燃煤烟气除尘脱硫脱硝一体化复合工艺系统技术方案

一种燃煤烟气除尘脱硫脱硝复合工艺系统，它是高温烟气除尘脱硫脱硝及余热利用的成套设备，主要由陶瓷多管除尘器进行粗除尘并脱硫，陶瓷过滤膜过滤器进行深度净化除尘并脱硝，换热器利用烟气余热将冷风变成热风，进入锅炉燃烧口助燃。微孔陶瓷过滤管的制造材料是金属和非金属氧化物，本身就是催化剂本体和载体，结合高温陶瓷法在一定温度下烧结制备催化剂。它是一种高温除尘脱硫脱硝一体化技术，特别是替代电除尘器净化煤气，无爆炸危险，安全可靠，节约投资，提高热能利用，增加节能效果，设计简单，结构合理，是目前节能减排、转型升级的跨世纪中国制作品牌产品。

【技术实现步骤摘要】
燃煤烟气除尘脱硫脱硝一体化复合工艺系统
本专利技术专利涉及到一种燃煤锅炉烟气同时除尘脱硫脱硝复合工艺系统。
技术介绍
目前工业上的除尘及SOx/NOx脱除，现有的工艺是除尘后的湿式石灰石-石膏法WFGD和干式SCR，三种技术各自独立的工作，其三套设备体积庞大、结构复杂，占地面积大，投资和运行费用高。为了降低烟气净化的费用、适应电厂的需要，联合脱硫脱硝的新技术已成为烟气净化的趋势。国家环保要求自2014年7月1日起，新建企业自标准实施之日起，火力发电锅炉烟尘排放浓度：燃煤锅炉排放浓度20-30mg/Nm3燃油锅炉排放浓度20-30mg/Nm3二氧化硫排放浓度50-100/200mg/Nm3氮氧化物以NO2计100/Nm3汞及其化合物0.03mg/Nm3目前国内外燃煤烟气(含煤气)除尘脱硫脱硝工艺多使用单独的脱硫脱硝技术，工艺复杂、设备占地面积大，投资运行费用高，研发新一代技术先进、经济合理的联合脱硫脱硝工艺系统成为必然趋势。综合上述，目前需要开发一种新型干法高温烟气净化工艺系统，烟气温度在300℃～500℃范围内，总除尘效率为99.9%以上，脱硫脱硝的效率能达到90%以上，同时兼顾余热利用。
技术实现思路
本专利技术专利的目的是提供了一种燃煤烟气除尘脱硫脱硝复合工艺系统，它是高温烟气除尘脱硫脱硝及余热利用的成套设备，主要由陶瓷多管除尘器进行粗除尘并脱硫，陶瓷过滤膜过滤器进行深度净化除尘并脱硝，换热器利用烟气余热将冷风变成热风，进入锅炉燃烧口助燃。微孔陶瓷过滤管的制造材料是金属和非金属氧化物，本身就是催化剂本体和载体，结合高温陶瓷法在一定温度下烧结制备催化剂。由于多相催化是一种表面现象，它发生于固体催化剂的表面上，对陶瓷过滤膜过滤器的微孔陶瓷过滤管添加扩孔剂，使其孔隙率增加，活性表面面积增大，应用在300℃～500℃温度范围内有足够的活性，可以获得极好的脱硝效果。本专利中陶瓷过滤膜过滤器的微孔陶瓷过滤管的运行阻力仅为1500Pa-3000Pa，已接近于现有布袋除尘器的运行阻力：1000Pa-1800Pa，具有极好的节能效果和应用价值。同时，为减少设备的占地面积，微孔陶瓷过滤管已实现了直径和长度方面的突破：直径为ф130mm-ф150mm，单件长度达4米以上，而国内外同类产品的最大直径为ф60mm，单支长度仅为1.5米以下，即，在同等除尘效果下，装备该微孔陶瓷过滤管的设备高度比装备传统过滤管的设备高度更高，长宽方向尺寸更小，从而，更加节省占地面积。上述微孔陶瓷过滤管的直径和长度方面的进步，对同时要求透气性和强度的薄壁管件而言，可以说是一种历史性的突破。高温烟气除尘脱SO2脱NOx，本专利所述工艺系统能达到的排放标准为：(1)颗粒物10mg/Nm3(2)脱除SO2效率达到95%以上(3)脱除NOx效率达到95%本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：燃煤锅炉烟气除尘脱硫脱硝复合工艺系统，主要由多管除尘器、陶瓷过滤膜过滤器、换热器、引风机和放散烟囱通过管道依次串联构成；所述多管除尘器的除尘单元形状结构如下：由导气管、导向器和旋风子组成并制为一体，导向器由直管a、螺旋叶片总成b和圆柱筒c连接构成，圆柱筒c的上部设有数个V型开口，圆柱筒c内安装螺旋叶片总成b，螺旋叶片总成b至少有三个叶片，螺旋叶片总成b的外径与圆柱筒c的内径紧密配合，螺旋叶片总成b内安装直管a，直管a的外径与螺旋叶片总成b的内径紧密配合，V型开口、圆柱筒c的内壁、直管a的外壁及螺旋叶片总成b连接在一起，而构成螺旋形导气孔，圆柱筒c的下端与旋风子的上端连接，圆柱筒c下端面座装在旋风子上面端，其两端面之间的间隙紧密配合，并两端面间设有高温陶瓷粘结剂层，两端面周圈的间隙设有密封层密封，直管a的上端与导气管的下端连接；除尘单元在箱体内采用串联或并联的方式排列，旋风子之间用珍珠岩填空，珍珠岩上面设有矾土水泥密封层，含尘烟气由导向器的直管a与圆柱筒c之间的空隙进入，经螺旋叶片总成b切向旋转进入旋风子，粉尘在离心力作用下沿旋风子内壁下落，干净气体则自旋风子中心向上通过导向器的直管a、导气管后排出；箱体内设有密封隔板，除尘单元的导气管向上伸出密封隔板外，密封隔板与矾土水泥密封层之间为进气腔，密封隔板上方为出气腔；经多管除尘器除尘后的烟气再进入陶瓷过滤膜过滤器的进气腔进行深度净化，最终排尘浓度＜10mg/Nm3，陶瓷过滤膜过滤器内的过滤单元由微孔陶瓷过滤管A和过滤膜B构成，微孔陶瓷过滤管A外覆过滤膜B；本工艺系统还包括脱硫剂仓和还原剂仓，脱硫剂仓与Dg250多管除尘器的进气管道相通，向Dg250多管除尘器供脱硫剂，还原剂仓与陶瓷过滤膜过滤器的进气管道相通，为陶瓷过滤膜过滤器供还原剂。为进一步实现本专利技术专利的目的，还可采用以下方案：所述多管除尘器的数量为两个，分别为Dg250多管除尘器和Dg160多管除尘器，Dg250多管除尘器和Dg160多管除尘器依次串联，Dg160多管除尘器与Dg250多管除尘器的结构相同，区别仅是Dg160多管除尘器内的除尘单元为Dg160，Dg250多管除尘器的除尘单元为Dg250，Dg250多管除尘器的出气腔和Dg160多管除尘器的进气腔相通实现串联，Dg160多管除尘器的出气腔与陶瓷过滤膜过滤器的进气腔相通，多管除尘器除尘效率达98.8%以上。所述Dg250多管除尘器的下端灰斗的排灰口设置带调节阀门的三通管道：一路与Dg250多管除尘器的进气管道相通，一路直接外排。所述除尘单元的的坯体材料重量比为堇青石50%、硅酸铝纤维30%、耐火粘土20%，其原料粒径均为30-60目；坯料与水按重量比100:60的比例搅拌均匀抽真空后挤压成型，成型坯体在隧道窑内烧结而成，烧结温度为1200℃～1300℃。所述微孔陶瓷过滤管A的坯体按下述重量配比混合后挤压成型。1)、主料：坯体的配料重量比：高岭土40%、硅藻土35%、铝矾土20%、膨润土5%，其中高岭土具有高的机械强度，硅藻土具有大量孔洞结构和吸附性，铝矾土具有高的机械强度和耐磨性能，膨润土具有高的粘结性。所述硅藻土可选用精制硅藻土。2)、第一辅料：采用木炭粉为造孔剂，添加比例为主料总重量的26%，经高温烧结后，完全燃烧挥发，形成微孔。3)、第二辅料：采用石蜡作为粘结脱模润滑剂和造孔剂，添加比例为主料总重量的2%，在烧结时基本全部燃烧，可以增加微孔，提高孔隙率。4)、第三辅料：采用水玻璃作为增强剂，添加比例为主料总重量的2-5%，可以保持干/湿坯料的强度。5)、烧结工艺：主料和三种辅料加水充分混合并挤压成型后制成坯料，加水重量为主料重量的35%，坯料室温晾干，时间不低于48小时，烧结升温时从室温至200℃阶段需缓慢提高，升温速度为10℃/h，以便坯料烘干不变形，在200℃-300℃阶段升温速度为3℃/min，在300℃-450℃阶段升温速度为7℃/min，保温2小时，在450℃-700℃阶段升温速度为7℃/min，停炉自然冷却到100℃取出坯料，剔除外观不合格品后再装窑，以7℃/min的速度升温到950℃后烧结完成停炉。还包括省煤器和挡板除尘器，燃煤锅炉的烟气由省煤器出口和省煤器上腔内抽出的烟气混合在一起，温度为300℃～500℃，经挡板除尘器预除尘去掉40%-50%粉尘(主要是粒径为50um以上的大颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
燃煤锅炉烟气除尘脱硫脱硝复合工艺系统，其特征在于：主要由多管除尘器、陶瓷过滤膜过滤器(6)、换热器(8)、引风机(9)和放散烟囱(10)通过管道依次串联构成；所述多管除尘器的除尘单元形状结构如下：由导气管(12)、导向器(13)和旋风子(14)组成并制为一体，导向器(13)由直管(a)、螺旋叶片总成(b)和圆柱筒(c)连接构成，圆柱筒(c)的上部设有数个V型开口，圆柱筒(c)内安装螺旋叶片总成(b)，螺旋叶片总成(b)至少有三个叶片，螺旋叶片总成(b)的外径与圆柱筒(c)的内径紧密配合，螺旋叶片总成(b)内安装直管(a)，直管(a)的外径与螺旋叶片总成(b)的内径紧密配合，V型开口、圆柱筒(c)的内壁、直管(a)的外壁及螺旋叶片总成(b)连接在一起，而构成螺旋形导气孔，圆柱筒(c)的下端与旋风子(14)的上端连接，圆柱筒(c)下端面座装在旋风子(14)上面端，其两端面之间的间隙紧密配合，并两端面间设有高温陶瓷粘结剂层，两端面周圈的间隙设有密封层密封，直管(a)的上端与导气管(12)的下端连接；除尘单元在箱体(18)内采用串联或并联的方式排列，旋风子(14)之间用珍珠岩填空，珍珠岩上面设有矾土水泥密封层(15)　，含尘烟气由导向器(13) 的直管(a)与圆柱筒(c)之间的空隙进入，经螺旋叶片总成(b)切向旋转进入旋风子(14)，粉尘在离心力作用下沿旋风子(14)内壁下落，干净气体则自旋风子(14)中心向上通过导向器(13)的直管(a)、导气管(12)后排出；箱体(18)内设有密封隔板(19)，除尘单元的导气管(12)向上伸出密封隔板(19)外，密封隔板(19)与矾土水泥密封层(15)之间为进气腔，密封隔板(19)上方为出气腔；经多管除尘器除尘后的烟气再进入陶瓷过滤膜过滤器(6)的进气腔进行深度净化，最终排尘浓度＜10mg/Nm3，陶瓷过滤膜过滤器(6)内的过滤单元由微孔陶瓷过滤管(A)和过滤膜(B)构成，微孔陶瓷过滤管(A)外覆过滤膜(B)；本工艺系统还包括脱硫剂仓(3)和还原剂仓(7)，脱硫剂仓(3)与Dg250多管除尘器(4)的进气管道相通，向Dg250多管除尘器(4)供脱硫剂，还原剂仓(7)与陶瓷过滤膜过滤器(6)的进气管道相通，为陶瓷过滤膜过滤器(6)供还原剂。...

【技术特征摘要】
2015.10.20 CN 20151067880181.燃煤锅炉烟气除尘脱硫脱硝复合工艺系统，其特征在于：主要由多管除尘器、陶瓷过滤膜过滤器(6)、换热器(8)、引风机(9)和放散烟囱(10)通过管道依次串联构成；所述多管除尘器的除尘单元形状结构如下：由导气管(12)、导向器(13)和旋风子(14)组成并制为一体，导向器(13)由直管(a)、螺旋叶片总成(b)和圆柱筒(c)连接构成，圆柱筒(c)的上部设有数个V型开口，圆柱筒(c)内安装螺旋叶片总成(b)，螺旋叶片总成(b)至少有三个叶片，螺旋叶片总成(b)的外径与圆柱筒(c)的内径紧密配合，螺旋叶片总成(b)内安装直管(a)，直管(a)的外径与螺旋叶片总成(b)的内径紧密配合，V型开口、圆柱筒(c)的内壁、直管(a)的外壁及螺旋叶片总成(b)连接在一起，而构成螺旋形导气孔，圆柱筒(c)的下端与旋风子(14)的上端连接，圆柱筒(c)下端面座装在旋风子(14)上面端，其两端面之间的间隙紧密配合，并两端面间设有高温陶瓷粘结剂层，两端面周圈的间隙设有密封层密封，直管(a)的上端与导气管(12)的下端连接；除尘单元在箱体(18)内采用串联或并联的方式排列，旋风子(14)之间用珍珠岩填空，珍珠岩上面设有矾土水泥密封层(15)，含尘烟气由导向器(13)的直管(a)与圆柱筒(c)之间的空隙进入，经螺旋叶片总成(b)切向旋转进入旋风子(14)，粉尘在离心力作用下沿旋风子(14)内壁下落，干净气体则自旋风子(14)中心向上通过导向器(13)的直管(a)、导气管(12)后排出；箱体(18)内设有密封隔板(19)，除尘单元的导气管(12)向上伸出密封隔板(19)外，密封隔板(19)与矾土水泥密封层(15)之间为进气腔，密封隔板(19)上方为出气腔；经多管除尘器除尘后的烟气再进入陶瓷过滤膜过滤器(6)的进气腔进行深度净化，最终排尘浓度＜10mg/Nm3，陶瓷过滤膜过滤器(6)内的过滤单元由微孔陶瓷过滤管(A)和过滤膜(B)构成，微孔陶瓷过滤管(A)外覆过滤膜(B)；本工艺系统还包括脱硫剂仓(3)和还原剂仓(7)，脱硫剂仓(3)与Dg250多管除尘器(4)的进气管道相通，向Dg250多管除尘器(4)供脱硫剂，还原剂仓(7)与陶瓷过滤膜过滤器(6)的进气管道相通，为陶瓷过滤膜过滤器(6)供还原剂；所述微孔陶瓷过滤管(A)的坯体按下述重量配比混合后挤压成型;1)、主料：坯体的配料重量比：高岭土40%、硅藻土35%、铝矾土20%、膨润土5%，其中高岭土具有高的机械强度，硅藻土具有大量孔洞结构和吸附性，铝矾土具有高的机械强度和耐磨性能，膨润土具有高的粘结性;所述硅藻土选用精制硅藻土;2)、第一辅料：采用木炭粉为造孔剂，添加比例为主料总重量的26%，经高温烧结后，完全燃烧挥发，形成微孔;3)、第二辅料：采用石蜡作为粘结脱模润滑剂和造孔剂，添加比例为主料总重量的2%，在烧结时基本全部燃烧，增加微孔，提高孔隙率;4)、第三辅料：采用水玻璃作为增强剂，添加比例为主料总重量的2-5%，保持干/湿坯料的强度;5)、烧结工艺：主料和三种辅料加水充分混合并挤压成型后制成坯料，加水重量为主料重量的35%，坯料室温晾干，时间不...

【专利技术属性】
技术研发人员：于彦奎，于东波，王京军，李爱国，王政，陈佃卫，邓西亮，
申请(专利权)人：济南环保陶瓷除尘技术研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37