本發(fā)明涉及一種生物質發(fā)電的脫硫脫硝除塵工藝和系統(tǒng),尤其涉及一種基于干法脫硫和低溫脫硝(低溫SCR)的生物質電廠煙氣凈化處理工藝和系統(tǒng)。
背景技術:
生物質發(fā)電主要是利用農林廢棄物為燃料,采取直接燃燒等方式進行發(fā)電。生物質直接燃燒發(fā)電是將生物質原料送入特定鍋爐燃燒,產(chǎn)生蒸汽,帶動汽輪發(fā)電機發(fā)電。近年來,結合我國傳統(tǒng)的農林廢棄物處置狀況,以及環(huán)保理念深入人心,環(huán)保技術、裝備水平的提升,國家適時推出了一系列鼓勵生物質發(fā)電的政策和配套措施,由此,全國范圍內,生物質電廠陸續(xù)興建和投產(chǎn),呈現(xiàn)出健康發(fā)展的良好勢頭。
生物質電廠對大氣的污染,主要是鍋爐燃燒生物質原料所排放的煙氣。國內生物質電廠的設計、建設和運行,按照有關規(guī)定,執(zhí)行國家標準《火電廠大氣污染物排放標準》。
由于我國生物質電廠建設尚處于初始階段,技術和標準也在摸索和形成過程中,如:執(zhí)行《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2003)時,無需設置煙氣脫硫、脫硝除塵系統(tǒng)即可實現(xiàn)煙氣的達標排放;而根據(jù)2011年7月頒布、2012年1月實施的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011),其煙氣排放標準趨于嚴格,新建生物質電廠設置煙氣脫硫、脫硝除塵系統(tǒng)已成必然。并且,2014年7月起,已投入運行的既有生物質電廠也須執(zhí)行新的排放標準,即過去無需設置煙氣脫硫、脫硝設施,僅配套除塵系統(tǒng)即能滿足煙氣的達標排放要求,而今將增設煙氣脫硫、脫硝除塵系統(tǒng),或對現(xiàn)有系統(tǒng)進行技術改造,才能實現(xiàn)煙氣的達標排放。其中的新、舊國家標準相關排放標準數(shù)據(jù)為:GB13223-2003標準為,煙塵 (mg/Nm3,6%O2) 50;煙氣黑度 1;二氧化硫 (mg/Nm3,6%O2) 400;氮氧化物(NOx)(mg/Nm3,6%O2) 450;而GB13223-2011標準為,煙塵 (mg/Nm3,6%O2) 30;煙氣黑度 1;二氧化硫 (mg/Nm3,6%O2) 100;氮氧化物(NOx)(mg/Nm3,6%O2) 100。
目前,采納新標準后投建、改造的生物質電廠工程中,其煙氣凈化處理工藝基本參照燃煤電廠,脫硫主要采用濕法或半干法工藝,脫硝主要采用選擇性非催化還原(SNCR)或選擇性催化還原(SCR)工藝,除塵采用靜電除塵器或袋式除塵器工藝。從其實際運行狀況分析,由于生物質燃料的含硫率較低(0.1%左右),鍋爐二氧化硫出口濃度也相應較低,經(jīng)上述工藝處理后,二氧化硫和粉塵排放濃度能夠控制,但是,采用SCR 和SNCR脫硝工藝存在著如下問題:
1、若采用SCR工藝,參照目前燃煤電廠主流工藝的高塵布置形式,由于生物質電廠煙氣粉塵及其堿金屬(Na、K)含量較高,將造成SCR催化劑磨損、堵塞,或污染、中毒,從而大大降低催化劑的使用壽命。
2、若采用SNCR工藝,由于生物質循環(huán)流化床鍋爐的爐膛溫度較低(<750℃),未在SNCR脫硝溫度窗口(850℃-1100℃)內,難于保證脫硝效率。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種干法脫硫和低溫脫硝的生物質電廠煙氣凈化處理工藝和系統(tǒng),該煙氣凈化處理工藝和系統(tǒng)在保證脫硫、除塵效率的前提下,提高脫硝穩(wěn)定性,達到國家標準規(guī)定的煙氣排放要求;同時,該處理系統(tǒng)適用可靠、流程簡潔、節(jié)能環(huán)保、維護簡便。
為了實現(xiàn)上述技術目的,本發(fā)明采用如下技術方案:
一種干法脫硫和低溫脫硝的生物質電廠煙氣凈化處理工藝,
第一,對來自鍋爐燃燒生物質產(chǎn)生的含塵煙氣進行初級除塵,采用旋風除塵器1預處理,經(jīng)旋風除塵器預處理后的氣體溫度保持在215℃左右;
第二,初級除塵后的煙氣進入脫硫裝置,進行干法脫硫凈化處理;
所述脫硫劑為碳酸氫鈉(NaHCO3)粉末,其脫硫反應方程分別如下:
2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O (215℃左右)
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2
Na2CO3+SO2+1/2O2→Na2SO4+CO2
第三,脫硫裝置出來的煙氣進入第二級除塵,采用袋式除塵器處理;
第四,經(jīng)袋式除塵器濾袋過濾后的氣體被送入SCR系統(tǒng)進行脫硝反應,生成無害的氮氣和水蒸汽,經(jīng)換熱器進行余熱利用后,氣體通過引風機送入煙囪向大氣排放;
第五,旋風除塵器分離下的煙灰,與袋式除塵器清灰機構作用下落入灰斗的煙灰,分別由第一倉泵氣力除灰裝置和第二倉泵氣力除灰裝置輸入集中灰?guī)熨A存。
所述SCR系統(tǒng)中的煙氣溫度處于215℃左右,SCR系統(tǒng)的催化劑采用氧化鈦(TiO2)、五氧化二釩(V2O5)的重金屬氧化物催化劑。
所述在鍋爐產(chǎn)生的含塵煙氣煙道與旋風除塵器之間設置一級換熱器進行溫度調節(jié),一級換熱器設置為氣-氣換熱器。
所述換熱器包括二級換熱器和三級換熱器,二級換熱器設置為氣-氣換熱器,三級換熱器設置為氣-水換熱器,兩者串聯(lián)使用。
所述脫硫裝置為采用煙道噴射法進行一次脫硫反應處理。
所述脫硫裝置為干法文丘里反應塔進行一次脫硫反應處理。
一種干法脫硫和低溫脫硝的生物質電廠煙氣凈化處理系統(tǒng),包括旋風除塵器、脫硫裝置、袋式除塵器、倉泵氣力除灰裝置、集中灰?guī)欤鲂L除塵器進氣口連接來自鍋爐燃燒生物質產(chǎn)生的含塵煙氣,旋風除塵器排氣口經(jīng)管路接入脫硫裝置進氣口,脫硫裝置排氣口經(jīng)管路連接袋式除塵器進氣口;所述旋風除塵器下方裝有第一倉泵氣力除灰裝置,袋式除塵器的灰斗下方裝有第二倉泵氣力除灰裝置,第一倉泵氣力除灰裝置和第二倉泵氣力除灰裝置經(jīng)管路連接至集中灰?guī)欤?/p>
所述脫硫裝置為煙道噴射或文丘里反應塔,對煙氣進行干法脫硫凈化處理;
所述煙氣凈化處理系統(tǒng)還包括SCR系統(tǒng)和換熱器;
所述袋式除塵器濾袋過濾后的氣體被送入SCR系統(tǒng)進行脫硝反應,生成無害的氮氣和水蒸汽,SCR系統(tǒng)輸出經(jīng)管路連接至換熱器,經(jīng)換熱器進行余熱利用后,氣體通過引風機送入煙囪向大氣排放。
所述旋風除塵器進氣口前裝有一級換熱器,一級換熱器輸入端連接鍋爐燃燒生物質產(chǎn)生的含塵煙氣煙道,對煙氣溫度進行調節(jié)。
所述一級換熱器設置為氣-氣換熱器,經(jīng)旋風除塵器預處理后的氣體溫度保持在215℃左右。
所述換熱器包括二級換熱器和三級換熱器,二級換熱器設置為氣-氣換熱器,三級換熱器設置為氣-水換熱器,兩者串聯(lián)使用。
本發(fā)明干法脫硫和低溫脫硝的生物質電廠煙氣凈化處理工藝和系統(tǒng),是基于生物質電廠實際情況,集成了干法脫硫、低溫SCR、兩級除塵和和余熱回收等技術,在保證脫硫、除塵效率的前提下,提高脫硝穩(wěn)定性,去除生物質電廠煙氣中的固體顆粒、硫氧化物、氮氧化物、重金屬(Hg、Pb、Cr)等有害物質,達到國家標準規(guī)定的煙氣排放要求;同時,該處理系統(tǒng)適用可靠、流程簡潔、節(jié)能環(huán)保、維護簡便等。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比,其有益效果是:
1、本發(fā)明的煙氣凈化處理系統(tǒng)置于生物質電廠鍋爐煙道后端至煙囪之間,為一種低溫低塵的布置形態(tài),集成了干法脫硫、低溫SCR、兩級除塵和余熱回收等技術,組合了旋風除塵器、脫硫裝置、袋式除塵器、SCR系統(tǒng)、換熱器、倉泵氣力除灰裝置等為主體的設備,具有脫硫、脫硝、除塵、余熱回收等四方面功能,具有系統(tǒng)簡潔、技術成熟、布置靈活、適用可靠、維護簡便等特點。對于國內即將新建或技術改造的生物質電廠煙氣凈化系統(tǒng)工程具有推廣價值。
2、旋風除塵器作為初級除塵,以有效降低進入脫硫裝置的煙塵量,優(yōu)化煙塵與脫硫劑配比,增強脫硫效果;同時,降低進入袋式除塵器的煙塵濃度,顯著減輕其負荷,延長濾袋使用壽命,從而有利于整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
3、旋風除塵器與布袋除塵器之間,采用脫硫裝置對煙氣進行干法脫硫的一次脫硫反應處理,脫硫裝置采用煙道噴射法或文丘里反應塔,具有針對性、實用性強等特點。
4、在SCR反應器之前,經(jīng)旋風除塵器和袋式除塵器兩級除塵,和脫硫裝置的干法脫硫,顯著改善粉塵、堿金屬等所引發(fā)的磨損、堵塞、污染、中毒等狀況,有效延長催化劑的使用壽命。
5、煙氣溫度對袋式除塵器濾料與SCR催化劑的影響較大。本發(fā)明中,袋式除塵器的濾料采用純PTFE等耐高溫材質;低溫SCR采用氧化鈦(TiO2)、五氧化二釩(V2O5)等重金屬氧化物催化劑,通過其與氨(NH3)作用將氮氧化物轉化為無害的氮氣(N2)和水(H2O),使兩種材質能在相應的溫度窗口內,實現(xiàn)整個系統(tǒng)有機匹配和有效運行。
6、積存于袋式除塵器灰斗的煙灰,在其下插板門的控制下,可由配置于其下方的第二倉泵氣力除灰裝置,通過輸灰管,輸入電廠獨立設置的集中灰?guī)熨A存;同理,積存于旋風除塵器灰斗的煙灰,也輸入集中灰?guī)熨A存,而其輸灰管路宜與袋式除塵器的第二倉泵氣力除灰裝置輸灰管路就近通過Y形連接管連接,以共用一根輸灰管,具有布置緊湊、運行穩(wěn)定、保護環(huán)境等特點。
旋風除塵器灰斗所積存的煙灰,也可作為草木灰原料,由專業(yè)公司直接定時運走,用于綜合加工利用。
7、本發(fā)明的煙氣凈化處理系統(tǒng)設置若干換熱器,換熱器采用氣-氣換熱形式或氣-水換熱形式,以回收系統(tǒng)運行過程中余熱,將能量輸送到電廠自身鍋爐和汽機系統(tǒng)等相關環(huán)節(jié)或裝置中加以利用,提高系統(tǒng)能源利用率,取得節(jié)能效果。
8、本發(fā)明的煙氣凈化處理系統(tǒng)集成了干法脫硫、低溫SCR、兩級除塵和余熱回收等技術,貼合生物質電廠含硫量較低的狀況,所選用的主要設備,如旋風除塵器、脫硫裝置、袋式除塵器、換熱器、SCR系統(tǒng)、倉泵氣力除灰裝置等,其商業(yè)化程度較高,具有布置簡潔,適用可靠,系統(tǒng)協(xié)調,投資較低等特點。
附圖說明
圖1為本發(fā)明干法脫硫和低溫脫硝的生物質電廠煙氣凈化處理工藝流程示意圖;
圖2為本發(fā)明干法脫硫和低溫脫硝的生物質電廠煙氣凈化處理系統(tǒng)示意圖。
圖中:1旋風除塵器,2脫硫裝置,3袋式除塵器,4 SCR系統(tǒng),5換熱器,6(正壓濃相)倉泵氣力除灰裝置,7集中灰?guī)欤?引風機,9煙囪;21煙道噴射,22文丘里反應塔;51第一級換熱器,52第二級換熱器,53第三級換熱器;61第一倉泵氣力除灰裝置,62第二倉泵氣力除灰裝置。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
參見圖1和圖2,一種干法脫硫和低溫脫硝的生物質電廠煙氣凈化處理系統(tǒng),包括旋風除塵器1、脫硫裝置2、袋式除塵器3、SCR系統(tǒng)4、換熱器5、倉泵氣力除灰裝置6、集中灰?guī)?、引風機8、煙囪9;
所述旋風除塵器1進氣口連接來自鍋爐燃燒生物質產(chǎn)生的含塵煙氣,旋風除塵器1排氣口經(jīng)管路接入脫硫裝置2進氣口,脫硫裝置2排氣口經(jīng)管路連接袋式除塵器3進氣口。所述旋風除塵器1進氣口前裝有一級換熱器51,一級換熱器51輸入端連接來自鍋爐燃燒生物質產(chǎn)生的含塵煙氣煙道,一級換熱器51設置為氣-氣換熱器,通過一級換熱器51對來自鍋爐的含塵煙氣溫度進行控制,使其溫度保持在經(jīng)旋風除塵器1預處理后達到215℃左右。所述脫硫裝置2為煙道噴射21或文丘里反應塔22,對煙氣進行干法脫硫凈化處理。
所述袋式除塵器3濾袋過濾后的氣體被送入SCR系統(tǒng)4進行脫硝反應,此時的氣體溫度在215℃左右,生成無害的氮氣和水蒸汽,SCR系統(tǒng)4輸出經(jīng)管路連接至換熱器5,經(jīng)換熱器5進行余熱利用后,氣體通過引風機8送入煙囪9向大氣排放。所述換熱器5包括二級換熱器52和三級換熱器53,二級換熱器52設置為氣-氣換熱器,三級換熱器設置為氣-水換熱器,兩者串聯(lián)使用。經(jīng)余熱利用后的達標煙氣溫度控制在75℃左右,可向大氣排放。
所述旋風除塵器1下方裝有第一倉泵氣力除灰裝置61,袋式除塵器3的灰斗下方裝有第二倉泵氣力除灰裝置62,第一倉泵氣力除灰裝置61和第二倉泵氣力除灰裝置62經(jīng)管路連接至灰?guī)?。
一種干法脫硫和低溫脫硝的生物質電廠煙氣凈化處理工藝,其步驟是:
第一,對來自鍋爐燃燒生物質產(chǎn)生的含塵煙氣進行初級除塵,采用旋風除塵器1預處理,經(jīng)旋風除塵器預處理后的氣體溫度保持在215℃左右;所述在鍋爐產(chǎn)生的含塵煙氣煙道與旋風除塵器1之間設置一級換熱器51進行溫度調節(jié),一級換熱器51設置為氣-氣換熱器。
第二,初級除塵后的煙氣進入脫硫裝置2,進行干法脫硫凈化處理;所述脫硫裝置為采用煙道噴射法,或設置干法文丘里反應塔進行一次脫硫反應處理。
所述脫硫劑為碳酸氫鈉(NaHCO3)粉末,其脫硫反應方程分別如下:
2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O (215℃左右)
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2
Na2CO3+SO2+1/2O2→Na2SO4+CO2
(此反應最佳反應溫度為205~215℃,反應時間為2秒。)
第三,脫硫裝置2出來的煙氣進入第二級除塵,采用袋式除塵器3處理;
第四,經(jīng)袋式除塵器3濾袋過濾后的氣體被送入SCR系統(tǒng)4進行脫硝反應,
所述SCR系統(tǒng)4中的煙氣溫度處于215℃左右,SCR系統(tǒng)4的催化劑采用氧化鈦(TiO2)、五氧化二釩(V2O5)的重金屬氧化物催化劑;脫硝反應生成無害的氮氣和水蒸汽,經(jīng)換熱器5進行余熱利用后,氣體通過引風機8送入煙囪9向大氣排放;所述換熱器5包括二級換熱器52和三級換熱器53,二級換熱器52設置為氣-氣換熱器,三級換熱器53設置為氣-水換熱器,兩者串聯(lián)使用。換熱器后煙氣達到75度。
第五,旋風除塵器1分離下的煙灰,與袋式除塵器3清灰機構作用下落入灰斗的煙灰,分別由第一倉泵氣力除灰裝置61和第二倉泵氣力除灰裝置62輸入集中灰?guī)?貯存。
本發(fā)明干法脫硫和低溫脫硝的生物質電廠煙氣凈化處理系統(tǒng)是置于生物質電廠鍋爐煙道后端至煙囪之間,為一種低溫低塵的布置形態(tài),集成了干法脫硫、低溫SCR、兩級除塵和余熱回收等技術,組合了旋風除塵器、脫硫裝置、袋式除塵器、SCR系統(tǒng)、換熱器、倉泵氣力除灰裝置等為主體的設備,具有脫硫、脫硝、除塵、余熱回收等四方面功能,能去除生物質電廠的煙氣中固體顆粒、硫氧化物、氮氧化物、重金屬(Hg、Pb、Cr)等有害物質,達到國家標準規(guī)定的煙氣排放要求。
本發(fā)明干法脫硫和低溫脫硝的生物質電廠煙氣凈化處理系統(tǒng)的主要部件,包括:旋風除塵器1、脫硫裝置2、袋式除塵器3、SCR系統(tǒng)4、換熱器5、倉泵氣力除灰裝置6,其結構和工作原理描述如下:
(1)旋風除塵器1:為本系統(tǒng)含塵煙氣的初級除塵預處理裝置,可除去大部分煙塵,以提高脫硫反應塔脫硫效果,減輕第二級除塵的袋式除塵器工作負荷,提高SCR催化劑使用壽命。旋風除塵器1工作原理為:來自鍋爐的含塵煙氣沿切線方向導入旋風除塵器,在內壁和排氣管之間的空間形成旋轉向下的外旋流。懸浮于外旋流的煙塵在離心力作用下甩向內壁,并隨外旋流漸漸下移至裝置下部,落入灰斗;凈化后的煙氣形成上升的內旋流,經(jīng)排氣管進入脫硫裝置2。該旋風除塵器結構簡單、緊湊,占地面積??;除塵器內無運動部件,價格較低,維護方便;耐高溫、高壓,對含塵煙氣物理性質無特殊要求。若應用于爐排爐鍋爐形式的生物質電廠,宜選擇雙筒組合旋風除塵器,以增強除塵效果。
經(jīng)有效控制,從旋風除塵器1排出的煙氣,溫度宜控制在215℃左右。
(2)脫硫裝置2:設置于旋風除塵器1與布袋除塵器3之間,采用煙道噴射法21,或設置干法文丘里反應塔22進行一次脫硫反應處理。
脫硫劑主要有鈉基或鈣基。鈉基脫硫劑如碳酸氫鈉(NaHCO3),鈣基脫硫劑如氫氧化鈣(Ca(OH)2)。從兩種脫硫劑的生物質電廠實際試驗和運行效果分析,雖碳酸氫鈉市場價格較貴,但其吸收性能優(yōu)于氫氧化鈣。本發(fā)明以碳酸氫鈉(NaHCO3)粉末為首選脫硫劑。其脫硫反應方程分別如下:
2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O (215℃左右)
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2
Na2CO3+SO2+1/2O2→Na2SO4+CO2
(此反應最佳反應溫度為205~215℃,反應時間為2秒。)
NaHCO3噴入煙道或反應塔后,受熱分解生成Na2CO3,SO2與Na2CO3表面反應生成Na2SO3與Na2SO4,NaHCO3分解放出的CO2使整個顆粒內形成網(wǎng)狀空隙,其過程使新鮮的、具有活性的吸收劑暴露出來,SO2可以擴散到顆粒內部,吸收劑表面積比原來的增大5~20倍,脫硫效率較高。
通過判定鍋爐出口二氧化硫濃度,以確定采用煙道噴射法,即在煙道內直接噴射脫硫劑;或是設置干法文丘里反應塔。
1)若鍋爐出口二氧化硫濃度較低(小于200mg/Nm3),且袋式除塵器前的煙道長度較長或截面較大,宜采用煙道噴射法。通過混合裝置(如靜態(tài)混合器、文丘里管等),將碳酸氫鈉(NaHCO3)粉末以與煙氣垂直方向噴入設置了局部導流板的煙道,經(jīng)煙氣擾動而充分混合,實現(xiàn)一次脫硫反應處理。
2)若鍋爐出口二氧化硫濃度較高(大于200mg/Nm3),且場地空間有限,不宜延長煙道和擴大其截面時,宜設置干法文丘里反應塔。該反應塔結構簡單,塔體阻力小,主要是起到煙氣與脫硫劑充分混合而實現(xiàn)一次脫硫反應。
文丘里反應塔的工作原理為:控制在215℃左右的煙氣,進入反應塔下部所設置的文丘里管后,聚合加速,經(jīng)導流板導向作用后流場變得均勻而入塔體,碳酸氫鈉(NaHCO3)粉末通過管道同時噴射入塔體。碳酸氫鈉與二氧化硫氣固兩相由于氣流的作用,使碳酸氫鈉在反應塔內懸浮、循環(huán),產(chǎn)生激烈的湍動與混合,使之與煙氣中的二氧化硫充分接觸。在煙氣上升的過程中,不斷形成聚團物向下返回,而聚團物在激烈湍動中又不斷解體重新被氣流提升,氣固間的滑落速度高達單顆粒滑落速度的數(shù)十倍,使顆粒表面生成物的固形物外殼被破壞,里面未反應的新鮮顆粒暴露出來繼續(xù)參加反應。
從生物質電廠實際運行狀況分析,由于生物質特性較為確定,無論是采用煙道噴射法,或是設置干法文丘里反應塔,如果煙氣流速為4~8m/s之間,NaHCO3與SO2的反應時間保持在2秒以上,均可達到良好的脫硫效果。
(3)袋式除塵器3:承擔本系統(tǒng)第二級除塵處理,是一種用纖維性濾袋捕集煙灰的裝置。流經(jīng)脫硫裝置的煙氣,從袋式除塵器3下半部進入,由下向上流動,經(jīng)多個籠骨支撐的濾袋過濾凈化,煙塵被附著濾袋外表面,凈化后的氣體經(jīng)濾袋口流向裝置上部,由凈氣室排出。隨著濾袋表面煙灰不斷增加,袋式除塵器進出口壓差隨之上升,達到設定值時,控制系統(tǒng)發(fā)出清灰指令,清灰機構動作,將吸附在濾袋外表面的煙灰清落至灰斗。
濾袋是袋式除塵器的關鍵部件之一,其過濾與分離效率決定了裝置的除塵性能。其中,濾布纖維又是濾袋的核心內容。目前,制作濾袋的濾布纖維,品種眾多,特點也各不相同,適用場合需具體分析?;谏镔|電廠的特定應用場合,和實施本工藝所設定的煙氣溫度范圍,采用以純聚四氟乙烯(PTFE)等耐高溫材質為濾料的袋式除塵器。該濾料表層為膨體聚四氟乙烯,起過濾作用;底層濾料為聚四氟乙烯纖維做成的基布,起支撐表面薄膜的作用,增強機械強度,能在連續(xù)使用溫度為240℃,瞬時耐溫260℃的條件下進行除塵處理,顯示出其微孔孔徑均勻、穩(wěn)定性好、運行阻力低、過濾效率好等優(yōu)點。經(jīng)煙道噴射法或干法文丘里反應塔進行一次脫硫反應處理后的混合煙氣,進入袋式除塵器,并吸附在布袋濾料表面,形成結構膜,產(chǎn)生二次反應,在實現(xiàn)第二級除塵的同時,達到最佳脫硫效果。
(4)SCR系統(tǒng)4:該SCR系統(tǒng)主要由還原劑(液氨、氨水或尿素)存儲與供應、氨/空氣噴霧系統(tǒng)、氣流調節(jié)裝置、氣流混合裝置、SCR反應器、SCR控制系統(tǒng)和SCR吹灰和輸灰等組成。
目前,SCR系統(tǒng)在煙氣脫硝處理的應用方面,已有相當技術基礎和業(yè)績積累。與其它脫硝技術相比,采用 SCR脫硝具有反應溫度較低、裝置結構簡單、脫硝效率高、技術成熟、運行可靠、便于維護等特點,并且沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生,不形成二次污染。其中,作為SCR系統(tǒng)主要部件的SCR反應器,其工作原理為:由氣流混合裝置將作為還原劑的氨氣(由液氨、尿素或氨水制備)與煙氣充分混合,進入SCR反應器;當煙氣流經(jīng)SCR反應器催化層時,與霧化氨/空氣發(fā)生選擇性催化還原反應,生成無害的氮氣和水蒸汽,從而達到去除煙氣中的氮氧化物(NOX)的目的。
催化劑是脫硝反應的核心,脫硫、除塵程度以及環(huán)境溫度對其使用效果和壽命至關重要,以目前火電廠高溫高塵的煙氣處理工藝,難于沿用到生物質電廠煙氣凈化處理上。本發(fā)明中,首先,采用了針對性的干式脫硫和兩級除塵技術;其次,采用低溫SCR工藝,選擇適應本系統(tǒng)有效運行的溫度窗口(215℃左右的煙氣溫度)、具有高活性的優(yōu)質催化劑,即以搭建低溫低塵環(huán)境為基礎,根據(jù)生物質電廠煙氣處理特點,相應地采用氧化鈦(TiO2)、五氧化二釩(V2O5)等重金屬氧化物催化劑,通過其與氨(NH3)作用將氮氧化物轉化為無害的氮氣(N2)和水(H2O)。催化劑可采用蜂窩式、板式波紋式或其它形式。
經(jīng)脫硫和兩級除塵處理,煙氣中去除了大部分二氧化硫及粉塵,引入SCR反應器進行低溫脫硝處理時,催化劑的堵塞、中毒及腐蝕狀況顯著改善,使用壽命得以延長,運行成本有效降低,脫硝效率可達到90%以上。與采用SNCR工藝相比較,若采用SNCR工藝,需噴入大量氨或尿素來保證脫硝效率;而采用SCR工藝,氨噴入量的化學計量比(氨氮比)較低,即幾乎所有噴入SCR反應器的氨都在催化劑的作用下與氮氧化物反應,氨逃逸率低。
(5)換熱器5:本發(fā)明的煙氣凈化處理系統(tǒng)中,設置若干換熱器(以氣-氣,或氣-水換熱方式),在控制煙氣溫度的同時,回收系統(tǒng)運行過程中余熱,將能量輸送到電廠自身鍋爐和汽機系統(tǒng)等裝置中加以利用,提高系統(tǒng)能源利用率,取得節(jié)能效果。
其中,來自鍋爐的含塵煙氣,其溫度若可控制,使其溫度保持在經(jīng)旋風除塵器預處理后達到215℃左右為宜;當溫度無法穩(wěn)定控制時,可在鍋爐輸出煙氣煙道與旋風除塵器1之間,設置氣-氣換熱方式的一級換熱器51進行溫度調節(jié)。
經(jīng)系統(tǒng)凈化處理后的煙氣,引入二級換熱器52、三級換熱器53進行余熱利用??蓪⒍墦Q熱器52設置為氣-氣換熱器,三級換熱器53設置為氣-水換熱器,串聯(lián)應用。經(jīng)余熱利用后的達標煙氣(控制在75℃左右),通過引風機8送入煙囪9向大氣排放。
(6)正壓濃相倉泵氣力除灰裝置6:該倉泵氣力除灰裝置6為一獨立單元,主要用于輸送經(jīng)旋風除塵器1和袋式除塵器3捕集的煙灰。倉泵氣力除灰裝置的工作原理為:積存于袋式除塵器3灰斗的煙灰,在其下插板門的控制下,可由配置于其下方的第二倉泵氣力除灰裝置62,通過輸灰管,輸入電廠獨立設置的集中灰?guī)?貯存;同理,積存于旋風除塵器1灰斗的煙灰,由其下方的第一倉泵氣力除灰裝置61輸入集中灰?guī)?貯存,而其輸灰管路與袋式除塵器3的輸灰管路就近通過Y形連接管連接,以共用一根輸灰管。
旋風除塵器1灰斗所積存的煙灰,也可作為草木灰原料,由專業(yè)公司直接定時運走,用于綜合加工利用。
本發(fā)明的煙氣凈化處理系統(tǒng)整體處于負壓與密閉狀態(tài)。
以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護范圍,因此,凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。