[发明专利]一种高温下粉尘与NOx超低排放的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于多污染物一体化干法脱除领域，涉及燃煤电厂锅炉、工业锅炉的粉尘、NOx和SOx的一体化脱除领域，具体为一种高温下粉尘与NOx超低排放的系统及方法。

背景技术

我国的煤炭资源丰富，能够稳定地满足国内经济发展对电力的需求，这决定了我国发电能源以煤为主的格局。这种能源结构与传统的煤利用方式产生了大量大气污染物，如SOx、NOx、粉尘和有毒重金属汞等。这些污染物在大气中会发生各种化学反应，生成更多的污染物，形成二次污染。相对硫氧化物、氮氧化物，汞更易于在环境中富集，通过食物链对人体产生毒性。

随着国家环保法规的日益严格，对于粉尘、SOx、NOx等污染物的治理已经广泛开展。以火电厂为例，《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)自2012年起实施，代替了GB13223-2003，进一步提高了燃煤电厂SO₂、NOx及烟尘的排放标准，甚至优于发达国家的环保标准。按照GB13223-2011新标准规定，要求燃煤电厂NOx排放控制在100mg/m³(标态，下同)，重点地区控制在50mg/m3；SO₂排放控制在200mg/m³，重点地区控制在100mg/m³；烟尘排放控制在30mg/m³，重点地区控制在20mg/m³。部分地方政府也相继出台了更严厉的环保要求：广州、山东(淄博)、陕西(关中)、河北(邯郸)、新疆(阜康)等地要求区域内燃煤机组执行特别排放限值；浙江现役600MW等级及以上燃煤机组需在2017年前达到燃机排放标准(二氧化硫35mg/m³、氮氧化物50mg/m³、烟尘5mg/m³)。

国内环保要求的日趋严格，燃煤机组实施清洁化生产大势所趋，特别排放限值甚至燃机标准有可能成为燃煤机组下阶段的排放要求，燃煤电厂满足天然气电厂的排放要求是一个发展趋势。为满足环保要求，中国所有的火电厂都安装了除尘装置(如静电除尘器、布袋除尘器)，而SCR和WFGD也成为中国火电厂脱硝和脱硫的主流技术。中国火电厂常用的除尘、脱硝技术都是分两步独立进行：先通过除尘装置，后进入低粉尘的SCR脱硝装置；或者先脱硝后除尘。这两种烟气净化技术都有明显的缺点：第一种，没有成熟的、高效的低温催化剂可利用，只能将烟气加热到一定的催化反应温度(300-400℃)进行SCR脱硝；第二种粉尘会沉积在SCR催化剂上，堵塞SCR催化剂的孔隙和活性位，导致脱硝效率下降。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高温下粉尘与NOx超低排放的系统及方法，能够实现高浓度粉尘环境下的粉尘、NOx的超低排放，同时可以高效脱除SO₂、SO₃、HCl、HF，整套系统的占地面积小、运行能耗低、无废水排放，环境指标先进。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种高温下粉尘与NOx超低排放的系统，包括依次由烟道连通的省煤器、流化床反应器、旋风除尘器、喷氨格栅、脱硝除尘塔、空气预热器、引风机和烟囱，以及脱硫剂供应系统和氨气供应系统；流化床反应器的气体入口连接上游烟道，固体入口连接脱硫剂供应系统的输出端，烟气出口连接旋风除尘器的进气口；旋风除尘器的排灰口经中间灰仓出灰装置连接到流化床反应器的固体入口；喷氨格栅布置在烟道内，其输入端连接氨气供应系统。

优选的，脱硝除尘塔内设置有用于通过氨气将烟气中的NO还原成氮气和水蒸气的陶瓷催化滤管，脱硝除尘塔外设置有反吹气体储罐，反吹气体储罐的出气口设置在陶瓷催化滤管的上端，烟气入口设置在陶瓷催化滤管的下方。

优选的，脱硫剂供应系统包括脱硫剂储仓、罗茨鼓风机和仪用压缩空气系统；仪用压缩空气系统连接到脱硫剂储仓顶部；罗茨鼓风机的输出端经管路连接到流化床反应器的固体入口；脱硫剂储仓底部排出口连接在罗茨鼓风机输出端的管路上。

进一步，仪用压缩空气系统经空气储罐与脱硫剂储仓连接。

优选的，氨气供应系统包括氨/空气混合器，以及分别连接在氨/空气混合器进气端的气氨缓冲槽和稀释风机；氨/空气混合器的出气端连接在喷氨格栅的输入端。

优选的，流化床反应器下部设置有用于加速烟气的文丘里管。

一种高温下粉尘与NOx超低排放的方法，包括如下对锅炉排放烟气的处理步骤，