專利名稱：煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煙氣循環(huán)流化床工藝是一種較新的干法脫硫方法；由于它具有系統(tǒng)簡單、脫除效率較高、節(jié)水、二次污染物排放較少、設 備投資和運行費用較低等特點，目前被認為是一種很有前景的煙氣脫硫技術(shù)，并得到了工業(yè)化應用德國LURGI公司開發(fā)的煙氣脫硫技術(shù)、德國WU LFF公司在LURGI技術(shù)基礎上改造后的RCFB脫硫技術(shù)、丹麥F. L. SMITH公司開發(fā)的GSA煙氣脫硫技術(shù)、ABB公司開發(fā)的NID脫硫工藝。但是上述技術(shù)都不具備脫氮功能。對于氮氧化物控制而言，一般的成熟工藝是在脫硫裝置后面加裝一套脫氮裝置，如選擇性催化還原或選擇性非催化還原，從而實現(xiàn)聯(lián)合脫硫脫氮，這是分級治理方式。這種方式不僅占地面積大，而且投資和運行費用高，難以廣泛應用。為了降低煙氣凈化費用，開發(fā)同時脫硫脫氮新技術(shù)，新設備已經(jīng)成為大氣污染控制領(lǐng)域中具有前沿性的研究方向。國內(nèi)外已有較多相關(guān)研究，但大多存在技術(shù)和經(jīng)濟方面的欠缺，難以發(fā)展成為較為實用的技術(shù)。因此如何經(jīng)濟有效的改善脫硫脫氮技術(shù)，是市場需求創(chuàng)造的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
針對業(yè)界的上述需求，本發(fā)明提出了一種煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)，包括循環(huán)流化床鍋爐，所述循環(huán)流化床鍋爐采用床下點火方式，且所述循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生的煙氣從頂部煙道排出；除塵設備，與所述循環(huán)流化床鍋爐的頂部煙道連通，并對所述煙氣進行除塵操作；烘干塔，與所述除塵設備相連接并具有煙氣采樣口 ；硫化物和氮化物檢測器，從所述煙氣采樣口進行采樣以檢測硫化物和氮化物含量；以及控制裝置，根據(jù)所述硫化物和氮化物檢測器的檢測結(jié)果控制所述循環(huán)流化床鍋爐前端的脫氮裝置。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，在上述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)中，進一步包括物料庫，所述循環(huán)流化床鍋爐從所述物料庫接收物料；其中，所述脫氮裝置設置于所述物料庫和所述循環(huán)流化床鍋爐之間。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，在上述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)中，所述脫氮裝置內(nèi)設置有以粉煤灰和Ca (OH)為基礎的高活性吸收劑。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，在上述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)中，進一步包括脫硫裝置，設置于所述循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的文丘里管的出口擴管段，其中，所述脫硫裝置與所述控制裝置信號連接，且所述控制裝置根據(jù)所述硫化物和氮化物檢測器的檢測結(jié)果控制所述脫硫裝置。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，在上述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)中，所述脫硫裝置為一管道噴水裝置，其中所述管道噴水裝置噴出的水與所述煙氣接觸后快速汽化，以創(chuàng)造露點以上20 30° C的化學反應溫度條件，以使二氧化硫與氫氧化鈣的反應轉(zhuǎn)化為瞬間完成離子型反應。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，在上述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)中，在所述控制裝置的控制下，所述脫硫裝置和脫氮裝置同時工作。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，在上述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)為可編程控制器。本發(fā)明利用了以粉煤灰為基礎物質(zhì)制備的高活性吸收脫除SO2和NOX的機理，通過制劑噴射的方式，解決高活性收劑脫除效率。實驗表明，本發(fā)明的技術(shù)在干法管道噴射煙 氣脫硫脫氣情況下，具有84%左右的脫硫效率以及40%左右的脫氣效率，同時在最佳試驗工況條件下，具備脫硫脫氮效率分別為92. 3%、60. 8%。應當理解，本發(fā)明以上的一般性描述和以下的詳細描述都是示例性和說明性的，并且旨在為如權(quán)利要求所述的本發(fā)明提供進一步的解釋。


附圖主要是用于提供對本發(fā)明進一步的理解。附圖示出了本發(fā)明的實施例，并與本說明書一起起到解釋本發(fā)明原理的作用。附圖中圖I示意性地示出了本發(fā)明的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案。圖I示意性地示出了本發(fā)明的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，本發(fā)明的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)100主要包括循環(huán)流化床鍋爐101、除塵設備102、烘干塔103、硫化物和氮化物檢測器104、控制裝置105以及脫氮裝置106。循環(huán)流化床鍋爐101采用床下點火方式且該循環(huán)流化床鍋爐101產(chǎn)生的煙氣從頂部煙道排出。例如，該循環(huán)流化床鍋爐101可以采用床下點火(油或煤氣)，分級燃燒，一次風比率占50—60%，飛灰循環(huán)為低倍率，中溫分離灰渣排放采用干式，分別由水冷螺旋出渣機、灰冷卻器及除塵器灰斗排出。爐膛是保證燃料充分燃燒的關(guān)鍵，采用湍流床，使得流化速度在3. 5-4. 5m/s，并設計適當?shù)臓t膛截面，在爐膛膜式壁管上鋪設薄內(nèi)襯(高鋁質(zhì)磚)，即使鍋爐燃燒用不同燃料時，燃燒效率也可保持在98— 99%以上。高溫分離器入口煙溫在800°C左右，旋風筒內(nèi)徑較小，結(jié)構(gòu)簡化，筒內(nèi)僅需一層薄薄的防磨內(nèi)襯(氮化娃磚)。其使用壽命較長。循環(huán)倍率為10—20左右。循環(huán)灰輸送系統(tǒng)主要由回料管、回送裝置，溢流管及灰冷卻器等幾部分組成。床溫控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程是自動的。在整個負荷變化范圍內(nèi)始終保持濃相床床溫850-950°C間的某一恒定值，這個值是最佳的脫硫溫度。當自動控制不投入時，靠手動也能維持恒定的床溫。接著，除塵設備102從所述循環(huán)流化床鍋爐101的頂部煙道接收煙氣，并對所述煙氣進行除塵操作。經(jīng)除塵操作的煙氣將被輸送到烘干塔103。烘干塔103具有煙氣采樣口107，硫化物和氮化物檢測器104可以從所述煙氣采樣口 107進行采樣以檢測硫化物和氮化物含量。最后，控制裝置105，例如一可編程控制器，將根據(jù)所述硫化物和氮化物檢測器104的檢測結(jié)果控制所述循環(huán)流化床鍋爐前端的脫氮裝置106。此外，較佳地，如圖I所示，上述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)100可以進一步包括物料庫108。其中，所述循環(huán)流化床鍋爐101從所述物料庫108接收物料,且所述脫氮裝置106設置于所述物料庫108和所述循環(huán)流化床鍋爐101之間。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，本發(fā)明的脫氮裝置106內(nèi)設置有以粉煤灰和Ca(OH)為基礎的高活性吸收劑，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硫代硫酸鈉的脫氮劑。另一方面，上述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)100還可以包括脫硫裝置(未圖示)，該脫硫裝置設置于所述循環(huán)流化床鍋爐101內(nèi)的文丘里管的出口擴管段，其中所述脫硫裝置與所述控制裝置105信號連接，且所述控制裝置105根據(jù)所述硫化物和氮化物檢測器104的檢測結(jié)果控制所述脫硫裝置。 較佳地，所述脫硫裝置為一管道噴水裝置，其中從鍋爐空氣預熱器出來的溫度為120 180°C左右的煙氣，從底部通過文丘里管進入循環(huán)流化床吸收塔內(nèi)。在文丘里管出口擴管段設一套噴水裝置，創(chuàng)造了良好的脫硫反應溫度。循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)的主要化學反應原理如下由于S02與氫氧化鈣的顆粒在循環(huán)流化床中的反應過程，是一個外擴散控制的化學反應過程，通過氣固間大的滑落速度，強化了氣固間的傳質(zhì)、傳熱速率和氣固混合，從而滿足了二氧化硫與氫氧化鈣高效反應的條件要求。吸收塔的流化床中巨大表面積的、激烈湍動的顆粒，為注水的快速汽化和快速可控的降溫提供了根本保證，從而創(chuàng)造了良好的化學反應溫度條件(露點以上20 30° C)，使二氧化硫與氫氧化鈣的反應轉(zhuǎn)化為瞬間完成離子型反應。通過顆粒的激烈湍動導致顆粒之間不斷的碰撞，使脫硫劑氫氧化鈣顆粒的表面得到不斷的更新，以及脫硫灰的不斷再循環(huán)使用，從而大大提高了氫氧化鈣的利用率。特別是，本發(fā)明的一個特點在于在所述控制裝置的控制下所述脫硫裝置和脫氮裝置同時工作。本發(fā)明利用了以粉煤灰為基礎物質(zhì)制備的高活性吸收脫除SO2和NOX的機理，通過制劑噴射的方式，解決高活性收劑脫除效率。實驗表明，本發(fā)明的技術(shù)在干法管道噴射煙氣脫硫脫氣情況下，具有84%左右的脫硫效率以及40%左右的脫氣效率，同時在最佳試驗工況條件下，具備脫硫脫氮效率分別為92. 3%、60. 8%。綜上，本發(fā)明的特點至少在于制備了以粉煤灰、Ca (OH)為基礎物質(zhì)的新型高活性吸收劑；采用固定床方式和管道噴水方式，實現(xiàn)煙氣脫硫脫氮。上述實施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來實現(xiàn)或使用本發(fā)明的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護范圍并不被上述實施例所限，而應該是符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求
1.一種煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)，包括 循環(huán)流化床鍋爐，所述循環(huán)流化床鍋爐采用床下點火方式，且所述循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生的煙氣從頂部煙道排出； 除塵設備，與所述循環(huán)流化床鍋爐的頂部煙道連通，并對所述煙氣進行除塵操作； 烘干塔，與所述除塵設備相連接并具有煙氣采樣口； 硫化物和氮化物檢測器，從所述煙氣采樣口進行采樣以檢測硫化物和氮化物含量；以及 控制裝置，根據(jù)所述硫化物和氮化物檢測器的檢測結(jié)果控制所述循環(huán)流化床鍋爐前端的脫氮裝置。
2.如權(quán)利要求I所述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括 物料庫，所述循環(huán)流化床鍋爐從所述物料庫接收物料； 其中，所述脫氮裝置設置于所述物料庫和所述循環(huán)流化床鍋爐之間。
3.如權(quán)利要求2所述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)，其特征在于，所述脫氮裝置內(nèi)設置有以粉煤灰和Ca (OH)為基礎的高活性吸收劑。
4.如權(quán)利要求I所述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括 脫硫裝置，設置于所述循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的文丘里管的出口擴管段， 其中，所述脫硫裝置與所述控制裝置信號連接，且所述控制裝置根據(jù)所述硫化物和氮化物檢測器的檢測結(jié)果控制所述脫硫裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)，其特征在于，所述脫硫裝置為一管道噴水裝置，其中所述管道噴水裝置噴出的水與所述煙氣接觸后快速汽化，以創(chuàng)造露點以上20 30° C的化學反應溫度條件，以使二氧化硫與氫氧化鈣的反應轉(zhuǎn)化為瞬間完成離子型反應。
6.如權(quán)利要求5所述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)，其特征在于，在所述控制裝置的控制下，所述脫硫裝置和脫氮裝置同時工作。
7.如權(quán)利要求I所述的煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)為可編程控制器。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫氮系統(tǒng)，包括循環(huán)流化床鍋爐，所述循環(huán)流化床鍋爐采用床下點火方式，且所述循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生的煙氣從頂部煙道排出；除塵設備，與所述循環(huán)流化床鍋爐的頂部煙道連通，并對所述煙氣進行除塵操作；烘干塔，與所述除塵設備相連接并具有煙氣采樣口；硫化物和氮化物檢測器，從所述煙氣采樣口進行采樣以檢測硫化物和氮化物含量；以及控制裝置，根據(jù)所述硫化物和氮化物檢測器的檢測結(jié)果控制所述循環(huán)流化床鍋爐前端的脫氮裝置。本發(fā)明利用了以粉煤灰為基礎物質(zhì)制備的高活性吸收脫除SO2和NOX的機理，通過制劑噴射的方式，解決高活性收劑脫除效率。
文檔編號B01D53/60GK102755822SQ20121026611
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者喬峰, 余小寅, 劉家強, 劉曉民, 葉時勛, 張長梅, 徐錦斌, 朱偉達, 程建三, 謝海明, 鄭國寶, 陳偉民 申請人:上海市張江高科技園區(qū)新能源技術(shù)有限公司