煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統的製作方法
2023-09-23 16:41:50
專利名稱：煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統。
背景技術：
煙氣循環流化床工藝是一種較新的幹法脫硫方法；由於它具有系統簡單、脫除效率較高、節水、二次汙染物排放較少、設 備投資和運行費用較低等特點，目前被認為是一種很有前景的煙氣脫硫技術，並得到了工業化應用德國LURGI公司開發的煙氣脫硫技術、德國WU LFF公司在LURGI技術基礎上改造後的RCFB脫硫技術、丹麥F. L. SMITH公司開發的GSA煙氣脫硫技術、ABB公司開發的NID脫硫工藝。但是上述技術都不具備脫氮功能。對於氮氧化物控制而言，一般的成熟工藝是在脫硫裝置後面加裝一套脫氮裝置，如選擇性催化還原或選擇性非催化還原，從而實現聯合脫硫脫氮，這是分級治理方式。這種方式不僅佔地面積大，而且投資和運行費用高，難以廣泛應用。為了降低煙氣淨化費用，開發同時脫硫脫氮新技術，新設備已經成為大氣汙染控制領域中具有前沿性的研究方向。國內外已有較多相關研究，但大多存在技術和經濟方面的欠缺，難以發展成為較為實用的技術。因此如何經濟有效的改善脫硫脫氮技術，是市場需求創造的技術難題。
發明內容
針對業界的上述需求，本發明提出了一種煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統，包括循環流化床鍋爐，所述循環流化床鍋爐採用床下點火方式，且所述循環流化床鍋爐產生的煙氣從頂部煙道排出；除塵設備，與所述循環流化床鍋爐的頂部煙道連通，並對所述煙氣進行除塵操作；烘乾塔，與所述除塵設備相連接並具有煙氣採樣口 ；硫化物和氮化物檢測器，從所述煙氣採樣口進行採樣以檢測硫化物和氮化物含量；以及控制裝置，根據所述硫化物和氮化物檢測器的檢測結果控制所述循環流化床鍋爐前端的脫氮裝置。根據一個優選實施例，在上述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統中，進一步包括物料庫，所述循環流化床鍋爐從所述物料庫接收物料；其中，所述脫氮裝置設置於所述物料庫和所述循環流化床鍋爐之間。根據一個優選實施例，在上述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統中，所述脫氮裝置內設置有以粉煤灰和Ca (OH)為基礎的高活性吸收劑。根據一個優選實施例，在上述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統中，進一步包括脫硫裝置，設置於所述循環流化床鍋爐內的文丘裡管的出口擴管段，其中，所述脫硫裝置與所述控制裝置信號連接，且所述控制裝置根據所述硫化物和氮化物檢測器的檢測結果控制所述脫硫裝置。根據一個優選實施例，在上述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統中，所述脫硫裝置為一管道噴水裝置，其中所述管道噴水裝置噴出的水與所述煙氣接觸後快速汽化，以創造露點以上20 30° C的化學反應溫度條件，以使二氧化硫與氫氧化鈣的反應轉化為瞬間完成離子型反應。根據一個優選實施例，在上述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統中，在所述控制裝置的控制下，所述脫硫裝置和脫氮裝置同時工作。根據一個優選實施例，在上述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統中，所述控制系統為可編程控制器。本發明利用了以粉煤灰為基礎物質製備的高活性吸收脫除SO2和NOX的機理，通過製劑噴射的方式，解決高活性收劑脫除效率。實驗表明，本發明的技術在幹法管道噴射煙 氣脫硫脫氣情況下，具有84%左右的脫硫效率以及40%左右的脫氣效率，同時在最佳試驗工況條件下，具備脫硫脫氮效率分別為92. 3%、60. 8%。應當理解，本發明以上的一般性描述和以下的詳細描述都是示例性和說明性的，並且旨在為如權利要求所述的本發明提供進一步的解釋。
附圖主要是用於提供對本發明進一步的理解。附圖示出了本發明的實施例，並與本說明書一起起到解釋本發明原理的作用。附圖中圖I示意性地示出了本發明的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統的結構圖。
具體實施例方式以下結合附圖詳細描述本發明的技術方案。圖I示意性地示出了本發明的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統的結構圖。如圖所示，本發明的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統100主要包括循環流化床鍋爐101、除塵設備102、烘乾塔103、硫化物和氮化物檢測器104、控制裝置105以及脫氮裝置106。循環流化床鍋爐101採用床下點火方式且該循環流化床鍋爐101產生的煙氣從頂部煙道排出。例如，該循環流化床鍋爐101可以採用床下點火(油或煤氣)，分級燃燒，一次風比率佔50—60%，飛灰循環為低倍率，中溫分離灰渣排放採用乾式，分別由水冷螺旋出渣機、灰冷卻器及除塵器灰鬥排出。爐膛是保證燃料充分燃燒的關鍵，採用湍流床，使得流化速度在3. 5-4. 5m/s，並設計適當的爐膛截面，在爐膛膜式壁管上鋪設薄內襯(高鋁質磚)，即使鍋爐燃燒用不同燃料時，燃燒效率也可保持在98— 99%以上。高溫分離器入口煙溫在800°C左右，旋風筒內徑較小，結構簡化，筒內僅需一層薄薄的防磨內襯(氮化娃磚)。其使用壽命較長。循環倍率為10—20左右。循環灰輸送系統主要由回料管、回送裝置，溢流管及灰冷卻器等幾部分組成。床溫控制系統的調節過程是自動的。在整個負荷變化範圍內始終保持濃相床床溫850-950°C間的某一恆定值，這個值是最佳的脫硫溫度。當自動控制不投入時，靠手動也能維持恆定的床溫。接著，除塵設備102從所述循環流化床鍋爐101的頂部煙道接收煙氣，並對所述煙氣進行除塵操作。經除塵操作的煙氣將被輸送到烘乾塔103。烘乾塔103具有煙氣採樣口107，硫化物和氮化物檢測器104可以從所述煙氣採樣口 107進行採樣以檢測硫化物和氮化物含量。最後，控制裝置105，例如一可編程控制器，將根據所述硫化物和氮化物檢測器104的檢測結果控制所述循環流化床鍋爐前端的脫氮裝置106。此外，較佳地，如圖I所示，上述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統100可以進一步包括物料庫108。其中，所述循環流化床鍋爐101從所述物料庫108接收物料,且所述脫氮裝置106設置於所述物料庫108和所述循環流化床鍋爐101之間。根據本發明的一個優選實施例，本發明的脫氮裝置106內設置有以粉煤灰和Ca(OH)為基礎的高活性吸收劑，以代替傳統的硫代硫酸鈉的脫氮劑。另一方面，上述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統100還可以包括脫硫裝置(未圖示)，該脫硫裝置設置於所述循環流化床鍋爐101內的文丘裡管的出口擴管段，其中所述脫硫裝置與所述控制裝置105信號連接，且所述控制裝置105根據所述硫化物和氮化物檢測器104的檢測結果控制所述脫硫裝置。 較佳地，所述脫硫裝置為一管道噴水裝置，其中從鍋爐空氣預熱器出來的溫度為120 180°C左右的煙氣，從底部通過文丘裡管進入循環流化床吸收塔內。在文丘裡管出口擴管段設一套噴水裝置，創造了良好的脫硫反應溫度。循環流化床煙氣脫硫技術的主要化學反應原理如下由於S02與氫氧化鈣的顆粒在循環流化床中的反應過程，是一個外擴散控制的化學反應過程，通過氣固間大的滑落速度，強化了氣固間的傳質、傳熱速率和氣固混合，從而滿足了二氧化硫與氫氧化鈣高效反應的條件要求。吸收塔的流化床中巨大表面積的、激烈湍動的顆粒，為注水的快速汽化和快速可控的降溫提供了根本保證，從而創造了良好的化學反應溫度條件(露點以上20 30° C)，使二氧化硫與氫氧化鈣的反應轉化為瞬間完成離子型反應。通過顆粒的激烈湍動導致顆粒之間不斷的碰撞，使脫硫劑氫氧化鈣顆粒的表面得到不斷的更新，以及脫硫灰的不斷再循環使用，從而大大提高了氫氧化鈣的利用率。特別是，本發明的一個特點在於在所述控制裝置的控制下所述脫硫裝置和脫氮裝置同時工作。本發明利用了以粉煤灰為基礎物質製備的高活性吸收脫除SO2和NOX的機理，通過製劑噴射的方式，解決高活性收劑脫除效率。實驗表明，本發明的技術在幹法管道噴射煙氣脫硫脫氣情況下，具有84%左右的脫硫效率以及40%左右的脫氣效率，同時在最佳試驗工況條件下，具備脫硫脫氮效率分別為92. 3%、60. 8%。綜上，本發明的特點至少在於製備了以粉煤灰、Ca (OH)為基礎物質的新型高活性吸收劑；採用固定床方式和管道噴水方式，實現煙氣脫硫脫氮。上述實施例是提供給本領域普通技術人員來實現或使用本發明的，本領域普通技術人員可在不脫離本發明的發明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而本發明的保護範圍並不被上述實施例所限，而應該是符合權利要求書提到的創新性特徵的最大範圍。
權利要求
1.一種煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統，包括 循環流化床鍋爐，所述循環流化床鍋爐採用床下點火方式，且所述循環流化床鍋爐產生的煙氣從頂部煙道排出； 除塵設備，與所述循環流化床鍋爐的頂部煙道連通，並對所述煙氣進行除塵操作； 烘乾塔，與所述除塵設備相連接並具有煙氣採樣口； 硫化物和氮化物檢測器，從所述煙氣採樣口進行採樣以檢測硫化物和氮化物含量；以及 控制裝置，根據所述硫化物和氮化物檢測器的檢測結果控制所述循環流化床鍋爐前端的脫氮裝置。
2.如權利要求I所述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統，其特徵在於，進一步包括 物料庫，所述循環流化床鍋爐從所述物料庫接收物料； 其中，所述脫氮裝置設置於所述物料庫和所述循環流化床鍋爐之間。
3.如權利要求2所述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統，其特徵在於，所述脫氮裝置內設置有以粉煤灰和Ca (OH)為基礎的高活性吸收劑。
4.如權利要求I所述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統，其特徵在於，進一步包括 脫硫裝置，設置於所述循環流化床鍋爐內的文丘裡管的出口擴管段， 其中，所述脫硫裝置與所述控制裝置信號連接，且所述控制裝置根據所述硫化物和氮化物檢測器的檢測結果控制所述脫硫裝置。
5.如權利要求4所述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統，其特徵在於，所述脫硫裝置為一管道噴水裝置，其中所述管道噴水裝置噴出的水與所述煙氣接觸後快速汽化，以創造露點以上20 30° C的化學反應溫度條件，以使二氧化硫與氫氧化鈣的反應轉化為瞬間完成離子型反應。
6.如權利要求5所述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統，其特徵在於，在所述控制裝置的控制下，所述脫硫裝置和脫氮裝置同時工作。
7.如權利要求I所述的煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統，其特徵在於，所述控制系統為可編程控制器。
全文摘要
本發明提出了一種煙氣循環流化床同時脫硫脫氮系統，包括循環流化床鍋爐，所述循環流化床鍋爐採用床下點火方式，且所述循環流化床鍋爐產生的煙氣從頂部煙道排出；除塵設備，與所述循環流化床鍋爐的頂部煙道連通，並對所述煙氣進行除塵操作；烘乾塔，與所述除塵設備相連接並具有煙氣採樣口；硫化物和氮化物檢測器，從所述煙氣採樣口進行採樣以檢測硫化物和氮化物含量；以及控制裝置，根據所述硫化物和氮化物檢測器的檢測結果控制所述循環流化床鍋爐前端的脫氮裝置。本發明利用了以粉煤灰為基礎物質製備的高活性吸收脫除SO2和NOX的機理，通過製劑噴射的方式，解決高活性收劑脫除效率。
文檔編號B01D53/60GK102755822SQ20121026611
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者喬峰, 餘小寅, 劉家強, 劉曉民, 葉時勳, 張長梅, 徐錦斌, 朱偉達, 程建三, 謝海明, 鄭國寶, 陳偉民 申請人:上海市張江高科技園區新能源技術有限公司