一种高效脱硫脱硝系统及方法技术方案

本发明专利技术的脱硫脱硝系统在燃烧锅炉的下游侧，依次设置连接SO3还原催化剂床、脱硝塔、加热器、除尘器、用于热交换的热交换器、湿式脱硫塔、烟气塔。热交换器用于热量交换、回收并储存热能；SO3还原催化剂床设置在燃烧锅炉的下游侧和脱硝塔的上游侧。本发明专利技术脱硫脱硝方法在上游侧去除了腐蚀性强的SO3气体，降低了烟气对设备的腐蚀作用；同时使用热交换器让烟气冷却，提高了湿法脱硫除SO2的效率。的效率。的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高效脱硫脱硝系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种脱硫脱硝的系统及方法，具体地涉及一种同时去除烟气中氮氧化物和硫氧化物的系统和方法。

技术介绍

[0002]锅炉烟气中含有大量的硫和氮的氧化物，如果直接排放至大气中，会形成严重的大气污染。现有技术中，对降低烟气中的硫化物主要采用的方法有干法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和湿法烟气脱硫，上述方法的基本原理都是使烟气中的SO2与碱发生中和反应。湿法脱硫技术是指通过使烟气中的SO2与碱性溶液发生反应，从而去除烟气中硫化物的方法。湿法脱硫技术脱硫效率较高，吸收剂的利用率也比较高。脱硝技术一般利用催化还原的方法，利用还原剂将NOx还原成N2，再进行排放。
[0003]CN103611398A公开了一种高效的海水烟气脱硫脱硝方法，属于烟气脱硫脱硝领域，包括海水脱硫吸收塔，包括以下步骤：在烟气进入海水脱硫吸收塔之前，先采用NO氧化剂将NO氧化成能溶于海水的NO2，同时部分SO2氧化成SO3，然后再采用SO3预脱除剂碳酸氢盐预先脱除SO3以及部分氮氧化物和SO2，在海水脱硫吸收塔内，烟气被海水洗涤，未反应完的NO氧化剂、SO3预脱除剂及SO3预脱除过程中的副产物也溶入洗涤后的海水中，脱硫脱硝后的海水通过海水恢复系统水质恢复达标后排入大海。该专利技术能够同时脱硫脱硝，且具有较高的脱硫脱硝效率；具有烟气脱硫脱硝一体化、投资和运行成本低、装置/系统运行稳定、安全性和可靠性高等特点。
[0004]CN110762520A涉及一种煤燃烧高效脱硫、脱硝的方法，涉及清洁燃烧的技术领域，包括以下步骤：煤从循环流化床锅炉的进煤管喷入且在炉膛中进行燃烧，在炉膛内喷入脱硫剂，在炉膛的排出口且位于旋风分离器入口处喷入脱硝剂。通过脱硫剂和脱硝剂除去烟气中的SO3、NOx，降低了排放气体中SO2、NOx的量，满足低于国家规定的超低排放浓度的标准。
[0005]CN105642098A公开了一种脱硫脱硝方法，采用的系统包括一塔体，所述塔体的下部设有烟气进口，对应烟气进口的下方位置于所述塔体内设有氧化段，对应烟气进口的上方位置于所述塔体内按由下至上的顺序依次设有浓缩段、吸收段、净化水洗段和除雾段，还公开一种前述脱硫脱硝系统的脱硫脱硝方法以。提供的脱硫脱硝系统结构设计巧妙、合理，有效解决了运行成本高的问题，而且工艺稳定，吸收、浓缩结晶整体运行，无任何废液排放，限制氨逃逸排放，彻底解决氨逃逸及气溶胶问题。本专利技术提供的脱硫脱硝方法，工艺步骤简易，不仅实现脱硫和脱硝的效果，且具有脱硫脱硝效率高，节能环保，成本低，操作安全稳定的特点，能实现变废为宝，是今后环保脱硫发展的重点方向。
[0006]现有技术脱硫脱硝的系统和方法，对烟气中的SO3缺乏有效的去除手段，往往将所有的硫氧化物及氮氧化物会在同一道工序中处理，这就造成了有害气体去除的效率不高，特别是SO3的残留较多，不但对大气污染的较为严重，而且含有强腐蚀性的SO3的烟气也会使下游侧的催化剂的失效以及设备腐蚀。

技术实现思路

[0007]本专利技术开发出一种脱硫脱硝系统及方法，能够高效地除去排放烟气中氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SO3以及SO2)。为实现上述效果，专利技术人通过以下设计来获得本专利技术技术手段：
[0008]通过在本专利技术的系统中，将SO3还原催化剂和脱硝催化剂依次连接(串联布置)，优选的，用于除去原料烟气中的硫氧化物以及氮氧化物是通过使用催化剂，而其特征在于，硫氧化物去除工序设置在在上游侧和而氮氧化物去除工序设置在下游侧，并且两道工序被依次、紧接、串联地布置在本系统中的烟气的流动方向。
[0009]本专利技术中，使用氨作为还原剂，来处理氮氧化物以及硫氧化物。优选的，在SO3还原后，SO3还原催化剂床的下游侧出口处的NH3浓度相对于SO3的量为不低于1。
[0010]本专利技术中，在烟气的处理方法及脱硫脱硝系统中，含有氮氧化物(NOx)和三氧化硫(SO3)，NOx和SO3可通过还原反应高效地同时被除去。因此，在烟气中根据本专利技术的系统处理，由于系统中上游侧SO3已被去除，下游侧的脱硝塔中的脱硝催化剂的不容易于中毒或失效，从而本专利技术脱硫脱硝的系统具有以下优点，例如整个系统简单易用，便于维修，使用寿命长。
[0011]在本专利技术的烟气处理方法中，SO3还原过程被设置在上游侧脱硝反应先于进行的，脱硝过程相对于烟气的流动方向上的下游侧进行对含有氮氧化物烟气。在SO3还原的前段工序过程中，氨NH3作为一种还原剂，通过外加的氨源添加注入。其中，NH3加入过程中，氨应该被添加到所述烟气气体中，NH3氨相对于氮氧化物(NOx)的摩尔比，优选为1.5以上。由于NH3添加到烟气时是SO3还原反应发生时，因此该段工序即SO3还原工序中，氨的浓度是相对高的。在SO3还原过程中，SO3在催化剂作用下还原。如之前所述，通过使用NH3作为还原剂，则SO3还原进行还原反应(SO3在氨以及富氧空气存在的条件下，被转化为SO2)。因此在前段工序中，SO3还原反应完成。在SO3还原过程完全成后，优选的，在SO3还原催化剂床的下游出口处的NH3浓度控制为相对于NOx含量为不低于1。因为如果NH3的浓度过低，在下游侧的脱硝过程，因为还原剂不足，氮氧化物去除的效果会变差。在本系统中的后段的氮氧化物去除工序中，氮氧化物被氨还原剂在脱硝催化剂存在的条件下，还原成N2。
[0012]在本系统中，当SO3以及NOx两段还原工序完成后，如果还存在残留的过量的氨，在富氧空气存在条件下，将其氧化成N2。在本专利技术中，SO3还原过程通常设置在脱硝过程的上游侧。因此需要控制在SO3还原过程的后续阶段和脱硝过程的先前阶段根据反应需要添加预定量的氨。在排气气体脱硝处理后，NOx和SO3两者都被还原除去，并且加入的NH3也被去除。在本专利技术中，烟气气体的NOx和SO3被还原除去，从而消除了腐蚀性强的SO3气体，即使烟气通过下游设备，例如除尘器和湿式脱硫器，即使烟气中含有SO2气体(对设备的腐蚀性相对SO3要弱的多)，对设备的腐蚀作用也会被大大降低。
[0013]本专利技术中，使用湿式脱硫器对含有SO2的烟气湿法脱硫前，优选的，使用热交换器让烟气冷却，以便湿法脱硫除SO2的效率更高(高温气体与喷洒的脱硫剂溶液混合时容易产生水气和烟雾，影响反应进行)。优选的，湿法脱硫后，在排至大气中前将之前热交换储存回收的热量再次用来加热烟气，更一步进净化烟气，同时使烟气在烟囱中的流体动能增加，更加顺利地排放到大气，减少烟囱中流体的阻塞。
[0014]具体的，本专利技术提供的方案为：
[0015]一种高效脱硫脱硝的系统，其特征在于，
[0016]在燃烧锅炉的下游侧，依次设置连接SO3还原催化剂床、脱硝塔、加热器、除尘器、用于热交换的热交换器、湿式脱硫塔；
[0017]所述燃烧锅炉的上游侧设置原料烟气以及富氧空气的连接入口；
[0018]所述SO3还原催化剂床设置在燃烧锅炉的下游侧和脱硝塔的上游侧，SO3还原催化剂床的上游侧还连接了储氨罐，所述储氨罐将氨注入SO3还原催化剂床；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效脱硫脱硝的系统，其特征在于，在燃烧锅炉的下游侧，依次设置连接SO3还原催化剂床、脱硝塔、加热器、除尘器、用于热交换的热交换器、湿式脱硫塔；所述燃烧锅炉的上游侧设置原料烟气以及富氧空气的连接入口；所述SO3还原催化剂床设置在燃烧锅炉的下游侧和脱硝塔的上游侧，SO3还原催化剂床的上游侧还连接了储氨罐，所述储氨罐将氨注入SO3还原催化剂床；其中，所述热交换器用于热量交换、回收并储存热能，其上下游连接顺序依次是除尘器、热交换器、湿式脱硫塔，所述湿式脱硫塔出口依次连接热交换器、烟气塔。2.根据权利要求1所述的一种高效脱硫脱硝的系统，其特征在于，所述储氨罐与SO3还原催化剂床的的连接方式可使用多个注入管或多个喷嘴。3.根据权利要求2所述的一种高效脱硫脱硝的系统，其特征在于，所述多个喷嘴垂直于气流平行地布置。4.根据权利要求1所述的一种高效脱硫脱硝的系统，其特征在于，所述SO3还原催化剂床中，放置Ru作为活性金属负载在载体上的催化剂，所述载体为选自二氧化钛、二氧化硅和沸石中的至少一种或其组合。5.根据权利要求4所述的一种高效脱硫脱硝的系统，其特征在于，所述催化剂的形状为蜂窝状。6.根据权利要求1所述的一种高效脱硫脱硝的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田富军，林治成，王灿，
申请(专利权)人：福建三宝钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：