集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統的製作方法

2023-04-29 11:41:16

專利名稱：集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，尤其是涉及一種能夠使用集成的濾波器模塊，對從燃燒爐排出的廢氣同時且綜合地進行集塵、脫硫和脫氮，並且能夠有效地利用穿過所述集成的濾波器模塊的廢氣的餘熱的集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統。
背景技術：
在使用大量能量的エ業廠房中，使用各種燃燒設備，如發電鍋爐、焚燒鍋爐等，獲取電、蒸汽等能源。在所述燃燒設備的後面必須安裝空氣汙染控制系統，用於去除燃燒過程中產生的空氣汙染物，如灰塵、硫氧化物、氮氧化物等。然而，迄今為止，大部分エ業廠房的所述空氣汙染控制系統在能源節省方面不是非常有效，因為在設計所述空氣汙染控制系統時只考慮到單元エ藝。 舉例說明，一般地，在安裝在發電鍋爐中的空氣汙染控制系統中順序安裝300°C時有效運行的氮氧化物去除器(選擇性催化還原(SCR))、用於處理灰塵的靜電集塵器和用於處理硫氧化物的脫硫器。然而，這種空氣汙染控制系統具有如下問題300°C的熱能未被回收而被排出外部，並且SCR中用於脫氮的催化劑被高度集中的灰塵所汙染，從而減少所述催化劑的生命周期。專利號為10-2010-0104926的韓國專利公布了ー種使用廢氣餘熱的高能量效率脫氮和脫硫反應器。尤其是，公布的是脫氮和脫硫反應器，所述脫氮和脫硫反應器能夠在去除燃燒諸如煤、石油等化石燃料產生的廢氣中包含的氮氧化物和硫氧化物的エ藝中，通過回收所述廢氣中的餘熱，提高能量效率。然而，這種脫氮和脫硫反應器具有如下問題因為所述回收的餘熱提供給等離子反應器，以允許所述等離子反應器向所述SCR提供等離子，從而進行脫氮和脫硫，因此從燃燒爐排放的高溫熱量不能直接傳遞到SCR。專利號為10-2010-0304080的韓國專利公布了ー種利用電子束加速器淨化廢氣的系統。尤其是，公布的是ー種方法和裝置，所述方法和裝置通過利用電子束處理將所述廢氣中包含的硫氧化物和氮氧化物轉換為硫酸和硝酸，硫酸和硝酸與中和劑反應生成硫酸銨和硝酸銨，然後去除硫酸銨和硝酸銨，從而對廢氣進行脫硫和脫氮。該專利文件公布了ー種方法和裝置，用於去除廢氣中的汙染物，如ニ氧化硫、氮氧化物等。然而，在用於去除汙染物的所述方法和裝置中，不是使用餘熱而是使用電子束，因此未充分考慮利用餘熱。包括上述專利文件的現有技術描述了一種技術，所述技術從燃燒爐中排出廢氣後利用空氣汙染控制系統對所述廢氣進行集塵、脫硫和脫氮，但是未描述ー種技術，所述技術利用ー個單元模塊，對廢氣綜合地進行集塵、脫硫和脫氮，也未描述利用從燃燒爐中排出的廢氣的餘熱對所述廢氣進行脫硫和脫氮，以及之後回收所述餘熱。因此存在現有技術的技術配置有些不足的問題
發明內容
要解決的技術課題相應地，本發明g在解決上述問題，並且本發明的目的在於提供集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，當所述系統包括集成濾波器模塊，所述集成濾波器模塊同時且綜合地進行集塵、脫硫和脫氮；脫硫反應器，所述脫硫反應器配置於所述集成濾波器模塊的前面並且主要對硫氧化物脫硫；以及熱交換器，所述熱交換器配置於所述集成濾波器模塊的後面，則在此狀態下，所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統可以利用從燃燒爐中排出的廢氣的高溫熱量，有效地去除汙染物。技術方案 為了實現上述目的，本發明的一方面提供ー種集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，所述系統包括集成濾波器模塊，其中包括過濾袋並且對燃燒爐中排出的廢氣進行集塵、脫硫和脫氮；脫硫反應器，所述脫硫反應器配置於所述集成濾波器模塊的前面，並且進行脫硫エ藝，以去除所述廢氣中的硫氧化物；和熱交換器，所述熱交換器配置於所述集成濾波器模塊的後面；其中，所述脫硫エ藝由所述脫硫反應器和所述集成濾波器模塊順序進行。所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統可以進ー步包括脫硫劑供給裝置，所述脫硫劑供給裝置配置於所述脫硫反應器的前面；和還原劑注入器，所述還原劑注入器配置於所述脫硫反應器和所述集成濾波器模塊之間。所述過濾袋在其內部具有脫氮結構，所述脫氮結構進行脫氮エ藝，去除氮氧化物。所述脫硫劑供給裝置提供的所述脫硫劑可以包括從熟石灰、石灰石和沸石組合中的ー個以上。所述還原劑注入器提供的還原劑可以為氨氣。所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統可以進ー步包括壓縮空氣供給裝置，所述壓縮空氣供給裝置在所述過濾袋和所述脫氮結構之間提供壓縮空氣。所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統可以進ー步包括引風機(InducedDraft FAN)，所述引風機配置於所述熱交換器的前面或後面。所述熱交換器可以包括翅片管或防腐管。所述過濾袋可以具有空心圓柱結構或褶皺式結構，並且可以包括嵌入並固定於其中的脫氮結構，所述脫氮結構為與所述過濾袋相隔預設距離的垂直空心圓柱結構，並且通過所述脫氮結構的上端和下端引入和排出所述廢氣。發明效果如上所述，根據本發明的集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，當所述系統包括集成濾波器模塊，所述集成濾波器模塊同時且綜合地進行集塵、脫硫和脫氮；脫硫反應器，所述脫硫反應器配置於所述集成濾波器模塊的前面並且主要對硫氧化物進行脫硫；和熱交換器，所述熱交換器配置於所述集成濾波器模塊的後面，則在此狀態下，可以利用從燃燒爐中排出的所述廢氣的高溫熱量，有效地去除汙染物。此外，根據本發明的所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統可以通過利用脫硫反應器和集成濾波器模塊持續進行脫硫，有效地去除廢氣中的硫氧化物，並且可以通過利用配置於過濾袋中的脫氮結構維持充分的空間速度，從而有效地捕集氮氧化物。


圖I為根據本發明的一種實施方式的通過一系列的連續エ藝進行集塵、脫硫和脫氮的集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統的示意圖；圖2為構成本發明的所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統的單元濾波器模塊的結構的透視圖。
具體實施例方式通過下文結合附圖的詳細描述，將能更清楚地理解本發明的上述和其他方面、特徵和優點。下文參照附圖對本發明的所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統進行詳細描述。下文參照附圖對本發明的較佳的實施方式進行更詳細的描述。首先，參照圖I對本發明的所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統100的整體結構進行描述。
所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統100包括集成濾波器模塊10，其對從燃燒爐I中排出的廢氣進行集塵、脫硫和脫氮エ藝；脫硫反應器30，其配置於所述集成濾波器模塊10的前面，並且進行脫硫エ藝，以去除所述廢氣中的硫氧化物；熱交換器40，其配置於所述集成濾波器模塊10的後面；脫硫劑供給裝置60，其配置於所述脫硫反應器的前面；還原劑注入器70，其配置於所述脫硫反應器30和所述集成濾波器模塊10之間；和引風機50，其配置於所述集成濾波器模塊10和所述熱交換器40之間。所述集成濾波器模塊10包括廢氣入口 11和廢氣出ロ 12，所述廢氣入口 11配置於所述集成濾波器模塊10的ー側，所述廢氣出ロ 12配置於所述集成濾波器模塊10的另ー偵U。此外，所述集成濾波器模塊10包括配置於其中的多個單元濾波器模塊20。所述多個單元濾波器模塊20的每個可以作為廢氣淨化模塊獨立工作，也可以相互結合。所述燃燒爐I中產生的廢氣以大約為300°C的溫度被排出。所述廢氣包括空氣汙染物，如灰塵、氮氧化物、硫氧化物等。為了有效地去除所述空氣汙染物並且回收餘熱，如圖I所示，所述廢氣穿過所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統100，所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統100包括脫硫反應器30，集成濾波器模塊10和熱交換器40。脫硫劑，如熟石灰(氫氧化鈣)、石灰石、沸石等，從所述脫硫劑供給裝置60中噴射出，並且所述噴射出的脫硫劑在所述脫硫反應器30中引起化學反應，將氣態硫氧化物轉換為顆粒物。舉例說明，當熟石灰(氫氧化鈣)用作所述脫硫劑時，所述反應機理由下列反應式表不Ca (OH) 2+S02 — CaSO3 · 1/2H20+1/2H20CaSO3 · 1/2Η20+1/202+3/2Η20 — CaSO4 · 2H20從上述反應式中可以看出，熟石灰(Ca(OH)2)與ニ氧化硫(SO2)反應生成顆粒石膏(CaSO4)。所述脫硫反應器30中生成的所述顆粒石膏通過所述廢氣入口 11被引入到所述集成濾波器模塊10並在其中被捕集。同吋，通過還原劑供給管道72將所述還原劑注入器70注入的還原劑提供給所述集成濾波器模塊10。所述還原劑可以是氨氣(NH3)。具體地，在所述集成濾波器模塊10中，使用作為還原劑的氨氣(NH3)將氮氧化物(NOx)還原為氮氣(N2),然後將所述氮氣去除。對通過所述集成濾波器模塊10去除灰塵、硫氧化物和氮氧化物的大約230°C的所述廢氣，通過配置於所述集成濾波器模塊10後面的所述熱交換器40進行有效的熱回收，然後以大約70°C的溫度排出。隨後，有效地進行熱回收之後的所述廢氣通過煙囪2排出到外部。所述熱交換器40的前部具有翅片管，以致所述翅片管不會被廢氣凝結所腐蝕，從而回收最大限度的熱量，並且所述熱交換器40的後部具有防腐管，以致所述防腐管對廢氣凝結造成的腐蝕具有抵抗力。同時，翅片管和防腐管可以都安裝在所述熱交換器40的前部和後部，或者所述翅片管和防腐管中的一個可以選擇性地分別安裝在所述熱交換器40的前部和後部。所述防腐管可以由諸如聚四氟こ烯和矽等樹脂，無機材料和複合金屬材料生成。所述無機材料可以包括陶瓷、搪瓷、玻璃等。考慮到腐蝕問題，所述引風機50可以配置於所述熱交換器40的前面或後面。
下文，參照圖2描述單元濾波器模塊20，所述單元濾波器模塊20構成所述集成濾波器模塊10。所述單元濾波器模塊20包括集塵板21，其以預設的距離相隔；過濾袋24，其配置於所述集塵板21之間；放點電極22，其配置於所述過濾袋24和所述集塵板21的周圍；脫氮結構25，其嵌入並固定在所述過濾袋24中；和固定板23，其配置於所述集塵板21和所述過濾袋24的上端。在所述集塵板21和所述放點電極22上分別連接具有相互不同極性的端子，從而電捕集灰塵。也就是說，引入所述單元濾波器模塊20的汙染物中的大部分灰塵通過強電作用被捕集在所述集塵板21上，所述強電作用在所述集塵板21和所述放電電極22之間形成。此外，所述廢氣中的所述灰塵和作為從所述脫硫反應器30中獲得的副產物的所述顆粒石膏，通過所述單元濾波器模塊20中的靜電引力和過濾機理，粘附在所述集塵板21或所述過濾袋24上，從而被去除。另外，通過未反應的硫氧化物和捕集在所述過濾袋24中的脫硫劑進行化學反應，進一歩去除所述未反應的硫氧化物。所述過濾袋24具有空心圓柱結構，並且包括底板24a和頂板24b，所述底板24a配置於所述過濾袋24的底部，所述頂板24b配置於所述過濾袋24的頂部並且具有孔，通過所述孔可以嵌入所述脫氮結構25。同時，所述過濾袋24可能具有所述過濾袋24的一部分打摺的結構。所述過濾袋24用於吸收汙染物並且再次對所述廢氣進行脫硫，所述廢氣首先由所述脫硫反應器30進行脫硫。也就是說，廢氣首先由所述脫硫反應器30進行脫硫，然後由所述過濾袋24進行再次脫硫。所述脫氮結構25具有長圓柱形狀，並且可以通過其上下端進行移動。所述脫氮結構25穩定地配置成，其上端穿透所述過濾袋24的所述頂板24b。所述脫氮結構25固定配置於所述過濾袋24中，並且與所述過濾袋24的外表面以預設的距離相隔。由所述過濾袋24和所述集塵板21去除硫氧化物和灰塵的所述廢氣，穿過所述脫氮結構25，然後氮氧化物(NOx)被氨氣(NH3)還原成氮氣(N2)，從而所述氮氣被去除，所述氨氣(NH3)是從所述還原劑注入器70中噴射出的還原劑，所述還原劑注入器70配置於所述脫硫反應器30和所述集成濾波器模塊10之間。
壓カ損失被認為是影響同時進行脫硫、集塵和脫氮的所述集成濾波器模塊10的性能的重要因素。因為所述壓カ損失與運行成本密切相關，所以優化壓カ損失是很重要的。由於集塵造成的壓カ損失的増加是所述壓カ損失的主要原因，以下將對此進行說明。所述單元濾波器模塊20中包括所述過濾袋24，所述過濾袋24中具有所述脫氮結構25，為了有效地分離捕集在所述過濾袋24中的所述灰塵，在所述過濾袋24和所述脫氮結構25之間施加由壓縮空氣供給裝置80提供的壓縮空氣(參照圖2中的附圖標記28和29)。具體地，如圖2中的附圖標記28所示，將壓縮空氣從所述壓縮空氣供給裝置80引入所述過濾袋24中，然後，如圖2中的附圖標記29所示，將所述壓縮空氣排出到所述過濾袋24的外表面，從而分離捕集在所述過濾袋24中的諸如灰塵等汙染物5。通過所述方法分離的所述灰塵，通過所述集塵板21和所述放電電極22之間形成的電場，有效地移動到所述集塵板21上，從而防止所述壓カ損失快速増加。此外，下文參照圖I和2對所述單元濾波器模塊20中流體的流動進行更詳細的描 述。雖然通過所述脫硫反應器30引入所述單元濾波器模塊20中的所述廢氣是從所述單元濾波器模塊20的下部引入，並且在所述單元濾波器模塊20中相隔的所述集塵板21之間移動，所述廢氣通過所述過濾袋24和所述脫氮結構25最終排出到外部。因為所述過濾袋24設計成，從所述過濾袋24的側邊引入所述過濾袋24中的所述廢氣從所述脫氮結構25的下部引入並且從所述脫氮結構25的上部排出，因此所述廢氣具有足夠的空間速度。所述空間速度為，通過與諸如氨氣的還原劑的化學反應使引入到所述脫氮結構25中的所述廢氣中包含的氮氧化物還原成氮氣所需的移動速度。具體地，如圖2中的附圖標記26b所示的通過所述過濾袋24的下側邊引入的廢氣的流動，和，如圖2中的附圖標記26c所示的通過所述過濾袋24的上側邊引入的廢氣的流動，走向所述過濾袋24中，並且同時移動到緩衝空間20a，所述緩衝空間20a形成在所述脫氮結構25的下端。此時，聚集於所述緩衝空間20a的所述廢氣的所述移動速度相對減小，並且同時由於所述廢氣的集中引起所述廢氣的壓カ增加，從而自然引起所述廢氣的向上的流動。由於如上所述廢氣的流動，所述緩衝空間20a中的所述廢氣通過所述脫氮結構25的下端引入到所述脫氮結構25中，並且通過所述脫氮結構25的上端排出到外部(參照圖2中的附圖標記27)。如上所述，在引入到所述單元濾波器模塊20的所述廢氣的流動中(參照圖2中的附圖標記26)，所述廢氣通過所述過濾袋24的側邊從各個方向引入到所述過濾袋24中，並且移動到所述脫氮結構25的下部，從而有效地淨化氮氧化物。如上所述，根據本發明的所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，當所述系統包括集成濾波器模塊，同時且整體地進行集塵、脫硫和脫氮；脫硫反應器，配置於所述集成濾波器模塊的前面並且主要對硫氧化物脫硫；和熱交換器，配置於所述集成濾波器模塊的後面，在此狀態下，可以利用從燃燒爐中排出的所述廢氣的高溫熱量，有效地去除汙染物。儘管本發明的所述較佳的實施方式已作為說明用途公布，所述技術領域的專業人員將認識到，可以對本發明進行各種修改、補充和替換而不脫離權利要求公布的本發明的精神和範圍。對本發明的簡單修改、補充和替換屬於本發明的範圍，並且本發明的詳細範圍由附加的權利要求明確定義。
權利要求
1.一種集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，包括 集成濾波器模塊，所述集成濾波器模塊包括過濾袋，並且對從燃燒爐中排出的廢氣進打集塵、脫硫和脫氣； 脫硫反應器，所述脫硫反應器配置於所述集成濾波器模塊的前面，並且進行脫硫工藝，以去除所述廢氣中的硫氧化物；及 熱交換器，所述熱交換器配置於所述集成濾波器模塊的後面； 其中，所述脫硫工藝由所述脫硫反應器和所述集成濾波器模塊順序進行。
2.如權利要求I所述的集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，還包括 脫硫劑供給裝置，所述脫硫劑供給裝置配置於所述脫硫反應器的前面；及 還原劑注入器，所述還原劑注入器配置於所述脫硫反應器和所述集成濾波器模塊之間。
3.如權利要求I或2所述的集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，其中，所述過濾袋中具有脫氮結構，所述脫氮結構進行脫氮工藝，去除氮氧化物。
4.如權利要求I或2所述的集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，其中，所述脫硫劑供給裝置提供的所述脫硫劑包括熟石灰、石灰石和沸石中的一個或多個。
5.如權利要求I或2所述的集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，其中，所述還原劑注入器提供的所述還原劑為氨氣。
6.如權利要求3所述的集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，還包括 壓縮空氣供給裝置，所述壓縮空氣供給裝置在所述過濾袋和所述脫氮結構之間提供壓縮空氣。
7.如權利要求I或2所述的集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，還包括 引風機，所述引風機配置於所述熱交換器的前面或後面。
8.如權利要求I或2所述的集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，其中，所述熱交換器包括翅片管或防腐管。
9.如權利要求3所述的集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，其中，所述過濾袋具有空心圓柱結構或褶皺式結構，並且包括嵌入並固定於其中的脫氮結構，所述脫氮結構為與所述過濾袋相隔預設距離的垂直空心圓柱結構，並且通過所述脫氮結構的上端和下端引入和排出所述廢氣。
全文摘要
本發明提供一種集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，包括集成濾波器模塊，其中包括過濾袋並且對從燃燒爐中排出的廢氣進行集塵、脫硫和脫氮；脫硫反應器，其配置於所述集成濾波器模塊的前面，並且進行脫硫工藝，以去除所述廢氣中的硫氧化物；和熱交換器，其配置於所述集成濾波器模塊的後面。所述集成的集塵、脫硫、脫氮和餘熱回收系統，當包括集成濾波器模塊，所述集成濾波器模塊同時且整體地進行集塵、脫硫和脫氮；脫硫反應器，所述脫硫反應器配置於所述集成濾波器模塊的前面並且主要對硫氧化物脫硫；和熱交換器，所述熱交換器配置於所述集成濾波器模塊的後面，在此狀態下，可利用從燃燒爐中排出的所述廢氣的高溫熱量，有效地去除汙染物。
文檔編號B01D53/32GK102858433SQ201180002759
公開日2013年1月2日 申請日期2011年11月4日 優先權日2010年11月4日
發明者李明和, 張鬥勳, 李承濟, 宋在準 申請人:韓國生產技術研究院, 株式會社潔宜特, 李承濟, 韓模技術有限公司