一种用于燃煤尾气脱硫脱硝除尘消白的装置的制作方法

本发明涉及烟气治理技术领域，具体涉及一种用于燃煤烟气净化的脱硫脱硝除尘消白装置。

背景技术：

随着火电行业超低排放的迅速推广，非电行业的超低排放呼声也越来越强烈。最近生态环境部就发布《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》，《意见稿》对污染物做出具体指标作，明确燃煤头烟气、球团焙烧烟气排放限值颗粒物、二氧化硫、氮氧化物小时均值排放浓度不高于 10、35、50毫克/立方米，其他污染源颗粒物、二氧化硫、氮氧化物小时均值排放浓度分别不高于每立方米10毫克、50毫克、150毫克。针对上述政策，钢铁行业的超低排放改在迫在眉睫。

工业锅炉燃煤烟气的后处理方法相比的难点

1)烟气温度比较低，同时波动较大，脱硫温度范围比较合适，但是脱硝温度范围太低；

2)烟气含氧量高，对于烧结烟气的脱硫和脱硝处理有较大的影响；

3)一般情况下SO2和NOx浓度平均浓度较低，并且浓度变化范围比较大，不够稳定；

4)燃煤头除尘效果一般较差，烟气中含尘量比较高，同时粉尘粘度较高；

5)烟气中含有多种污染物组分，主要有HCl、HF、CO、二恶英和重金属等，协同处理的难度比较高。

由于工业燃煤烟气与火电厂燃煤锅炉烟气有很大的区别，所以直接把锅炉烟气的脱硫和脱硝方法应用于烧结烟气，会产生很多的问题，尤其是对于燃煤脱硝而言。燃煤烟气的温度太低和含氧量太高，很难直接应用火电厂锅炉烟气的SCR或者SNCR工艺脱硝。

技术实现要素：

本实用新型提供一种用于燃煤尾气脱硫脱硝除尘消白装置，将各种污染物脱除技术有机结合起来，在完成超低排放的要求同时消除白烟。

一种用于燃煤尾气脱硫脱硝除尘消白的装置，包括顺烟气流向依次设置的吸收塔、GGH、补热室、SCR反应器和烟囱；所述吸收塔的烟气出口接入GGH的净烟气侧进口，GGH的净烟气侧出口接入补热室的烟气进口；所述补热室的烟气出口接入所述SCR反应器的烟气进口；所述SCR 反应器的烟气出口接入所述GGH的原烟气侧进口，所述GGH的原烟气侧出口接入所述烟囱。

本实用新型根据燃煤尾气特点，首先在脱硫吸收塔内高效去除二氧化硫和粉尘，然后利用GGH(Gas Gas Heater、烟气－烟气再热器)加热烟气进入SCR脱硝系统高效脱硝，最后经过GGH换热降温，烟温比吸收塔出口烟温高20～50℃，同时达到消白烟的目的。

GGH、补热室和SCR反应器本身均为本领域常规设备；补热室可以使用燃料燃烧加热，也可以使用电加热或者混风以及其他加热方式。SCR 反应器的进口温度可以通过GGH和补热室调节，适合低中高温的催化剂，可根据实际境况选取催化剂。

优选地，所述吸收塔内底部为塔釜，塔釜上方由下至上依次设置喷淋装置、管式除雾器、集液装置和除雾器，烟气入口位于塔釜和喷淋装置之间的塔壁上、烟气出口位于吸收塔顶部；所述喷淋装置包括若干层喷淋，除顶层喷淋外均通过循环泵连通塔釜。

烟气进入吸收塔脱后，首先经过喷淋区时脱除二氧化硫，并在顶层喷淋时通过换热器冷却的浆液同时对烟气进行脱硫和降温，然后经过管式除雾器和集液装置冷却降温，之后进入旋风高效除雾器除雾并冷却降温；管式除雾器首先去除较大的液滴，然后降温冷却烟气。通过管式除雾器的前期除雾，能有效降低高效除雾器的负荷。烟气冷却后离开吸收塔进入GGH 加热，加热后的烟气经补热室补热，然后进入SCR反应器，经过SCR反应器脱硝后进入GGH降温，降温后经过烟囱排到大气中。烟气进入GGH 降温后的温度比吸收塔出口温度高20℃～50℃，通过烟囱排到大气后无法看到白烟。

吸收塔内采用多级降温冷凝，分别为喷淋降温、管式除雾器、集液装置冷却降温与旋风高效除雾器冷却降温，集液装置冷却降温与旋风高效除雾器冷却降温是冷却水通过集液装置和旋风高效除雾器内部与烟气间接换热。

喷淋降温能使烟气降温1～5℃，管式除雾器能使烟气降温1～5℃，集液装置能使烟气降温1～3℃，旋风高效除雾能使烟气降温1～10℃，可以根据实际降温需求设计合理组合降温装置。

所述集液装置可以是半圆形或者三角形或者其他凹形，分上下两层，通过上下间距以应对不同的锅炉负荷。

所述除雾器为旋风除雾器或湿式电除尘器。

进一步优选地，所述旋风除雾器的层数设置为2～5层。旋风高效除雾器，一般设计2～5层，具体层数根据降温与除尘需求决定。

进一步优选地，所述吸收塔外设置冷凝水储罐，所述集液装置的排水口接入该冷凝水储罐内。

优选地，所述吸收塔外设置水水换热器，水水换热器的冷却后浆液出口接入喷淋装置的顶层喷淋。

水水换热器中，待冷却浆液走壳程序，冷媒走管程，待冷却浆液来自吸收塔的塔釜，冷媒可来自空冷塔，水水换热器用于冷却顶层浆液。喷淋装置除顶层喷淋外其他均通过循环泵连通吸收塔的底部塔釜。

优选地，所述吸收塔外设置空冷塔，所述管式除雾器和除雾器的底部出水管均外接至该空冷塔，所述集液装置的底部出水管设置支路并接入该空冷塔，所述空冷塔的出水口接入所述管式除雾器、集液装置和高效除雾器的顶部进水管。

所述管式除雾器、集液装置和旋风除雾器所需的冷却水有来源，则只需将冷却水接入所述装置的进水管即可，无需再上空冷塔。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1)烟气进入降温区后，依次经过管式除尘，集液装置和旋风高效除雾器，在多次降温的过程中，烟气中水汽被冷凝出来，冷凝水被收集起来重新利用。

2)在烟气冷凝过程中，水气以烟气中的超细颗粒物为核心冷凝，超细颗粒物液滴变大，捕获难度降低，增加除尘效果，在降温消白烟的过程同时实现协同脱除超细颗粒粉尘和溶解性盐。

3)消白采用GGH换热升温，充分利用原烟气热源，并且无运行费用。

4)脱硫除尘除湿后，采用SCR脱硝，防止催化剂中毒与磨损，提高催化剂使用年限，有效降低运行成本。

5)本装置将各种污染物去除技术有机结合，高效脱除颗粒物、二氧化硫、氮氧化物，使燃煤尾气达到超低排放要求，符合环保要求。

6)本装置提供一种燃煤超低排放技术，并充分利用原有设备添加新功能，同时实现节水消白烟的目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中所示附图标记如下：

1-吸收塔 2-喷淋装置 3-管式除雾器

4-集液装置 5-旋风除雾器 6-GGH

7-补热室 8-SCR反应器 9-烟囱

10-冷凝水储罐 11-空冷塔 12-水水换热器

具体实施方式

如图1所示，一种用于燃煤锅炉烟气脱硫脱硝消白装置，包括吸收塔 1、GGH6、补热室7、SCR反应器8、烟囱9、冷凝水储罐10、空冷塔11 和水水换热器12。

吸收塔1内底部为塔釜，塔釜上方向上依次设置喷淋装置2、管式除雾器3、集液装置4和旋风除雾器5，烟气入口位于塔釜和喷淋装置之间的塔壁上，烟气出口位于吸收塔顶部。

本实施方式中喷淋装置设置四层喷淋，除顶层喷淋外均通过循环泵连通塔釜，吸收塔外设置水水换热器12，塔釜内部分浆液泵入该水水换热器内，经水水换热器冷却后再送入顶层喷淋，实现顶层喷淋降温。

管式除雾器3、集液装置4和旋风除雾器5结构本身均采用现有技术实现，集液装置可以是半圆形或者三角形或者其他凹形，分上下两层，通过上下间距以应对不同的锅炉负荷；旋风除雾器一般设计2～5层，具体层数根据降温与除尘需求决定。

吸收塔1外还设置冷凝水储罐10和空冷塔11，集液装置的排水口连接两路支管，一路支管接入冷凝水储罐10、一路支管接入空冷塔11内，冷凝水储罐内的水经过一般处理后，可以作为除雾器冲洗水或者脱硫化浆用水以及其他。管式除雾器3和旋风除雾器5的底部排水管也接入空冷塔 11内，空冷塔的出水口通过水泵连接至管式除雾器3、集液装置4和旋风除雾器5的顶部进水管内，冷却水循环利用。水水换热器12的冷媒也来自空冷塔，对用于顶层喷淋的浆液进行换热降温，作为冷媒的冷却水最终返回空冷塔。

烟气出口通过烟道接入GGH的净烟气侧进气口，加热后经GGH的净烟气侧出气口通过烟道接入补热室7内，烟气经补热室补热后进入SCR 反应器的进气口，SCR反应器的出气口通过烟道接入GGH的原烟气进气口，烟气经GGH降温后从原烟气出气口排入烟囱9内。

本实用新型的工艺流程如下：

烟气进入吸收塔脱后，首先经过喷淋区时脱除二氧化硫，然后经过管式除雾器和集液装置冷却降温，之后进入旋风高效除雾器除雾并冷却降温；烟气冷却后离开吸收塔进入GGH加热，加热后的烟气经补热室补热，然后进入SCR反应器，经过SCR反应器脱硝后进入GGH降温，降温后经过烟囱排到大气中。

降温冷凝为多级降温冷凝，冷却降温分别在管式除雾器、集液装置与旋风高效除雾器区域实现。冷却水管与管式除雾器、集液装置与旋风高效除雾器相连接，冷却水通过其装置内部流通，在装置表面与烟气间接换热升温，升温后的水从装置底部流出，连接到空冷塔经其降温后，通过泵再循环到冷却装置中去。

旋风除雾器和集液装置收集的热水送入冷凝水储罐内，水经过一般处理后，可以作为除雾器冲洗水或者脱硫化浆用水以及其他，实现了节水再利用，提高了资源有效利用。

实施例1

在某工程试验中，环境温度20℃，相对湿度69％，烟气温度175℃，烟气含湿量烟气流量14.6％，吸收塔出口烟温58℃。利用本发明的工艺，循环水量3000m³/h，入口水温25℃，出口水温48℃，经过脱硫烟气经降温为48℃，经SCR脱硝以及GGH排出，烟温为75℃，烟气中二氧化硫 32毫克/立方，当氧化物42.5毫克/立方，颗粒物2.7毫克/立方，并且看不到白烟。

实施例2

在某工程试验中，环境温度25℃，相对湿度78％，烟气温度155℃，烟气含湿量烟气流量11.3％，吸收塔出口烟温55℃。利用本发明的工艺，循环水量2500m³/h，入口水温32℃，出口水温47℃，经过脱硫烟气经降温为47℃，经SCR脱硝以及GGH排出，烟温为70℃，烟气中二氧化硫 27毫克/立方，当氧化物38.7毫克/立方，颗粒物3.3毫克/立方，并且看不到白烟。

以上所述仅为本实用新型专利的具体实施案例，但本实用新型专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。