本實(shí)用新型涉及一種鍋爐尾氣脫硫脫硝處理系統(tǒng)，具體涉及一種油田燃油注汽鍋爐尾氣的脫硫脫硝處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

20世紀(jì)80年代我國開始進(jìn)行稠油開采的研究工作，并從國外引進(jìn)油田注汽鍋爐進(jìn)行蒸汽驅(qū)油。隨著熱采規(guī)模的不斷擴(kuò)大，越來越多的油田注汽鍋爐投入使用。

注汽鍋爐根據(jù)燃料的不同主要分為燃?xì)忮仩t、燃油鍋爐、燃煤鍋爐三種。以勝利油田為例，目前燃油注汽鍋爐的數(shù)量占注汽鍋爐總量的70%以上。根據(jù)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，在用燃油鍋爐SO₂和NO_x的排放限值分別為300mg/m³和400mg/m³，新建燃油鍋爐SO₂和NO_x的排放限值分別為200mg/m³和250mg/m³。與此同時(shí)，國家及各地方政府對大氣污染物的排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格。

目前，燃油注汽鍋爐排放尾氣中的SO₂普遍高于1000mg/m³，NO_x的濃度也在500mg/m³左右，均超出排放指標(biāo)。由于環(huán)保規(guī)定對鍋爐污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格要求，油田燃油注汽鍋爐急需安裝尾氣脫硫脫硝處理裝置，以使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，否則已建燃油注汽鍋爐將面臨著關(guān)停的窘境，從而影響油田的正常生產(chǎn)。

燃油注汽鍋爐大部分為移動(dòng)式鍋爐，分散布置，鍋爐尾氣溫度較低（160～220℃），難以利用；煙氣中含有焦油成分，因此，開發(fā)一種適用于燃油注汽鍋爐的脫硫脫硝處理工藝顯得尤為迫切。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種節(jié)能環(huán)保的油田燃油注汽鍋爐尾氣脫硫脫硝處理系統(tǒng)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于二次換熱的油田燃油注汽鍋爐尾氣脫硫脫硝處理系統(tǒng)，主要包括脫硝塔、脫硫塔、堿液槽和換熱系統(tǒng)，所述脫硝塔的外壁設(shè)有混合噴槍，混合噴槍的入口分別與空氣鼓風(fēng)機(jī)和還原劑供應(yīng)管道連通，混合噴槍的噴頭伸入脫硝塔內(nèi)；脫硝塔的煙氣入口與注汽鍋爐的煙氣出口連通，脫硝塔的煙氣出口與換熱系統(tǒng)相連，換熱系統(tǒng)與脫硫塔的煙氣入口相連，脫硫塔的煙氣出口與煙囪連通；脫硫塔內(nèi)部布置有噴淋機(jī)構(gòu)，噴淋機(jī)構(gòu)的噴嘴與通過第一管道與堿液槽連通；脫硫塔的底部開設(shè)有廢液出口，廢液出口與污水池連通。

按上述方案，所述換熱系統(tǒng)包括第一換熱器、第二換熱器和第一四通接頭，所述脫硝塔的煙氣出口與第一換熱器的熱源入口連通，第一換熱器的熱源出口與脫硫塔的煙氣入口連通；第一換熱器的冷源入口與第一四通接頭的第一出口連通，所述第一換熱器的冷源出口與第二換熱器的熱源入口連通，第二換熱器的熱源出口與堿液槽連通；第二換熱器的冷源入口與軟化水供應(yīng)管道連通，第二換熱器的冷源出口與注汽鍋爐的軟化水入口連通；第一四通接頭的入口通過第二管道與脫硫塔的廢液出口連通，第一四通接頭的第二出口與污水池連通，第一四通接頭的第三出口與第一管道連通。

按上述方案，所述脫硫塔安設(shè)有液位計(jì)，所述第二管道上安設(shè)有流量控制閥，液位計(jì)與流量控制閥相連。

按上述方案，所述還原劑供應(yīng)管道內(nèi)提供的還原劑為液氨、氨水、尿素中的一種。

按上述方案，所述脫硝塔內(nèi)上部布置有活性炭過濾層；在活性炭過濾層的下方間隔布置有催化劑填料層，所述催化劑填料層內(nèi)填充有低溫SCR脫硝催化劑。

本實(shí)用新型還采用了一種基于二次脫硫的油田燃油注汽鍋爐尾氣脫硫脫硝處理系統(tǒng)，主要包括脫硝塔、旋風(fēng)分離器、脫硫塔和堿液槽，所述脫硝塔的外壁設(shè)有混合噴槍，混合噴槍的入口分別與空氣鼓風(fēng)機(jī)和還原劑供應(yīng)管道連通，混合噴槍的噴頭伸入脫硝塔內(nèi)；所述脫硝塔的煙氣入口與注汽鍋爐的煙氣出口連通，脫硝塔的煙氣出口通過第三管道與旋風(fēng)分離器的入口相連，旋風(fēng)分離器底部的固液排出口與廢固槽相連，旋風(fēng)分離器的氣體出口與脫硫塔的煙氣入口相連，脫硫塔的煙氣出口與煙囪連通，脫硫塔內(nèi)部布置有噴淋機(jī)構(gòu)，噴淋機(jī)構(gòu)的噴嘴位于脫硫塔的上部，噴淋機(jī)構(gòu)的噴嘴與與堿液槽連通；脫硫塔的底部開設(shè)有廢液出口，廢液出口與第四管道連通。

按上述方案，所述處理系統(tǒng)包括第二四通接頭，第二四通接頭的入口與第四管道，第二四通接頭的第一出口與污水池連通，第二四通接頭的第二出口與第三管道連通，第二四通接頭的第三出口與第五管道連通，第五管道的一端與堿液槽連通，第五管道的另一端經(jīng)貧液泵與第二換熱器的熱源入口連通，第二換熱器的熱源出口與噴淋機(jī)構(gòu)連通；所述第二換熱器的冷源入口通過軟化水泵與軟化水供應(yīng)管道連通，第二換熱器的冷源出口與注汽鍋爐的軟化水入口連通。

按上述方案，所述脫硫塔安設(shè)有液位計(jì)，所述第二管道上安設(shè)有流量控制閥，液位計(jì)與流量控制閥相連。

按上述方案，所述還原劑供應(yīng)管道內(nèi)提供的還原劑為液氨、氨水、尿素中的一種。

按上述方案，所述脫硝塔內(nèi)上部布置有活性炭過濾層；在活性炭過濾層的下方間隔布置有催化劑填料層，所述催化劑填料層內(nèi)填充有低溫SCR脫硝催化劑。

本實(shí)用新型的有益效果為：

1）本實(shí)用新型采用的兩種方案均可有效降低排除煙氣中SO₂及NO_x的含量，使其達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，減小了大氣污染；在對煙氣的脫硝脫硫過程中，對煙氣余熱進(jìn)行回收利用：方案一和方案二均通過二次換熱加熱軟化水，在降低煙氣排出溫度的同時(shí)提高了軟化水進(jìn)入注汽鍋爐的溫度，減少后續(xù)加熱的原料消耗量，降低了生產(chǎn)和運(yùn)行成本，滿足節(jié)能環(huán)保的要求。

2）本實(shí)用新型中的流量控制閥的控制信號來自液位計(jì)，實(shí)現(xiàn)出液流量與脫硫塔的液位聯(lián)動(dòng)控制。

3）在方案二中增設(shè)旋風(fēng)分離器，煙氣與脫硫劑富液在進(jìn)入旋風(fēng)分離器前進(jìn)行混合換熱，煙氣將富液中的溶劑水氣化，通過旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，一方面降低了煙氣進(jìn)脫硫塔溫度，減少系統(tǒng)處理廢液量；另一方面也是對煙氣進(jìn)行了一次脫硫（在脫硫塔內(nèi)進(jìn)行二次脫硫），充分降低煙氣排出時(shí)的SO₂的含量。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、空氣鼓風(fēng)機(jī)；2、混合噴槍；3、脫硝塔；4、煙氣引風(fēng)機(jī)；5、第一換熱器；6、富液泵；7、堿液槽；8、貧液泵；9、脫硫塔；10、第二換熱器；11、軟化水泵；12、液位計(jì)；13、流量調(diào)節(jié)閥；14、廢固槽；15、還原劑供應(yīng)管道；16、注汽鍋爐；17、噴淋機(jī)構(gòu)；18、污水池；19、第一管道；20、旋風(fēng)分離器；21、第二管道；22、第三管道；23、第四管道；24、第五管道。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地描述。

本實(shí)用新型提供了兩種尾氣脫硝脫硫處理方案。方案一：如圖1所示的一種基于二次換熱的油田燃油注汽鍋爐尾氣脫硫脫硝處理系統(tǒng)，主要包括脫硝塔3、脫硫塔9、堿液槽7和換熱系統(tǒng)，脫硝塔3的外壁設(shè)有混合噴槍2，混合噴槍2的入口分別與空氣鼓風(fēng)機(jī)1和還原劑供應(yīng)管道15連通，混合噴槍2的噴頭伸入脫硝塔3內(nèi)，為煙氣脫硝提供空氣和還原劑；脫硝塔3的煙氣入口與注汽鍋爐16的煙氣出口連通，脫硝塔3的煙氣入口位于混合噴槍2的上方；脫硝塔3的煙氣出口與煙氣引風(fēng)機(jī)4的入口連通（脫硝塔3的煙氣入口位于脫硝塔3的頂部，脫硝塔3的煙氣出口位于脫硝塔3的下部），煙氣引風(fēng)機(jī)4的出口與換熱系統(tǒng)相連，換熱系統(tǒng)與脫硫塔9的煙氣入口相連，脫硫塔9的煙氣出口與煙囪連通（脫硫塔9的煙氣入口位于脫硫塔9的下部，脫硫塔9的煙氣出口位于脫硫塔9的頂部）；脫硫塔9內(nèi)部布置有噴淋機(jī)構(gòu)17，噴淋機(jī)構(gòu)17的噴嘴位于脫硫塔9的上部，噴淋機(jī)構(gòu)17的噴嘴與貧液泵8的出口連通，貧液泵8的入口通過第一管道19與堿液槽7連通；脫硫塔9的底部開設(shè)有廢液出口，廢液出口與污水池18連通。

換熱系統(tǒng)包括第一換熱器5、第二換熱器10和第一四通接頭，所述脫硝塔3的煙氣出口通過煙氣引風(fēng)機(jī)4與第一換熱器5的熱源入口連通，第一換熱器5的熱源出口與脫硫塔9的煙氣入口連通；第一換熱器5的冷源入口通過富液泵6與第一四通接頭的第一出口連通，第一換熱器5的冷源出口與第二換熱器10的熱源入口連通；第二換熱器10的熱源出口與堿液槽7連通；第二換熱器10的冷源入口通過軟化水泵11與軟化水供應(yīng)管道連通，第二換熱器10的冷源出口與注汽鍋爐16的軟化水入口連通；所述第一四通接頭的入口通過第二管道21與脫硫塔9的廢液出口連通，第一四通接頭的第二出口與污水池18連通，第一四通接頭的第三出口與第一管道19連通。

方案二：如圖2所示的一種基于二次脫硫的油田燃油注汽鍋爐尾氣脫硫脫硝處理系統(tǒng)，主要包括脫硝塔2、旋風(fēng)分離器20、脫硫塔9和堿液槽7，所述脫硝塔3的外壁設(shè)有混合噴槍2，混合噴槍2的入口分別與空氣鼓風(fēng)機(jī)1和還原劑供應(yīng)管道15連通，混合噴槍2的噴頭伸入脫硝塔3內(nèi)，為煙氣脫硝提供空氣和還原劑；脫硝塔3的煙氣入口與注汽鍋爐16的煙氣出口連通，脫硝塔3的煙氣出口與煙氣引風(fēng)機(jī)4的入口相連，煙氣引風(fēng)機(jī)4的出口通過第三管道22與旋風(fēng)分離器20的入口相連，旋風(fēng)分離器20底部的固液排出口與廢固槽14相連，旋風(fēng)分離器20的氣體出口與脫硫塔9頂部的煙氣入口相連，脫硫塔9的煙氣出口與煙囪連通，脫硫塔9底部的廢液出口與第四管道23連通。

第四管道23與第二四通接頭的入口相連，第二四通接頭的第一出口與污水池18連通，第二四通接頭的第二出口與富液泵6的入口連通，富液泵6的出口通過管道與第二管道22連通，第二四通接頭的第三出口與第五管道24連通，第五管道24的一端與堿液槽7連通，第五管道24的另一端經(jīng)貧液泵8與第二換熱器10的熱源入口連通，第二換熱器10的熱源出口與噴淋機(jī)構(gòu)17連通，噴淋機(jī)構(gòu)17的噴嘴布置在脫硫塔9的內(nèi)部；所述第二換熱器10的冷源入口通過軟化水泵11與軟化水供應(yīng)管道連通，第二換熱器10的冷源出口與注汽鍋爐16的軟化水入口連通。

方案一和方案二中脫硝塔和脫硫塔的結(jié)構(gòu)相同。在脫硫塔9安設(shè)有液位計(jì)12，與脫硫塔9的廢液出口相連的管道上均分別安設(shè)有流量控制閥13，液位計(jì)12與流量控制閥13相連，流量控制閥13的控制信號來自液位計(jì)12，實(shí)現(xiàn)出液流量與脫硫塔9的液位聯(lián)動(dòng)控制。脫硝塔3的還原劑可采用液氨、氨水、尿素等；脫硝塔3內(nèi)上部布置有活性炭過濾層，對煙氣進(jìn)行除油除塵預(yù)處理；在活性炭過濾層的下方間隔布置有催化劑填料層，所述催化劑填料層內(nèi)填充有與煙氣溫度相適應(yīng)的低溫SCR脫硝催化劑，該類催化劑的活性溫度與待處理的煙氣溫度相符合。脫硫塔9采用的脫硫劑為鈉堿，對煙氣中的SO₂進(jìn)行吸收。

以下11t/h燃油注汽鍋爐為例，對方案一的具體工過程進(jìn)行說明，其中，煙氣流量約為20000m³/h；煙氣的初始溫度為200℃左右；煙氣中SO₂的含量為1200mg/m³，NO_x的含量為550mg/m³；脫硝塔3內(nèi)活性炭過濾層的體積為1.1m3，催化劑填料層的總體積為5.2m3；脫硫劑的循環(huán)流量為36m³/h。煙氣從注汽鍋爐16排出后，自脫硝塔3的頂部進(jìn)入，在脫硝塔3內(nèi)先除油除塵，再經(jīng)催化劑填料層脫硝后，在煙氣引風(fēng)機(jī)4的作用下進(jìn)入第一換熱器5；煙氣在第一換熱器5內(nèi)與脫硫劑富液換熱，換熱后的煙氣溫度降低至120℃進(jìn)入脫硫塔9；同時(shí)與堿液槽7連通的噴淋機(jī)構(gòu)17在脫硫塔9的頂部噴灑脫硫劑對煙氣進(jìn)行脫硫處理；脫硫后的煙氣從脫硫塔9的頂部進(jìn)入煙囪排出，脫硫后的脫硫劑富液從脫硫塔9的底部排出，部分脫硫劑富液進(jìn)入污水池18，部分脫硫劑富液進(jìn)入第一管道19，與來自堿液槽7的脫硫劑貧液混合后進(jìn)入脫硫塔9噴淋脫硫；部分脫硫劑富液經(jīng)富液泵6進(jìn)入第一換熱器5；在第一換熱器5內(nèi)與煙氣換熱后，脫硫劑富液溫度升高至75℃，進(jìn)入第二換熱器10與軟化水換熱，換熱后的脫硫劑富液進(jìn)入堿液槽7循環(huán)使用，換熱后的軟化水溫度由20℃升高至45℃后送去鍋爐。經(jīng)檢測，最后從煙囪內(nèi)排出的煙氣其SO₂及NO_x的含量均低于100mg/m³；軟化水溫度升高后，注汽鍋爐16的燃料用量減少5%左右。

以下11t/h燃油注汽鍋爐為例，對方案二的具體工過程進(jìn)行說明，其中，煙氣流量約為20000m³/h；煙氣的初始溫度為200℃左右；煙氣中SO₂的含量為1200mg/m³，NO_x的含量為550mg/m³；脫硝塔3內(nèi)活性炭過濾層的體積為1.1m3，催化劑填料層的總體積為5.2m3；脫硫劑的循環(huán)流量為36m³/h，軟化水的初始溫度為20℃。煙氣從注汽鍋爐16的煙氣出口排出后，自脫硝塔3的頂部進(jìn)入，在脫硝塔3內(nèi)先除油除塵，再經(jīng)催化劑填料層脫硝后，在第三管道22內(nèi)與0.6t/h的脫硫劑富液混合，進(jìn)行一次脫硫過程，同時(shí)，煙氣與脫硫劑富液熱交換，溫度降至120℃；煙氣與脫硫劑富液在旋風(fēng)分離器20內(nèi)分離，分離后固體進(jìn)入廢固槽14，分離后煙氣攜帶富液溶劑氣化成的水蒸汽進(jìn)入脫硫塔9，同時(shí)堿液槽7內(nèi)的脫硫劑貧液在第二換熱器10內(nèi)與軟化水換熱后進(jìn)入噴淋機(jī)構(gòu)17，在脫硫塔9內(nèi)對煙氣脫硫處理；脫硫后的煙氣從脫硫塔9的頂部進(jìn)入煙囪排出，脫硫后的脫硫劑富液溫度升高至75℃左右，從脫硫塔的廢液出口排出，部分脫硫劑富液循環(huán)流向第三管道22與煙氣混合，部分脫硫劑富液直接輸送至污水池18進(jìn)行后續(xù)處理，部分脫硫劑富液進(jìn)入第五管道24，與來自堿液槽7的脫硫劑貧液混合后再次進(jìn)入第二換熱器與軟化水進(jìn)行熱交換，換熱后的脫硫劑溫度降低并進(jìn)入脫硫塔9噴淋脫硫，換熱后的軟化水溫度升高至45℃左右后進(jìn)入注汽鍋爐16。經(jīng)檢測，最后從煙囪內(nèi)排出的煙氣其SO₂及NO_x的含量均低于100mg/m³；軟化水溫度升高后，注汽鍋爐16的燃料用量減少5%左右。

以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或者等效流程變換，或者直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。