燃煤鍋爐煙氣-催化再生煙氣聯合排放系統的制作方法

本發明屬于廢氣處理及排放技術領域，涉及一種煙氣排放系統，具體涉及一種燃煤鍋爐煙氣-催化再生煙氣聯合排放系統。

背景技術：

石化煉油廠的廢氣排放是大氣環境污染的主要因子之一，煉油廠排放的煙氣除了石油加工過程產生的煙氣，還有燃煤鍋爐產生的煙氣，石油加工過程產生的煙氣主要是催化裂化裝置催化劑再生（燃燒）過程中產生的煙氣，即催化再生煙氣。催化再生煙氣經過煙氣輪機發電，余熱鍋爐發生蒸汽后到煙囪排放。催化再生煙氣中SO_X濃度為1600mg/Nm³，NO_X濃度為70～90 mg/Nm³，煙塵濃度為200～300 mg/Nm³。根據相關企業控制標準，催化煙氣的二氧化硫、氮氧化合物和顆粒物分別不大于：50mg/Nm³、100mg/Nm³和30mg/Nm³，因此需要對催化煙氣進行脫硫和除塵治理。

燃煤鍋爐的煙氣經過石灰石-石膏濕法煙氣脫硫處理后脫硫煙氣的SO₂為400mg/Nm³，煙氣中NO_X的濃度440mg/Nm³，粉塵顆粒物濃度為50mg/Nm³，不能滿足煙氣排放SO₂濃度不大于50mg/Nm³， NO_X的濃度不大于100mg/Nm³，粉塵顆粒物濃度為20mg/Nm³的新標準。

現有技術催化再生煙氣和燃煤鍋爐煙氣分別進行處理和排放，增加了處理設備，擴大了裝置占地面積，不利于資源優化配置。

技術實現要素：

本發明提供一種燃煤鍋爐煙氣-催化再生煙氣聯合排放系統，實現煙氣排放符合排放標準，減輕大氣污染，保護自然環境，優化資源配置，減少生產裝置占地面積，降低企業生產成本。

本發明的技術方案是：燃煤鍋爐煙氣-催化再生煙氣聯合排放系統，包括催化再生煙氣單元和燃煤鍋爐煙氣單元。催化再生煙氣單元包括催化煙氣余熱鍋爐和催化省煤器。燃煤鍋爐單元包擴蒸汽鍋爐、蒸汽過熱器、高溫省煤器、1號高溫預熱器、2號高溫預熱器、鍋爐煙氣低溫省煤器、1號低溫預熱器、2號低溫預熱器鍋爐、鍋爐煙氣除塵器和引風機。催化再生煙氣單元設有催化煙氣除塵器，催化煙氣余熱鍋爐通過催化煙氣除塵器與催化省煤器連接。燃煤鍋爐設有脫硝裝置，蒸汽鍋爐、蒸汽過熱器、高溫省煤器、1號高溫預熱器、2號高溫預熱器、鍋爐煙氣低溫省煤器、1號低溫預熱器、脫硝裝置、2號低溫預熱器鍋爐、鍋爐煙氣除塵器和引風機依次連接。聯合排放系統設有煙氣脫硫裝置，煙氣脫硫裝置設有煙囪，催化省煤器和引風機的出口連接到煙氣脫硫裝置。

催化煙氣除塵器和鍋爐煙氣除塵器為袋式除塵器或靜電除塵器。靜電除塵器包括箱體、錐型灰斗、進風導流罩、除塵板、放電極線和振打系統。

脫硝裝置包括煙道及反應器單元、混合氨噴射單元和還原劑制備單元。煙道及反應器單元包括煙道和脫硝反應器，煙道與脫硝反應器連接。煙道中設有噴氨格柵，脫硝反應器設有煙氣整流器、催化劑床層。混合噴射單元包括氨風混合器和稀釋風機，稀釋風機與混合器連接。還原劑制備單元設有液氨儲罐、液氨蒸發器、氨氣緩沖罐和液氨泵，液氨儲罐通過液氨泵連接到液氨蒸發器，氨液蒸發器通過氨氣緩沖罐連接到氨風混合器，氨風混合器連接到噴氨格柵。催化劑床層的催化劑為釩鈦基催化劑，釩鈦基催化劑的結構為蜂窩式結構、板式結構或波紋式結構。脫硝反應器設有2～5個催化劑床層，每個催化劑床層的上部設有蒸汽吹灰器和聲波吹灰器。釩鈦基催化劑以TiO₂為載體，以V₂O₅為活性材料，以WO或MoO₃為輔助活性材料，其中TiO₂的含量為80～90%（wt），V₂O₅的含量為1～2%（wt），為活性材料，WO或MoO₃的含量為3～7%（wt）。

煙氣脫硫裝置包括石灰石漿液制備單元、吸收塔、增壓風機、氧化風機和石膏脫水單元。吸收塔設有煙氣入口、石膏排出口、補充水口、漿液入口和氧化風入口。吸收塔的頂部設有煙囪、上部設有除霧器，下部設攪拌器。增壓風機的入口與催化省煤器出口和引風機出口連接，增壓風機出口與煙氣入口連接。氧化風機連接到吸收塔下部的氧化風入口。漿液入口與石灰石漿液制備單元連接，石膏排出口與石膏脫水單元連接，補充水口與供水系統連接。吸收塔的下部設有循環出口，上部設有循環入口，循環出口通過循環泵連接到循環入口。

本發明燃煤鍋爐煙氣-催化再生煙氣聯合排放系統，實現了煙氣排放符合國家排放標準，減輕了大氣污染，保護自然環境，有利于優化資源配置，減少生產裝置占地面積，降低企業生產成本。通過增加催化煙氣除塵器，將催化煙氣排放的含塵量由200mg/Nm³降到30mg/Nm³，經脫硫水洗滌后達到20mg/Nm³，除塵效率高，除塵效果明顯。采用SCR煙氣脫硝技術，鍋爐煙氣的Nx排放濃度由440mg/Nm³減低到100mg/Nm³。聯合排放系統增設煙氣脫硫裝置，由催化煙氣煙氣SO₂排放濃度800mg/Nm³，燃煤煙氣SO₂排放濃度120～400mg/Nm³降低到50 mg/Nm³，明顯減少了SO_X和NO_X排放，具有顯著的環保效益。

附圖說明

圖1為本發明燃煤鍋爐煙氣-催化再生煙氣聯合排放系統的流程示意圖；

圖2為脫硝裝置的結構示意圖；

圖3為煙氣脫硫裝置的流程示意圖；

其中：

1—催化煙氣余熱鍋爐、2—催化煙氣除塵器、3—催化省煤器、4—煙氣脫硫裝置、5—煙囪、6—鍋爐煙氣除塵器、7—引風機、8—2號低溫預熱器鍋爐煙氣除塵器、9—1號低溫預熱器、10—鍋爐煙氣低溫省煤器、11—2號高溫預熱器、12—蒸汽鍋爐、13—蒸汽過熱器、14—高溫省煤器、15—1號高溫預熱器16—脫硝裝置、17—液氨儲罐、18—液氨蒸發器、19—氨氣緩沖罐、20—氨風混合器、21—液氨泵、22—噴氨格柵、23—稀釋風機、24—煙道、25—煙氣整流器、26—催化劑床層、27—蒸汽吹灰器、28—聲波吹灰器、29—脫硝反應器、30—增壓風機、31—石膏旋流器、32—真空過濾機、33—吸收塔、34—煙氣入口、35—石膏排出口、36—補充水口、37—氧化風機、38—攪拌器、39—石灰石料倉、40—石灰石漿罐、41—除霧器、42—循環泵。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明進行詳細說明。本發明保護范圍不限于實施例，本領域技術人員在權利要求限定的范圍內做出任何改動也屬于本發明保護的范圍。

本發明燃煤鍋爐煙氣-催化再生煙氣聯合排放系統，如圖1所示，包括催化再生煙氣單元、燃煤鍋爐煙氣單元和煙氣脫硫裝置4。催化再生煙氣單元包括催化煙氣余熱鍋爐、1、催化煙氣除塵器2和催化省煤器3，催化煙氣余熱鍋爐通過催化煙氣除塵器與催化省煤器連接，催化煙氣余熱鍋爐的入口與催化煙氣輪機出口連接。燃煤鍋爐單元包擴蒸汽鍋爐12、蒸汽過熱器13、高溫省煤器14、1號高溫預熱器15、2號高溫預熱器11、鍋爐煙氣低溫省煤器10、1號低溫預熱器9、脫硝裝置16、2號低溫預熱器鍋爐8、鍋爐煙氣除塵器6和引風機7，并且依次相連接。催化省煤器和引風機的出口連接到煙氣脫硫裝置。催化省煤器3為管殼式省煤器，省煤器的蛇形管為高頻電阻焊接的翅片管。

催化煙氣除塵器2為電除塵器，電除塵器包括箱體、錐型灰斗、進風導流罩、除塵板、放電極線和振打系統。箱體由鑲板、除塵板和框架組成，在外端除塵板和側壁之間設置內部擋板。錐型灰斗為喇叭形結構，包括卸灰斗、灰斗內部擋板、料位計和振打板。進風導流罩由兩個多孔板和氣流分布板組成，多孔板懸掛在喇叭口的頂部。除塵板為G-Opzel型除塵板，作用是獲得更好的加速度，有效地減少能量輸入。放電極線的極線由鋼管制作，強度和電氣性能好。鍋爐煙氣除塵器為袋式除塵器。

如圖2所示，脫硝裝置16包括煙道及反應器單元、混合氨噴射單元和還原劑制備單元。煙道及反應器單元包括煙道24和脫硝反應器29，煙道中設有噴氨格柵22和煙氣進口，脫硝反應器設有煙氣整流器25、3個催化劑床層26和煙氣出口，每個催化劑床層的上部設有蒸汽吹灰器27、聲波吹灰器28。混合噴射單元包括氨風混合器20和稀釋風機23，稀釋風機與混合器連接。還原劑制備單元設有液氨儲罐17、液氨蒸發器18、氨氣緩沖罐19和液氨泵21，液氨儲罐通過液氨泵連接到液氨蒸發器，氨液蒸發器通過氨氣緩沖罐連接到氨風混合器，氨風混合器連接到噴氨格柵。催化劑床層的催化劑為釩鈦基催化劑，釩鈦基催化劑的結構為蜂窩式結構。

采用SCR脫硝技術，以氨為還原劑，用液氨制備還原劑，要求進出脫硝反應器的煙氣溫度為310～420℃。蜂窩式催化劑采取整體擠壓成型，催化劑的節距為8mm，比表面積為450m²/m³，相對脫硝效率所需體積較小。為增強抗沖蝕磨損能力，催化劑上端部15mm長度采取硬化處理。脫硝反應器、煙道及管道裝配硅酸鋁保溫材料，相鄰的保溫板水平和垂直搭接方式，搭接緊密。氣氨與稀釋風混合后進入混合器，壓力約2～4kPa的氨/空氣經過多根支管的噴氨格柵噴入煙道。

如圖3所示，煙氣脫硫裝置4包括石灰石漿液制備單元、吸收塔33、增壓風機30、氧化風機37和石膏脫水單元。石灰石漿液制備單元設有石灰石料倉39和石灰石漿罐40，石膏脫水單元包括石膏旋流器31和真空過濾機32。吸收塔設有煙氣入口34、石膏排出口35、補充水口36、漿液入口和氧化風入口。吸收塔頂部設有煙囪5、上部設有除霧器41，下部設攪拌器38。石灰石料倉與石灰石漿罐連接，石灰石漿罐通過漿液泵與漿液入口連接。增壓風機入口與催化省煤器和引風機的出口連接，出口與煙氣入口連接。石膏排出口通過石膏泵連接到石膏旋流器，石膏旋流器下部與真空過濾機連接，石膏旋流器31上部的氣體出口連接到增壓風機30入口。氧化風機連接到吸收塔下部的氧化風入口，補充水口與供水系統連接。吸收塔的下部設有循環出口，上部設有循環入口，循環出口通過循環泵42連接到循環入口。

采用石灰石粉制漿作吸收劑，石灰石漿液經漿液泵供入吸收塔，漿液在吸收塔內與煙氣反應，吸收煙氣中的二氧化硫，洗滌粉塵。漿液中碳酸鈣與煙氣中的SO₂、SO₃等發生快速化學反應，生成亞硫酸鈣。脫硫和除塵后煙氣經過除霧器41，除去氣流中加到的霧滴后由吸收塔頂的煙囪5直接排放到大氣。脫硫產物主要是石膏，其中含有少量的粉塵和氫氧化鈣，石膏純度為90%，含水率為10%。除霧器配有沖洗管和噴嘴，沖洗管安裝在底部和頂部，水從噴嘴強力噴向除霧器元件，達到洗滌煙氣和清洗除霧器的目的。氧化空氣由氧化風機和曝氣管路組成，氧化風機通過曝氣管路將空氣輸送到吸收塔的攪拌器38葉片前，攪拌器將空氣打碎，與塔內漿液充分混合，使亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，完成曝氣過程。