[发明专利]内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置及工艺

权利要求书

1.一种内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置，其特征在于，包括：

热交换器，用于烟气和还原剂的热交换；

装有催化剂的内循环流化床反应器，顶部设有烟气出口，内部通过竖向设置的隔板划分为循环连通的吸附区和还原区，所述吸附区靠近底部的侧壁开口与所述热交换器的烟气出口连接，所述还原区靠近底部的侧壁开口与所述热交换器的还原剂出口连接，吸附区烟气入口处和还原区还原剂入口处均设有用于均匀布气的多孔板，所述吸附区和还原区的侧壁均设有氧传感器、温度传感器和压力传感器。

2.根据权利要求1所述的内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置，其特征在于，所述吸附区与还原区的体积比为3～5:1。

3.根据权利要求1或2所述的内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置，其特征在于，所述内循环流化床反应器内底部中间处设有催化剂收集室，位于吸附区和还原区下方，所述催化剂收集室顶面设有催化剂收集阀，底面设有催化剂排出阀。

4.根据权利要求3所述的内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置，其特征在于，所述隔板顶端和所述内循环流化床反应器顶面之间的距离与所述内循环流化床反应器高度之比为3～6:100；

所述隔板底端和所述催化剂收集室顶面之间的距离与所述内循环流化床反应器高度之比为3～6:100。

5.根据权利要求3所述的内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置，其特征在于，所述多孔板底端与所述催化剂收集室侧壁固定连接，顶端与所述内循环流化床反应器侧壁固定连接，所述多孔板、催化剂收集室侧壁以及内循环流化床反应器侧壁和底面围成单质硫收集室；

所述单质硫收集室底面设有单质硫排出阀。

6.根据权利要求1所述的内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置，其特征在于，所述催化剂的质量与内循环流化床反应器的体积之比为20～40kg:1m³。

7.根据权利要求1所述的内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置，其特征在于，所述吸附区顶面设有催化剂加入阀。

8.一种内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝工艺，其特征在于，使用权利要求5所述的内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置，工艺流程包括步骤：

(1)含有SO₂和NO_x的高温烟气和还原剂在热交换器内进行热交换后温度均为200～300℃，然后分别进入吸附区和还原区，烟气经过吸附区内的催化剂后通过烟气出口排出，同时SO₂和NO_x与吸附区内的催化剂接触并被吸附；

(2)吸附区内吸附有SO₂和NO_x的催化剂在气流带动下越过隔板进入还原区，吸附在催化剂表面的SO₂和NO_x被进入还原区的还原剂还原为液态的单质硫和N₂，单质硫通过多孔板进入单质硫收集室，N₂随着气流通过隔板下方间隙回流至吸附区与进入的烟气混合；

(3)气流带动下，经过还原反应、表面SO₂和NO_x脱附完全的催化剂通过隔板下方间隙回流至吸附区进入下一轮的SO₂和NO_x吸附；

(4)循环步骤(1)～(3)，实现内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝。

9.根据权利要求8所述的内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝工艺，其特征在于，烟气流量与还原剂流量比为1～2:1；

吸附区烟气停留时间为5～20s，SO₂浓度为400～1000ppm，NO_x浓度为300～500ppm，氧浓度为5～10vol％；

还原区还原剂停留时间为3～6s，还原剂浓度为1～3vol％，氧浓度为1～4vol％。

10.根据权利要求8所述的内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝工艺，其特征在于，所述还原剂为H₂、CO或烃类；

所述催化剂为负载型过渡金属氧化物和/或稀土-过渡金属复合氧化物。