[实用新型]一种实现超低排放的燃煤烟气协同脱汞除尘脱硫系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及环境保护技术领域，尤其涉及燃煤烟气净化，具体涉及一种实现超低排放的燃煤烟气协同脱汞除尘脱硫系统。

背景技术

2014年9月三部委联合下发了《煤电节能减排升级与改造行动计划》，行动计划对燃煤发电机组排放标准提出了新的要求。随后，各省又根据自身情况制定了相应的排放标准。2015年03月，李克强总理在政府工作报告中要求全国燃煤火电机组要实施超低排放改造。目前，燃煤火电厂进行超低排放改造已经成为了共识。

目前，实现超低排放的关键是实现二氧化硫和粉尘的超低排放，为了实现二氧化硫超低排放，需要增加喷淋层或者采用串塔技术，这种方法虽然可以提高脱硫效率，但是造价比较高，尤其对于改造工程，实施难度较大。为了实现粉尘超低排放，现有技术增加了湿式电除尘技术，该技术系统复杂，运行成本较高。

在燃煤烟气处理设备中，现有脱硫除尘技术协同除尘效率低,通常在50-70％，因此对脱硫吸收塔入口烟气中粉尘浓度要求比较高，需要增加额外设备或措施进行除尘处理，否则，一旦入口烟气中的粉尘浓度超过30mg/Nm³，粉尘出口浓度就达不到5mg/Nm³以下的要求，不符合排放标准。

此外，燃煤烟气重金属汞污染也已经成为又一大社会关注热点。2011年，中国环境保护部颁布的新版《火电厂大气污染物排放标准》规定，从2015年开始执行燃煤电厂烟气汞排放限值30μg/m³的标准。

利用现有污染物控制装置脱汞，即选择性催化还原脱硝装置(SCR)、电除尘器/布袋除尘器(ESP/FF)和湿法脱硫装置(WFGD)等对烟气中各形态汞(气态元素态汞Hg0(g)、气态氧化态汞Hg²⁺(g)、颗粒态汞Hg(p))实现不同程度的转化、富集和脱除；通常燃煤电厂污染物控制装置对汞的协同脱除效率为40％。

采用烟气喷射吸附剂脱汞，在空预器与除尘器之间设置专门脱汞吸附剂(活性炭等)烟气喷射装置，吸附剂能够在2秒停留时间内高效吸附脱除烟气中汞蒸气，或将其催化氧化成易于脱除的氧化态汞，最后由除尘器捕集脱汞后的吸附剂。烟气喷射脱汞是目前燃煤电厂最实用的脱汞技术，效率可达90％以上，可满足美国的汞排放标准，但采用活性炭作为吸附剂时，其成本高达2.5～6.0万美元每脱除1磅烟气汞(0.45kg)。如此高的运行成本在中国恐难以推广。

因此，本技术领域亟需对于现有燃煤烟气处理设备改进，使其具备协同处理功能，并力求在一定程度上降低处理成本。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种实现超低排放的燃煤烟气协同脱汞除尘脱硫系统。锅炉烟气首先进入具有协同脱汞功能的SCR脱硝反应器实现脱硝，然后通过团聚装置后再除尘器，最后进入脱硫除尘一体化装置，从而实现重金属汞、二氧化硫和粉尘的协同处理及超低排放。

为达上述目的，本实用新型采取的具体技术方案是：

一种实现超低排放的燃煤烟气协同脱汞除尘脱硫系统，包括沿烟气流向依次布置的：

一脱硝反应器，其内部设有一协同脱汞催化剂层，用以将通过的烟气中的零价汞转化为二价汞；

一空预器；

一相变团聚装置包括：依次连接的一入口整流段、一相变换热段及一出口段；所述相变换热段内布置有换热器，用以供换热介质流通；

一除尘装置；

一脱硫吸收塔，其具有一烟气入口及一喷淋层，所述烟气入口及喷淋层之间设有一湍流装置，用以使烟气通过之后形成湍流状态。

进一步地，所述入口整流段设置有若干导流板，用以使通过入口整流段的烟气流场均匀；所述相变换热段内的换热器为氟塑料换热器；所述换热介质为水。

进一步地，所述除尘装置为电除尘器。

进一步地，所述协同脱汞催化剂层布置有催化剂，所述催化剂选自添加Ce元素和Zr元素的SiO₂-TiO₂-V₂O₅催化剂或溴化物催化剂。

进一步地，所述空预器及除尘器之间设有喷射吸附装置，所述喷射吸附装置内设有喷射汞吸附剂的喷头。

进一步地，所述汞吸附剂为活性炭。

进一步地，所述湍流装置包括：沿烟气流量依次布置若干层管列，各管列中包括多根平行布置的湍流管，任一管列中的各湍流管与其他管列中的湍流管平行交错或投影交叉。

进一步地，所述管列在其所在塔体的水平截面内的开孔率为65％-78％。