燃煤烟气中SO3的前端脱除系统技术方案

本实用新型专利技术涉及烟气脱硫系统技术领域，公开了一种燃煤烟气中SO3的前端脱除系统。本实用新型专利技术空气加热器的进气口与风机连通、出气口通过管道与热解炉的进气口连通；热解炉的进气口下方均匀设置有尿素喷枪、出气口与氰酸分解反应器的进气口连接，氰酸分解反应器内装有金属氧化物催化剂，氰酸分解反应器的出气口与热解气管道连接；热解气管道内设置有碱性吸收剂喷枪，碱性吸收剂喷枪的喷射方向与热解气管道内气流方向的夹角为0‑180°；热解气管道另一端通过喷氨管与燃煤烟道连接；喷氨管的出气口下方倾斜设置有涡流混合器。本实用新型专利技术吸收剂利用率高、运行成本低、提高能源利用率。

Front end removal system of SO3 in coal-fired flue gas

The utility model relates to the technical field of flue gas desulfurization system, and discloses a front end removal system of SO3 in coal-fired flue gas. The air inlet and the air blower heater of the utility model is connected, through the outlet pipe and an air inlet communicated with the pyrolysis furnace; urea spray gun, connected to the air intake and the thiocyanate decomposition reactor inlet is arranged below the uniform pyrolysis furnace inlet, cyanate decomposition reactor equipped with metal oxide catalyst, acid decomposition reactor and the air outlet of the heat gas pipeline; gas pipeline is arranged in the alkaline absorbent spray gun, spray gun spray direction angle alkaline absorbent and gas pipeline flow direction is 0 180 DEG; pyrolysis gas pipeline connected with the other end of the ammonia flue pipe; ammonia injection tube outlet is arranged below the inclined vortex mixer. The utility model has high utilization rate, low operating cost and high utilization rate of energy.

【技术实现步骤摘要】
燃煤烟气中SO3的前端脱除系统
本技术涉及烟气脱硫系统
，特别是涉及一种燃煤烟气中SO3的前端脱除系统。
技术介绍
煤炭燃烧产生的烟气中含有一定浓度的SO2和SO3，其中SO2是煤炭在锅炉中燃烧产生，浓度为1500～18000mg/m3，主要集中在3000～6000mg/m3；而SO3来源于两部分，一部分是在锅炉内直接燃烧产生，浓度约占SO2浓度的0.5％-1.5％；另一部分是SO2经过SCR脱硝反应器后被氧化成SO3，这部分的转化率约占SO2浓度的0.5％-1.5％。因此，在SCR反应器出口烟气中SO3浓度约占SO2浓度的1％-3％。在通常的湿法脱硫过程中，只有一少部分SO3能被脱除，大部分还是被直接排入大气中，SO3的大气排放目前尚未制定统一的排放标准，由于SO3在烟气中主要以气溶胶的形式存在，造成烟囱最终排放“蓝烟”、“烟羽拖尾”现象；SO3会加重雾霾和温室效应；而且SCR脱硝过程中未反应的氨与SO3反应会生成硫酸氢铵，硫酸氢铵极易附着在空预器表面，吸附飞灰，造成空预器的压降增大，排烟温度升高，机组效率下降，运行成本增加，这种现象在负荷较低时尤为显著，即便在高负荷下由于氨逃逸以及部分SO2催化转化为SO3，同样会生成硫酸氢铵，长期运行积累也会危及空预器正常运行。此外，SO3在空预器的低温段造成烟气中酸露点升高，空预器的低温腐蚀严重，在SCR运行条件下，设备寿命下降。目前，烟气中SO3的控制技术有：燃用低硫煤、混煤，使用低低温电除尘器，采用湿式静电除尘器，炉内或炉后喷碱性吸收剂等。使用低硫煤、混煤简单、直接，但是提高运行成本。使用低低温电除尘器或湿式静电除尘器对SO3的脱除率高，但由于处于环保岛的末端，无法解决空预器积灰、腐蚀、堵塞等问题，不能降低空预器出口烟气温度，锅炉热效率低，投资成本高。向炉内喷射碱性吸收剂，如Mg(OH)2，浆液迅速蒸发变成MgO颗粒，然后与SO3反应生成MgSO4，可有效脱除燃烧过程中产生的SO3，降低SCR反应器入口烟气中SO3的浓度，但是锅炉内的温度较高，有700-1000℃，技术控制上难度较大，碱性吸收剂在进入锅炉内时瞬时蒸发成细小颗粒，分散效果差，对烟气中SO3的脱除效率不高，造成碱性吸收剂的消耗量较大，运行成本较高，而且对SCR中产生的SO3的脱除效率相对较低。在炉后烟气中喷入碱性吸收剂，如MgO、NaHSO3、Na2CO3、天然碱等，若直接喷入碱性吸收剂颗粒，颗粒较大，利用效率不高；若雾化后干燥为细小颗粒，需额外增加配套的干燥设备，提高运行成本；且喷入位置一般在省煤器或SCR与空气预热器之间，可有效降低SO3的浓度，但是碱性吸收剂的喷射量较高，而钙基的吸收剂会增加飞灰的比电阻，会降低电除尘器的效率；在空预器后喷入碱性吸收剂则不能避免空预器的积灰、腐蚀和堵塞问题，空预器出口的烟气温度较高，锅炉的热效率低下。
技术实现思路
本技术提供一种碱性吸收剂利用率高、运行成本低、提高能源利用率、SO3脱除率高的燃煤烟气中SO3的前端脱除系统。解决的技术问题是：现有脱除烟气中SO3的方法，或运行成本高，或无法避免空预器的积灰、腐蚀和堵塞问题，或碱性吸收剂的利用率低下，或碱性吸收剂颗粒分散均匀性差。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：本技术燃煤烟气中SO3的前端脱除系统，包括空气加热器、热解炉、尿素喷枪、碱性吸收剂喷枪、涡流混合器和氰酸分解反应器；所述空气加热器的进气口与风机连通、出气口通过管道与热解炉的进气口连通；热解炉的进气口下方均匀设置有尿素喷枪、出气口与氰酸分解反应器的进气口连接，氰酸分解反应器内装有金属氧化物催化剂，氰酸分解反应器的出气口与热解气管道连接；所述热解气管道内设置有碱性吸收剂喷枪，所述碱性吸收剂喷枪的喷射方向与热解气管道内气流方向的夹角为0-180°；所述热解气管道另一端通过喷氨管与燃煤烟道连接，所述喷氨管的喷射方向与烟气流动方向相反；喷氨管的出气口下方倾斜设置有涡流混合器，燃煤烟道的进气口与锅炉后省煤器的烟气出口连接、出气口依次与SCR反应器、空气预热器和除尘器连接。本技术燃煤烟气中SO3的前端脱除系统，进一步的，所述尿素喷枪的进液口通过尿素输送泵与尿素溶液储罐连接；所述碱性吸收剂喷枪通过碱液输送泵与碱性吸收剂溶液储罐连接。本技术燃煤烟气中SO3的前端脱除系统，进一步的，所述碱性吸收剂喷枪的数量为1-10个，每个碱性吸收剂喷枪上带有1-10个喷嘴，碱性吸收剂喷枪沿热解气管道延伸方向并排设置。本技术燃煤烟气中SO3的前端脱除系统，进一步的，所述金属氧化物催化剂为蜂窝状SCR脱硝催化剂或波纹板式SCR脱硝催化剂。本技术燃煤烟气中SO3的前端脱除系统，进一步的，所述涡流混合器与烟气流动方向的夹角为30-40°；所述涡流混合器固定在燃煤烟道的内侧壁上。本技术燃煤烟气中SO3的前端脱除系统与现有技术相比，具有如下有益效果：本技术燃煤烟气中SO3的前端脱除系统在尿素热解系统后引入了碱性吸收剂溶液的雾化蒸发装置，利用尿素热解余热实现了吸收剂细小颗粒的制备，避免了配备附加的雾化蒸干设备和能源装置，简化了系统的构成，减少了能源的浪费，提高了能源利用率，降低了系统的运行成本。本技术采用热解炉与氰酸分解反应器相结合进行尿素热解，使尿素彻底分解为NH3和CO2，降低异氰酸对碱性吸收剂的消耗，提高碱性吸收剂的利用效率，降低运行成本。本技术将碱性吸收剂细小颗粒喷入SCR反应器之前的燃煤烟道中，并在烟道内设置了涡流混合器，提高了吸收剂细小颗粒的分散性，大大提高了SO3的脱除效率。本技术燃煤烟气中SO3的前端脱除系统的脱除方法，在SCR反应器前的烟道中喷入碱性吸收剂细小颗粒，针对不同产生途径的SO3分别予以脱除，在燃煤烟道内，碱性吸收剂细小颗粒与烟气直接接触，与煤炭燃烧直接产生的SO3发生反应，生成对环境和系统无危害的硫酸盐固体颗粒，最终由除尘器捕集；降低了环境负担，同时减少SO3对脱硝SCR催化剂和空气预热器的影响。然后控制喷入烟气中的碱性吸收剂细小颗粒的量，使其与烟气中的SO3充分反应后仍有适量的碱性吸收剂细小颗粒，随烟气一同进入SCR反应器，可及时将在反应器中由SO2转化再次生成的SO3脱除，使得SCR反应器出口处的SO3浓度低于5ppm。将SO3分步脱除，提高了SO3的脱除率，降低了碱性吸收剂细小颗粒的喷射量，运行成本较低，更加经济环保。下面结合附图对本技术的燃煤烟气中SO3的前端脱除系统作进一步说明。附图说明图1为本技术燃煤烟气中SO3的前端脱除系统的结构示意图。附图标记：1-空气加热器；11-风机；2-热解炉；3-尿素喷枪；31-尿素输送泵；32-尿素溶液储罐；41-热解气管道；42-喷氨管；43-燃煤烟道；5-碱性吸收剂喷枪；51-碱液输送泵；52-碱性吸收剂溶液储罐；6-涡流混合器；71-锅炉；72-省煤器；73-SCR反应器；74-空气预热器；75-除尘器；8-氰酸分解反应器。具体实施方式如图1所示，本技术燃煤烟气中SO3的前端脱除系统包括空气加热器1、热解炉2、尿素喷枪3、碱性吸收剂喷枪5、涡流混合器6和氰酸分解反应器8；空气加热器1的进气口与风机11连通、出气口通过管道与热本文档来自技高网...

【技术保护点】
燃煤烟气中SO3的前端脱除系统，其特征在于：包括空气加热器(1)、热解炉(2)、尿素喷枪(3)、碱性吸收剂喷枪(5)、涡流混合器(6)和氰酸分解反应器(8)；所述空气加热器(1)的进气口与风机(11)连通、出气口通过管道与热解炉(2)的进气口连通；热解炉(2)的进气口下方均匀设置有尿素喷枪(3)、出气口与氰酸分解反应器(8)的进气口连接，氰酸分解反应器(8)内装有金属氧化物催化剂，氰酸分解反应器(8)的出气口与热解气管道(41)连接；所述热解气管道(41)内设置有碱性吸收剂喷枪(5)，所述碱性吸收剂喷枪(5)的喷射方向与热解气管道(41)内气流方向的夹角为0‑180°；所述热解气管道(41)另一端通过喷氨管(42)与燃煤烟道(43)连接，所述喷氨管(42)的喷射方向与烟气流动方向相反；喷氨管(42)的出气口下方倾斜设置有涡流混合器(6)，燃煤烟道(43)的进气口与锅炉(71)后省煤器(72)的烟气出口连接，出气口依次与SCR反应器(73)、空气预热器(74)和除尘器(75)连接。

【技术特征摘要】
1.燃煤烟气中SO3的前端脱除系统，其特征在于：包括空气加热器(1)、热解炉(2)、尿素喷枪(3)、碱性吸收剂喷枪(5)、涡流混合器(6)和氰酸分解反应器(8)；所述空气加热器(1)的进气口与风机(11)连通、出气口通过管道与热解炉(2)的进气口连通；热解炉(2)的进气口下方均匀设置有尿素喷枪(3)、出气口与氰酸分解反应器(8)的进气口连接，氰酸分解反应器(8)内装有金属氧化物催化剂，氰酸分解反应器(8)的出气口与热解气管道(41)连接；所述热解气管道(41)内设置有碱性吸收剂喷枪(5)，所述碱性吸收剂喷枪(5)的喷射方向与热解气管道(41)内气流方向的夹角为0-180°；所述热解气管道(41)另一端通过喷氨管(42)与燃煤烟道(43)连接，所述喷氨管(42)的喷射方向与烟气流动方向相反；喷氨管(42)的出气口下方倾斜设置有涡流混合器(6)，燃煤烟道(43)的进气口与锅炉(71)后省煤器(72)的烟气出口连接，出气...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑鹏，王洪亮，唐坚，路光杰，
申请(专利权)人：北京国电龙源环保工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11