气SO₃梯级深度脱除系统，所述系统包括SCR脱硝装置2、碱性吸收剂喷射装置3、空预器4、调温增效装置、静电除尘器6、脱硫塔8和湿式静电除尘器9，所述调温增效装置包括降温段5和升温段10，所述SCR脱硝装置2、碱性吸收剂喷射装置3、空预器4、调温增效装置降温段5、静电除尘器6、脱硫塔8、湿式静电除尘器9、调温增效装置升温段10沿烟气脱除方向顺次设置；所述静电除尘器6与脱硫塔8之间设有增压风机7。

燃煤烟气从锅炉1出来后依次经过SCR脱硝装置2、碱性吸收剂喷射装置3、空预器4、调温增效装置的降温段5、静电除尘器6、增压风机7、脱硫塔8、湿式静电除尘器9、调温增效装置的升温段10，最后由烟囱11排空。

所述的SCR脱硝装置2中设置三层低SO₂/SO₃转化率的催化剂，SO₂/SO₃转化率小于0.8％，降低烟气在通过催化的过程中SO₂向SO₃的转化，抑制SO₃的生成；

所述的碱性吸收剂喷射装置3设置SCR脱硝装置2后、空预器4前，向烟道内喷射碱性吸收剂，碱性吸收剂与烟气中的SO₃反应，SO₃的脱除效率在90％以上；

所述的碱性吸收剂为氢氧化镁、氢氧化钙、硫酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钙中的任一种；

所述的调温增效装置的降温段5设置在空预器4后，通过调温增效装置的降温段5控制进入静电除尘器6的烟气温度在烟气的酸露点以下，使得烟气中的SO₃冷凝成硫酸雾并吸附在粉尘表面，被静电除尘器6捕集后脱除，烟气中的绝大部分三氧化硫被静电除尘器6脱除；

所述的增压风机7设置在静电除尘器6后、脱硫塔8前，克服整个污染物控制系统的阻力；

所述的脱硫塔8设置在增压风机7后，对脱硫塔8的喷淋作用，降低烟气温度，促进烟气中SO₃的凝并长大；通过喷淋层及除雾器的优化设计，提高吸收塔浆液对烟气中SO₃的脱除；

所述的湿式静电除尘器9设置在脱硫塔8后，烟气经过脱硫塔8后，SO₃主要以H₂SO₄微液滴的形式存在，其平均颗粒的直径在0.4μm以下，属于亚微米范畴，湿式静电除尘器9对亚微米颗粒有很高的捕获率，可有效提高烟气中SO₃的脱除效率；

所述的烟气经湿式静电除尘器9后，进入调温增效装置的升温段10，将烟气温度升高到85℃左右，最后经烟囱11排空。

实施例2

参照图2，一种燃煤烟气SO₃梯级深度脱除系统，所述系统包括SCR脱硝装置2、碱性吸收剂喷射装置3、空预器4、调温增效装置、静电除尘器6、脱硫塔8和湿式静电除尘器9，所述调温增效装置包括降温段5和升温段10，所述SCR脱硝装置2、空预器4、调温增效装置降温段5、静电除尘器6、脱硫塔8、湿式静电除尘器9、调温增效装置升温段10沿烟气脱除方向顺次设置；碱性吸收剂喷射装置3设置的位置为SCR脱硝装置2之前，所述静电除尘器6与脱硫塔8 之间设有增压风机7。

燃煤烟气从锅炉1出来后依次经过碱性吸收剂喷射装置3、SCR脱硝装置2、空预器4、调温增效装置的降温段5、静电除尘器6、增压风机7、脱硫塔8、湿式静电除尘器9、调温增效装置的升温段10，最后由烟囱11排空。

实施例3

参照图3，一种燃煤烟气SO₃梯级深度脱除系统，所述系统包括SCR脱硝装置2、碱性吸收剂喷射装置3、空预器4、调温增效装置、静电除尘器6、脱硫塔8和湿式静电除尘器9，所述调温增效装置包括降温段5和升温段10，所述SCR脱硝装置2、空预器4、调温增效装置降温段5、静电除尘器6、脱硫塔8、湿式静电除尘器9、调温增效装置升温段10沿烟气脱除方向顺次设置；碱性吸收剂喷射装置3设置的位置为空预器4之后、调温增效装置降温段5之前，所述静电除尘器6与脱硫塔8之间设有增压风机7。

燃煤烟气从锅炉1出来后依次经过SCR脱硝装置2、空预器4、碱性吸收剂喷射装置3、调温增效装置的降温段5、静电除尘器6、增压风机7、脱硫塔8、湿式静电除尘器9、调温增效装置的升温段10，最后由烟囱11排空。