[發(fā)明專利]一種協(xié)同熱發(fā)電的脫硫脫硝煙氣綜合治理裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010367226.0
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111359408A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王云剛;馬亮;戴艷俊;李京京;趙欽新;梁志遠(yuǎn);邵懷爽
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);西安特種設(shè)備檢驗檢測院
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/86;B01D53/60;F23J15/06;F23J15/02;F23J15/00;F23J15/08
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種協(xié)同熱發(fā)電的脫硫脫硝煙氣綜合治理裝置，包括鍋爐(1)，其特征在于：所述鍋爐(1)尾部煙道中布置有煙氣冷卻器(2)，煙氣冷卻器進(jìn)口布置有泵Ⅰ(12-2)，煙氣冷卻器(2)與除塵器(4)連接的煙道中開有氧化劑噴口及初級催化劑噴口，氧化劑儲箱(3)與氧化劑噴口通過管道連接，管道上布置有氧化劑動力裝置(12-3)，除塵器(4)與吸收塔(6)之間的煙道中布置有深度催化單元(5)，深度催化單元(5)水側(cè)進(jìn)口布置泵Ⅱ(12-4)及電加熱裝置(16)；吸收塔(6)出口布置有除霧器(7)，除霧器(7)與煙囪(10)之間的煙道中依次布置有煙氣再熱器(8)、引風(fēng)機(jī)(9)以及再循環(huán)煙氣開口(B)；再循環(huán)煙氣開口(B)與初級催化劑噴口通過煙氣管道連接，煙氣管道上布置有風(fēng)機(jī)(12-1)，除塵器(4)的粉煤灰出口分兩路，一路通過管路連通初級催化劑噴口，管路上布置有催化劑預(yù)處理裝置(15)，另一路通過管路連通粉煤灰儲存庫(13)；另外，鍋爐(1)爐膛壁面敷設(shè)有熱電感應(yīng)材料，熱電感應(yīng)材料與蓄電裝置(11)連接，蓄電裝置(11)以及自動控制系統(tǒng)(14)通過導(dǎo)線與風(fēng)機(jī)(12-1)、泵Ⅰ(12-2)、氧化劑動力裝置(12-3)、泵Ⅱ(12-4)、電加熱裝置(16)和催化劑預(yù)處理裝置(15)連接；所述自動控制系統(tǒng)(14)結(jié)合鍋爐爐膛負(fù)荷、燃料性質(zhì)以及各檢測數(shù)據(jù)，控制氧化劑噴入量、煙氣冷卻器的循環(huán)水量、深度催化單元入口水溫和水量、再循環(huán)煙氣量以及初級催化劑噴入量，并且實時監(jiān)測初級催化劑的平均活性以及高活性粉煤灰顆粒比例，若平均活性或高活性粉煤灰顆粒比例低于50％-70％，及時對除塵器粉煤灰倉進(jìn)行徹底清理，達(dá)到自動控制的目的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種協(xié)同熱發(fā)電的脫硫脫硝煙氣綜合治理裝置，其特征在于：所述深度催化單元(5)為表面涂覆脫硫、脫硝催化劑的換熱器，換熱器進(jìn)口布置電加熱裝置(16)，利用熱電感應(yīng)材料發(fā)電調(diào)節(jié)換熱器進(jìn)口水溫，通過控制循環(huán)水流量和溫度實現(xiàn)深度催化單元(5)表面溫度處于最佳催化溫度區(qū)間；所述表面涂覆脫硫、脫硝催化劑的換熱器采用翅片管式換熱器、板式換熱器或光管換熱器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種協(xié)同熱發(fā)電的脫硫脫硝煙氣綜合治理裝置，其特征在于：所述深度催化單元(5)催化劑選用改性后的錳基、鈦基或鐵基類金屬氧化物脫硫脫硝催化劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種協(xié)同熱發(fā)電的脫硫脫硝煙氣綜合治理裝置，其特征在于：所述氧化劑儲箱(3)中的氧化劑為臭氧、過氧化氫或高錳酸鉀，氧化劑與煙氣中污染物的摩爾比為(2～4)：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種協(xié)同熱發(fā)電的脫硫脫硝煙氣綜合治理裝置，其特征在于：所述初級催化劑噴口的初級催化劑采用粉煤灰類電廠廢料作為初級催化劑，初級催化劑空速比維持在6000～20000h^-1；煙氣冷卻器(2)后布置有初級催化劑噴口，選擇在引風(fēng)機(jī)(9)后開煙氣再循環(huán)口B，通過風(fēng)機(jī)(12-1)加壓再循環(huán)煙氣輸送粉煤灰噴入煙道。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種協(xié)同熱發(fā)電的脫硫脫硝煙氣綜合治理裝置，其特征在于：所述煙氣冷卻器(2)及吸收塔(6)之間的煙道及除塵器(4)表面涂敷耐氧化腐蝕涂層或內(nèi)襯耐腐蝕材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種協(xié)同熱發(fā)電的脫硫脫硝煙氣綜合治理裝置其特征在于：所述煙氣冷卻器(2)冷卻后的煙氣溫度控制在160℃～240℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種協(xié)同熱發(fā)電的脫硫脫硝煙氣綜合治理裝置，其特征在于：所述鍋爐(1)爐膛壁面敷設(shè)的熱電感應(yīng)材料為PbTe體系，用來滿足氧化劑、深度催化單元(5)循環(huán)水、初級催化劑供給動力裝置以及自動控制系統(tǒng)的電力需求。

9.權(quán)利要求1至8任一項所述的一種協(xié)同熱發(fā)電的脫硫脫硝煙氣綜合治理裝置的工作方法，其特征在于：

由鍋爐(1)產(chǎn)生的煙氣通過布置于尾部煙道的煙氣冷卻器(2)，將煙氣的溫度降低到160-240℃，隨后煙氣與噴入的初級催化劑以及氧化劑充分混合，達(dá)到初步脫硫、脫硝的目的，其中氧化劑由氧化劑儲箱(3)通過氧化劑動力裝置(12-3)加壓后由噴嘴噴入，初級催化劑來自于除塵器(4)回收的粉煤灰，部分粉煤灰經(jīng)催化劑預(yù)處理裝置(15)粗處理后由風(fēng)機(jī)(12-1)加壓后的再循環(huán)煙氣攜帶送入，其余粉煤灰送去粉煤灰儲存庫(13)；煙氣、氧化劑及初級催化劑充分混合反應(yīng)后進(jìn)入除塵器(4)除塵達(dá)到部分脫硫、脫硝的目的；隨后煙氣進(jìn)入由換熱器組成的深度催化單元(5)，換熱器表面涂敷有氧化脫硫、脫硝催化劑，換熱器工質(zhì)采用煙氣冷卻器(2)出口循環(huán)水，通過控制進(jìn)口循環(huán)水溫、循環(huán)水量控制換熱器表面溫度，使得深度催化單元(5)處于最佳反應(yīng)工況，其中進(jìn)口循環(huán)水溫利用鍋爐(1)爐膛壁面敷設(shè)的熱電感應(yīng)材料所產(chǎn)生的電能調(diào)節(jié)電加熱裝置(16)功率來控制；而后煙氣進(jìn)入吸收塔(6)中將氧化后的氮氧化物、硫氧化物及時分離，潔凈的煙氣最終通過除霧器(7)、煙氣再熱器(8)從煙囪(9)中排出；煙氣流動所需動力由引風(fēng)機(jī)(10)提供；另外，自動控制系統(tǒng)(14)結(jié)合鍋爐爐膛負(fù)荷、燃料性質(zhì)以及各檢測數(shù)據(jù)，控制氧化劑噴入量、煙氣冷卻器的循環(huán)水量、深度催化單元入口水溫和水量、再循環(huán)煙氣量以及初級催化劑噴入量，并且實時監(jiān)測初級催化劑的平均活性以及高活性粉煤灰顆粒比例，若平均活性或高活性粉煤灰顆粒比例低于50％-70％，及時對除塵器粉煤灰倉進(jìn)行徹底清理，達(dá)到自動控制的目的。