本實用新型涉及環(huán)境治理技術領域，尤其涉及一種煙氣凈化裝置。

背景技術：

煤在燃燒的過程中，煤中的硫元素、氯元素、氟元素會轉化進入煙氣中并生成SO₂、HCl與HF。通常約有1％的SO₂會轉化為SO₃，SO₃濃度相對較高；HCl、HF濃度通常較低?；痣姀S的煙氣凈化領域通常只對煙氣中SO₂、NO_X以及粉塵等主要指標污染物進行處理，而對SO₃、HCl、HF等污染物并沒有采取有效的控制方式。

SCR反應噴入的還原劑NH₃與煙氣中的SO₃會生成NH₄HSO₄，若SCR反應溫度在較低溫度下長時間運行，會造成NH₄HSO₄在催化劑上的堵塞，影響催化劑的脫除效率和使用壽命，并增加運行阻力。SCR催化劑可減少NO_X排放，但SCR催化劑含有V₂O₅成分，不可避免地會將煙氣中部分SO₂轉化SO₃(通過為0.5％～1％)，與NH₃反應生成的NH₄HSO₄附著在空預器換熱元件表面，會造成空預器的積灰、堵塞。煙氣中SO₃、HCl、HF冷凝后會腐蝕煙道和設備。SO₃排出到大氣環(huán)境后會形成有色煙羽。

申請?zhí)枮镃N105148709A的中國專利公開了一種煙氣處理方法，該方法包括將煤燃燒產生的煙氣依次進行SCR脫硝處理和脫硫處理，所述方法在進行SCR脫硝處理之前，煙氣與霧化狀態(tài)的堿性溶液接觸，將煙氣中的HF、HCl和SO₃氣體轉化為固體鹽；堿性吸收劑可以選自Na₂CO₃、NaHCO₃和NaOH中的一種或多種。該方法在SCR脫硝處理前將堿性溶液噴入到煙氣中用于脫除煙氣中的SO₃、HCl與HF；并且還將含有Cl^-、F^-的廢水一并噴入到SCR脫硝裝置前進行處理，該方法堿液用量很大。大量的堿液噴入到煙氣中轉化為固體鹽后附著SCR催化劑表面，不僅容易造成催化劑的堵塞，而且會造成催化劑的中毒，影響催化劑的脫除效率和使用壽命。因此，現(xiàn)有技術通常采用單級的吸收劑加入方式，不僅吸收劑利用率較低，脫除效率有限；而且容易對裝置運行帶來一定制約或影響。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型解決的技術問題在于提供一種煙氣凈化裝置，本申請?zhí)峁┑臒煔鈨艋b置，可高效去除SO₃、HCl與HF，并可防止設備的堵塞，延長催化劑的使用壽命。

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N煙氣凈化裝置，包括：SCR反應器入口煙道、SCR反應器、SCR反應器出口煙道、空氣預熱器、空氣預熱器出口煙道；鍋爐的出口端設置有所述SCR反應器入口煙道，所述SCR反應器入口煙道的出口端設置有所述SCR反應器，所述SCR反應器的出口端設置有所述SCR反應器出口煙道，所述SCR反應器出口煙道的出口設置有所述空氣預熱器，所述空氣預熱器的出口端設置有所述空氣預熱器出口煙道；其特征在于，所述煙氣凈化裝置還包括：第一級吸收劑噴入裝置、第二級吸收劑噴入裝置、吸收劑倉與吸收劑定量供應裝置；

所述SCR反應器入口煙道上設置有第一級吸收劑噴入裝置；

所述SCR反應器出口煙道上設置有第二級吸收劑噴入裝置；

所述吸收劑倉的下端設置有吸收劑定量供應裝置；

所述吸收劑定量供應裝置的出口端分別與所述第一級吸收劑噴入裝置與所述第二級吸收劑噴入裝置的入口端相連。

優(yōu)選的，在所述煙氣凈化裝置還包括霧化增濕裝置，所述空氣預熱器出口煙道上設置有霧化增濕裝置。

優(yōu)選的，所述煙氣凈化裝置還包括水箱，所述水箱的出口端設置有水泵，所述水泵與所述霧化噴入裝置的入口端相連。

優(yōu)選的，所述SCR出口煙道上設置有吸收劑懸浮氣托裝置，所述懸浮氣托裝置的懸浮氣托氣孔與煙道夾角為70～110°，且所述吸收劑懸浮氣托裝置設置于所述第二級吸收劑噴入裝置下游的水平煙道。

優(yōu)選的，所述空氣預熱器出口煙道上設置有吸收劑懸浮氣托裝置，所述懸浮氣托裝置的懸浮氣托氣孔與煙道夾角為70～110°。

優(yōu)選的，所述第一級吸收劑噴入裝置與所述第二級吸收劑噴入裝置上均設置有若干個噴射點。

優(yōu)選的，所述SCR反應器進口煙道上還設置有煙氣紊流裝置，所述煙氣紊流裝置設置于所述第一級吸收劑噴入裝置上游。

優(yōu)選的，所述煙氣紊流裝置為環(huán)式旋渦流紊流裝置，其由內環(huán)、外環(huán)與中間旋流葉片組成；所述旋流葉片與水平面的夾角為20～60°，所述煙氣紊流裝置與煙氣流向的夾角為60～90°。

本申請?zhí)峁┝艘环N煙氣凈化裝置，其還包括第一級吸收劑噴入裝置、第二級吸收劑噴入裝置，在SCR入口煙道上設置有第一級吸收劑噴入裝置，所述SCR反應器與所述空氣預熱器之間設置有第二級吸收劑噴入裝置；本申請通過在SCR反應器前設置吸收劑噴入裝置，噴入的吸收劑可高效脫除鍋爐燃燒生成的SO₃、HCl與HF，可降低SCR允許運行溫度，提高裝置對不同工況的適應性，延長催化劑的使用壽命；在SCR反應器后設置吸收劑噴入裝置噴入的吸收劑可脫除新生成的SO₃，防止空氣預熱器的堵塞，保證空氣預熱器的換熱效率和運行可靠性。進一步的，本申請在煙氣凈化裝置的空氣預熱器出口煙道設置了霧化增濕裝置，其可根據(jù)煙氣溫度以及污染物濃度適時開啟，進一步提高脫除效率。

附圖說明

圖1為本實用新型煙氣凈化裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型吸收劑懸浮氣托裝置的底部視圖；

圖3為本實用新型吸收劑懸浮氣托裝置的主視圖；

圖4為本實用新型煙氣紊流裝置簡圖；

圖5為本實用新型煙氣紊流裝置在煙道中的位置示意圖。

具體實施方式

為了進一步理解本實用新型，下面結合實施例對本實用新型優(yōu)選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本實用新型的特征和優(yōu)點，而不是對本實用新型權利要求的限制。

本申請?zhí)峁┝艘环N煙氣凈化裝置，其包括：SCR反應器入口煙道2、煙氣紊流裝置3、第一級吸收劑噴入裝置4、SCR反應器5、SCR反應器出口煙道6、第二級吸收劑噴入裝置7、吸收劑懸浮氣托裝置8、空氣預熱器9、空氣預熱器出口煙道10、吸收劑倉11、吸收劑定量供應裝置12、水箱13與霧化增濕裝置14，而鍋爐1為煙氣的發(fā)生源；如圖1所示具體的，本實用新型實施例公開了一種煙氣凈化裝置，其包括：

SCR反應器入口煙道、SCR反應器、SCR反應器出口煙道、空氣預熱器、空氣預熱器出口煙道；鍋爐的出口端設置有所述SCR反應器入口煙道，所述SCR反應器入口煙道的出口端設置有所述SCR反應器，所述SCR反應器的出口端設置有所述SCR反應器出口煙道，所述SCR反應器出口煙道的出口設置有所述空氣預熱器，所述空氣預熱器的出口端設置有所述空氣預熱器出口煙道；所述煙氣凈化裝置還包括：第一級吸收劑噴入裝置、第二級吸收劑噴入裝置、吸收劑倉與吸收劑定量供應裝置；

所述SCR反應器入口煙道上設置有第一級吸收劑噴入裝置；

所述SCR反應器出口煙道上設置有第二級吸收劑噴入裝置；

所述吸收劑倉的下端設置有吸收劑定量供應裝置；

所述吸收劑定量供應裝置的出口端分別與所述第一級吸收劑噴入裝置與所述第二級吸收劑噴入裝置的入口端相連。

本申請在SCR反應器進口煙道與SCR反應器出口煙道分別設置了第一級吸收劑噴入裝置與第二級吸收劑噴入裝置，使吸收劑分段加入，用于脫除煙氣中的SO₃、HCl、HF，從而提高了SCR脫硝裝置的工況適應性，保證了催化劑的脫硝效率和使用壽命，避免了空氣預熱器結垢堵塞，降低了煙道和設備的腐蝕風險，消除了因SO₃形成的有色煙羽。

按照本實用新型，所述煙氣凈化裝置中的SCR反應器入口煙道、SCR反應器、SCR反應器出口煙道、空氣預熱器與空氣預熱器出口煙道均為本領域技術人員的常規(guī)設置，本申請沒有特別的限制；具體的，所述鍋爐的出口端設置有所述SCR反應器入口煙道，所述SCR反應器入口煙道的出口端設置有所述SCR反應器，所述SCR反應器的出口端設置有所述SCR反應器出口煙道，所述SCR反應器出口煙道的出口設置有所述空氣預熱器，所述空氣預熱器的出口端設置有所述空氣預熱器出口煙道。

本申請所述煙氣凈化裝置中還包括第一級吸收劑噴入裝置、第二級吸收劑噴入裝置、吸收劑倉與吸收劑定量供應裝置；其中第一級吸收劑噴入裝置與第二級吸收劑噴入裝置分別設置于SCR反應器入口煙道與SCR反應器出口煙道，吸收劑倉下端的吸收劑定量供應裝置的出口分別與第一級吸收劑噴入裝置與第二級吸收劑噴入裝置的入口相連。

在工業(yè)生產中，鍋爐燃燒產生的煙氣通過SCR反應器入口煙道進入SCR反應器，SCR入口煙道處設置有第一級吸收劑噴入裝置，其優(yōu)選通過流化風或壓縮空氣向第一級吸收劑噴入裝置輸送吸收劑，使噴入的吸收劑與進入SCR入口煙道的煙氣反應，完成煙氣中原有SO₃的高效脫除，并對煙氣中的HCl、HF等污染物進行初步凈化。為了使噴入的吸收劑與煙氣進行充分混合，所述第一級吸收劑噴入裝置由多個噴射點組成。自煙氣的流動方向，所述第一級吸收劑噴入裝置的上游設置有煙氣紊流裝置，以進一步保證吸收劑與煙氣的充分混合。所述煙氣紊流裝置為環(huán)式旋渦流紊流裝置，其由內環(huán)、外環(huán)與中間旋流葉片組成；所述旋流葉片與水平面的夾角為20～60°，所述煙氣紊流裝置與煙氣流向的夾角為60～90°。所述煙氣紊流裝置的結構簡圖具體如圖4與圖5所示。在煙氣紊流裝置中，吸收劑噴入旋流葉片與環(huán)形交接區(qū)域后端的旋流區(qū)，通過煙氣旋流作用，強化吸收劑與煙氣充分混合，同時在外環(huán)區(qū)，則通過環(huán)形渦流氣流與煙氣充分混合，從而實現(xiàn)了煙氣與吸收劑的充分混合。

經(jīng)過SCR反應器入口煙道中第一級吸收劑噴入裝置的初步凈化后的煙氣進入SCR反應器中，與其內裝載的SCR催化劑反應，反應后的煙氣進入SCR反應器出口煙道，出口煙道上設置的第二級吸收劑噴入裝置，優(yōu)選通過流化風或壓縮空氣作用向第二級吸收劑噴入裝置中輸送吸收劑，同樣第二級吸收劑噴入裝置設置有多個噴射點，保證噴入的吸收劑與煙氣進行充分混合，對煙氣中SO₃、HCl、HF進行再次凈化。為了防止吸收劑沉降，提高吸收劑的利用率及系統(tǒng)的脫除效率，所述第二級吸收劑噴入裝置的下游水平煙道設置有吸收劑懸浮氣托裝置，其多段設置；自煙氣的流動方向，所述吸收劑懸浮氣托裝置的懸浮氣托氣孔與煙道夾角為70～110°。流化風或壓縮空氣通過分配聯(lián)箱經(jīng)懸浮氣托氣孔噴入煙道內。所述吸收劑懸浮氣托裝置具體如圖2、3所示，圖2、3中15為煙道壁、16為懸浮氣托氣孔、17為分配聯(lián)箱。

最后再次凈化后的煙氣經(jīng)過空氣預熱器換熱后從空氣預熱器出口煙道流出，得到深度凈化的煙氣，此時的煙氣即可進入后端的脫硫、除塵等煙氣凈化單元。為了進一步提高脫除效率，所述煙氣凈化裝置還包括霧化增濕裝置，所述空氣預熱器出口煙道上設置有霧化增濕裝置。為了防止吸收劑的沉降，所述空氣預熱器出口煙道上設置有吸收劑懸浮氣托裝置，所述懸浮氣托裝置的懸浮氣托氣孔與煙道夾角為70～110°。所述吸收劑懸浮氣托裝置只要設置于所述空氣預熱器出口煙道上即可，可以設置于霧化增濕裝置的上游也可以設置于霧化增濕裝置的下游，對此本申請不進行特別的限制。SCR出口煙氣溫度約在300℃～400℃之間，在較高的溫度條件下，SO₃與吸收劑反應具有較大的反應活化能，SO₃、HCl與HF與吸收劑為氣固反應，具有較高脫除效率?？諝忸A熱器出口煙氣溫度通常在150℃以下，反應活化能較低，脫除效率低，通過霧化增濕，吸收劑表面會形成液膜，SO₃、HCl與HF可溶于液膜，SO₃、HCl與HF與吸收劑反應由氣固反應轉變?yōu)橐汗谭磻商岣呙摮?。在不同溫度條件下反應脫除機理不同，霧化增濕主要在空氣預熱器出口低溫條件下設置可提高脫除效率，在高溫條件下無需霧化增濕。

SO₃生成主要來源于兩方面：a)鍋爐爐內燃燒過程中煤轉化生成，此部分SO₃在進入SCR反應器前已存在于煙氣中，在SCR入口煙道設置第一級吸收劑噴入點主要是脫除這部分SO₃；b)煙氣通過SCR反應器，因SCR反應器內裝載有SCR催化劑，SCR催化劑中V₂O₅成分會將煙氣中的部分SO₂轉化為SO₃，在SCR出口煙道設置第二級吸收劑噴入點用于脫除第一級反應剩余的的SO₃以及經(jīng)SCR反應器后新生成的SO₃，保證SO₃、HCl、HF總脫除效率。

本申請將第二級吸收劑噴入裝置設置于SCR反應器出口煙道，而不直接設置于第一級吸收劑噴入裝置后，是要降低在進入SCR反應器前噴入吸收劑用量，僅脫除進入SCR反應器前煙氣中大部分SO₃即可。降低噴入吸收劑可能的對催化劑造成磨損，堵塞等風險；此外，吸收劑主要采用鈣基或鈉基吸收劑，大量鈣基或鈉基成分附著在催化劑表面，會導致催化劑產生“中毒”。吸收劑加入裝置分別在SCR反應器前及反應器后分段設置，可保證催化劑的脫除效率，延長催化劑使用壽命。

本申請?zhí)峁┝藷煔鈨艋b置，不僅有效提升了系統(tǒng)對SO₃、HCl、HF的脫除效率，避免了造成NH₄HSO₄對SCR催化劑及空氣預熱器產生積灰、堵塞等不利影響，而且降低了SCR催化劑前加入的吸收劑用量，避免大量的鈣基及鈉基的吸收劑加入引起催化劑的中毒及堵塞。

本實用新型還提供了利用所述煙氣凈化裝置進行煙氣凈化的方法，包括以下步驟：

將鍋爐中燃燒產生的煙氣與吸收劑混合，得到初步凈化的煙氣；

將初步凈化的煙氣進入SCR反應器進行反應，得到反應后的煙氣；

將反應后的煙氣再次與吸收劑混合，再經(jīng)過換熱后排出，得到深度凈化的煙氣。

在上述過程中，所述初步凈化的煙氣的步驟中，所述吸收劑選自生石灰、消石灰、電石渣、碳酸鈉、碳酸氫鈉與天然堿中的一種或多種；所述吸收劑與煙氣中SO₃的摩爾比為(1～1.5)：1，摩爾比過小，SO₃脫除效率有限，摩爾比過大，會對催化劑帶來不利影響。所述得到深度凈化的煙氣的步驟中，所述吸收劑選自生石灰、消石灰、電石渣、碳酸鈉、碳酸氫鈉與天然堿中的一種或多種；所述吸收劑與煙氣的中SO₃的摩爾比為(1～3)：1，摩爾比過大會造成吸收劑的浪費，且增加空氣預熱器與煙道的磨損與積灰的風險。所述SCR反應器中的催化劑為本領域技術人員熟知的催化劑，此處不進行特別的限制。

為了進一步理解本實用新型，下面結合實施例對本實用新型提供的煙氣凈化裝置與方法進行詳細說明，本實用新型的保護范圍不受以下實施例的限制。

實施例1

一種煙氣凈化裝置，其包括：SCR入口煙道2；煙氣紊流裝置3；第一級吸收劑噴入裝置4；SCR反應器5；SCR出口煙道6；第二級吸收劑噴入裝置7；吸收劑懸浮氣托裝置8；空氣預熱器9；空氣預熱器出口煙道10；吸收劑倉11；吸收劑定量供應裝置12；水箱13；霧化增濕裝置14；

鍋爐1的出口端設置有SCR入口煙道2，SCR入口煙道2的出口端設置有SCR反應器5，SCR入口煙道2內依次設置有煙氣紊流裝置3與第一級吸收劑噴入裝置4，所述SCR反應器5的出口端設置有所述空氣預熱器9，所述SCR反應器5與所述空氣預熱器9之間依次設置有第二級吸收劑噴入裝置7與吸收劑懸浮氣托裝置8，空氣預熱器9的出口端設置有空氣預熱器出口煙道10，空氣預熱器出口煙道10上依次設置有吸收劑懸浮氣托裝置8與霧化增濕裝置14，第一級吸收劑噴入裝置4與第二級吸收劑噴入裝置7均與吸收劑倉11下端設置的吸收及定量裝置12相連接，霧化增濕裝置14與水箱13的出口相連。本實施例的煙氣凈化裝置如圖1所示。

實施例2

某燃煤鍋爐煙氣量為830000m³/h，吸收劑噴入裝置及霧化增濕裝置均未開啟。空氣預熱器出口煙道原煙氣SO₂濃度為5700mg/Nm³，SO₃濃度為105.4mg/Nm³，HCl濃度為18.8mg/Nm³，HF濃度為2.2mg/Nm³。

應用于實施例1的煙氣凈化裝置，鍋爐中燃燒產生的煙氣依次通過SCR入口煙道、SCR反應器，SCR出口煙道、空氣預熱器與空氣預熱器出口煙道。第一級吸收劑噴入裝置及第二級吸收劑噴入裝置開啟，向煙道內噴入碳酸鈉；空氣預熱器出口煙道凈化后煙氣中SO₃濃度為7.6mg/Nm³，脫除效率為92.8％；HCl濃度為3.3mg/Nm³，脫除效率為82.4％；HF濃度為0.6mg/Nm³，脫除效率為72.7％。

實施例3

應用于實施例1的煙氣凈化裝置，某燃煤鍋爐煙氣量為520000m³/h，吸收劑噴入裝置及霧化增濕裝置均未開啟?？諝忸A熱器出口煙道原煙氣SO₂濃度為4200mg/Nm³，SO₃濃度為61.3mg/Nm³，HCl濃度為9.5mg/Nm³，HF濃度為3.7mg/Nm³。

鍋爐中燃燒產生的煙氣依次通過SCR入口煙道、SCR反應器，SCR出口煙道空氣預熱器與空氣預熱器出口煙道。第一級吸收劑噴入裝置及第二級吸收劑噴入裝置開啟，并均向煙道內噴入消石灰，同時開啟空氣預熱器出口煙道增濕裝置，將工藝水霧化后噴入煙道內。增濕凈化后煙氣中SO₃濃度為3.8mg/Nm³，脫除效率為93.8％；HCl濃度為0.8mg/Nm³，脫除效率為91.6％；HF濃度為0.5mg/Nm³，脫除效率為86.5％

實施例4

與實例2為同一裝置，煙氣量為480000Nm³/h，空氣預熱器出口煙道原煙氣SO₂濃度為3900mg/Nm³，SO₃濃度為58.6mg/Nm³，HCl濃度為8.9mg/Nm³，HF濃度為3.6mg/Nm³。

鍋爐中燃燒產生的煙氣依次通過SCR入口煙道、SCR反應器、SCR出口煙道、空氣預熱器與空氣預熱器出口煙道。第一級吸收劑噴入裝置及第二級吸收劑噴入裝置開啟，均向煙道內噴入碳酸鈉；同時開啟空氣預熱器出口煙道增濕裝置，將工藝水霧化后噴入煙道內。增濕凈化后煙氣中SO₃濃度為2.5mg/Nm³，脫除效率95.7％；HCl濃度為0.6mg/Nm³，脫除效率為93.3％；HF濃度為0.4mg/Nm³，脫除效率為88.9％。

以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。