[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

说明书

本发明公开了一种内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置，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。本发明可实现同步脱硫脱硝效率70％以上，解决了过量的氧对催化还原过程的抑制问题，以及还原产物硫单质对催化剂的中毒问题。

技术领域

本发明涉及烟气处理技术领域，具体涉及一种内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置及工艺。

背景技术

复合型大气污染是当前国内外科学研究的重点问题，也是影响我国公众生产和生活的热点社会问题。硫氧化物(SO_x)和氮氧化物(NO_x)是大气中二次颗粒物和臭氧的重要前体物，主要来源于火力发电厂、采暖锅炉、化工厂等固定排放源和汽车、飞机等移动排放源。

现有烟气(或尾气)脱硫脱硝多采取分级治理方式，即在不同的处理装置中分别脱硫和脱硝。脱硫方法包括干法脱硫和湿法脱硫等，干法脱硫技术因占地面积小、效率较高而得到广泛的应用。选择性催化还原(SCR)是一种广泛应用的脱硝技术，它利用还原剂(主要是NH₃)在催化剂(V₂O₅-WO₃/TiO₂)的作用下，还原NO_x为氮气。

虽然现阶段分级单独脱硝和脱硫的技术已经比较成熟，然而分级治理的方式存在投资和运行费用高、占用面积大及烟气(或尾气)治理系统复杂等缺点。因此开发一体化的脱硫脱硝技术已经成为当下的热点。

目前已经研究的一体化脱硫脱硝技术主要是湿法同时脱硫脱硝工艺，如氯酸氧化法等。湿法同时脱硫脱硝工艺存在吸收液的二次处理和污染，同时设备易腐蚀和能耗高等问题。所以有必要开发新型干法一体化脱硫脱硝技术。

上世纪60年代，美国雪佛龙(Chevron)公司率先开展了干法一体化脱硫脱硝的研究，研究得到在固定床反应器中Cu/Al₂O₃催化剂上CO可同步催化还原SO₂和NO_x为硫单质和N₂。然而，由于烟气(或尾气)中过量的氧(大于4vol％)对催化还原过程的抑制问题无法解决，限制了该技术的工业化应用。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，以及过量的氧对催化还原过程的抑制问题，本发明提供了一种内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置，可高效节能地同步催化还原SO₂和NO_x。

一种内循环流化床耦合热交换器一体化脱硫脱硝装置，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。