一种基于回转式的联合脱硫脱硝布置系统的制作方法

本实用新型属于锅炉环保领域，具体涉及一种基于回转式的联合脱硫脱硝布置系统。

背景技术：

硫氧化物与氮氧化物是燃煤电站锅炉主要的大气污染物，近年来随着环保改造的大规模实施，SO2与NOx已得到有效地控制。目前要求新建机组应同步建设先进高效脱硫、脱硝和除尘设施，东部地区新建机组基本达到燃机排放限值，中部地区原则上接近或达到燃机排放限值，鼓励西部地区接近或达到燃机排放限值。同时，稳步推进东部地区现役燃煤发电机组实施大气污染物排放浓度基本达到燃机排放限值的环保改造。

当前燃煤电站锅炉普遍采用石灰石/石膏湿法脱硫工艺(FGD)、选择性催化还原脱硝技术(SCR)进行燃煤烟气中SO2、NOx的脱除，此技术方案较为成熟，但也存在以下问题：FGD系统投资和运行维护费用较高，存在系统积垢、设备腐蚀等问题，另外脱硫系统耗电率偏高，且脱硫产物面临处理难的问题，如脱硫过程中会产生脱硫废水，必须设置单独的脱硫废水处理设施。脱硝系统催化剂催化性能下降后，燃煤电站锅炉为满足脱硝系统出口NOx在标准范围内，不得不采取过量喷氨的方式，造成脱硝系统氨逃逸量偏大，逃逸的氨与脱硝系统出口烟气中SO3、水蒸气反应生成硫酸氢铵，含有硫酸氢铵的烟气再流经空气预热器时以液态形式存在，较牢固地粘结在空预器蓄热元件表面，造成空预器严重堵灰，机组带负荷能力受到限制。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于回转式的联合脱硫脱硝的布置系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种基于回转式的联合脱硫脱硝布置系统，包括高温电除尘器、回转式干式脱硫及吸附剂再生装置和选择性催化还原脱硝装置；回转式干式脱硫及吸附剂再生装置包括壳体，壳体内设置有吸附仓和再生仓，吸附仓内设置有装有吸附剂的第一回转式仓盒，再生仓内设置有装有吸附剂的第二回转式仓盒，第一回转式仓盒和第二回转式仓盒之间设置有空心转轴，并且第一回转式仓盒和第二回转式仓盒能够沿空心转轴转动；高温电除尘器与吸附仓相连，吸附仓与选择性催化还原脱硝装置相连。

本实用新型进一步的改进在于，空心转轴一端设置在导向轴承内，另一端设置在支撑轴承内，空心转轴连接有驱动装置。

本实用新型进一步的改进在于，壳体为圆筒形结构，壳体内部进行防腐涂层处理，壳体外部敷设有保温材料。

本实用新型进一步的改进在于，第一回转式仓盒和第二回转式仓盒沿圆周方向各占180°。

本实用新型进一步的改进在于，第一回转式仓盒与第二回转式仓盒顶部之间设置有扇形板，第一回转式仓盒与第二回转式仓盒之间还竖直设置有密封片，密封片与扇形板垂直设置，并且密封片与扇形板之间留有间隙。

本实用新型进一步的改进在于，扇形板与密封片之间距离为1～2mm。

本实用新型进一步的改进在于，再生仓内上部和下部均布置有水冲洗喷枪，再生仓底部设置有用于排出水洗的酸液锥斗，再生仓内还设置有加热电阻丝。

本实用新型进一步的改进在于，水冲洗喷枪为伸缩式结构，沿喷枪长度方向均匀布置有喷嘴，枪管上的喷嘴口径为5mm，喷嘴与吸附剂的距离为300mm。

本实用新型进一步的改进在于，高温电除尘器、回转式干式脱硫及吸附剂再生装置之间的烟道上设置有烟道膨胀节。

本实用新型进一步的改进在于，高温电除尘器进口喇叭口烟道和出口喇叭口烟道内布置有导流板；回转式干式脱硫及吸附剂再生装置与选择性催化还原脱硝装置之间的烟道内设置有导流板；吸附仓烟道进口处设置有换热管束，换热管束中换热介质为循环水；吸附仓烟道出口处设置有电加热器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本系统采用吸附法进行烟气中SO2的脱除，采用回转式干式脱硫及吸附剂再生装置，布置在仓盒内的吸附剂在旋转的过程中，完成SO2的吸附、喷淋再生及干燥等工艺过程。本系统将回转式干式脱硫及再生装置布置在选择性催化还原脱硝装置之前，将进入脱硝装置烟气中的SO2、SO3进行脱除，有效地控制了硫酸氢铵的生成，确保了燃煤电站锅炉空气预热器、低低温省煤器、引风机设备的安全可靠。

在燃煤电站锅炉省煤器出口设置高温电除尘器，高温电除尘器在约250℃的烟温下脱除烟气中大部分飞灰颗粒，为后续活性炭纤维吸附脱除烟气中SO2提供了有利的条件。回转式干式脱硫及吸附剂再生装置布置在高温电除尘器后，其为回转体结构，分为吸附仓和再生仓，第一回转式仓盒和第二回转式仓盒均占180°，第一回转式仓盒和第二回转式仓盒内放置有吸附剂。吸附仓与高温电除尘器出口相连通，在吸附仓通过物理和化学吸附SO2，吸附仓出口烟气中SO2浓度接近于0，然后驱动装置驱动第一回转式仓盒和第二回转式仓盒进行180°旋转，这样吸附仓内吸附剂继续吸附烟气中SO2，吸附SO2后的吸附剂在再生仓进行再生。吸附剂吸附位在再生仓内得以释放，再生完成。

在选择性催化还原脱硝装置(SCR)前布置有高温电除尘器、脱硫装置，进入SCR装置的烟气中粉尘含量得到有效控制，烟气中SO2被全部脱除，即使SCR系统出口氨逃逸量较大，也不会生成硫酸氢铵，彻底地解决了燃煤电站锅炉因硫酸氢铵沉积造成的低低温省煤器、电除尘器、引风机等设备及烟道腐蚀、堵灰问题。

本实用新型采用回转式干式脱硫及吸附剂再生装置，主要有以下优点：(1)区域与传统石灰石/石膏湿法脱硫工艺，干式脱硫工艺不需消耗石灰石等原料，耗电率极低，节省了脱硫工艺的运行维护费用；(2)无脱硫废水产生，干法脱硫吸附剂喷淋再生产生的酸液为低浓度的亚硫酸、硫酸，经过滤后即可储存售卖；(3)设计采用回转式脱硫及再生装置，同一时间内完成吸附及再生过程，系统布置简单。

进一步的，为了解吸附剂吸附SO2和NO的特性，在氧气气氛下开展了活性炭纤维联合吸附SO2和NO的实验，实验结果表明活性炭纤维对NO的吸附效果极差，在600min的实验过程中NO浓度均超出其初始浓度，而在实验开始的90min过程中，出口SO2浓度显示为0，表明在初始90min过程中SO2被活性炭纤维完全吸附，90min后由于活性炭纤维表面吸附位占满，SO2才发生穿透。故回转式干式脱硫及吸附剂再生装置旋转设定为90min旋转180°。

进一步的，为保证热态下烟道自由膨胀，高温电除尘器、回转式干式脱硫及吸附剂再生装置之间的烟道内设置有烟道膨胀节。

进一步的，高温电除尘器进口喇叭口烟道和出口喇叭口烟道内布置有导流板，能够使进入高温电除尘器的烟气均匀。

进一步的，为保证进入选择性催化还原脱硝装置的烟气分布均匀，在回转式干式脱硫及吸附剂再生装置至选择性催化还原脱硝装置(SCR)之间的烟道内设置有导流板。

附图说明

图1为本实用新型回转式联合脱硫脱硝布置示意图；

图2为本实用新型回转式干式脱硫及吸附剂再生装置俯视图；

其中，1为高温电除尘器，2为回转式干式脱硫及吸附剂再生装置，3为选择性催化还原脱硝装置，4为吸附仓，5为再生仓，6为壳体，7为驱动装置，8为烟道膨胀节，9为锥斗，10为导向轴承，11为支撑轴承，12为高压水喷枪，13为导流板，14为绝缘子室，15为灰斗，16为密封片，17为吸附剂，18为第一回转式仓盒，19为扇形板，20为空心转轴，21为第二回转式仓盒。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

参见图1，本实用新型提出了一种新型的联合脱硫脱硝系统，其主要特点是：(1)在SCR脱硝装置前布置有高温电除尘器和脱硫装置，这样可防止SCR脱硝装置氨逃逸与SO2反应生成硫酸氢铵，有效地解决了空气预热器、低低温省煤器、引风机设备腐蚀及堵灰问题，保证了机组长期高效稳定运行。(2)活性炭纤维在氧气气氛下吸附SO2、NO实验结论表明，活性炭纤维对于NO吸附能力较差，但NO有助于活性炭纤维对于SO2气体的吸附，在实验开始的90min内，活性炭纤维对于SO2脱除效率为100％，SO2未发生穿透。回转式干式脱硫及吸附剂再生装置系统布置在SCR装置之前，可充分利用烟气中NO促进活性炭纤维对于SO2的吸附。回转式干式脱硫及吸附剂再生装置系统设计为回转式，可保证在同一时刻完成SO2的吸附、吸附剂的再生过程，且通过回转设计实现了吸附及再生过程循环往复。

参见图1和图2，本系统包括高温电除尘器1、回转式干式脱硫及吸附剂再生装置2和选择性催化还原脱硝装置3。高温电除尘器1与回转式干式脱硫及吸附剂再生装置2通过烟道相连，回转式干式脱硫及吸附剂再生装置2与选择性催化还原脱硝装置3通过烟道相连。回转式干式脱硫及吸附剂再生装置2由壳体6、空心转轴20、驱动装置7、密封片16、水冲洗喷枪12、加热电阻丝、第一回转式仓盒18等构成。壳体6内部进行防腐涂层处理，壳体6外部敷设有保温材料；壳体6内设置有吸附仓4和再生仓5，吸附仓4内设置有第一回转式仓盒18，再生仓5内设置有第二回转式仓盒21，第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21内均装有吸附剂。第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21之间设置有空心转轴20，并且第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21能够沿空心转轴20转动。

壳体6为圆筒形结构，第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21沿圆周方向各占180°，吸附仓4用于吸附脱硫，再生仓5用于吸附剂再生。为保证第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21之间的隔绝，壳体6内设置有用于将第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21隔绝的扇形板19，扇形板19设置在第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21顶部之间，第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21之间还竖直设置有密封片16，并且密封片16与扇形板19垂直设置，为了使得第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21能够沿空心转轴20进行旋转，扇形板19与密封片16间有较小的间隙(1～2mm)，即第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21转动时，扇形板19固定不动，密封片16沿空心转轴20转动。

空心转轴20一端设置在导向轴承10内，另一端设置在支撑轴承11内，驱动装置7能驱动空心转轴20转动，从而带动第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21能够沿空心转轴20转动。此外，还配套有相应的润滑油系统。导向轴承10、支撑轴承11与空心主轴20配套使用。

其中，驱动装置7包含有电机及减速箱传动装置，驱动第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21进行圆周回转运动。

再生仓5内布置有水冲洗喷枪12，水冲洗喷枪12分别布置在再生仓的上部和下部；水冲洗喷枪为伸缩式结构，沿喷枪长度方向均匀布置有喷嘴，枪管上的喷嘴口径为5mm左右，喷嘴与吸附剂的距离为300mm左右。高压水通过水冲洗喷枪12喷嘴能够垂直喷射吸附剂17，再生仓5底部设置有用于排出水洗的酸液锥斗9，再生仓5内还设置有加热电阻丝。加热电阻丝布置在再生仓5的内壁上，其功率大小视催化剂质量而定。

吸附剂17活性位上-SO2与水反应后生成亚硫酸或硫酸溶液，并释放吸附剂17活性位，硫酸溶液通过再生仓底部锥斗9流出储存或者售卖。经水洗后的吸附剂17在加热电阻丝放热过程中完成干燥，再生仓5内吸附剂17完成水洗干燥过程，吸附剂17活性位完成释放，具备了重新吸附SO2的能力。

回转式干式脱硫及吸附剂再生装置2中空心转轴20在驱动装置7驱动下完成第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21的圆周旋转。空心转轴20对应的轴承为导向轴承10、支撑轴承11。

高温电除尘器1布置在传统燃煤电站锅炉省煤器出口，烟气在经过高温电除尘器1时其大部分飞灰颗粒被脱除，脱除了飞灰颗粒的烟气进入回转式干式脱硫及吸附剂再生装置2的吸附仓4内。

第一回转式仓盒18和第二回转式仓盒21内均放置有吸附剂17，具体的，吸附剂17为活性炭、活性焦或者活性炭纤维，如吸附剂采用活性炭或活性焦，其粒径应根据烟气中SO2含量及圆柱形回转体直径、高度等确定。

烟气经过吸附仓4时吸附剂17进行烟气中SO2的吸附脱除，由于烟气中含有O2和NO气体，吸附剂17活性位上的-NO基团将促进吸附剂17对SO2的吸附。与此同时位于回转式脱硫及再生装置2另一端的再生仓5正在进行吸附剂17的再生过程。再生仓5内布置有水冲洗喷枪12，高压水通过水冲洗喷枪12喷嘴垂直喷射吸附剂17，吸附剂17活性位上-SO2与水反应后生成亚硫酸或硫酸溶液，并释放吸附剂17活性位，硫酸溶液通过再生仓5底部锥斗9流出储存或者售卖。经水洗后的吸附剂17在加热电阻丝放热过程中完成干燥，再生仓5内吸附剂17完成水洗干燥过程，吸附剂17活性位完成释放，具备了重新吸附SO2的能力。经90min后在驱动装置7驱动下第一回转式仓盒18完成180°的旋转，此时原再生仓5内装有吸附剂17的第二回转式仓盒21旋转至吸附仓4进行SO2的吸附过程，原吸附仓4内吸附剂17旋转至再生仓5内进行吸附剂17的再生过程，循环往复。烟气经回转式干式脱硫及吸附剂再生装置2后，SO2得到完全脱除，此时烟气中仅含有少量飞灰颗粒及NO气体，烟气流经选择性催化还原脱硝装置3后完成NO的脱除。

为保证热态下烟道自由膨胀，高温电除尘器1、回转式干式脱硫及吸附剂再生装置2之间的烟道上设置有烟道膨胀节8。

高温电除尘器1采用商业应用较广泛的高温电除尘器。高温电除尘器1进口喇叭口烟道和出口喇叭口烟道内布置有导流板13，以使进入高温电除尘器1的烟气均匀。高温电除尘器1设置1～2个电场，包括绝缘子室14、阳极板、阴极线、振打装置、灰斗15等。

选择性催化还原脱硝装置3采用商业应用较为广泛的选择性催化还原技术。为保证进入选择性催化还原脱硝装置3的烟气分布均匀，在回转式干式脱硫及吸附剂再生装置2至选择性催化还原脱硝装置(SCR)3之间的烟道内也设置有导流板13。

吸附仓4烟道进口处设置有换热管束，换热管束内的换热介质为循环水。高压循环水流经吸附仓4烟道进口的换热管束后，烟气温度得以下降，以满足吸附剂17要求；吸附仓4烟道出口处设置有电加热器，使进入选择性催化还原脱硝装置3的烟温符合脱硝催化剂的要求。

烟气经回转式脱硫脱硝布置系统后，烟气中SO2完全脱除，仅含有少量NO气体，烟气中污染物含量低于国家环保排放限值。

本实用新型的优点是：

在选择性催化还原脱硝装置(SCR)前布置有高温电除尘器、脱硫装置，这样进入SCR装置的烟气中粉尘含量得到有效控制、烟气中SO2被全部脱除，SCR系统出口即使氨逃逸量较大，也不会生成硫酸氢铵。此布置方式可彻底解决燃煤电站锅炉因硫酸氢铵沉积造成的低低温省煤器、电除尘器、引风机等设备及烟道防腐、堵灰问题。

采用回转式干式脱硫及吸附剂再生装置，主要有以下优点：(1)区域与传统石灰石/石膏湿法脱硫工艺，干式脱硫工艺不需消耗石灰石等原料，耗电率极低，节省了脱硫工艺的运行维护费用；(2)无脱硫废水产生，干法脱硫吸附剂喷淋再生产生的酸液为低浓度的亚硫酸、硫酸，经过滤后即可储存售卖；(3)设计采用回转式装置，同一时间内完成吸附及再生过程，吸附仓与再生仓可自由切换，系统布置简单。