本發(fā)明涉及煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鍋爐煙氣超低排放裝置。

背景技術(shù)：

霧霾的產(chǎn)生大部分來源于工業(yè)的碳排放，其中鍋爐的煙氣排放是大氣污染的主要原因。隨著人們生活水平越來越高，國(guó)家對(duì)環(huán)境治理日趨嚴(yán)格，要求燃煤機(jī)組2017年7月1日以后煙氣排放達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)（nox＜50mg/m3，so2＜35mg/m3，塵含量＜10mg/m3)。

目前，煙氣中的煙塵主要通過除塵器去除，較為先進(jìn)的除塵方式包括電除塵、布袋除塵以及電袋結(jié)合除塵。電除塵的耗電量大，電極易接地，故障率高，不能長(zhǎng)周期運(yùn)行，除塵效率不能達(dá)到預(yù)期效果；電袋結(jié)合除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資較大，維修率高；布袋除塵雖無以上缺點(diǎn)，但經(jīng)脫硫工藝后煙塵升高，需要配合其他除塵設(shè)備才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

煙氣中的氮氧化物一般采用scr和sncr脫硝反應(yīng)器去除，其中scr多用于煤粉爐，sncr多用于循環(huán)流化床鍋爐,但無論采用哪種脫硝方式都受催化劑性能影響，反應(yīng)效率和運(yùn)行可靠性不高，nox無法實(shí)現(xiàn)持續(xù)的超低排放，而頻繁更換催化劑經(jīng)濟(jì)投入大，僅能將煙氣中的nox從700mg/m3左右降到200mg/m3以內(nèi)，達(dá)不到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)nox＜50mg/m3，廢催化劑處理又會(huì)帶來新的環(huán)境壓力。

煙氣中的so2可以通過煙氣脫硫技術(shù)去除，應(yīng)用最為廣泛的有石灰石-石膏法（鈣法）和氨法。石灰石-石膏法發(fā)展較早，但投資及運(yùn)行成本較高，企業(yè)難以承擔(dān)。氨法脫硫具有占地面積小，投資少，不增加碳排放，無廢水、廢渣產(chǎn)生，適合多種煤種，副產(chǎn)品硫酸銨利用價(jià)值較高、經(jīng)濟(jì)效益明顯的優(yōu)點(diǎn)，但存在脫硫效率達(dá)不到超低標(biāo)準(zhǔn)，形成的氣溶膠導(dǎo)致脫硫出口煙氣顆粒物升高的缺點(diǎn)。

綜上，目前針對(duì)煙氣單獨(dú)的脫硝、除塵、脫硫技術(shù)無法達(dá)到國(guó)家規(guī)定的超低排放標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)新的鍋爐煙氣凈化設(shè)備迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鍋爐煙氣超低排放裝置，能夠降低鍋爐煙氣中的nox、so2和煙塵含量，滿足國(guó)家超低排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行目標(biāo)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種鍋爐煙氣超低排放裝置，包括燃煤鍋爐、脫銷反應(yīng)器、布袋除塵器和脫硫塔，所述的燃煤鍋爐包括爐膛、主燃燒器和煙道，所述的主燃燒器設(shè)置在爐膛的下部，主燃燒器內(nèi)從上到下依次設(shè)置有上二次風(fēng)噴口、上一次風(fēng)噴口、中二次風(fēng)噴口、下一次風(fēng)噴口和下二次風(fēng)噴口，所述的上一次風(fēng)濃相側(cè)在下方，稀相側(cè)在上方，所述的下一次風(fēng)濃相側(cè)在上方，稀相側(cè)在下方，所述的上二次風(fēng)噴口面積和中二次風(fēng)噴口面積是下二次風(fēng)噴口面積的1/2，所述的爐膛的上部設(shè)置有兩層燃盡風(fēng)噴口，分別為上燃盡風(fēng)噴頭和下燃盡風(fēng)噴口，上燃盡風(fēng)噴口和下燃盡風(fēng)噴口的風(fēng)口向下；

所述的爐膛的頂部設(shè)置有過熱器，所述的煙道的入口連接爐膛頂部的出口，所述的煙道內(nèi)依次設(shè)置有上級(jí)省煤器、上級(jí)空氣預(yù)熱器、下級(jí)省煤器、下級(jí)空氣預(yù)熱器和末級(jí)空氣預(yù)熱器，所述的煙道在上級(jí)省煤器和上級(jí)空氣預(yù)熱器之間分別開設(shè)有煙氣引出管道和煙氣引入管道，所述的煙氣引出管道連接脫硝反應(yīng)器的入口，所述的煙氣引入管道連接脫硝反應(yīng)器的出口，所述的煙道的出口連接布袋除塵器的入口，所述的布袋除塵器的出口通過引風(fēng)機(jī)連接脫硫塔的入口；

所述的脫硫塔內(nèi)從下到上依次設(shè)置有洗滌段、吸收段和除霧段，所述的吸收段上方設(shè)置有兩層水洗噴淋層，分別為上層水洗噴淋層和下層水洗噴淋層，所述的上層水洗噴淋層和下層水洗噴淋層之間設(shè)置有pp填料層，所述的除霧段從下到上依次設(shè)置有管式除霧器和屋脊除霧器。

所述的上燃盡風(fēng)噴口和下燃盡風(fēng)噴口分別通過雙向擺動(dòng)裝置設(shè)置在爐膛內(nèi)，所述的雙向擺動(dòng)裝置用于實(shí)現(xiàn)上燃盡風(fēng)噴口和下燃盡風(fēng)噴口垂直方向和水平方向雙向擺動(dòng)。

所述的上燃盡風(fēng)噴口和下燃盡風(fēng)噴頭與上一次風(fēng)噴口的垂直距離為1.5~3m。

所述的脫硝反應(yīng)器為scr脫硝反應(yīng)器，脫硝反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有兩層以上催化劑，每層催化劑上方均設(shè)置有蒸汽吹灰裝置和/或聲波吹灰裝置。

所述的除霧段從下到上依次設(shè)置有一層管式除霧器和三層屋脊除霧器。

所述的上層水洗噴淋層回水通過一級(jí)水洗泵實(shí)現(xiàn)自循環(huán)，所述的下層水洗噴淋層回水通過二級(jí)水洗泵實(shí)現(xiàn)自循環(huán)，所述的管式除霧器和屋脊除霧器回水與上層水洗噴淋層回水匯合。

本發(fā)明通過改變?nèi)济哄仩t結(jié)構(gòu)，減小主燃燒器內(nèi)二次風(fēng)噴口的面積，并在主燃燒器上方合理位置設(shè)置燃盡風(fēng)噴口，實(shí)現(xiàn)了鍋爐低氮燃燒，大幅減少了鍋爐煙氣中nox的生成，通過與脫硝反應(yīng)器的結(jié)合，不僅能夠滿足鍋爐煙氣中nox的超低排放，而且減輕了脫硝反應(yīng)器中催化劑的壓力，延長(zhǎng)了脫硝反應(yīng)器的使用壽命，降低了設(shè)備運(yùn)行成本；

本發(fā)明通過在脫硫塔的吸收段上方設(shè)置水洗噴淋層和pp填料層，在水洗噴淋層上方設(shè)置管式除霧器和屋脊除霧器，增大了循環(huán)噴淋系統(tǒng)的循環(huán)量，有效去除了煙氣中夾帶的游離氨、水霧等雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了煙氣凈化后的達(dá)標(biāo)排放；

本發(fā)明通過對(duì)鍋爐低氮燃燒、布袋除塵、氨法脫硫、管式除塵和屋脊除霧技術(shù)進(jìn)行組合實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，不僅有效降低了鍋爐煙氣中的nox、so2和顆粒物含量，實(shí)現(xiàn)了超低排放，而且投入成本少，運(yùn)行效率高，可靠性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的燃煤鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的脫硫塔的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明所述的一種鍋爐煙氣超低排放裝置，包括燃煤鍋爐1、脫硝反應(yīng)器2、布袋除塵器3和脫硫塔4，燃煤鍋爐1產(chǎn)生的煙氣依次通過脫硝反應(yīng)器2、布袋除塵器3和脫硫塔4后排出。

如圖2所示，本發(fā)明所述的燃煤鍋爐1包括爐膛5、主燃燒器6和煙道7，主燃燒器6設(shè)置在爐膛5的下部，主燃燒器6內(nèi)從上到下依次設(shè)置有上二次風(fēng)噴口8、上一次風(fēng)噴口9、中二次風(fēng)噴口10、下一次風(fēng)噴口11和下二次風(fēng)噴口12，其中上二次風(fēng)噴口8的面積和中二次風(fēng)噴口10的面積是下二次風(fēng)噴口12的面積的1/2。上一次風(fēng)濃相側(cè)在下方，稀相側(cè)在上方，下一次風(fēng)濃相側(cè)在上方，稀相側(cè)在下方，有利于鍋爐穩(wěn)定燃燒，不易滅火。

本發(fā)明所述的爐膛5的上部設(shè)置有兩層燃盡風(fēng)噴口，分別為上燃盡風(fēng)噴口13和下燃盡風(fēng)噴口14，本實(shí)施例中上燃盡風(fēng)噴口13和下燃盡風(fēng)噴口14各有4只，距離上一次風(fēng)噴口9中心線的垂直距離大約3m。燃盡風(fēng)直接由二次風(fēng)道上引出后進(jìn)入獨(dú)立風(fēng)箱，通過風(fēng)門控制燃盡風(fēng)的配送流量和輸送均等性。上燃盡風(fēng)噴口13和下燃盡風(fēng)噴口14的風(fēng)口向下，分別通過雙向擺動(dòng)裝置設(shè)置在爐膛5內(nèi)，雙向擺動(dòng)裝置用于控制上燃盡風(fēng)噴口13和下燃盡風(fēng)噴口14的風(fēng)口實(shí)現(xiàn)垂直方向和水平方向的雙向擺動(dòng)。當(dāng)煙氣溫度高時(shí)，雙向擺動(dòng)裝置控制燃盡風(fēng)風(fēng)口向下擺動(dòng)使火焰中心下移，反之，當(dāng)煙氣溫度低時(shí)，雙向擺動(dòng)裝置控制燃盡風(fēng)風(fēng)口向上擺動(dòng)使火焰中心上移，實(shí)現(xiàn)煙溫和氣溫的調(diào)節(jié)。當(dāng)爐膛5內(nèi)左右側(cè)煙氣溫度偏差較大時(shí)，雙向擺動(dòng)裝置控制燃盡風(fēng)風(fēng)口水平擺動(dòng)，使鍋爐受熱面受熱均勻，不易爆管。

本發(fā)明將主燃燒器6內(nèi)二次風(fēng)噴口面積縮小，使進(jìn)風(fēng)量減少，煤粉在火焰中心缺氧燃燒，然后在主燃燒器6上方設(shè)置燃盡風(fēng)噴口使煤粉燃盡，燃盡風(fēng)風(fēng)口向下可延長(zhǎng)煙氣在鍋爐內(nèi)的停留時(shí)間，阻止氮氧化物的生成，實(shí)現(xiàn)鍋爐低氮穩(wěn)定燃燒。經(jīng)低氮燃燒排放的鍋爐煙氣中nox的含量小于400mg/nm³，由于nox的生成量大幅減少，有效減輕了脫硝反應(yīng)器2內(nèi)催化劑的壓力。

本發(fā)明的爐膛5頂部設(shè)置有過熱器15，煙道7的入口連接爐膛5頂部的出口，煙道7內(nèi)依次設(shè)置有上級(jí)省煤器16、上級(jí)空氣預(yù)熱器17、下級(jí)省煤器18、下級(jí)空氣預(yù)熱器19和末級(jí)空氣預(yù)熱器20。煙道7在上級(jí)省煤器16和上級(jí)空氣預(yù)熱器17之間分別開設(shè)有煙氣引出管道21和煙氣引入管道22，煙氣引出管道21連接脫硝反應(yīng)器2的入口，煙氣引入管道22連接脫硝反應(yīng)器2的出口，鍋爐煙氣通過上級(jí)省煤器16后進(jìn)入脫硝反應(yīng)器2反應(yīng)，然后返回?zé)煹?依次通過上級(jí)空氣預(yù)熱器17、下級(jí)省煤器18、下級(jí)空氣預(yù)熱器19和末級(jí)空氣預(yù)熱器20后排出。

本發(fā)明的脫硝反應(yīng)器2為scr脫硝反應(yīng)器，脫硝反應(yīng)器2內(nèi)設(shè)置有三層催化劑安裝結(jié)構(gòu)，其中兩層安裝催化劑，第三層可以根據(jù)其余兩層催化劑的檢測(cè)情況確定是否加裝催化劑。每層催化劑安裝結(jié)構(gòu)上方均設(shè)置有蒸汽吹灰裝置和聲波吹灰裝置，通過吹灰防止催化劑堵塞。煙道7內(nèi)上級(jí)省煤器16段排出的煙氣溫度最適合脫硝反應(yīng)器2內(nèi)催化劑的反應(yīng)溫度，鍋爐煙氣經(jīng)過脫硝反應(yīng)器2后nox的含量小于50mg/nm³。

本發(fā)明的煙道7出口連接布袋除塵器3的入口，布袋除塵器3的出口通過引風(fēng)機(jī)連接脫硫塔4的入口。其中，布袋除塵器3分12個(gè)室，共1512條布袋，過濾面積6077m²，每個(gè)室設(shè)置有一臺(tái)離線閥，能夠?qū)崿F(xiàn)布袋除塵器3的離線清灰和在線清灰。鍋爐煙氣進(jìn)入布袋除塵器3之前的粉塵含量為20000mg/nm³，經(jīng)布袋除塵器3后鍋爐煙氣中的粉塵含量小于30mg/nm³。

如圖3所示，本發(fā)明所述的脫硫塔4內(nèi)從下到上依次設(shè)置有洗滌段23、吸收段24和除霧段25。洗滌段23設(shè)置有兩層降溫噴淋層26，能夠降低煙氣溫度，并將熱量傳給從氧化循環(huán)槽27內(nèi)進(jìn)入脫硫塔4的硫銨溶液，利用高溫?zé)煔獾臒崃繉⒘蜾@溶液濃縮，得到含有一定固體的硫銨漿液，漿液經(jīng)旋流器濃縮、離心機(jī)分離、振動(dòng)流化床干燥、包裝等工序后得到硫銨產(chǎn)品。

煙氣經(jīng)過洗滌段23后進(jìn)入吸收段24，吸收段24設(shè)置有三層吸收噴淋層28，煙氣中的so2在吸收段24與吸收液反應(yīng)后大部分被脫除，同時(shí)煙氣溫度被進(jìn)一步降低。吸收段24的吸收噴淋層28上方設(shè)置有兩層水洗噴淋層，分別為上層水洗噴淋層29和下層水洗噴淋層30，上層水洗噴淋層29和下層水洗噴淋層30之間設(shè)置有pp填料層31，上層水洗噴淋層29的回水通過一級(jí)水洗泵實(shí)現(xiàn)自循環(huán)，下層水洗噴淋層30的回水通過二級(jí)水洗泵實(shí)現(xiàn)自循環(huán)。除霧段25從下到上依次設(shè)置有一層管式除霧器32和三層屋脊除霧器33，管式除霧器32和屋脊除霧器33的回水與上層水洗噴淋層29的回水匯合。水洗噴淋層和組合除霧器能夠去除煙氣中夾帶的游離氨、水霧以及顆粒物等雜質(zhì)，使凈化后的煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明通過對(duì)燃煤鍋爐1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)低氮燃燒，對(duì)布袋除塵、氨法脫硫、管式除塵和屋脊除霧技術(shù)進(jìn)行組合實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，不僅使處理后的鍋爐煙氣nox＜50mg/m3，so2＜35mg/m3，粉塵含量＜10mg/m3，滿足國(guó)家超低排放標(biāo)準(zhǔn)，而且煙羽長(zhǎng)度在10米以下。本發(fā)明投入成本少，運(yùn)行效率高，可靠性強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)周期運(yùn)行目標(biāo)。