專利名稱：一種玻璃窯爐余熱發(fā)電脫硝一體化裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢氣的化學(xué)凈化處理領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃窯爐廢氣中氮氧化物的 脫硝以及余熱利用的一體化裝置及方法。
背景技術(shù)：
平板玻璃工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人民生活水平所不可或缺的重要材 料工業(yè)。平板玻璃工業(yè)也是大氣污染物排放較為嚴(yán)重的行業(yè)之一，排放的污染物主要 有粉塵、N0X、SO2和以及少量的HF，HCL0其中，SO2和少量的HF、HCL —般采用干濕法 脫硫技術(shù)進(jìn)行脫除，而目前對(duì)于大排量連續(xù)型的煙氣中的NOx —般采用選擇性催化還 原脫硝技術(shù)(Selective Catalytic Reduction, SCR)和選擇性非催化還原脫硝技術(shù) (SelectiveNon-Catalytic Reduction, SNCR)。前者具有二次污染小、凈化效率高的優(yōu)點(diǎn)， 但是卻有設(shè)備投資大、技術(shù)難度大，且容易造成余熱浪費(fèi)的問題；后者不用催化劑，設(shè)備運(yùn) 行費(fèi)用也少，但是NH3使用量大，難以保證反應(yīng)溫度和停留時(shí)間，而且容易造成二次污染，脫 硝效率也比較低。針對(duì)SCR技術(shù)存在的問題，目前很多研究的方向是通過研究高性能低溫 脫硝的催化劑，從而一定程度上降低成本，這方面的例子如申請(qǐng)?zhí)枮?00810212080. 1的發(fā) 明，但仍然沒能根本上解決設(shè)備投資大的問題。針對(duì)SNCR技術(shù)存在的問題，如何研制出高 性能的添加劑是一個(gè)熱點(diǎn)，如申請(qǐng)?zhí)枮?00810102373.4的發(fā)明提出了針對(duì)常規(guī)SNCR脫硝 技術(shù)應(yīng)用中存在的合適的溫度區(qū)間狹窄和反應(yīng)停留時(shí)間不足的問題，公開了一種以超細(xì)煤 粉、天然氣或合成氣為添加劑的選擇性非催化還原氮氧化物的方法，從而提高脫硝反應(yīng)速 率，拓寬適宜SNCR反應(yīng)的溫度區(qū)間，提高脫硝率的方案。但是該方案并沒有在提高脫硝率 方面產(chǎn)生顯著的效果。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明公開了一種玻璃窯爐余熱發(fā)電脫硝一體化裝置及方法。本 發(fā)明的主要技術(shù)方案如下本發(fā)明是將脫硝系統(tǒng)布置在余熱鍋爐的過熱段和蒸發(fā)段之間， 利用一級(jí)余熱鍋爐過熱段將煙氣的溫度從450-520度降低至320-370度中溫范圍，然后煙 氣(主要成分為NOx)以4-6m/s的流速，進(jìn)入催化反應(yīng)器，在能化劑％05/1102的作用下，與 還原劑NH3在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行催化還原反應(yīng)，生成無污染的N2和H2O,脫硝催化溫度為300-400 度。經(jīng)過脫硝反應(yīng)后，利用余熱鍋爐蒸發(fā)段使煙氣的溫度進(jìn)一步降低至150-200度，在此溫 度段下使用布袋除塵器脫除煙氣中的粉塵，最后經(jīng)引風(fēng)機(jī)從煙囪排出。本發(fā)明技術(shù)方案中的煙氣余熱利用脫硝一體化裝置依高溫?zé)煔獾男羞M(jìn)方向依次 包括一級(jí)余熱鍋爐過熱段，脫硝反應(yīng)裝置，二級(jí)余熱鍋爐蒸發(fā)段，除塵器，引風(fēng)機(jī)及煙囪等 環(huán)節(jié)。具體來說，高溫?zé)煔饨?jīng)煙道接一級(jí)余熱鍋爐進(jìn)氣口，一級(jí)余熱鍋爐排氣口經(jīng)煙道接脫 硝反應(yīng)裝置的進(jìn)氣口，脫硝反應(yīng)裝置的排氣口經(jīng)煙道接二級(jí)余熱鍋爐的進(jìn)氣口，二級(jí)余熱 鍋爐的排氣口經(jīng)煙道進(jìn)入低溫除塵器，除塵器出口經(jīng)煙道和引風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙囪把除塵后的煙 氣排出。
其中為了減少管道彎頭的數(shù)量，降低煙氣在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)的壓力損失，采取L形 布置，即煙氣從生產(chǎn)線直接進(jìn)入一級(jí)余熱鍋爐過熱段，一級(jí)余熱鍋爐過熱段、脫硝反應(yīng)器、 二級(jí)余熱鍋爐蒸發(fā)段布置在同一直線上，然后從二級(jí)鍋爐出來的管道側(cè)轉(zhuǎn)彎90度進(jìn)入除 塵器，除塵器出口經(jīng)煙氣管道直接進(jìn)入煙囪。本發(fā)明的煙氣余熱利用部分的工作過程是一級(jí)余熱鍋爐蒸汽經(jīng)高壓蒸汽管道進(jìn) 汽輪機(jī)，汽輪機(jī)連接發(fā)電機(jī)和冷凝器，二級(jí)鍋爐水蒸氣經(jīng)高壓蒸汽管道循環(huán)回一級(jí)余熱鍋 爐。450-520度的高溫?zé)煔膺M(jìn)入過熱段一級(jí)余熱鍋爐與鍋爐里的水進(jìn)行熱量交換，水經(jīng)過過 熱段一級(jí)鍋爐過熱生成高溫高壓的水蒸氣。同時(shí)煙氣溫度降低至320-370度，然后經(jīng)過脫 硝反應(yīng)器進(jìn)行中溫脫硝反應(yīng)，此段是放熱反應(yīng)，考慮到脫硝系統(tǒng)熱量損失，煙氣通過脫硝反 應(yīng)器后溫度基本不變。從脫硝反應(yīng)器出來的320-370度的煙氣經(jīng)過二級(jí)余熱鍋爐蒸發(fā)段進(jìn) 行熱量交換，所吸收后的熱量以高溫高壓水蒸氣的形式循環(huán)至一級(jí)鍋爐，而一級(jí)鍋爐過熱 段進(jìn)行熱交換后生成高壓高溫的水蒸汽通過推動(dòng)汽輪機(jī)做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本技術(shù)方案巧妙地利用了余熱鍋爐合適的脫 硝溫度段，在不影響余熱鍋爐的發(fā)電效率的同時(shí)，由于中溫脫硝反應(yīng)催化溫度在300-400 度，在此溫度段，煙氣中的SO2、粉塵對(duì)催化劑的毒副作用最小，催化劑活性最高，因此保證 了在使用較小的催化劑體積下的高脫硝效率，減小了催化劑的體積，既節(jié)省了催化劑的投 資費(fèi)用，又降低了催化劑系統(tǒng)的壓力損失，同時(shí)也降低了除塵器的投資，減少了運(yùn)行費(fèi)用。 同時(shí)利用兩端余熱鍋爐余熱生成的高溫高壓蒸汽進(jìn)行發(fā)電，減小了熱量的浪費(fèi)，具有高效， 節(jié)能，投資少，耗能小，脫除效率高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為玻璃窯爐余熱發(fā)電脫硝一體化原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施進(jìn)行說明如圖1所示，玻璃窯爐余熱發(fā)電脫硝一體化方法的流程為玻璃窯爐的煙氣經(jīng)過 余熱鍋爐后溫度降為320-370度，然后煙氣以4-6m/s的流速經(jīng)過中溫脫硝反應(yīng)裝置進(jìn)行煙 氣中NOx的脫硝還原，在此段中溫脫硝的催化反應(yīng)溫度為300-400度，反應(yīng)中使用的催化 劑為平板式催化劑％05/1102，板間距為5-6mm。還原劑為液氨，然后經(jīng)過余熱鍋爐蒸發(fā)段溫 度降為150-200度，再經(jīng)過布袋除塵，最后通過引風(fēng)機(jī)通往煙囪排出。同時(shí)余熱鍋爐產(chǎn)生的 蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。下面給出一個(gè)玻璃窯爐煙氣中溫脫硝方法的優(yōu)選實(shí)施例，具體分為三個(gè)步驟1)從生產(chǎn)量為700T/D的玻璃窯爐出來450度的原煙氣，煙氣流量約98000Nm3/h 溫度為450度，煙氣煙塵含量170-200mg/Nm3，煙氣NOx含量1800-2100mg/Nm3首先進(jìn)入一 級(jí)余熱鍋爐過熱段進(jìn)行換熱冷卻。2)從一級(jí)余熱鍋爐過熱段出來的煙氣(主要成分為NOx)溫度降至約350度，然后 進(jìn)入中溫脫硝反應(yīng)塔，同時(shí)通過噴氨格柵每小時(shí)向反應(yīng)塔里加入氨量約80kg進(jìn)行還原脫 硝反應(yīng)，脫除煙氣中大部分的氮氧化物(NOx)氣體。其中脫硝反應(yīng)所使用的催化劑為平板 式催化劑V205/Ti02，板間距為5. 6mm，催化溫度為350度。
3)經(jīng)過中溫催化反應(yīng)器脫硝反應(yīng)后的煙氣再經(jīng)過二級(jí)余熱鍋爐蒸發(fā)段換熱冷卻， 使煙氣溫度降為170度，從二級(jí)余熱鍋爐過來的煙氣再經(jīng)布袋除塵器除塵后通過引風(fēng)機(jī)和 煙囪排放。本裝置脫硝效率為80%以上，氨的逃逸率不大于3ppm。處理后的煙氣中的NOx的 含量低于400mg/Nm3，粉塵含量低于50mg ；同時(shí)發(fā)電部分熱余熱鍋爐可生成13t/h，440°C， 3. 6MPa高溫高壓水蒸氣，可帶動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電達(dá)3000kw.
權(quán)利要求
一種玻璃窯爐余熱發(fā)電脫硝一體化裝置，其特征是依高溫?zé)煔獾男羞M(jìn)方向依次包括一級(jí)余熱鍋爐過熱段，脫硝反應(yīng)裝置，二級(jí)余熱鍋爐蒸發(fā)段，除塵器，引風(fēng)機(jī)及煙囪等部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃窯爐余熱發(fā)電脫硝一體化裝置，其特征是所述裝置的部 件呈L形布置，即一級(jí)余熱鍋爐過熱段、脫硝反應(yīng)裝置與二級(jí)余熱鍋爐蒸發(fā)段在同一直線 上，二級(jí)余熱鍋爐蒸發(fā)段的出口管道側(cè)轉(zhuǎn)彎成90度直角與除塵器相連接。
3.一種利用權(quán)利要求1所述的玻璃窯爐余熱發(fā)電脫硝一體化裝置進(jìn)行玻璃窯爐余熱 發(fā)電脫硝一體化的方法，其特征在于包括以下步驟第一步，用一級(jí)余熱鍋爐過熱段對(duì)玻璃窯爐煙氣降溫，降溫后的煙氣溫度為320-370度；第二步，控制煙氣在催化劑內(nèi)的流速為4-6m/s ； 第三步，進(jìn)行中溫脫硝反應(yīng)，脫硝催化反應(yīng)溫度為300-400度； 第四步，利用二級(jí)余熱鍋爐蒸發(fā)段對(duì)煙氣進(jìn)一步降溫，溫度降為150-200度； 最后，降溫后的煙氣經(jīng)布袋除塵，通過引風(fēng)機(jī)通往煙囪排出，同時(shí)二級(jí)余熱鍋爐蒸發(fā)段 的余熱以水蒸氣的形式循環(huán)回一級(jí)余熱鍋爐過熱段，蒸發(fā)為高溫高壓水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)做 功，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃窯爐余熱發(fā)電脫硝一體化方法，其特征是在第三步中的 中溫脫硝反應(yīng)中使用的催化劑為平板式催化劑V205/Ti02，其中，板間距為5-6mm，催化溫度 為 300-400 度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃窯爐余熱發(fā)電脫硝一體化方法，其特征是在第三步中的 中溫脫硝反應(yīng)中使用的還原劑為液氨。
全文摘要
本發(fā)明一種玻璃窯爐余熱發(fā)電脫硝一體化裝置及方法涉及廢氣的化學(xué)凈化處理領(lǐng)域。對(duì)于平板玻璃工業(yè)大排量連續(xù)型的煙氣中的NOX，目前一般采用SCR和SNCR技術(shù)。前者卻有設(shè)備投資大、技術(shù)難度大，余熱浪費(fèi)等問題；后者NH3使用量大，難以保證反應(yīng)溫度和停留時(shí)間，容易造成二次污染，脫硝效率也比較低。針對(duì)上述問題，與如何研究高性能低溫脫硝的催化劑和添加劑等熱點(diǎn)研究方向不同，本發(fā)明公開了一種玻璃窯爐余熱發(fā)電脫硝一體化裝置及方法，將脫硝系統(tǒng)布置在余熱鍋爐的過熱段和蒸發(fā)段之間，利用一級(jí)余熱鍋爐過熱段將煙氣的溫度降低至中溫范圍，然后在催化劑V2O5/TiO2的作用下，與還原劑NH3在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行催化還原反應(yīng)，生成無污染的N2和H2O，脫硝催化溫度為300-400度。
文檔編號(hào)B01D53/90GK101898086SQ20101020953
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者王興光, 陶迅 申請(qǐng)人:無錫迅德環(huán)保科技有限公司