[发明专利]一种燃气工业锅炉节能与烟气深度净化一体化处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种燃气工业锅炉节能与烟气深度净化一体化处理系统及方法。该系统包括依次连接在燃气工业锅炉烟气出口的高温段换热器、低温段换热器、低温等离子体反应器、碱液吸收塔和烟囱。通过将低温等离子体烟气处理技术应用在燃气工业锅炉烟气净化中，并与烟气深度冷凝技术结合，形成一套燃气锅炉节能与烟气深度净化一体化工艺，达到了节能减排的目的。

技术领域

本发明涉及大气污染治理技术领域，具体为一种燃气工业锅炉节能与烟气深度净化一体化处理系统及方法。

背景技术

燃气锅炉基本不产生粉尘、SO₂等污染物，但会产生大量NOx，我国大部分天然气锅炉氮氧化物排放浓度在300mg/m³左右。NOx不仅是主要的大气污染物质，而且是PM_2.5的重要前体物。近几年国家及地方对燃气锅炉烟气NOx排放浓度限值提出了更高的要求，例如，北京市2015年发布的《锅炉大气污染物排放标准》中规定2017年4月1日起新建的燃气锅炉NOx排放浓度限值为30mg·m^-3。除此之外，燃气工业锅炉含湿量大，水蒸气体积份额最高可达28％，根据天然气燃烧化学方程式，每燃烧1Nm³的天然气大约可得到2Nm³的水蒸气。水蒸气的汽化潜热大约为燃气热值的10-11％，则当燃气燃烧每提供100kW显热时，同时也提供了11kW的潜热。而且，燃气工业锅炉排烟温度较高，一般在150-250℃以上，损失了全部的潜热，还损失了部分显热，造成能源浪费和环境污染。

目前我国燃气锅炉热效率偏低，平均热效率为80％，相应的节能技术主要有先进的燃烧与控制系统节能技术与烟气深度冷凝技术，其中深度冷凝技术是目前投资最小，收益最大的节能技术。市场上主流的烟气脱硝技术有SNCR、SCR和低氮燃烧技术。SCR投资高，占地面积大，在烟道中需增设催化反应装置，增加了烟道阻力，难以体现经济效益。SNCR法要求反应温度严格控制在900-1100℃间，且反应时间应大于0.5s，而小型燃气锅炉难以满足这一条件。SNCR最高效率为60％，实际效率一般只有40％。低氮燃烧技术部分技术不够稳定，且NOx去除效果一般，已不能满足日益严格的排放标准。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种燃气工业锅炉节能与烟气深度净化一体化处理系统及方法，通过将低温等离子体烟气处理技术应用在燃气工业锅炉烟气净化中，并与烟气深度冷凝技术结合，形成一套燃气锅炉节能与烟气深度净化一体化工艺，达到了节能减排的目的。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种燃气工业锅炉节能与烟气深度净化一体化处理系统，包括依次连接在燃气工业锅炉烟气出口的高温段换热器、低温段换热器、低温等离子体反应器、碱液吸收塔和烟囱；

所述的高温段换热器用于对烟气进行一次降温，对热量和水蒸气进行一次回收；

所述的低温段换热器用于对一次降温后的烟气进行二次降温，对热量和水蒸气进行二次回收；

所述的低温等离子体反应器用于通过等离子体作用去除二次降温后烟气中剩余的NOx和水蒸气；

所述的碱液吸收塔用于吸收经等离子体反应后烟气中残留的高价态氮氧化物。

优选的，所述的高温段换热器冷源入口连接锅炉回水，冷源出口连接锅炉补水箱；所述的低温段换热器冷源入口连接锅炉补水，冷源出口连接锅炉补水箱。

优选的，所述的高温段换热器和低温段换热器的冷凝水出口分别连接到冷凝水处理器的输入端，冷凝水处理器的输出端连接锅炉补水箱。

优选的，包括熟石灰水碱液吸收池；熟石灰水碱液吸收池包括连接的内循环池和溢流池；所述低温等离子体反应器的出水口连接溢流池；所述的碱液吸收塔通过内循环泵与内循环池形成碱液循环回路；碱液吸收塔的液体排出口连接溢流池。