[发明专利]一种除尘及脱硝一体化装置

说明书

本发明涉及一种除尘及脱硝一体化装置，包括喷氨装置、除尘及脱硝装置、混合烟道、粉尘收集装置、排烟通道和反吹装置，混合烟道的一端与除尘及脱硝装置的烟气入口相连接，另一端排气烟道相连接；排烟通道的一端与烟气出口相连接，另一端与引风机相连接；喷氨装置安装在混合烟道上；粉尘收集装置安装在除尘及脱硝装置底端上；反吹装置安装在除尘及脱硝装置内部上方。本发明消除了粉尘对催化剂的冲刷、磨损、堵塞和毒化作用，尤其消除了超细粉尘对SCR催化剂性能的劣化，提高了催化剂寿命和脱硝效率，装置在运行过程中对NOx的去除效率可达90％以上，能够同步实现高效除尘和脱硝，进一步拓宽了SCR脱硝技术的应用领域。

技术领域

本发明涉及一种烟气净化装置，尤其涉及一种除尘及脱硝一体化装置，适用于低温烟气除尘和选择性催化还原脱硝，属于大气污染控制领域。

背景技术

我国属于氮氧化物(NOx)排放大国，以石化燃料为主(>90％)的能源结构决定了我国NOx排放总量一直居高不下，年均排放总量长期处于2000万吨以上，仅次于美国。我国长三角、珠三角和京津冀等大型密集城市群的大气呈现出明显的区域化污染特点，大气环境中的NOx浓度普遍较高，小时浓度超标时有发生并出现增长趋势。在我国的NOx排放总量中，火力发电占36％，交通运输占17.6％，工业和其他能源转换对NOx排放总量的贡献值分别为33.7％和6.5％。可以看出，工业和其他能源转换行业的NOx排放量与电力行业相当，对排放总量的贡献值超过40％。近几年，国家对NOx排放控制的重点开始转向非电力行业，针对工业锅炉、垃圾焚烧、冶金、石化裂解、化工厂、新能源与冶金酸洗气等行业出台了相应的排放标准。

针对上述行业的烟气特殊性：烟气条件比较复杂，烟气温度比较低，波动比较大，省煤器之后的烟气温度为130～200℃，化工行业的烟气温度更低，几乎与室温接近。SCR技术用于上述行业的烟气脱硝存在很大困难，如果将中高温SCR催化剂用于上述行业的烟气脱硝工程，需要配置复杂的换热系统，能耗巨大，投资、运行费用非常高，同时给后续除尘、脱硫工艺带来不便。低温SCR催化剂应用于非电力行业低温烟气的脱硝工程，可有效解决中高温SCR催化剂针对非电力行业低温烟气存在的技术瓶颈，该类行业的烟气温度与低温SCR催化剂的温度窗口一致。但是，工业锅炉、化工过程、玻璃、水泥、建材等行业的烟气比较特殊，成分和组成复杂多变，烟气中通常含有大量可引起催化剂活性降低或中毒失活的烟尘，如碱金属、碱土金属及重金属物种在催化剂表面的吸附和附着，超细粉尘扩散进入催化剂微孔结构等可导致催化剂活性急剧下降乃至失活。为了保证SCR催化剂能够可靠、稳定运行，对烟气进行预处理以去除烟尘等颗粒物，以缓解烟气中的粉尘对催化剂的劣化作用，延长催化剂的使用寿命。现有技术中公开了一些方法和策略，以降低烟气中的粉尘对催化剂产生的负面影响，提高催化剂的性能和化学寿命。专利CN 102688629公开了一种SCR脱硝除尘装置，技术特点是喷氨后的烟气在由水平变为垂直向上流向的烟道的90°弯头处设有除尘导流装置，用于去除烟气中的大粒径颗粒物。专利CN 103463871公布了一种玻璃纤维覆膜滤料，在玻璃纤维表面涂覆SCR催化剂涂层，然后用聚四氟乙烯表面膜进行高温热压覆膜，所得滤料兼有脱硝和除尘功能，但SCR催化剂涂层的相关参数难以控制，覆膜后可能影响催化剂性能和去除效率。专利CN 104190193公布了一种同步脱硫、脱硝和除尘的方法，在进入除尘器的烟气中注入还原剂和锰氧化物催化剂，利用袋式除尘器作为SCR反应器进行脱硝反应，反应后烟气中的粉尘和催化剂被截留在除尘滤袋表面形成滤饼，回收后对催化剂进行活化再生处理以达到循环利用的目的。烟气中混入催化剂增加了除尘器的负担，催化剂中混入大量烟尘不利于催化剂的再生和循环利用，需要增加反吹频率以保证除尘器具有较低的压损，此外，需要配置复杂的催化剂再生、活化系统。专利CN 204294116公开了一种烟气脱硝除尘装置，在省煤器出口与SCR反应器入口之间的烟道设置颗粒聚并装置，烟气在装置内部产涡板(三角形、矩形、梯形等)的作用下产生湍流漩涡，微细颗粒物在漩涡处发生碰撞并聚合成较大颗粒物，实现对微细颗粒物的有效捕集。专利CN 104399371公开了一种中低温脱硝除尘热解析一体化方法及装置，包括颗粒物收集排放段、烟气净化过滤段、混合解析再生段和脱硝反应段，脱硝系统采用蜂窝状低温SCR催化剂。烟气首先进入袋式除尘器，经除尘处理后的干净烟气进入SCR反应系统，分步实现了除尘和SCR脱硝反应，消除了烟尘对SCR催化剂产生的负面影响。SCR反应器置于布袋除尘器上方，系统结构庞大，辅助系统复杂，给除尘器检修、催化剂更换等操作带来不便。