[发明专利]一种适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明属于工业废气净化环保及能源领域，特别涉及一种适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置及其工作方法。

背景技术

我国以煤为主的能源结构在相当长时间内不会改变，因此，控制燃煤烟气污染物排放是我国治理大气污染的一项重要工作。在当前燃煤电厂常规烟气污染物全面要求超低排放的形势下，三氧化硫排放由于控制手段缺乏、危害性大，已经越来越引起各方重视，尤其是燃用高硫煤（燃煤收到基硫分大于3%）机组由于炉内燃烧与SCR脱硝均将导致三氧化硫大量生成与转化，部分机组三氧化硫排放浓度甚至已超过SO₂排放浓度（小于35mg/m³），对其进行排放控制已经势在必行。因此如何有效进行高硫煤的三氧化硫排放控制，成为当前燃煤烟气脱硝领域的重要发展方向。

碱性吸收剂喷射技术是国外应用较广泛的一种三氧化硫脱除手段，其原理是通过在烟道内喷射碱性吸收剂并与烟气中的三氧化硫发生中和反应生成固体颗粒，从而实现脱除三氧化硫，脱除效率能够达到90%以上。以喷射Mg(OH)₂为例，其化学反应式如下：

Mg(OH)₂+SO₃→MgSO₄+H₂O

低低温静电除尘器技术是目前国内应用较广泛的一种高效除尘技术，其本身也具备一定的三氧化硫协同脱除能力，其原理在于烟气通过低温省煤器将烟温降至酸露点以下，烟气中的三氧化硫将析出并被烟气中的粉尘吸附和包裹，并在后续的静电除尘器中被脱除，脱除效率能够达到70%以上。

但需要说明的是，上述三氧化硫控制技术仍存在一定的应用限制，例如为了确保较高的脱除效率，碱性吸收剂喷射技术需喷入过量的吸收剂，由此将带来吸收剂浪费以及烟气粉尘比电阻升高影响后续电除尘器除尘效率的问题，而低低温电除尘器由于受限于腐蚀问题，只能应用于较低硫分燃煤条件下，一般燃煤收到基硫分不超过2%。

基于上述原理与条件，并经大量实验验证，本发明提出将碱性吸收剂烟道喷射脱除三氧化硫与低低温电除尘器技术有机结合，从而实现燃用高硫煤条件下的三氧化硫一体化深度脱除，对于保护环境具有重要意义。

与本发明相关的专利，如CN 104857841 A——《一种脱除烟气中三氧化硫的装置和方法》，是通过在SCR脱硝反应器前的烟道内喷入强碱性吸收剂，实现脱除烟气中三氧化硫的目的。但此方法存在高三氧化硫脱除效率要求下吸收剂耗量较大，过量吸收剂容易造成SCR催化剂碱中毒、影响粉尘比电阻等问题。

与本发明相关的专利，如CN104879764 A——《深度余热回收协同脱除烟气中污染物的装置及方法》，针对燃煤收到基硫分小于1.5%的条件，是通过前置低温省煤器将烟温降至85～95℃，实现三氧化硫的凝结脱除，而对于硫分大于1.5%的条件，必须将低温省煤器出口烟温控制在酸露点以上（105～115℃）以避免换热器腐蚀，此条件下三氧化硫脱除效率将受到限制，即使在除尘器出口再设置深度降温，由于缺少高浓度粉尘条件，三氧化硫脱除效果也将明显减弱。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、脱硫效果显著的适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置。针对当前高硫煤三氧化硫排放控制难题，通过将碱性吸收剂烟道喷射脱除三氧化硫与低低温电除尘器技术有机结合，本发明还提供了该适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置的工作方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种适用于高硫煤的一体化协同脱除三氧化硫装置，包括锅炉和多个烟道，其特征在于：锅炉的后方依次设置有省煤器、SCR脱硝反应器、空预器、低温省煤器和静电除尘器，锅炉与省煤器通过烟道相连，省煤器与SCR脱硝反应器通过烟道相连，SCR脱硝反应器与空预器通过烟道相连，空预器与低温省煤器通过烟道相连，低温省煤器和静电除尘器通过烟道相连；SCR脱硝反应器和空预器之间的烟道内还设置有碱性吸收剂喷射装置，碱性吸收剂喷射装置连接有碱性吸收剂储存装置，静电除尘器的后方还设置有尾部烟气处理装置。