本發(fā)明涉及工業(yè)煙氣處理與環(huán)保,具體為煙氣深度除塵與scr集成超低排放系統(tǒng)及工藝。
背景技術(shù):
1、隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn),鋼鐵冶金、化工等行業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生了大量的工業(yè)煙氣,其中包含顆粒物、二氧化硫(so2)、氮氧化物(nox)等多種污染物。為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求,減少這些有害物質(zhì)的排放,現(xiàn)有技術(shù)中開發(fā)了多種煙氣處理系統(tǒng)和工藝,包括濕法脫硫、選擇性催化還原(scr)脫硝、濕電除塵等技術(shù)。這些技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)煙氣處理領(lǐng)域,在控制污染物排放方面取得了一定的成效。
2、現(xiàn)有的煙氣處理技術(shù)中,濕法脫硫技術(shù)通過化學(xué)吸收的方法去除煙氣中的so2,而scr技術(shù)則通過催化還原反應(yīng)有效減少nox的排放。濕電除塵器作為除塵系統(tǒng)的末端設(shè)備,利用電場作用去除煙氣中的微小顆粒物和酸霧。這些技術(shù)的充分應(yīng)用,能夠?qū)煔庵械闹饕廴疚餄舛瓤刂圃趪遗欧艠?biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。然而,隨著超低排放標(biāo)準(zhǔn)的推廣和執(zhí)行,單一或傳統(tǒng)組合的煙氣處理技術(shù)在面對復(fù)雜工況時(shí),往往難以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)顆粒物、so2和nox的全面超低排放。
3、盡管現(xiàn)有技術(shù)在一定程度上解決了工業(yè)煙氣排放的污染問題,但仍存在一些亟待解決的問題和面臨的系列挑戰(zhàn)。首先,現(xiàn)有系統(tǒng)在處理高濃度顆粒物和復(fù)雜煙氣成分時(shí),往往出現(xiàn)效率降低或不穩(wěn)定的情況,導(dǎo)致脫硫脫硝系統(tǒng)出口顆粒物偶爾超標(biāo);其次,煙氣中的含有的霧滴、酸霧容易引起設(shè)備腐蝕,使環(huán)保設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和成本壓力上升,難以滿足更嚴(yán)格的環(huán)保要求。此外,現(xiàn)有scr脫硝完全依賴煙氣加熱系統(tǒng)燃燒煤氣、天然氣等燃料加熱煙氣,能耗高、能源利用率極低。因此,亟需一種更加高效、穩(wěn)定且能夠適應(yīng)不同工況的煙氣處理系統(tǒng),以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
4、目前以石灰石/石灰-石膏濕法、氨法、循環(huán)流化床法為代表的脫硫技術(shù)能夠?qū)o2排放濃度控制在超低排放水平,目前難點(diǎn)在于nox及顆粒物難以達(dá)到超低排放水平。煙氣經(jīng)過脫硫過程后基本去除了二氧化硫、氯化氫、氟化氫等酸性氣體污染成分,剩余nox、顆粒物(包含少量三氧化硫等酸性物質(zhì)形成的酸霧)污染物,經(jīng)過脫硫后顆粒物濃度在50mg/nm3,達(dá)不到超低排放10mg/nm3要求。本發(fā)明很好的解決了nox、顆粒物超低排放問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了煙氣深度除塵與scr集成超低排放系統(tǒng)及工藝,解決了技術(shù)中對復(fù)雜工況下排放不穩(wěn)定、能耗高及維護(hù)困難的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)以上目的,本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):煙氣深度除塵與scr集成超低排放系統(tǒng)及工藝,包括:1.包括:濕電除塵器,連接在脫硫系統(tǒng)下游,用于去除煙氣中的顆粒物和霧滴;
3、煙氣冷凝器,連接在濕電除塵器下游,用于降低煙氣溫度進(jìn)而使煙氣中的氣態(tài)水冷凝、凝聚,減少煙氣中的含水量;
4、煙道除霧器:在煙氣冷凝器之后設(shè)置除霧器,以進(jìn)一步去除煙氣中的細(xì)微霧滴及顆粒物;
5、ggh換熱器-冷端,連接在煙道除霧器的下游,用于對煙氣進(jìn)行熱交換,提高煙氣溫度;
6、煙氣加熱系統(tǒng),連接在ggh換熱器-冷端的下游,用于進(jìn)一步提高煙氣溫度至scr反應(yīng)所需的溫度;
7、scr脫硝反應(yīng)器,連接在煙氣加熱系統(tǒng)的下游,內(nèi)部裝有中高溫催化劑,用于還原煙氣中的nox至氮?dú)夂退魵?;在scr脫硝反應(yīng)內(nèi)最前端預(yù)裝co氧化的催化劑床層,當(dāng)煙氣中co含量高時(shí)充分利用煙氣中co催化氧化釋放的熱量,減少煙氣加熱系統(tǒng)所需的煤氣;
8、ggh換熱器-熱端,連接在scr脫硝反應(yīng)器下游,用于對煙氣進(jìn)行熱交換,降低排放煙氣溫度,回收熱能;
9、引風(fēng)機(jī),用于將經(jīng)過處理的煙氣排放至煙囪。
10、優(yōu)選的,所述濕電除塵器內(nèi)部設(shè)置有沖洗噴淋系統(tǒng),用于定時(shí)對濕電除塵器內(nèi)部進(jìn)行沖洗以防止積灰和結(jié)垢。
11、優(yōu)選的,所述scr脫硝反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有聲波吹灰器,用于定期清除催化劑表面的灰塵,確保催化劑的脫硝效率。
12、優(yōu)選的,所述煙氣加熱系統(tǒng)采用外置式加熱爐,通過燃燒高爐煤氣將煙氣溫度從245℃升至280℃。
13、優(yōu)選的,所述濕電除塵器的陽極管采用導(dǎo)電玻璃鋼材料,陽極管內(nèi)切圓直徑為360mm。
14、優(yōu)選的,所述scr脫硝反應(yīng)器中的催化劑為釩鈦基蜂窩式催化劑,適用于260℃至320℃的反應(yīng)溫度區(qū)間。
15、優(yōu)選的,所述煙氣冷凝器與ggh換熱器-冷端之間設(shè)置有除霧器,用于進(jìn)一步去除煙氣中的細(xì)微霧滴。
16、優(yōu)選的,所述scr脫硝反應(yīng)器內(nèi)預(yù)裝了c0催化劑床層,便于在煙氣中co含量高時(shí)充分利用煙氣中co催化氧化釋放的熱量,減少煙氣加熱系統(tǒng)所需的煤氣;
17、優(yōu)選的,所述引風(fēng)機(jī)為動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī),并通過軟啟動(dòng)器啟動(dòng)。
18、煙氣深度除塵與scr集成超低排放工藝,包括以下步驟:
19、s1、深度除塵:將經(jīng)過脫硫后的的煙氣引入濕電除塵器,通過電暈放電使顆粒物和霧滴荷電,并在電場力作用下吸附到陽極管表面,隨后通過沖洗噴淋系統(tǒng)對陽極管表面進(jìn)行清洗;
20、s2、煙氣冷凝:通過工藝水換熱將經(jīng)過脫硫和深度除塵后的煙氣溫度進(jìn)一步降低,而使煙氣中的氣態(tài)水冷凝、凝聚,減少煙氣中的含水量進(jìn)而減少后續(xù)煙氣加熱所需的能量;
21、s3、除霧處理:在煙氣冷凝器之后設(shè)置除霧器,以去除煙氣中的細(xì)微霧滴;
22、s4、煙氣換熱:將經(jīng)過脫硫、深度除塵、scr脫硝后的煙氣通過ggh換熱器進(jìn)行熱交換,回收達(dá)到超低排放要求的熱煙氣中的熱量對冷煙氣進(jìn)行加熱;
23、s5、二次煙氣加熱:使用外置式加熱爐對預(yù)熱后的煙氣進(jìn)一步加熱,將其溫度提升至scr反應(yīng)所需的溫度;
24、s6、scr脫硝反應(yīng):將加熱后的煙氣導(dǎo)入scr脫硝反應(yīng)器,scr反應(yīng)器內(nèi)裝有多層中高溫釩鈦基蜂窩式催化劑,在指定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行選擇性催化還原反應(yīng);
25、s7、氨逃逸監(jiān)測與控制:在scr反應(yīng)器下游設(shè)置氨逃逸檢測裝置,監(jiān)測氨氣濃度;
26、s8、催化氧化利用煙氣中co熱能:在scr脫硝反應(yīng)中預(yù)裝co氧化的催化劑床層,當(dāng)煙氣中co含量高時(shí)充分利用煙氣中co催化氧化釋放的熱量,減少煙氣加熱系統(tǒng)所需的煤氣;
27、s9、煙氣排放:經(jīng)過處理的凈化煙氣通過引風(fēng)機(jī)輸送至煙囪排放。
28、優(yōu)選的,所述深度除塵步驟中:
29、濕電除塵器的沖洗噴淋系統(tǒng)根據(jù)煙氣中顆粒物濃度、流速和濕度的監(jiān)測數(shù)據(jù),自動(dòng)調(diào)節(jié)沖洗頻率和水膜覆蓋范圍。
30、脫硫系統(tǒng),包括氨法吸收法-預(yù)洗塔、氨法吸收塔-吸收塔。
31、本發(fā)明提供了煙氣深度除塵與scr集成超低排放系統(tǒng)及工藝。具備以下有益效果:
32、1、本發(fā)明通過集成多種先進(jìn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對脫硫后的工業(yè)煙氣中顆粒物、nox等污染物的高效去除,特別是在scr脫硝系統(tǒng)中,通過采用中高溫催化劑及多層催化劑設(shè)計(jì),nox的去除效率顯著提升,最終排放的污染物濃度遠(yuǎn)低于國家超低排放標(biāo)準(zhǔn)。這一優(yōu)點(diǎn)確保了系統(tǒng)在各種復(fù)雜工況下都能穩(wěn)定達(dá)到嚴(yán)格的環(huán)保要求。
33、2、本發(fā)明通過ggh換熱器的應(yīng)用,余熱得到有效回收,顯著降低了煙氣加熱的能耗;同時(shí),外置式加熱爐的精確控制和合理的工藝流程設(shè)計(jì),使得系統(tǒng)在滿足環(huán)保要求的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了能源消耗的最小化,減少了運(yùn)行成本和環(huán)境負(fù)擔(dān)。
34、3、本發(fā)明通過配置了自動(dòng)清洗系統(tǒng)和聲波吹灰器等先進(jìn)設(shè)備,減少了人工維護(hù)的頻率和復(fù)雜性;濕電除塵器、scr催化劑等核心設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)延長了設(shè)備的使用壽命,提高了系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性;此外,系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)使得安裝、維護(hù)和擴(kuò)展更加方便,適應(yīng)性更強(qiáng),有效提升了工業(yè)應(yīng)用中的運(yùn)行效率和可靠性。