[实用新型]一种烟气净化与余热深度回收一体化装置

说明书

技术领域

实用新型涉及一种烟气的综合处理利用技术，尤其是集烟气余热深度回收与脱硫、脱硝及除尘于一体的装置。

背景技术

根据国家统计局统计，我国2012年能源消费结构是361732万吨标准煤，其中煤炭占比66.6%，石油占比为19.54%，天然气占比为5.4%。当前我国严重依赖煤炭消费的结果便是环境污染非常严重，同时能源利用效率低。在这双重压力下，逼迫国家不得不发展清洁能源。但是目前可大量安全获得且来源广泛的清洁高效的能源只有天然气。天然气的主要成分为甲烷（CH₄），现在利用方式主要为燃气轮机、燃气内燃机和天然气锅炉三种燃烧利用方式，其燃烧后主要产物为二氧化碳（CO₂）和水蒸汽（水蒸汽的气化潜热占天然气高位发热量的10%-11%），同时产生大量的NOx及少量的二氧化硫SO₂和粉尘等污染物。燃气轮机和燃气内燃机的尾气经过余热锅炉或者溴化锂制冷（热）机利用后以及天然气锅炉的排烟，为了防止低温腐蚀，其排放温度都在100℃以上。这些烟气直接排放到大气中，不但造成环境污染，同时也浪费了巨大的能源。

烟气余热深度回收装置可分为间接接触式和直接接触式。因换热温差低，间接接触式需要较大的换热面积，且传热系数低，导致余热回收装置体积大，材料多，成本高。同时因为低温腐蚀的问题，换热材料需要采用特殊的防腐金属材料或做防腐处理，这样就进一步增加了成本。直接接触式换热可以在洗涤烟气的同时又可进行换热，一举两得。

当前烟气常用的脱硫脱硝方法为“湿法烟气脱硫（Wet-FGD）和NH₃选择性催化还原（SCR）技术脱硝”。“催化还原(SCR)技术脱硝”技术是在催化剂的作用下通入NH₃与烟气中的NOx反应还原生成N₂，但是NH₃的使用会对环境造成危害，并且NH₃易泄露造成二次污染，因此人们积极寻求更加经济有效的还原法去除NOx的治理工艺。如果能够利用湿法烟气脱硫的技术有点和规模优势，同时又可以高效的将NOx去除，则是脱硫脱硝一体化技术的关键。而在湿法联合脱硫脱硝技术中，液相脱除烟气中的NOx(一般NO占90％以上)的主要障碍是NO在水中溶解度很低，这极大地增加了液相的传质阻力，通过改变温度以及溶液的pH值的方法都不能使NO在水中溶解度明显提高。此外，脱硫脱硝反应温度需要在低温下进行。因此，使NO转化为容易吸收的形态是脱硝的关键。填料接触式可增强气液的扩散效果，使化学反应充分。因此，采用填料方法使NO与溶液充分混合，便是一个行之有效的方法。

综上所述，在充分回收烟气余热的基础上，将烟气温度降低到利于脱硫脱硝反应进行的温度区域，节约能源；同时将烟气中的SO2、NOx和粉尘去除，保护环境；因此需要一种烟气余热回收与净化于一体的低成本高效的处理装置。

发明内容

为了克服当前常用烟气脱硝方法SCR易造成NH₃逃逸形成二次污染的不足，同时解决烟气余热深度回收问题，本实用新型提供一种烟气与尿素溶液直接接触进行换热，同时将烟气中的NOx、SO₂和粉尘脱除，具有余热回收和烟气净化功能于一体的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种烟气净化与余热深度回收一体化装置，包括净化换热塔、烟气系统及换热器，净化换热塔的内部由气液分离的风帽层分为上下两部分，下部为喷淋室，上部为填料室；所述喷淋室包括喷淋层和水池，水池分别与补水系统、水处理泵、水循环泵连接，水处理泵连接到水质处理系统，水循环泵出口与换热器的加热热水进口相连，加热热水出口与喷淋层连接；所述水池上方的塔壁处开有烟气入口，烟气系统的烟气由此进入喷淋室；所述填料室包括浆液分布层、填料层、浆液池和补浆装置，浆液池由风帽层与塔壁构成，补浆装置包括依次连接的浆液箱、阀门和补浆泵；浆液池分别与浆液处理泵、浆液循环泵连接，浆液处理泵连接到浆液处理系统，浆液循环泵出口接换热器的加热浆液进口，加热浆液出口接补浆泵。

所述喷淋层和填料层共同设置于净化换热塔的塔身内，或者所述喷淋层设置在烟气入口处的烟道中，与填料层错开布置。

当喷淋层和填料层共同设置于净化换热塔的塔身内时，由风帽组成的风帽层向同一个方向倾斜0°-10°。

进一步地，所述喷淋层位于喷淋室顶部，水池位于喷淋室底部；填料层位于浆液分布层的下方。

所述喷淋层均匀布置喷嘴，所述净化换热塔的塔壁设有保温层。