一种生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及烟气处理技术领域，尤其涉及一种生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统及方法。该系统包括炉内脱硝装置、第一除尘装置和脱硫装置；炉内脱硝装置、第一除尘装置和脱硫装置依次连接；除尘装置和脱硫装置之间还设置分别与除尘装置和脱硫装置相连的臭氧脱硝装置。该方法包括将待处理的烟气炉内脱硝装置脱硝后通入第一除尘装置进行除尘；再依次通入臭氧脱硝装置和脱硫装置进行复合脱硝脱硫后排出。本发明专利技术提供的系统和方法解决了现有技术不能有效除尘、除SO

【技术实现步骤摘要】
一种生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统及方法
本专利技术涉及烟气处理
，尤其涉及一种生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统及方法。
技术介绍
生物质锅炉烟气中除了含有常规的氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)、粉尘污染物以外，还含有大量的三氧化硫(SO3)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、钠(Na)、钾(K)等污染物。由于生物质锅炉的烟气中污染物种类多，治理情况非常复杂。因此对锅炉烟气进行有效的脱硝、脱硫、除尘，对环境保护具有重要意义。目前，炉内烟气脱硝技术主要有：煤粉浓缩燃烧法、空气分级燃烧法、选择性催化还原法等。煤粉浓缩燃烧法、空气分级燃烧法虽然能够减少氮氧化物(NOx)的排放量，但存在燃烧不完全、腐蚀、结焦、磨损和堵管等一系列问题。选择性催化还原法是利用氨的还原性，在催化剂的作用下将氮氧化物(NOx)还原为对大气环境没有多大影响的氮气和水。虽然该工艺的氮氧化物(NOx)脱除效率较高，但是作为还原剂的NH3会与SO2反应生成具有腐蚀性的硫酸铵，对锅炉造成腐蚀，并且该技术投资和运行费用都比较巨大。湿法脱硫方法与氨法脱硫方法都是目前常规的脱硫技术。湿法脱硫方法虽然能够高效利用脱硫剂，能够处理高浓度的SO2，但是也带来废水、白色烟羽和低温腐蚀的问题，而且该方法还存在无法将PM2.5以下颗粒脱除干净及SO3无法脱除等问题。氨法脱硫方法虽然能够减少SO2的排放量，但是在脱硫的过程中会产生无法完全消除的有色烟羽，并且氨法排出的烟气中粉尘浓度较高，致使粉尘排放浓度实际超标。综上所述，在本领域中煤粉浓缩燃烧脱硝法和空气分级燃烧脱硝法存在燃烧不完全、腐蚀、结焦、磨损和堵管等问题，选择性催化还原脱硝法生成的副产物对锅炉具有腐蚀性。湿法脱硫方法和氨法脱硫方法均会产生有色烟羽，而且湿法脱硫方法存在产生废水、低温腐蚀的问题，氨法脱硫方法还会产生较高浓度的粉尘。因此，提供一种能高效去除氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)以及其他多种无污染物(如SO3、HCl、HF、重金属以及呋喃等)，还能有效除尘的锅炉脱硝脱硫系统及方法是本领域亟待解决的一个技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统及方法，解决目前烟气脱硝脱硫除尘技术效率低、成本高以及不能去除氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)等其他污染物的问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统，包括炉内脱硝装置、第一除尘装置和脱硫装置。所述炉内脱硝装置、所述第一除尘装置和所述脱硫装置依次连接；所述第一除尘装置和所述脱硫装置之间还设置分别与所述第一除尘装置和所述脱硫装置相连的臭氧脱硝装置。烟气经炉内脱硝装置后可初步脱硝，脱硝效率可达50％。初步脱硝后的烟气经过第一除尘装置的预除尘和臭氧脱硝装置的臭氧氧化，再进入脱硫装置进行最终的脱硝脱硫除尘。所述脱硫装置优选采用稳定循环流化床(简称WCFB)技术，WCFB除了具有循环流化床(CFB)优良的传热、传质特点外，可优选在反应塔内加装紊流装置，加上外部循环，加大了固体颗粒的碰撞、摩擦，从而提高了吸收剂的利用率；烟气在反应塔内的停留时间较长，使二氧化硫(SO2)与吸收剂能得到充分的混合，提高了脱硫效率，且99％以上的脱硫反应均在反应塔内完成；较低的反应塔内流速使反应塔内不会产生磨损；因吸收剂为干态，床温只取决于喷水量的多少，不受进口烟气中SO2浓度和量的制约，能非常方便的将床温控制在理想状态，防止床温偏低时设备的腐蚀；反应塔内优良的混合条件及专有的水喷嘴，使塔内的水分迅速蒸发，所以，反应塔及其它设备不会产生粘结和堵塞；反应塔内及后部设备烟温大于70℃，高于烟气露点温度20℃以上，无需烟气的再加热，不会产生低温腐蚀，反应塔内及后部设备使用普通碳钢材料且不用防腐；WCFB可动部件少，易损件少(水喷嘴故障时可在运行中更换)，整个装置可用率高；在煤的含硫量增加或要求提高脱硫效率时，无需增加任何设备，仅向反应塔内增加吸收剂即可；可以不另设烟气旁路，当烟气脱硫(FGD)停运时，反应塔直接作为烟气旁路使用，操作简便，又减少了初投资；锅炉负荷大范围(60-100％)变化时，WCFB仍可正常运行，变负荷能力强，脱硫装置启停对锅炉的正常运行无影响，在低于60％负荷时才启用烟气再循环。运行时的反应塔阻力降低到1200-1500Pa，低于其他CFB技术，可减少引风装置电耗。经过脱硝脱硫除尘后，烟气的脱硝效率可达80％-95％，脱硫效率可达95％，除尘效率可达99％以上，重金属、呋喃、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)的去除率超过99％。经过所述脱硫装置处理后的烟气透明，没有有色烟羽，并且硝脱硫除尘过程不产生废水。系统运行电耗低，耗水量小。进一步的，所述臭氧脱硝装置包括臭氧发生器和用于设置在烟气输送管道的气体混合装置；所述臭氧发生器与所述气体混合装置连通。臭氧发生器产生的臭氧通过气体混合装置与烟气可实现充分的混合，高效的混合效果提高了脱硝的效率。进一步的，所述臭氧发生器包括氧气入口、放电室、臭氧出口和电源；所述氧气入口与所述放电室连通，所述电源与所述放电室电连接。臭氧发生器选用航天材料——铝镁钛合金材料，相比传统材料，机械性能得到了极大提升，包括强度、韧性、导热性能、抗裂纹扩展能力等，经过特有的表面陶瓷化处理，使得地电极具有极强的抗氧化能力，保证系统长时间连续运行不会出现被腐蚀的情况，并且保证长时间臭氧浓度产量不衰减。放电室的放电间隙为≤0.2mm，窄的工作气隙有助于此板式结构模式的层流气体散热。窄的工作气隙有助于提高微放电密度从而提高产率。超短的工作气体电离流程，有利降低功耗，缩小设备体积。放电室的密封采用了耐腐蚀性且完全阻燃的橡胶材料，在放电间隙和高压电极上覆盖一层密封胶垫后，周边另外装有两圈交错安装的密封胶圈，多级密封保证了放电室的密封可靠性。板式结构放电室采用了电子级的高品质复合陶瓷介质(高铝陶瓷)导热基板，均质且介电强度高，因此可以使用高频率的电源，从而大幅提高氧化产率。由于陶瓷介质导热基板可以做很薄，与导热陶瓷垫片叠层式装配结构相结合，因此容易制成0.2mm窄的均匀放电间隙。所述臭氧发生器选择的放电室的结构为板式，板式可以做到更小的电晕间隙，可以提高臭氧产量，降低能耗，提高效率。臭氧发生器高压电极选用银、钯金、钛等贵金属材料经特殊印刷与烧结工艺于陶瓷介质紧密结合，形成均布的高压电极，外涂保护浆料，能有效保证高压电极在放电过程中不被腐蚀、氧化，为臭氧发生器稳定运行提供保障。进一步的，所述臭氧脱硝装置还包括换热装置，所述换热装置与所述臭氧发生器连接。臭氧发生器的大部分电能并不是用来生成臭氧而是转变成热量，如果这部分热量得不到有效的散失，臭氧发生器放电间隙的温度会持续升高甚至超过设计的运行温度。高温不利于臭氧的产生而利于臭氧的分解，导致臭氧产量和浓度下降。对于所述换热装置，优选采用闭环冷却水系统，冷却方式为板式换热器冷却。进一步的，所述电源的工作频率在8-10kHZ，工作电压30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统，其特征在于，包括：炉内脱硝装置(1)、第一除尘装置(2)和脱硫装置；/n所述炉内脱硝装置(1)、所述第一除尘装置(2)和所述脱硫装置依次连接；所述第一除尘装置(2)和所述脱硫装置之间还设置分别与所述第一除尘装置(2)和所述脱硫装置相连的臭氧脱硝装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统，其特征在于，包括：炉内脱硝装置(1)、第一除尘装置(2)和脱硫装置；
所述炉内脱硝装置(1)、所述第一除尘装置(2)和所述脱硫装置依次连接；所述第一除尘装置(2)和所述脱硫装置之间还设置分别与所述第一除尘装置(2)和所述脱硫装置相连的臭氧脱硝装置。


2.根据权利要求1所述的生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统，其特征在于，所述臭氧脱硝装置包括臭氧发生器(3)和用于设置在烟气输送管道(13)的气体混合装置(4)；所述臭氧发生器(3)与所述气体混合装置(4)连通。


3.根据权利要求2所述的生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统，其特征在于，所述臭氧发生器(3)包括氧气入口(23)、放电室(25)、臭氧出口(24)和电源(26)；
所述氧气入口(23)与所述放电室(25)连通，所述电源(26)与所述放电室(25)电连接。


4.根据权利要求3所述的生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统，其特征在于，还包括换热装置(29)，所述换热装置(29)与所述臭氧发生器(3)连接。


5.根据权利要求3或4所述的生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统，其特征在于：所述电源(26)的工作频率在8-10kHZ，工作电压3000V-4000V。


6.根据权利要求5所述的生物质锅炉脱硝脱硫除尘系统，其特征在于，所述脱硫装置包括反应塔(7)、吸收剂存放装...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆欣，王秉坤，宋红兵，肖志均，谭效德，赵国新，詹蓓蓓，陈慧雁，刘强，旷钐，
申请(专利权)人：大唐环境产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11