[發明專利]一種煙氣凈化與余熱深度回收一體化裝置

無效

• 申請號: 201410275383.3
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104014236A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 宋紀元;方明;余海龍;劉學爐;劉亞雷;梁國強;趙宏彬;吳鳴
• 申請（專利權）人: 南京凱盛開能環保能源有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/60;B01D47/06;B01D47/12;F28C1/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本發明涉及一種煙氣的綜合處理利用技術，尤其是集煙氣余熱深度回收與脫硫、脫硝及除塵于一體的裝置。

背景技術

根據國家統計局統計，我國2012年能源消費結構是361732萬噸標準煤，其中煤炭占比66.6%，石油占比為19.54%，天然氣占比為5.4%。當前我國嚴重依賴煤炭消費的結果便是環境污染非常嚴重，同時能源利用效率低。在這雙重壓力下，逼迫國家不得不發展清潔能源。但是目前可大量安全獲得且來源廣泛的清潔高效的能源只有天然氣。天然氣的主要成分為甲烷（CH₄），現在利用方式主要為燃氣輪機、燃氣內燃機和天然氣鍋爐三種燃燒利用方式，其燃燒后主要產物為二氧化碳（CO₂）和水蒸汽（水蒸汽的氣化潛熱占天然氣高位發熱量的10%-11%），同時產生大量的NOx及少量的二氧化硫SO₂和粉塵等污染物。燃氣輪機和燃氣內燃機的尾氣經過余熱鍋爐或者溴化鋰制冷（熱）機利用后以及天然氣鍋爐的排煙，為了防止低溫腐蝕，其排放溫度都在100℃以上。這些煙氣直接排放到大氣中，不但造成環境污染，同時也浪費了巨大的能源。

煙氣余熱深度回收裝置可分為間接接觸式和直接接觸式。因換熱溫差低，間接接觸式需要較大的換熱面積，且傳熱系數低，導致余熱回收裝置體積大，材料多，成本高。同時因為低溫腐蝕的問題，換熱材料需要采用特殊的防腐金屬材料或做防腐處理，這樣就進一步增加了成本。直接接觸式換熱可以在洗滌煙氣的同時又可進行換熱，一舉兩得。

當前煙氣常用的脫硫脫硝方法為“濕法煙氣脫硫（Wet-FGD）和NH₃選擇性催化還原（SCR）技術脫硝”。“催化還原(SCR)技術脫硝”技術是在催化劑的作用下通入NH₃與煙氣中的NOx反應還原生成N₂，但是NH₃的使用會對環境造成危害，并且NH₃易泄露造成二次污染，因此人們積極尋求更加經濟有效的還原法去除NOx的治理工藝。如果能夠利用濕法煙氣脫硫的技術有點和規模優勢，同時又可以高效的將NOx去除，則是脫硫脫硝一體化技術的關鍵。而在濕法聯合脫硫脫硝技術中，液相脫除煙氣中的NOx(一般NO占90％以上)的主要障礙是NO在水中溶解度很低，這極大地增加了液相的傳質阻力，通過改變溫度以及溶液的pH值的方法都不能使NO在水中溶解度明顯提高。此外，脫硫脫硝反應溫度需要在低溫下進行。因此，使NO轉化為容易吸收的形態是脫硝的關鍵。填料接觸式可增強氣液的擴散效果，使化學反應充分。因此，采用填料方法使NO與溶液充分混合，便是一個行之有效的方法。

綜上所述，在充分回收煙氣余熱的基礎上，將煙氣溫度降低到利于脫硫脫硝反應進行的溫度區域，節約能源；同時將煙氣中的SO2、NOx和粉塵去除，保護環境；因此需要一種煙氣余熱回收與凈化于一體的低成本高效的處理裝置。

發明內容

為了克服當前常用煙氣脫硝方法SCR易造成NH₃逃逸形成二次污染的不足，同時解決煙氣余熱深度回收問題，本發明提供一種煙氣與尿素溶液直接接觸進行換熱，同時將煙氣中的NOx、SO₂和粉塵脫除，具有余熱回收和煙氣凈化功能于一體的裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種煙氣凈化與余熱深度回收一體化裝置，包括凈化換熱塔、煙氣系統及換熱器，凈化換熱塔的內部由氣液分離的風帽層分為上下兩部分，下部為噴淋室，上部為填料室；所述噴淋室包括噴淋層和水池，水池分別與補水系統、水處理泵、水循環泵連接，水處理泵連接到水質處理系統，水循環泵出口與換熱器的加熱熱水進口相連，加熱熱水出口與噴淋層連接；所述水池上方的塔壁處開有煙氣入口，煙氣系統的煙氣由此進入噴淋室；所述填料室包括漿液分布層、填料層、漿液池和補漿裝置，漿液池由風帽層與塔壁構成，補漿裝置包括依次連接的漿液箱、閥門和補漿泵；漿液池分別與漿液處理泵、漿液循環泵連接，漿液處理泵連接到漿液處理系統，漿液循環泵出口接換熱器的加熱漿液進口，加熱漿液出口接補漿泵。

所述噴淋層和填料層共同設置于凈化換熱塔的塔身內，或者所述噴淋層設置在煙氣入口處的煙道中，與填料層錯開布置。

當噴淋層和填料層共同設置于凈化換熱塔的塔身內時，由風帽組成的風帽層向同一個方向傾斜0°-10°。

進一步地，所述噴淋層位于噴淋室頂部，水池位于噴淋室底部；填料層位于漿液分布層的下方。

所述噴淋層均勻布置噴嘴，所述凈化換熱塔的塔壁設有保溫層。