一种电厂煤制碎焦的原位脱硫脱硝装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种电厂煤制碎焦的原位脱硫脱硝装置及方法，一种电厂煤制碎焦的原位脱硫脱硝装置主要包括：炭化炉(1)、活化炉(2)、脱硫脱硝塔(3)、解析塔(4)、制酸单元(5)、蓄热燃烧炉(6)、锅炉(7)、除尘器Ⅰ(8)、冷却器Ⅰ(9)、冷却器Ⅱ(10)、除尘器Ⅱ(11)、除尘器Ⅲ(12)、返料结构(15)。一种电厂煤制碎焦的原位脱硫脱硝装置及方法可以就地利用电厂廉价碎煤进行制备活性焦进行电厂烟气脱硫脱硝一体化处置同时实现粉焦蓄热燃烧，采用立体式高容量多层床结构实现装置简单化集中化，从而构建电厂洁净化生产新技术。

An in-situ desulfuration and denitration device and its method for pulverized coal in power plant

The invention provides an in-situ desulfurization and denitrification device and method for coal to char in power plant. The in-situ desulfurization and denitrification device for coal to char in power plant mainly includes: carbonization furnace (1), activation furnace (2), desulfurization and denitrification tower (3), analytical tower (4), acid making unit (5), regenerative combustion furnace (6), boiler (7), dust remover I (8), cooler I (9), cooler II (10), dust remover II (11), dust remover III (1 2) return structure (15). A kind of in-situ desulfurization and denitrification device and method for coal to coke pulverization in power plant can be used to prepare active coke from cheap coal in power plant for integrated treatment of flue gas desulfurization and denitrification in power plant and realize thermal storage and combustion of pulverized coke at the same time. A three-dimensional high-capacity multi-layer bed structure is adopted to realize the simplification and concentration of the device, so as to build a new clean production technology for power plant.

【技术实现步骤摘要】
一种电厂煤制碎焦的原位脱硫脱硝装置及其方法
本专利技术涉及烟气污染物净化的大气治理领域，特别适用于电厂烟气硫氮污染物净化领域。
技术介绍
我国大多数燃煤电厂主要采用中高温脱硝，低温除尘以及低温脱硫等烟气处理方式实现烟气脱硫脱硝除尘。脱硝基本采用SCR脱硝催化剂和喷氨进行，催化剂效率受烟气中灰分含量、烟气温度、烟气组分等电厂运行参数影响，目前电厂在负荷波动范围内基本都存在氨气过喷的问题，催化剂存在硫铵沉积和重金属中毒的问题；脱硫基本采用石灰石-石膏湿法脱硫进行，主要存在废水排放、劣质石膏难以处理、石灰石开采等问题。随着国家环保政策要求越来越高，对于电厂烟气治理水平亟待提升，当下电厂采用的分体式脱硝与脱硫方式难以满足苛刻环保标准，例如废水达标排放、无固废和干烟气排放等。活性焦干法能够同时实现脱硫脱硝一体化处置，无废渣、废水、废气等三废问题。由于其具有显著优势，移动床活性焦装置普遍应用于钢铁冶炼行业。但该技术应用于电厂时存在主要技术瓶颈：一是电厂烟气量与钢厂相比规模更大，占地面积更大，初次投资成本很高，二是移动床床层移动缓慢，传热传质受限，容易由于吸附热形成局部高温从而燃烧造成安全隐患，三是移动床颗粒耐压强度要求高导致这种成型焦造价高，电厂运行成本高。针对移动床活性焦干法脱硫脱硝适用于电厂烟气存在问题，从原位制备颗粒活性焦和装备创新角度进行开发适合电厂烟气治理的新技术。专利技术专利(CN102350214A)燃煤电厂煤粉制备活性焦烟气综合净化系统及工艺公布采用流化床将电厂煤粉炭化活化成活性焦，然后将活性焦用于流化床脱硫脱硝。该工艺采用单塔进行炭化活化，无法满足炭化和活化两种工艺各自温度以及时间需求；该工艺以流化床与布袋形式进行粉焦循环脱硫脱硝。适合大通量粉焦的高气速流化床气泡结构明显，气固接触不充分，同时脱硫脱硝无法实现分区，脱硫脱硝过程相互干扰，脱硝效率明显受到抑制。专利技术专利(CN101856587A)一种流态化活性炭联合脱硫脱硝工艺采用循环流化床进行脱硫脱硝，由于循环流化床循环速度很快，短时间大量循环导致颗粒磨蚀严重，活性焦有效使用时间严重缩短，同时脱硫脱硝过程重叠，导致硫铵沉积严重降低脱硝效率。在上述专利技术专利(CN101856587A)基础上，专利技术专利(CN106621701A)一种烟气脱硫系统公开了一级鼓泡塔和二级快速流化床相结合的两级脱硫装置，可以部分解决上述专利问题，但是双塔结构增加了投资成本，同时鼓泡床密相床高限制了烟气硫浓度适用范围。
技术实现思路
针对目前现存技术存在诸多问题，本专利技术利用电厂原煤进行炭化活化制备颗粒活性焦，提出一种电厂煤制碎焦的原位脱硫脱硝装置及其方法，其与粉焦相比颗粒活性焦利用周期更长；利用高容积率的多层床技术替代低容积率的普通流化床。本专利技术提出的一种电厂煤制碎焦的原位脱硫脱硝装置，包括：炭化炉(1)、活化炉(2)、脱硫脱硝塔(3)、解析塔(4)、蓄热燃烧炉(6)、锅炉(7)、除尘器Ⅰ(8)、冷却器Ⅰ(9)和冷却器Ⅱ(10)，其中，炭化炉(1)下端连接活化炉(2)上端，活化炉(2)下端连接冷却器Ⅰ(9)入口，冷却器Ⅰ(9)出口连接脱硫脱硝塔(3)上端，脱硫脱硝塔(3)下端连接解析塔(4)上端，解析塔(4)下端连接冷却器Ⅱ(10)入口，冷却器Ⅱ(10)出口连接脱硫脱硝塔(3)，炭化炉(1)、活化炉(2)两反应炉气体合并后进入蓄热燃烧炉(6)，蓄热燃烧炉(6)出口连接锅炉(7)入口，锅炉出口连接除尘器Ⅰ(8)入口。进一步地，炭化炉(1)、活化炉(2)、脱硫脱硝塔(3)、解析塔(4)均采用多层床反应器(14)，其上下层物料输运均采用返料结构(15)，在所述多层床反应器(14)上部加设旋转加速器(16)。进一步地，脱硫脱硝塔(3)烟气出口连接有除尘器Ⅱ(11)，烟气除尘后经引风机抽至烟囱。进一步地，多层床反应器(14)的返料结构为外置返料阀或螺旋输送结构。进一步地，炭化炉(1)或所述活化炉(2)燃烧方式为内热式或外热式。进一步地，解析塔(4)依次连接有除尘器Ⅲ(12)和制酸单元(5)。进一步地，活化炉(2)的活化剂为蒸汽、空气、富含SO2解析气，优选富含SO2解析气。进一步地，脱硫脱硝塔(3)分为脱硫区和脱硝区，脱硝区设置颗粒焦脱硝和粉焦脱硝。进一步地，旋转加速器(16)设置5-10层，优选5层。进一步地，解析塔(4)设置多区解析，底部为颗粒焦解析，上部为粉焦解析。进一步地，所述的原位脱硫脱硝装置还包括冷却分离器(13)，所述冷却分离器(13)与活化炉(2)顶部连接。进一步地，蓄热燃烧炉(6)内部设置稳燃锥，稳燃锥可以设置1-5层，优选2层；本专利技术提出的一种电厂煤制碎焦的原位脱硫脱硝方法，包括：步骤一，碎煤直接输送到炭化炉(1)上端，自上而下进行炭化，炭化温度为450℃-650℃，空气自下而上与炭化料进行逆向接触，炭化炉自下而上温度梯度逐渐降低，出口温度为200-400℃，炭化炉(1)上边气体出口形成的热解气进入蓄热燃烧炉(6)燃烧；步骤二，炭化料从炭化炉(1)下端进入活化炉(2)上端，炭化料在活化炉(2)自上而下与活化剂进行逆向接触，活化温度900-1100℃，活化剂自下而上活化炭化料，活化过程形成水煤气，活化炉(2)出口水煤气与炭化炉(1)出口热解气汇合后进入蓄热燃烧炉(6)进行燃烧；步骤三，活性焦从活化炉(2)下端出来经冷却器Ⅰ(9)进入脱硫脱硝塔(3)上端，在脱硫脱硝塔(3)中活性焦自上而下与烟气自下而上进行逆向接触，温度100-200℃，脱硫脱硝塔(3)上部为脱硝区，氨气在上部喷入，净化后烟气从脱硫脱硝塔(3)的塔顶离开进入除尘器Ⅱ(11)除尘后抽至烟囱；步骤四，吸附饱和活性焦自脱硫脱硝塔(3)下端出来，然后输运到解析塔(4)上端，饱和活性焦自上而下进行解析，解析温度为380-500℃，解析完全的活性焦自解析塔(4)下端经冷却器Ⅱ(10)进入脱硫脱硝塔(3)上端。有益效果本专利技术的一种电厂煤制碎焦的原位脱硫脱硝装置及其方法主要优势：(1)全生命周期利用，电厂碎煤就地进行炭化，形成热解气和半焦，半焦进行活化制备活性焦，热解气进行燃烧为活化以及脱硫脱硝系统提供热源，破碎活性焦在进行脱硫脱硝热再生过程中不断磨蚀形成细粉，无法实现循环的细粉进入热解气燃烧炉系统进行燃烧供热，从而实现电厂碎煤分级利用综合处置的全生命周期利用；(2)多层床炭化活化，分别采用多层床作为炭化反应器和活化反应器，颗粒煤炭化与活化过程是一个时间与温度演变造孔过程，孔道形成一方面是内部化合键比较弱的分子脱离过程，另一方面是水蒸气或者其他气体与煤炭中易反应官能团反应过程，反应进程不同孔道结构不同。与传统斯列普炉、回转窑相比，传热传质均匀，热容量大，单位设备利用率高。与单层流化床相比，反应器容积率更大，停留时间更容易控制，反应进程更容易调节；(3)分区脱硫脱硝，在多层床反应器中进行分区脱硫脱硝，碎焦与烟气进行逆向接触，首先进行吸附脱硫，脱硫后烟气在上部床本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电厂煤制碎焦的原位脱硫脱硝装置，其特征在于，包括：炭化炉(1)、活化炉(2)、脱硫脱硝塔(3)、解析塔(4)、蓄热燃烧炉(6)、锅炉(7)、除尘器Ⅰ(8)、冷却器Ⅰ(9)和冷却器Ⅱ(10)，其中，炭化炉(1)下端连接活化炉(2)上端，活化炉(2)下端连接冷却器Ⅰ(9)入口，冷却器Ⅰ(9)出口连接脱硫脱硝塔(3)上端，脱硫脱硝塔(3)下端连接解析塔(4)上端，解析塔(4)下端连接冷却器Ⅱ(10)入口，冷却器Ⅱ(10)出口连接脱硫脱硝塔(3)，炭化炉(1)、活化炉(2)两反应炉气体合并后进入蓄热燃烧炉(6)，蓄热燃烧炉(6)出口连接锅炉(7)入口，锅炉出口连接除尘器Ⅰ(8)入口。/n

【技术特征摘要】
1.一种电厂煤制碎焦的原位脱硫脱硝装置，其特征在于，包括：炭化炉(1)、活化炉(2)、脱硫脱硝塔(3)、解析塔(4)、蓄热燃烧炉(6)、锅炉(7)、除尘器Ⅰ(8)、冷却器Ⅰ(9)和冷却器Ⅱ(10)，其中，炭化炉(1)下端连接活化炉(2)上端，活化炉(2)下端连接冷却器Ⅰ(9)入口，冷却器Ⅰ(9)出口连接脱硫脱硝塔(3)上端，脱硫脱硝塔(3)下端连接解析塔(4)上端，解析塔(4)下端连接冷却器Ⅱ(10)入口，冷却器Ⅱ(10)出口连接脱硫脱硝塔(3)，炭化炉(1)、活化炉(2)两反应炉气体合并后进入蓄热燃烧炉(6)，蓄热燃烧炉(6)出口连接锅炉(7)入口，锅炉出口连接除尘器Ⅰ(8)入口。


2.根据权利要求1所述的原位脱硫脱硝装置，其特征在于，所述炭化炉(1)、活化炉(2)、脱硫脱硝塔(3)、解析塔(4)均采用多层床反应器(14)，其上下层物料输运均采用返料结构(15)，在所述多层床反应器(14)上部加设旋转加速器(16)。


3.根据权利要求1或2所述的原位脱硫脱硝装置，其特征在于，所述脱硫脱硝塔(3)烟气出口连接有除尘器Ⅱ(11)，烟气除尘后经引风机抽至烟囱。


4.根据权利要求2所述的原位脱硫脱硝装置，其特征在于，所述多层床反应器(14)的返料结构为外置返料阀或螺旋输送结构。


5.根据权利要求1或2所述的原位脱硫脱硝装置，其特征在于，所述炭化炉(1)或所述活化炉(2)燃烧方式为内热式或外热式。


6.根据权利要求1或2所述的原位脱硫脱硝装置，其特征在于，所述解析塔(4)依次连接有除尘器Ⅲ(12)和制酸单元(5)。


7.根据权利要求1所述的原位脱硫脱硝装置，其特征在于，所述活化炉(2)的活化剂为蒸汽、空气、富含SO2解析气，优选富含SO2解析气。


8.根据权利要求1所述的原位脱硫脱硝装置，其特征在于，所述脱硫脱硝塔(3)分为脱硫区和脱硝区，脱硝...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚常斌，董鹏伟，韦亮，程俊峰，王玉山，张开元，
申请(专利权)人：北京清新环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11