多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)。本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)，降低煙塵、SO2、NOX、汞和SO3等主要煙氣污染物排放值，以達(dá)到燃?xì)鈾C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)。解決該問(wèn)題的技術(shù)方案：該系統(tǒng)包括：SCR反應(yīng)器，入口與經(jīng)低氮燃燒改造后的鍋爐尾部煙道的出煙口相連，SCR脫硝催化劑采用能夠提高對(duì)零價(jià)汞的氧化性能的改性催化劑；低低溫除塵設(shè)備，入口與SCR反應(yīng)器出口相連，用于除塵和脫除SO3；脫硫吸收塔，入口與低低溫除塵設(shè)備出口相連，用于脫硫和除塵；濕式靜電除塵器，入口與脫硫吸收塔出口相連，出口經(jīng)升溫設(shè)備連接至煙囪，用于除塵，脫除石膏霧滴、汞和SO3。本發(fā)明用于大氣污染防治【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說(shuō)明】多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)，主要適用于大氣污染防治【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的能源現(xiàn)狀存在著三重壓力，即能源需求量持續(xù)增長(zhǎng)的壓力，能源利用中環(huán)保要求不斷提高的壓力和能源供應(yīng)安全性的壓力，如何在這三重壓力中找到平衡點(diǎn)，合理合適地共同解決問(wèn)題是一項(xiàng)十分緊迫和必要的工作。
[0003]我國(guó)以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)將難以根本性改變。而煤在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的大量的煙塵、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和重金屬等多種污染物，也是細(xì)微顆粒物(PM2.5)及其前體物如S02、NOx等大氣污染物的最主要來(lái)源之一，這些污染物對(duì)環(huán)境和公眾身體健康都有嚴(yán)重威脅。
[0004]截至2012年底，我國(guó)燃煤電廠耗煤約18.55億噸，占全國(guó)煤炭消費(fèi)總量的52.8%,是第一耗煤大戶。2011年9月，環(huán)境保護(hù)部和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了史上最嚴(yán)的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)，要求至2014年7月，燃煤鍋爐要達(dá)到:汞及其化合物0.03mg/Nm3,煙塵30mg/Nm3，二氧化硫200 (現(xiàn)有機(jī)組)/100 (新建機(jī)組)mg/Nm3，氮氧化物100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)；其中重點(diǎn)地區(qū)的排放標(biāo)準(zhǔn)為煙塵20mg/Nm3、二氧化硫50mg/Nm3,燃煤機(jī)組的環(huán)保壓力進(jìn)一步加大。
[0005]除煙塵、SO2, NOx等主要煙氣污染物和新標(biāo)準(zhǔn)中提及的Hg之外，S03這種濃度較小的污染物也已引起人們廣泛重視，SO3極具腐蝕性，不但對(duì)環(huán)境造成污染，也給電廠的安全運(yùn)行帶來(lái)了很大隱患，燃煤電廠的煙氣排放中SO3濃度雖低，但排放的絕對(duì)量較大，不可忽視，美國(guó)已有相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，最嚴(yán)的州標(biāo)準(zhǔn)為0.6mg/Nm3，而我國(guó)仍未有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
[0006]我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)決定了以煤為主的電力工業(yè)結(jié)構(gòu)格局難以在短期內(nèi)改變，燃煤機(jī)組是目前最安全可靠的發(fā)電途徑，且我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，電力需求強(qiáng)勁，要同時(shí)解決這些問(wèn)題只能使電力燃煤被清潔高效地集中消費(fèi)和處理，對(duì)燃煤機(jī)組的多種污染物進(jìn)行進(jìn)一步的脫除，使其達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組的排放水平，可以同時(shí)解決前面提到的三重壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)上述存在的問(wèn)題提供一種多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)，將多種污染物脫除技術(shù)進(jìn)行集成和提效，以達(dá)到有效降低煙塵(含PM2.5)、SO2, NOx、汞和SO3等主要煙氣污染物排放值，并使其達(dá)到燃?xì)鈾C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)的目的。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)，其特征在于它包括:
[0009]SCR反應(yīng)器，其入口與經(jīng)低氮燃燒改造后的鍋爐尾部煙道的出煙口相連，SCR脫硝催化劑采用能夠提高對(duì)零價(jià)汞的氧化性能的改性催化劑；
[0010]低低溫除塵設(shè)備，其入口與SCR反應(yīng)器的出口相連，用于除塵和脫除SO3 ；[0011]脫硫吸收塔，其入口與低低溫除塵設(shè)備的出口相連，用于脫硫和除塵；
[0012]濕式靜電除塵器，其入口與脫硫吸收塔的出口相連，出口經(jīng)升溫設(shè)備連接至煙囪，用于除塵，脫除石膏霧滴、汞和so3。
[0013]所述低低溫除塵設(shè)備包括管式換熱器和低低溫電除塵器，其中管式換熱器降溫段的入口與SCR反應(yīng)器出口相連，出口與低低溫電除塵器入口相連。
[0014]所述升溫設(shè)備為管式換熱器的升溫段。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:1、本發(fā)明將SCR反應(yīng)器、低低溫除塵設(shè)備、脫硫吸收塔和濕式靜電除塵器通過(guò)管路優(yōu)化和排列優(yōu)化進(jìn)行有機(jī)整合，在提高各項(xiàng)技術(shù)自身的污染物脫除效率的同時(shí)，也使該集成系統(tǒng)技術(shù)的污染物脫除效率達(dá)到一個(gè)新高度，可以使多種主要污染物一次性脫除，達(dá)到天然氣燃?xì)廨啓C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn):煙塵濃度排放低于5mg/Nm3、S02排放濃度低于35mg/Nm3、N0x排放濃度低于45mg/Nm3的要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)Hg排放濃度小于0.003mg/Nm3 (僅為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的十分之一)、SO3排放濃度低于5mg/Nm3 (國(guó)內(nèi)尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn))，并實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷投運(yùn)脫硝、消除“白煙”和石膏雨等。2、融和了多個(gè)設(shè)備，通過(guò)設(shè)備整合，提高各設(shè)備之間的兼容性和匹配度，其他設(shè)備的加入可提高單個(gè)設(shè)備的效率，也使得單個(gè)設(shè)備在脫除污染的同時(shí)可能產(chǎn)生的副作用可被其他設(shè)備消除，如SCR反應(yīng)器中氧化生成的SO3可被低低溫除塵設(shè)備和濕式靜電除塵器脫除，脫硫吸收塔中帶出的石膏液滴可被下游的濕式電除塵器脫除等，防止可預(yù)見(jiàn)的多種副作用，提高設(shè)備運(yùn)行安全性和壽命，實(shí)現(xiàn)真正的污染物超低排放。3、通過(guò)合理的順序安排和布置，優(yōu)化管路規(guī)劃和連接，使各個(gè)設(shè)備有機(jī)融和，提高了整體效率，并降低運(yùn)行成本，如改造工程運(yùn)行成本僅0.015元/kwh，新建工程運(yùn)行成本僅0.01元/kwhd、各設(shè)備一般主要脫除某種污染物，同時(shí)一定程度上可脫除其他污染物，本發(fā)明通過(guò)設(shè)備的有機(jī)整合、統(tǒng)籌規(guī)劃和排列優(yōu)化，合理分配不同設(shè)備對(duì)同一種污染物的脫除比例，以最小成本達(dá)到最大的污染物脫除效果。5、利用本發(fā)明可一次性脫除多種污染物，相較于進(jìn)行多次針對(duì)單種污染物進(jìn)行脫除工程建設(shè)要節(jié)約投資成本和施工時(shí)間，并可以統(tǒng)籌規(guī)劃減少占地空間。6、可適用于各類燃煤機(jī)組，可根據(jù)機(jī)組情況和要求做相應(yīng)調(diào)整(減少設(shè)備數(shù)量或改變?cè)O(shè)備的連接順序)，達(dá)到最佳效果，適應(yīng)性更廣。7、采用高效管式換熱器，利用其降溫段對(duì)進(jìn)入低低溫除塵器內(nèi)的煙氣進(jìn)行降溫，利用其升溫段對(duì)濕式靜電除塵器輸出的煙氣進(jìn)行升溫，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，同時(shí)提高了效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明第一次有機(jī)融合了國(guó)際上主流的脫硝、脫硫、除塵及脫微量污染物的先進(jìn)技術(shù)，幾種技術(shù)之間匹配性和融和性佳，可以相互配合并有機(jī)融和成一個(gè)多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)，并創(chuàng)新性地提出了利用該系統(tǒng)使燃煤電廠主要污染物達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0018]如圖1所示，本實(shí)施例系統(tǒng)包括:
[0019]SCR反應(yīng)器1，其入口與鍋爐5尾部煙道的出煙口相連；其中鍋爐5經(jīng)低氮燃燒改造，結(jié)合SCR(選擇性催化還原)脫硝技術(shù)，使得整個(gè)系統(tǒng)的脫硝效率達(dá)到90%以上；另外，對(duì)SCR脫硝催化劑進(jìn)行改性，氧化零價(jià)汞，提高下游設(shè)備的脫汞效率；
[0020]低低溫除塵設(shè)備2，包括高效管式換熱器2-1和低低溫電除塵器2-2，并使用高頻電源，其中高效管式換熱器2-1降溫段的入口與SCR反應(yīng)器I出口相連，出口與低低溫電除塵器2-2入口相連。該設(shè)備除塵效率高，電耗和運(yùn)行費(fèi)用低，除塵效率可達(dá)99.9%以上，SO3脫除效率可達(dá)80%以上；
[0021]脫硫吸收塔3，其入口與低低溫電除塵器2-2的出口相連，用于脫硫和除塵；本實(shí)施例通過(guò)增加均流增效盤(pán)、脫硫增效環(huán)和脫硫添加劑等方式進(jìn)行脫硫提效，可使整個(gè)系統(tǒng)的脫硫效率達(dá)到98%以上，并有50%以上的除塵效率；
[0022]濕式靜電除塵器4，其入口與脫硫吸收塔3的出口相連，出口經(jīng)高效管式換熱器2-1的升溫段后連接至煙囪6，能夠達(dá)到深度除塵效果，有效脫除石膏霧滴，并對(duì)汞和SO3有較高脫除效果，除塵效率和SO3脫除效率均可達(dá)70%以上。
[0023]本實(shí)施例SCR反應(yīng)器1、低低溫除塵設(shè)備2、脫硫吸收塔3和濕式靜電除塵器4通過(guò)相互連接配合和對(duì)多種污染物脫除比例的合理分配，形成一個(gè)有機(jī)的整體，對(duì)NOx、煙塵(包括PM2.5)、SO2, SO3和汞等進(jìn)行漸進(jìn)式脫除，使最終出口煙氣中的主要污染物含量達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)標(biāo)準(zhǔn)。
[0024]本發(fā)明集成系統(tǒng)已在浙能嘉華發(fā)電有限公司2X 1000MW機(jī)組上進(jìn)行工程應(yīng)用，為改造工程。如圖1所示，該集成系統(tǒng)由SCR反應(yīng)器I (配一層改性催化劑)、兩段高效管式換熱器2-1加低低溫電除塵器2-2、脫硫吸收塔3和濕式靜電除塵器4組成，出口煙氣成分達(dá)到:煙塵濃度排放低于5mg/Nm3、SO2排放濃度低于35mg/Nm3、N0X排放濃度低于45mg/Nm3的要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)Hg排放濃度小于0.003mg/Nm3> SO3排放濃度低于5mg/Nm3,并實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷脫硝，出口煙氣溫度達(dá)到80°C以上，消除“白煙”和石膏雨現(xiàn)象。
[0025]工程已于2013年8月開(kāi)工建設(shè)，計(jì)劃于2014年6月完工，屆時(shí)將建成國(guó)內(nèi)第一臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)燃煤電站機(jī)組煙氣污染物超低排放技術(shù)集成示范工程。建成后，預(yù)計(jì)將為兩臺(tái)百萬(wàn)機(jī)組減少煙塵排放量880噸/年，SO2排放量2524噸/年，NOx排放量642噸/年，SO3排放量1109噸/年，投資成本約4.2億元，運(yùn)行成本0.015元/KWh。
【權(quán)利要求】
1.多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)，其特征在于它包括: SCR反應(yīng)器(I)，其入口與經(jīng)低氮燃燒改造后的鍋爐(5)尾部煙道的出煙口相連，SCR脫硝催化劑采用能夠提高對(duì)零價(jià)汞的氧化性能的改性催化劑； 低低溫除塵設(shè)備(2)，其入口與SCR反應(yīng)器⑴的出口相連，用于除塵和脫除SO3 ； 脫硫吸收塔(3)，其入口與低低溫除塵設(shè)備(2)的出口相連，用于脫硫和除塵； 濕式靜電除塵器(4)，其入口與脫硫吸收塔(3)的出口相連，出口經(jīng)升溫設(shè)備連接至煙囪(6),用于除塵,脫除石膏霧滴、汞和S03。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)，其特征在于:所述低低溫除塵設(shè)備(2)包括管式換熱器(2-1)和低低溫電除塵器(2-2)，其中管式換熱器(2-1)降溫段的入口與SCR反應(yīng)器(I)出口相連，出口與低低溫電除塵器(2-2)入口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)，其特征在于:所述升溫設(shè)備為管式換熱器(2-1)的升溫段。
【文檔編號(hào)】F23J15/00GK103994456SQ201410188833
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】孟煒, 胡達(dá)清, 陳文華, 單新宇, 廖達(dá)琛, 李清毅, 劉海蛟, 沈海濤, 陳瑤姬 申請(qǐng)人:浙江天地環(huán)保工程有限公司