[發(fā)明專利]一種燃煤電廠脫硝、除塵聯(lián)用系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110490109.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN113368674A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志中;王豐吉;魏宏鴿;裴煜坤;楊用龍;梁秀進(jìn);杜振;張楊;江建平;劉沛奇;唐郭安;劉強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華電電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/56
• 分類號(hào): B01D53/56;B01D50/00;B01D53/34;B01D53/86;B01D53/90
• 代理公司: 杭州天欣專利事務(wù)所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

本發(fā)明公開了一種燃煤電廠脫硝、除塵聯(lián)用系統(tǒng)及方法，屬于燃煤電廠污染物治理領(lǐng)域。本發(fā)明包括除塵系統(tǒng)和尿素?zé)峤饷撓跸到y(tǒng)，通過在鍋爐省煤器和SCR反應(yīng)器之間設(shè)置高溫電除塵器，在空預(yù)器和脫硫裝置之間設(shè)置布袋除塵器，并利用高溫電除塵器處理后的煙氣作為尿素?zé)峤夤に嚨囊淮螣嵩矗瑢?shí)現(xiàn)脫硝裝置、空預(yù)器、布袋除塵器等的穩(wěn)定高效運(yùn)行，具有系統(tǒng)靈活性高、催化劑和濾袋壽命管理流程簡(jiǎn)便、脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵壓力小、尿素?zé)峤夤に嚐嵩催x擇性多、能夠避免因熱源取自熱一次風(fēng)或熱二次風(fēng)帶來的燃燒狀況波動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃煤電廠污染物治理領(lǐng)域，具體涉及一種燃煤電廠脫硝、除塵聯(lián)用系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

脫硝反應(yīng)器絕大多數(shù)布置于鍋爐省煤器與空預(yù)器之間，為高塵布置，催化劑工作環(huán)境較為惡劣，長(zhǎng)期承受含塵氣流的沖刷和煙塵中堿金屬、堿土金屬對(duì)催化劑活性的毒害作用，導(dǎo)致催化劑磨損、積灰、堵塞問題頻發(fā)，催化反應(yīng)活性不斷衰減，嚴(yán)重縮短催化劑的實(shí)際使用壽命。實(shí)際運(yùn)行操作時(shí)一般采用加大噴氨量的手段進(jìn)行出口NOx濃度的嚴(yán)格把控，以抵消催化劑活性降低的影響，不僅會(huì)導(dǎo)致硫酸氫銨在催化劑微孔內(nèi)的生成和沉積，還會(huì)引起下游設(shè)備（空預(yù)器、低低溫省煤器等）冷端的硫酸氫銨腐蝕、堵塞現(xiàn)象。除塵改造路線主要采用高效靜電除塵器、袋式除塵器（含電袋復(fù)合除塵器）、濕式電除塵器技術(shù)，并輔以脫硫系統(tǒng)的高效協(xié)同除塵作用實(shí)現(xiàn)總排口的煙塵超低排放。除塵器一般布置于空預(yù)器與脫硫裝置之間，承擔(dān)絕大部分的煙塵脫除任務(wù)，由于煙塵含量較高，煙溫相對(duì)較低（90~160℃），上游脫硝裝置逃逸的氨容易在下游形成硫酸氫銨，粘結(jié)飛灰，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致除塵器極板極線的腐蝕、濾袋的糊袋、堵塞、磨穿現(xiàn)象，對(duì)于除塵器的穩(wěn)定、高效運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，另外增加了檢修維護(hù)費(fèi)用。

SCR脫硝技術(shù)采用的主要還原劑有液氨、尿素和氨水，其中液氨的使用最廣泛，近年來對(duì)于偏遠(yuǎn)電廠以及城市電廠，由于還原劑的穩(wěn)定供應(yīng)、運(yùn)輸方便和儲(chǔ)存安全的需要，采用尿素替代液氨已成為一種技術(shù)上成熟可行的方案。采用尿素作為還原劑，制氨技術(shù)分為熱解和水解，由于熱解工藝具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)響應(yīng)速度快、負(fù)荷跟蹤能力強(qiáng)，技術(shù)成熟等特點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用較多。根據(jù)熱源不同，熱解分為燃料型熱解、電加熱型熱解和煙氣加熱型熱解，后兩種熱解工藝在實(shí)際改造中應(yīng)用較多。電加熱型熱解和煙氣加熱型熱解工藝均采用熱一次風(fēng)或熱二次風(fēng)作為一次熱源，再分別通過電加熱器、氣氣換熱器進(jìn)一步加熱至所需溫度，進(jìn)入熱解爐的熱風(fēng)含塵量不超過200mg/m³，溫度需達(dá)到400~650℃，熱解爐出口熱風(fēng)溫度與SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度相適應(yīng)。高溫電除塵器目前在多個(gè)行業(yè)進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，如化工、玻璃、電力等行業(yè)，其中電力行業(yè)主要用于實(shí)現(xiàn)煙溫超過300℃的煙氣凈化，設(shè)置在空預(yù)器之前，處理煙氣溫度在300~450℃范圍內(nèi)。在日本大容量燃煤機(jī)組采用高溫電除塵器，主要目的是保護(hù)脫硝裝置中的催化劑免受煙塵的機(jī)械磨損和化學(xué)毒化。

從當(dāng)前國(guó)內(nèi)實(shí)際環(huán)保改造路線來看，并沒有真正考慮除塵和脫硝的聯(lián)用方案，SCR反應(yīng)器和除塵器分別沿用高塵布置和低溫布置，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，勢(shì)必會(huì)對(duì)SCR反應(yīng)器、空預(yù)器、低低溫省煤器、電除塵器、袋式除塵器等的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。另外，部分電廠空預(yù)器系統(tǒng)存在熱風(fēng)裕量不足的問題，若采用熱一次風(fēng)或熱二次風(fēng)作為尿素?zé)峤夤に嚨囊淮螣嵩矗锌赡軙?huì)造成鍋爐熱風(fēng)供應(yīng)困難，引起爐膛燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象。結(jié)合脫硝熱解制氨工藝、SCR催化劑工作性能特點(diǎn)及脫硫前的除塵壓力，在進(jìn)行環(huán)保島的總體設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮將SCR反應(yīng)器、除塵器的位置做出調(diào)整，即在SCR反應(yīng)器上游設(shè)置高溫電除塵器，在空預(yù)器的下游設(shè)置布袋除塵器，一方面能夠明顯減輕煙塵對(duì)催化劑的機(jī)械磨損、堵塞和化學(xué)毒化危害，另一方面空預(yù)器的煙氣條件大幅改善，有效降低空預(yù)器冷端硫酸氫銨粘結(jié)飛灰?guī)淼亩氯L(fēng)險(xiǎn)。高溫電除塵器的除塵效率容易受煙氣粘度的增大、密度的降低及電離效應(yīng)的增強(qiáng)等因素的影響產(chǎn)生一定波動(dòng)，可通過后面的布袋除塵器對(duì)煙塵進(jìn)行二次高效攔截。由于進(jìn)入布袋除塵器的煙氣含塵量已較低，可以有效減緩煙塵對(duì)濾袋的沖刷和硫酸氫銨粘結(jié)飛灰引起的堵塞、腐蝕等問題，保證實(shí)際運(yùn)行阻力處于較低水平。另外可以考慮直接利用高溫電除塵器處理后的部分煙氣作為一次熱源并經(jīng)電加熱器的再熱后送入熱解爐進(jìn)行尿素的熱解制氨，從熱解爐出來的混合氣通過注氨格柵噴入SCR反應(yīng)器入口煙道，最后進(jìn)入反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)脫硝目的。