[發明專利]間歇循環流化床和利用其的煙氣凈化系統及凈化方法

在審

• 申請號: 201711437347.2
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN107913592A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 李建軍;黃意淇;劉勤;郭家秀;劉勇軍;楚英豪;蔣文舉;岑望來;袁山東
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01D53/83
• 分類號: B01D53/83;B01D53/64;B01D53/60
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司51202
• 代理人: 呂建平,麥邁

技術領域

本發明屬于煙氣凈化領域，涉及間歇循環流化床和利用其的煙氣凈化系統及凈化方法，尤其涉及針對鋼鐵行業的燒結煙氣和燃煤煙氣。

背景技術

隨著經濟發展，尤其以能源消耗為主的經濟迅速增長，大量工廠排放含有顆粒物、SO₂、NO_X、重金屬等污染物的煙氣，造成酸雨、霧霾和光化學煙霧，對人、動植物造成極大的危害。為了滿足人們對于環保的需求，加快能源生產和消費革命進程，國家對于工業煙氣排放標準逐漸提高。2016年《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準》進行了排放標準修改公告，對二氧化硫、氮氧化物的排放限制再次調整，根據重點地區環境空氣質量管理需求，應進一步深化鋼鐵燒結、球團工業煙氣治理，加嚴特別排放限值要求。關于《火電大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)燃煤鍋爐超低排放標準出臺，即為燃煤機組超低排放限值煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度(基準含氧量6％)分別不超過5mg/m³、35mg/m³、50mg/m³。因此，對于SO₂、NO_x日益提高的排放要求以及節能減排和可持續發展的愿景，尋求實現煙氣的超低排放的方法迫在眉睫。

燃煤煙氣和燒結煙氣作為工業廢氣主要的來源，我國燃煤電廠當下所采用的污染物脫除設備，由于歷史原因大多數是不同時期形成的功能單一、串聯使用的煙氣凈化設備序列，常用的為石灰石-石膏法脫硫+SCR脫硝+電(袋)除塵的方式，由于國內燃煤自身高灰、高硫以及煙氣處理量大的現狀，采用原有技術無法滿足超低排放要求。鋼鐵行業所產生的燒結煙氣具有排放溫度較低、波動范圍大、含濕量高、化學組分復雜、粒徑分布廣的特點，控制二氧化硫排放的技術例如半干法、干法煙氣脫硫技術已經在燒結煙氣中大規模應用，但無法實現燒結煙氣的脫硝。因此，如何對現有設備進行二次改造以及一體化來迎合排放標準，亦獲得更高的脫硫脫硝效率。

目前，傳統脫硫技術中多以鈣基顆粒作為脫硫劑，具有脫硫效果好(脫硫效率達95％以上)，運行穩定等優點，煙氣脫硝技術主要包括選擇性催化還原(SCR)和非選擇性催化還原(SNCR)兩種。SNCR所需的溫度窗口達850-1050℃，一般需另設加熱裝置將煙氣加熱至此溫度窗口，能耗較高，效率低，因此脫硝系統多以SCR技術為主。對于低硫煤燃燒脫硫設備長期以99％的去除效率運行，脫硝設備以90％的去除效率運行，其出口煙氣SO₂濃度高達69mg/m³、NO高達100mg/m³，因此若針對燃煤機組實現超低排放，以300MW機組為例，若對原有技術當中脫硫采取雙循環脫硫技術，脫硝采用低氮燃燒技術以及SCR催化劑改性、除塵采用增效干式除塵技術其超低排放改造成本均遠高于國家對于煙氣脫硫脫硝補貼的27.0元/MW*h，且運營成本較高，對于各體系組合優化的技術壁壘較高。

發明內容

本發明為了克服上述背景技術中的問題，提供間歇循環流化床和利用其的煙氣凈化系統及凈化方法，該凈化系統通過間歇循環流化床對煙氣同時進行脫硫脫硝，降低了煙氣脫硫脫硝成本；該凈化方法針對流量較小、溫度較低的煙氣，采用碳酸氫鈉作為脫硫脫硝劑對煙氣同時進行脫硫脫硝，經凈化后的煙氣滿足排放相關標準，副產物具有一定經濟效益。

一種間歇循環流化床，包括間歇反應器、進料管、金屬過濾器及風機，所述間歇反應器為封閉式柱形反應器，所述進料管一端從間歇反應器頂端伸入至間歇反應器內部底端與間歇反應器內部連通，進料管另一端為進料口，進料管位于間歇反應器外的側壁上設有煙氣通入口，間歇反應器內部頂端設有金屬過濾器，所述金屬過濾器的進氣端與間歇反應器內部連通，金屬過濾器的出氣端與設置于間歇反應器外的風機進氣端通過管道連接，所述風機的出氣端與間歇反應器頂端設有的循環進氣口通過管道連接，所述間歇反應器頂端還設有凈化煙氣出氣口。

通常地，所述間歇反應器頂端的凈化煙氣出氣口需要通過管道與風機同后處理設備的進氣端連通，為了降低成本，不額外添置第二風機，優選下述方案：