一种烟气低温联合脱硫脱硝装置系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于烟气净化技术领域，具体涉及脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的联合脱硫脱硝装置系统，用于工业烟气的净化处理。
【背景技术】
[0002]二氧化硫和氮氧化物是大气的主要污染物，也是大气污染治理和环境保护的重点和难点。近年来，为了控制二氧化硫和氮氧化物排放，世界很多国家都出台了大量的法律法规对其排放加以控制，且对二氧化硫和氮氧化物排放的控制日趋严格。
[0003]大气中的污染物二氧化硫和氮氧化物主要来源于石化物质燃烧后的烟气。到目前为止，烟气脱硫脱硝是控制二氧化硫和氮氧化物污染最有效的技术。
[0004]烟气脱硫技术主要分为湿法脱硫和干法脱硫两大类。所谓湿法脱硫，最主要方法是喷洒石灰浆与烟气中的二氧化硫反应生成浆状的硫酸钙石膏，由于浆状的硫酸钙石膏杂质较多，目前无法有效利用，因此湿法脱除烟气中的二氧化硫，不仅投资大，运行费用高，而且还会产生二次污染。这些缺点严重制约了湿法的推广使用与发展。所谓干法烟气脱硫，是应用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除烟气中的so2。优点是工艺过程简单，无污水、污酸处理问题，能耗低，特别是净化后烟气温度较高，有利于烟囱排气扩散，不会产生“白烟”现象，净化后的烟气不需要二次加热，腐蚀性小，其缺点是脱硫效率较低，设备庞大、投资大、占地面积大，操作技术要求高。
[0005]目前国内氮氧化物的控制主要依靠低烧控制技术，已经工业应用的脱硝技术普遍存在脱硝效率较低的问题，已经不能满足我国严格的排放标准。采取选择性催化还原反应(SCR)技术已建的脱硝工程项目，所采用脱硝催化剂均为高温脱硝催化剂，脱硝工艺通常采用传统的高温高尘布置方式，即将脱硝催化反应器布置在除尘脱硫装置之前，反应温度通常为350°C左右。采用这一布置方式时，对原有的生产工段进行改造的成本较高，且催化剂暴露在高灰高硫的复杂烟气中，易发生磨损、中毒，影响催化剂寿命。
[0006]有文献报道，已开发出了适用温度为160°C?240°C的低温脱硝催化剂。采用该低温脱硝催化剂对烟气进行脱硝，工艺布置方式有两种，一种是将脱硝催化反应床布置在除尘器之后，脱硫反应床之前；另一种是将脱硝催化反应床布置在脱硫反应床之后。对于前一种布置方式，优点是可以直接对烟气中氮氧化物进行脱除，不需对烟气进行除湿加热，占地面积小，但脱硝催化剂对烟气中的尘含量和二氧化硫含量有严格要求，而烟气中的二氧化硫含量通常都比较高，因此，该种布置方式所能适用的烟气非常少。对于后一种布置方式，虽然烟气经脱硫后二氧化硫含量低，能满足脱硝催化剂对烟气中二氧化硫含量的要求，但烟气经脱硫后的温度只有50°C?70°C，而烟气脱硝需要在160°C?240°C操作温度进行，因此需要将烟气的温度由50°C?70°C加热到160°C?240°C，这就造成加热能耗高，烟气脱硫脱硝运行成本高，企业治理污染的积极性不高。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的烟气脱硫脱硝技术存在的不足，本实用新型的目的旨在提供一种新的烟气低温联合脱硫脱硝种植系统，以克服现有烟气脱硫脱硝技术存在的烟气适用范围窄，或者加热能耗高，运行成本高等问题。
[0008]本实用新型提供的烟气低温联合脱硫脱硝装置系统，其构成主要包括脱流再生系统和脱硝系统，所述脱硫再生系统又包括调质塔、不少于2个的内部设置有低温脱硫催化剂床层的脱硫塔、与脱硫塔对应设置的用于盛装不同硫酸浓度洗涤液的再生液池、再生液输送栗和吹扫空气输送栗，调质塔的进气口通过管路与除尘净化烟气源连接，出口通过管路与脱硫塔的烟气进口连接，再生液输送栗进口通过管路与再生液池连接，出口通过管路与位于脱硫塔顶部的洗涤液进口连接，吹扫空气输送栗出口通过管路与位于脱硫塔顶部的吹扫空气进口连接，脱硫塔上的脱硫烟气出口通过管路与脱硝系统的进口连接，脱硫塔的底部设计有洗涤液和吹扫空气的出口，脱硫塔之间通过位于设置在烟气进气总管路与烟气出气总管路之间的连接管路上的控制阀实现并联或串联设置；
[0009]所述脱硝系统包括脱除脱硫烟气中水分的除湿塔、加热脱硫烟气的加热器、利用空气稀释氨气的氨气稀释器、混合脱硫烟气与稀释氨气的混合塔和内部设置有低温脱硝催化剂床层的脱硝塔，除湿塔的烟气进口与脱硫系统脱硫后的烟气出气总管路连接，经其除湿后的烟气出口通过脱硫烟气输送栗和管路与加热器的烟气进口连接，加热器的加热烟气的出口和氨气稀释器的稀释氨气出口分别通过管路与混合塔的进口连接，混合塔的混合有氨气的混合烟气出口通过管路与脱硝塔的进口连接，位于脱硝塔顶部的净化烟气出口通过管路与烟囱连接。
[0010]在本实用新型的上述技术方案中，所述脱硫再生系统的脱硫塔优先考虑设计为4个，4个脱硫塔通过位于设置在烟气进气总管路与烟气出气总管路之间的连接管路上的控制阀，使4个脱硫塔中的一部分脱硫塔处于脱硫操作，另一部分脱硫塔处于再生操作。脱硫再生系统的4个脱硫塔，进一步地通过位于设置在烟气进气总管路与烟气出气总管路之间的连接管路上的3个控制阀，实现4个脱硫塔中的一部分脱硫塔处于脱硫操作，另一部分脱硫塔处于再生操作。控制阀优先选用蝶阀。
[0011]在本实用新型的上述技术方案中，所述再生液池优先考虑对应设置在脱硫塔的下方，再生液池的池口含接位于脱硫塔底部的洗涤液出口。
[0012]在本实用新型的上述技术方案中，位于脱硫塔底部的洗涤液出口与吹扫空气出口，可分别设置，也可为同一出口，优先采用后一种结构。
[0013]在本实用新型的上述技术方案中，在连接调质塔进气口与除尘净化烟气源管路上设置有烟气输送栗，通过烟气输送栗将待脱硫脱硝烟气经调质塔输送到脱硫塔。
[0014]在本实用新型的上述技术方案中，所述脱硝系统的脱硝塔最好设置为两个，两个脱硝塔通过进气口管路上的控制阀并联设置，一个塔脱硝运行，一个塔备用。
[0015]在本实用新型的上述技术方案中，脱硝系统中的所述除湿塔优先选用降压冷凝结构除湿塔，以降低制造成本。
[0016]在本实用新型的上述技术方案中，脱硝系统中的所述加热器为电加热器。
[0017]在本实用新型的上述技术方案中，脱硝系统中的所述氨气稀释器与作为氨气气源的液氨钢瓶连接。
[0018]采用本实用新型提供的烟气低温联合脱硫脱硝装置系统进行脱硫脱硝，对于除尘后尘含量满足脱硫条件要求，温度或/和湿度不能满足脱硫条件要求的烟气，烟气在送入脱硫塔脱硫之前，需先将烟气送入脱硫调质塔进行调质，将烟气的温度或/和湿度调整至满足脱硫条件要求。烟气中的氧含量一般都能脱硫条件要求，当烟气中的氧含量低于脱硫条件要求满足的含氧量时，一般采取在烟气进行脱硫调质之前，通过通入一定量的空气将烟气中含氧量调整至满足脱硫条件要求的含氧量。
[0019]采用本实用新型提供的烟气低温联合脱硫脱硝装置系统进行脱硫脱硝，各个脱硫塔均为独立操作的脱硫塔，其中一部分塔脱硫运行，一部分塔再生运行。对于通常设置的4个脱硫塔，根据烟气中二氧化硫含量的情况，可以采取三个塔并联或串联脱硫操作运行，一个塔再生操作运行，也可以是两个塔并联或串联脱硫操作运行，两个塔再生操作运行。一般当脱硫后烟气中的二氧化硫浓度升至50?100mg/Nm3时，需停止塔脱硫运行，需要对脱硫剂床层进行再生操作。脱硫剂床层再生操作，优先选用4种不同浓度的硫酸溶液和清水按硫酸浓度的高低依次对催化剂床层进行浓度递减梯度洗涤。脱硫操作温度为50°C?150°C，优选60°C?120°C，特别优选70°C?100°C ;相对湿度为6%?12%。
[0020]采用本实用新型提供的烟气低温联合脱硫脱硝装置系统进行脱硫脱硝，脱硝系统中的混合塔，烟气与氮气(順3与N0X)的摩尔比一般控制在(1?1.5): 1范围。与烟气混合的氨气为稀释氨气，稀释氨气中的氨气体与空气最好按1: (2?5)的体积比先混合好后再送入混合塔，与送入的烟气再混合。
[0021]采用本实用新型提供的烟气低温联合脱硫脱硝装置系统进行脱硫脱硝，所使用的脱硫催化剂是以炭材料为载体，以镍、钛、铈等为活性组分的低温复合脱硫催化剂，由四川大学国家烟气脱硫工程技术研究中心开发生产，已面向社会出售，产品的名称为S02低温催化剂，反应活性温度50-150°C，302浓度适应范围600-7000mg/m3，转化率可达99%以上。所使用的脱硝催化剂是以活性炭为载体，以铈、金属氧化物为活性组分，配以粘合剂制成的脱硝低温催化剂，由四川大学国家烟气脱硫工程技术研究中心开发生产，已面向社会出售，产品的名称为NOjg温催化剂，反应活性温度80-158°C，NO 度适应范围500-2000mg/m3，转化率可达80%以上。
[0022]本实用新型提供的烟气低温联合脱硫脱硝装置系统，是将新型的低温脱硫催化法与低温NH3_SCR法相结合形成的一种联合脱硫脱硝技术。脱硫采用新型低温催化法可以实现烟气脱硫及脱硫剂的再生，并且在一个脱硫塔进行脱硫剂的再生过程中，不影响其他脱硫塔的烟气脱硫进程，保证了脱硫的效率，且有副产品硫酸产生，无有害物质进入环境中，其生产过程环保，可实现资源的循环利用。脱硝采用低温NH3_SCR，具有运行稳定，效率高，能耗低等优点。选取合适的氨氮比，既保证了较高的脱硝活性，也不会引起较多的NH3逃逸。本实用新型将脱硫系统置于脱硝系统之前，并且脱硝之前对烟气进行脱硫除湿，降低了水分和硫对脱硝催化剂活性的影响，能保证脱硝催化剂长期高效运行，运行时间可达三年，不需对脱硝催化剂进行再生处理。另外，本实用新型的脱硝操作温度仅为80°C?158°C，较之现有低温脱硝技术的脱硝操作温度160°C?248°C，温度大大降低，本实用新型将烟气由脱硫后的温度50°C?150°C加热至80°C?158°C脱硝操作温度，加热升温的温度幅度大大降低，降低了加热能耗和运行成本。本实用新型提出的烟气低温联合脱硫脱硝装置系统，具有脱硫和脱硝效率高，运行稳定，工艺简单，占地面积小，基建投资少，管理方便，生产成本低等优点，拥有显著的经济环境效益