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用于SCR脱硝的反应器及SCR脱硝系统

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


用于SCR脱硝的反应器及SCR脱硝系统

技术领域

本公开涉及工业窑炉烟气净化技术领域,具体涉及工业窑炉烟气净化系统,以及包括但不限于在该工业窑炉烟气净化系统中应用的低温SCR脱硝预处理装置、低温SCR脱硝装置、低温SCR脱硝系统、用于SCR脱硝的反应器、SCR脱硝系统以及催化法烟气脱硫装置。

背景技术

催化法烟气脱硫技术的基本原理是:待脱硫烟气中的二氧化硫、水、氧气被吸附在脱硫催化剂(具体为活性炭基脱硫催化剂)上并在活性组分的催化作用下发生反应生成硫酸;当脱硫催化剂上附着的硫酸达到一定程度后,可使用再生液(通常采用稀硫酸和/或水)对该脱硫催化剂进行洗涤从而在脱硫催化剂上去除附着的硫酸并释放脱硫催化剂活性位;使用后的再生液可作为副产品(通常为稀硫酸)再进行利用。

催化法烟气脱硫技术的突出优点之一是脱硫效率可达95%以上,工程实践中经常出现了几乎100%的脱硫效率;二是针对待脱硫烟气的适应性强,可以很好地适应烟气的气量变化大,烟气中SO

催化法烟气脱硫技术应用于实际工程时通常需要建造专门的催化法烟气脱硫塔,催化法烟气脱硫塔中设置有脱硫反应器。申请人在公开号为CN214764545U、CN114653202A、CN114797450A等专利文献中对自研的催化法烟气脱硫装备进行了详细的介绍。目前,针对现有催化法烟气脱硫装备仍存在改进空间。

另一方面,近年来低温SCR(Selective Catalytic Reduction)脱硝技术日趋发展成熟,适用于低温SCR脱硝的活性炭基脱硝催化剂已然面世。申请人基于对活性炭基脱硫催化剂的开发经验,也成功开发出了适用温度窗口为120℃-200℃、脱硝效率可达80%以上的活性炭基脱硝催化剂。

为了更好的在工程上应用低温SCR脱硝技术,申请人调研发现,目前低温SCR脱硝技术存在以下问题:第一,低温SCR脱硝前对待脱硝烟气中的粉尘以及二氧化硫浓度控制仍不够彻底,导致粉尘以及二氧化硫与脱硝还原剂(通常为NH

发明内容

鉴于以上背景,考虑将催化法烟气脱硫技术与低温SCR脱硝技术进行结合。主要的思路是:可利用催化法烟气脱硫技术脱硫效率很高以及催化法烟气脱硫技术针对待脱硫烟气适应性强的特点,将催化法烟气脱硫装备设置在低温SCR脱硝装备之前,既方便对烟气温度的控制,同时能够显著降低待脱硝烟气中的粉尘以及二氧化硫含量。顺带,可对催化法烟气脱硫装备和低温SCR脱硝装备进行改进/优化。基于这样的技术开发思路,产生了以下发明创造。

本公开以下的部分的实施例的目的在于提供改进的工业窑炉烟气净化系统,以解决将催化法烟气脱硫技术与低温SCR脱硝技术较好结合的技术问题。

第一个方面,提供了一种工业窑炉烟气净化系统。包括:催化法烟气脱硫模块,包括脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出;低温SCR脱硝模块,包括SCR脱硝反应器,所述SCR脱硝反应器具有待脱硝烟气进气口、已脱硝烟气排气口以及位于该SCR脱硝反应器中的脱硝催化剂装填空间,所述脱硝催化剂装填空间用于装填脱硝催化剂,所述脱硝催化剂的工作温度为120℃-200℃;脱硝时混合有脱硝还原剂的烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述SCR脱硝反应器然后通过所述脱硝催化剂脱硝后再从所述已脱硝烟气排气口排出;所述待脱硫烟气进气口用于连接工业窑炉烟气来源,所述已脱硫烟气排气口用于连接所述待脱硝烟气进气口,所述已脱硝烟气排气口用于将已脱硝烟气输出工业窑炉烟气净化系统。

上述第一个方面的工业窑炉烟气净化系统利用催化法烟气脱硫技术脱硫效率很高以及催化法烟气脱硫技术针对待脱硫烟气适应性强的特点,将催化法烟气脱硫装备设置在低温SCR脱硝装备之前,既方便对烟气温度的控制,同时能够显著降低待脱硝烟气中的粉尘以及二氧化硫含量,确保脱硝效率。

第二个方面,提供了一种工业窑炉烟气净化系统。包括:催化法烟气脱硫模块,包括脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出;低温SCR脱硝模块,包括SCR脱硝反应器,所述SCR脱硝反应器具有待脱硝烟气进气口、已脱硝烟气排气口以及位于该SCR脱硝反应器中的脱硝催化剂装填空间,所述脱硝催化剂装填空间用于装填脱硝催化剂,所述脱硝催化剂的工作温度为120℃-200℃;脱硝时混合有脱硝还原剂的烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述SCR脱硝反应器然后通过所述脱硝催化剂脱硝后再从所述已脱硝烟气排气口排出;换热模块,包括第一换热器,所述第一换热器具有第一待降温烟气进气口、第一已降温烟气排气口、第一待加热烟气进气口、第一已加热烟气排气口以及位于该第一换热器中进行间接换热的第一换热器第一换热通道与第一换热器第二换热通道,所述第一换热器第一换热通道的两端分别与所述第一待降温烟气进气口和所述第一已降温烟气排气口连通,所述第一换热器第二换热通道的两端分别与所述第一待加热烟气进气口和所述第一已加热烟气排气口连通;其中,所述第一待降温烟气进气口用于连接工业窑炉烟气来源,所述第一已降温烟气排气口用于连接所述待脱硫烟气进气口,所述已脱硫烟气排气口用于连接所述第一待加热烟气进气口,所述第一已加热烟气排气口用于连接所述待脱硝烟气进气口,所述已脱硝烟气排气口用于将已脱硝烟气输出工业窑炉烟气净化系统。

上述第二个方面的工业窑炉烟气净化系统的主要优点在于:第一,由于催化法烟气脱硫技术脱硫效率很高,能够显著降低待脱硝烟气中的粉尘以及二氧化硫含量,确保脱硝效率。第二,首先通过换热模块对待脱硫烟气进行降温,由于催化法烟气脱硫技术针对待脱硫烟气适应性强,温度较低的待脱硫烟气反而能够带来降低脱硫反应器制造使用成本等有益效果,此后再通过换热模块对待脱硝烟气进行升温,使待脱硝烟气的温度达到脱硝催化剂的工作温度,从而满足低温SCR脱硝的要求。

第三个方面,提供了一种工业窑炉烟气净化系统。包括:催化法烟气脱硫模块,包括脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出;低温SCR脱硝模块,包括SCR脱硝反应器,所述SCR脱硝反应器具有待脱硝烟气进气口、已脱硝烟气排气口以及位于该SCR脱硝反应器中的脱硝催化剂装填空间,所述脱硝催化剂装填空间用于装填脱硝催化剂,所述脱硝催化剂的工作温度为120℃-200℃;脱硝时混合有脱硝还原剂的烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述SCR脱硝反应器然后通过所述脱硝催化剂脱硝后再从所述已脱硝烟气排气口排出;塔楼,具有框架式支撑结构,所述催化法烟气脱硫模块的脱硫反应器与所述低温SCR脱硝模块的SCR脱硝反应器分布在所述塔楼中。

上述第三个方面的工业窑炉烟气净化系统将催化法烟气脱硫模块和低温SCR脱硝模块集成为“一体式脱硫脱硝塔”的结构,显著的节省工业窑炉烟气净化系统的占地面积并缩短建设周期。

本公开以下的部分的实施例的目的在于提供改进的低温SCR脱硝预处理装置、低温SCR脱硝装置及低温SCR脱硝系统,以解决现有低温SCR脱硝装备建造成本较高的技术问题。

第四个方面,提供了一种低温SCR脱硝预处理装置,包括:预处理反应器,所述预处理反应器具有待预处理烟气进气口、已预处理烟气排气口、预处理催化剂再生液排液口以及位于该预处理反应器中的预处理催化剂装填空间,所述预处理反应器上设置有用于对所述预处理催化剂装填空间中的预处理催化剂进行洗涤再生的预处理催化剂再生液喷淋装置,所述预处理催化剂采用工作温度为120℃-200℃的碳基预处理催化剂;预处理时混合或未混合脱硝还原剂的待预处理烟气从所述待预处理烟气进气口进入所述预处理反应器然后通过所述预处理催化剂后再从所述已预处理烟气排气口排出,对所述预处理催化剂进行洗涤再生时预处理催化剂再生液从所述预处理催化剂再生液排液口排出;所述预处理反应器的主体结构采用混凝土浇筑体且所述预处理反应器内部由下往上分为待预处理烟气布气层、预处理催化剂放置层和已预处理烟气溢出层,所述待预处理烟气布气层中设有布气支撑结构,所述预处理催化剂放置在所述布气支撑结构上方的预处理催化剂放置层中,预处理时烟气从所述待预处理烟气进气口进入所述待预处理烟气布气层然后通过所述布气支撑结构分散地由下往上通过所述预处理催化剂进入所述已预处理烟气溢出层从所述已预处理烟气排气口排出。

第五个方面,提供了一种低温SCR脱硝装置,包括:SCR脱硝反应器,所述SCR脱硝反应器具有待脱硝烟气进气口、已脱硝烟气排气口以及位于该SCR脱硝反应器中的脱硝催化剂装填空间,所述脱硝催化剂装填空间用于装填脱硝催化剂,所述脱硝催化剂的工作温度为120℃-200℃;脱硝时混合有脱硝还原剂的烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述SCR脱硝反应器然后通过所述脱硝催化剂脱硝后再从所述已脱硝烟气排气口排出;所述SCR脱硝反应器的主体结构采用混凝土浇筑体且所述SCR脱硝反应器内部由下往上分为待脱硝烟气布气层、脱硝催化剂放置层和已脱硝烟气溢出层,所述待脱硝烟气布气层中设有布气支撑结构,所述脱硝催化剂放置在所述布气支撑结构上方的脱硝催化剂放置层中,脱硝时烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述待脱硝烟气布气层然后通过所述布气支撑结构分散地由下往上通过所述脱硝催化剂进入所述已脱硝烟气溢出层从所述已脱硝烟气排气口排出。

第六个方面,提供了一种低温SCR脱硝系统,包括:SCR脱硝预处理装置,所述SCR脱硝预处理装置采用上述第四个方面的低温SCR脱硝预处理装置;SCR脱硝装置,所述SCR脱硝装置采用上述第五个方面的低温SCR脱硝装置;其中,所述低温SCR脱硝预处理装置的预处理反应器的已预处理烟气排气口与所述SCR脱硝装置的SCR脱硝反应器的待脱硝烟气进气口连接。

由于预处理反应器、SCR脱硝反应器的主体结构采用混凝土浇筑体,方便建造和有助于降低建造成本。由于预处理反应器、SCR脱硝反应器工作时烟气温度较低,满足混凝土浇筑体对烟气温度的耐受范围。

本公开以下的部分的实施例的目的在于提供用于SCR脱硝的反应器及SCR脱硝系统,以解决现有SCR脱硝装备脱硝催化剂装卸不便的技术问题。

第七个方面,提供了一种用于SCR脱硝的反应器,包括:进气层,所述进气层具有由进气层壳体和位于所述进气层壳体中的进气层内部侧壁构成的进气腔体,所述进气层壳体上设有待处理烟气进气口,所述进气层内部侧壁上设有催化剂进气侧透气支撑面;排气层,所述排气层具有由排气层壳体和位于所述排气层壳体中的排气层内部侧壁构成的排气腔体,所述排气层壳体上设有已处理烟气排气口,所述排气层内部侧壁上设有催化剂排气侧透气支撑面;催化剂层,所述催化剂层是由所述催化剂进气侧透气支撑面与所述催化剂排气侧透气支撑面相对间隔设置而成的用于存放催化剂的通道式夹层空间,所述通道式夹层空间长度方向上的两端分别设置有第一端可开闭操作通道和第二端可开闭操作通道;其中,所述催化剂为预处理催化剂或脱硝催化剂;若所述催化剂为预处理催化剂时,所述预处理催化剂采用碳基预处理催化剂。

第八个方面,提供了一种SCR脱硝系统,包括:SCR脱硝预处理装置,所述SCR脱硝预处理装置采用上述第七个方面的反应器,所述SCR脱硝预处理装置的反应器的第一可开闭操作通道和第二可开闭操作通道分别作为预处理催化剂装载通和预处理催化剂卸料通道;SCR脱硝装置,所述SCR脱硝装置采用上述第七个方面的反应器,所述SCR脱硝装置的反应器的第一可开闭操作通道和第二可开闭操作通道分别作为脱硝催化剂装载通道和脱硝催化剂卸料通道;其中,所述SCR脱硝预处理装置的反应器的已处理烟气排气口与所述SCR脱硝装置的反应器的待处理烟气进气口连通;其中,所述SCR脱硝预处理装置的反应器上还设有预处理催化剂再生液排液口和用于对所述预处理催化剂进行洗涤再生的预处理催化剂再生液喷淋装置。

由于催化剂层是由催化剂进气侧透气支撑面与催化剂排气侧透气支撑面相对间隔设置而成的用于存放催化剂(预处理催化剂或脱硝催化剂)的通道式夹层空间,通道式夹层空间长度方向上的两端分别设置有第一端可开闭操作通道和第二端可开闭操作通道,因此,第一端可开闭操作通道可作为脱硝催化剂装载通道,第二端可开闭操作通道可作为脱硝催化剂卸料通道,从而解决脱硝催化剂装卸不便的技术问题。

本公开以下的部分的实施例的目的在于提供SCR脱硝系统,以解决待脱硝烟气中的粉尘以及二氧化硫与脱硝还原剂反应生成的硫酸铵进入脱硝催化剂影响脱硝效率的技术问题。

第九个方面,提供了一种SCR脱硝系统,包括:SCR脱硝预处理装置,所述SCR脱硝预处理装置中,包含预处理反应器,所述预处理反应器具有待预处理烟气进气口、已预处理烟气排气口、预处理催化剂再生液排液口以及位于该预处理反应器中的预处理催化剂装填空间,所述预处理反应器上设置有用于对所述预处理催化剂装填空间中的预处理催化剂进行洗涤再生的预处理催化剂再生液喷淋装置,预处理时混合或未混合脱硝还原剂的烟气从所述待预处理烟气进气口进入所述预处理反应器然后通过所述预处理催化剂脱硝后再从所述已预处理烟气排气口排出,对所述预处理催化剂进行洗涤再生时预处理催化剂再生液从所述预处理催化剂再生液排液口排出,所述预处理催化剂采用碳基预处理催化剂;SCR脱硝装置,所述SCR脱硝装置中,包含SCR脱硝反应器,所述SCR脱硝反应器具有待脱硝烟气进气口、已脱硝烟气排气口以及位于该SCR脱硝反应器中的脱硝催化剂装填空间,脱硝时混合有脱硝还原剂的烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述SCR脱硝反应器然后通过所述脱硝催化剂装填空间中的脱硝催化剂后再从所述已脱硝烟气排气口排出;其中,所述SCR脱硝预处理装置的预处理反应器的已预处理烟气排气口与所述SCR脱硝装置的SCR脱硝反应器的待脱硝烟气进气口连通。

SCR脱硝预处理装置的预处理反应器可利用催化法烟气脱硫原理将待脱硝烟气中的二氧化硫进一步脱除,并通过预处理催化剂(碳基预处理催化剂)对待脱硝烟气中的粉尘吸附除去,从而提高后续SCR脱硝效率。

本公开以下的部分的实施例的目的在于提供催化法烟气脱硫装置和烟气脱硫系统,以对现有催化法烟气脱硫装备的结构进行优化改进。

第十个方面,提供了一种催化法烟气脱硫装置。包括:脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出;所述脱硫反应器内部由下往上分为待脱硫烟气布气层、脱硫催化剂放置层和已脱硫烟气溢出层,所述待脱硫烟气布气层中设有布气支撑结构,所述脱硫催化剂放置在所述布气支撑结构上方的脱硫催化剂放置层中,脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入所述待脱硫烟气布气层然后通过所述布气支撑结构分散地由下往上通过所述脱硫催化剂进入所述已脱硫烟气溢出层从所述已脱硫烟气排气口排出;所述布气支撑结构包括立柱层、主梁层、次梁层和脱硫催化剂承载层,所述立柱层包含平面阵列布置在所述脱硫反应器底板上的立柱、所述主梁层支撑在所述立柱层上并包含多根间隔排列的主梁,所述次梁层搭设在所述主梁层上并包含多根间隔排列的次梁,所述脱硫催化剂承载层铺设在所述次梁层上并由透气材料制成,用于放置所述脱硫催化剂;所述脱硫反应器内侧壁的壁面上设有主梁端头搭放内凸缘和次梁端头搭放内凸缘,所述主梁端头搭放内凸缘和所述次梁端头搭放内凸缘分别是由铺贴在所述壁面上的第一耐酸砖所构成;所述主梁层中靠近所述脱硫反应器内侧壁的主梁端头部位搭放在所述主梁端头搭放内凸缘对应位置,所述次梁层中靠近所述脱硫反应器内侧壁的次梁端头部位搭放在所述次梁端头搭放内凸缘对应位置上。

上述第十个方面的催化法烟气脱硫装置直接通过铺贴在脱硫反应器内侧壁的壁面上的第一耐酸砖形成主梁端头搭放内凸缘和次梁端头搭放内凸缘,有助于简化脱硫反应器内部结构,方便脱硫反应器的建造施工,并且,可保证主梁和次梁的安装稳定性,同时还有助于降低脱硫反应器整体重量。

第十一个方面,提供了一种催化法烟气脱硫装置,包括:脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出;所述脱硫反应器内部由下往上分为待脱硫烟气布气层、脱硫催化剂放置层和已脱硫烟气溢出层,所述待脱硫烟气布气层中设有布气支撑结构,所述脱硫催化剂放置在所述布气支撑结构上方的脱硫催化剂放置层中,脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入所述待脱硫烟气布气层然后通过所述布气支撑结构分散地由下往上通过所述脱硫催化剂进入所述已脱硫烟气溢出层从所述已脱硫烟气排气口排出;所述布气支撑结构包括主梁层、次梁层和脱硫催化剂承载层,所述主梁层包含多根间隔排列的主梁,所述次梁层搭设在所述主梁层上并包含多根间隔排列的次梁,所述脱硫催化剂承载层铺设在所述次梁层上并由透气材料制成,用于放置所述脱硫催化剂;所述主梁为两端与所述脱硫反应器侧壁连接为一体的无中间支柱横梁,所述次梁采用外衬防酸腐材料的型材。

上述第十一个方面的催化法烟气脱硫装置将次梁调整为采用外衬防酸腐材料的型材,从而降低次梁层的重量,减轻主梁层的载荷,在此基础上,取消了现有催化法烟气脱硫装置中的立柱层,将主梁设计为两端与所述脱硫反应器侧壁连接为一体的无中间支柱横梁,由此简化了布气支撑结构并可减轻脱硫反应器的整体重量。

第十二个方面,提供了一种催化法烟气脱硫装置,包括:脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出;所述脱硫反应器内部由下往上分为待脱硫烟气布气层、脱硫催化剂放置层和已脱硫烟气溢出层,所述待脱硫烟气布气层中设有布气支撑结构,所述脱硫催化剂放置在所述布气支撑结构上方的脱硫催化剂放置层中,脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入所述待脱硫烟气布气层然后通过所述布气支撑结构分散地由下往上通过所述脱硫催化剂进入所述已脱硫烟气溢出层从所述已脱硫烟气排气口排出;所述脱硫反应器中位于所述待脱硫烟气布气层的内表面区域、位于所述脱硫催化剂放置层的内表面区域和为位于所述已脱硫烟气溢出层的内表面区域的至少一个区域铺贴有表面接缝采取了密封处理的耐酸塑料板,所述耐酸塑料板通过分布在该耐酸塑料板上并与该耐酸塑料板连接的耐酸材料连接件铺装在所述脱硫反应器侧壁上。

上述第十二个方面的催化法烟气脱硫装置使用表面接缝采取密封处理的耐酸塑料板作为脱硫反应器内表面防腐措施,可降低甚至取消耐酸砖使用量,方便脱硫反应器的建造施工,降低脱硫反应器整体重量。

第十三个方面,提供了一种烟气脱硫系统,包括:脱硫剂脱硫模块,包括脱硫剂混合反应器,所述脱硫剂混合反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫反应剩余物卸料口以及位于该脱硫剂混合反应器中的脱硫剂混合反应空间;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫剂混合反应器然后与所述脱硫剂混合反应空间中的脱硫剂混合反应脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫与脱硫剂反应生成硫酸盐并与剩余脱硫剂一起作为脱硫反应剩余物从所述脱硫反应剩余物卸料口排出;催化法烟气脱硫模块,包括脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出;脱硫反应剩余物处理模块,包括脱硫反应剩余物处理器,所述脱硫反应剩余物处理器用于接收来自所述脱硫剂脱硫模块的所述脱硫反应剩余物以及来自所述催化法烟气脱硫模块的所述硫酸,并以所述脱硫反应剩余物与所述硫酸为原料反应得到硫酸盐产品。

上述第十三个方面的烟气脱硫系统将脱硫剂脱硫模块与催化法烟气脱硫模块组合,可用于含硫量高的烟气脱硫处理场景,能够将脱硫剂脱硫模块产生的脱硫反应剩余物与催化法烟气脱硫模块产生的硫酸为原料反应得到硫酸盐产品,很好的解决了脱硫剂脱硫模块产生的脱硫反应剩余物以及催化法烟气脱硫模块产生的硫酸处理困难的技术问题。

下面结合附图和具体实施方式对本公开做进一步的说明。本公开提供的附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过实践了解到。

附图说明

构成本说明书的一部分的附图用来辅助对本公开的理解,附图中所提供的内容及其在本说明书中有关的说明可用于解释本公开,但不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。

图2为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。

图3为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。

图4为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。

图5为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。

图6为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。

图7为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。

图8为本公开实施例一种低温SCR脱硝模块的结构示意图。

图9为本公开实施例一种低温SCR脱硝装置的结构示意图。

图10为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。

图11为本公开实施例一种SCR脱硝反应器的结构示意图。

图12为图11所示SCR脱硝反应器的外部结构示意图。

图13为图11所示SCR脱硝反应器中加强筋的一种具体实施方式的结构示意图。

图14为本公开实施例一种脱硫反应器中主梁层的布置结构示意图。

图15为本公开实施例一种脱硫反应器中次梁层的布置结构示意图。

图16为本公开实施例一种脱硫反应器内部结构示意图。

图中标记为:除尘模块1、催化法烟气脱硫模块2、立柱21、主梁22、次梁23、主梁端头搭放内凸缘24、次梁端头搭放内凸缘25、主梁26、次梁27、耐酸塑料板28、耐酸材料连接件29、低温SCR脱硝模块3、SCR脱硝预处理装置31、SCR脱硝装置32、进气层331、催化剂层332、排气层333、待处理烟气进气口334、催化剂进气侧透气支撑面335、已处理烟气排气口336、催化剂排气侧透气支撑面337、催化剂338、第一端可开闭操作通道339、第二端可开闭操作通道3310、筒体3311、第一加强结构3312、第一支撑结构3313、第二支撑结构3314、混料器34、待脱硝烟气布气层301、脱硝催化剂放置层302、已脱硝烟气溢出层303、脱硝催化剂304、主梁层305、次梁层306、脱硝催化剂承载层307、余热回收模块4、烟囱5、换热模块6、第一换热器61、第二换热器62、烟气管道63、流量调节阀64、脱硫剂脱硫模块7、脱硫反应剩余物处理模块8。

具体实施方式

下面结合附图对本公开进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本公开。在结合附图对本公开进行说明前,需要特别指出的是:

在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案、技术特征,在不冲突的情况下,这些技术方案、技术特征可以相互组合。此外,在可能的情况下,这些技术方案、技术特征及有关的组合均可以被赋予特定的技术主题而被相关专利所保护。

下述说明中涉及到的本公开实施例通常仅是一部分实施例而不是全部实施例,基于这些实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于专利保护的范围。

本说明书及相应权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“包含”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。其他相关术语和单位,均可基于本说明书提供相关内容得到合理的解释。

图1为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。图1所示的工业窑炉烟气净化系统具体用于对钢铁行业的烧结烟气或球团烟气进行烟气净化处理。烧结烟气和球团烟气温度在180℃左右,传统的烟气净化处理方法是先通过湿法脱硫,然后再将湿法脱硫后的烟气温度升高,再对烟气进行SCR脱硝。这种烟气净化处理方法的缺点在于:湿法脱硫会产生难以处理的污泥,将湿法脱硫后的烟气温度升高需要耗能,不利于节能减排。

如图1所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统包括前后依次设置的除尘模块1、催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3、余热回收模块4和烟囱5。

其中,除尘模块1采用干法烟气除尘器,用于工业窑炉烟气来源的烟气进行除尘处理。干法烟气除尘器可以采用电除尘器、电袋除尘器、布袋滤芯除尘器、陶瓷滤芯除尘器、金属滤芯除尘器等。通常而言,除尘模块1需将输出的烟气中的含尘量控制在50mg/Nm

其中,催化法烟气脱硫模块2包括脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出。

催化法烟气脱硫模块2的有关催化法烟气脱硫装备可以从公开号为CN214764545U、CN114653202A、CN114797450A的专利文献或者本公开的申请日前申请人已公开的其他专利文献了解到。需要的情况下,本公开的催化法烟气脱硫模块2中包含了这些专利文献所提供的技术方案、技术手段等要素。本说明书中后续还将对催化法烟气脱硫模块2的改进方案进行说明。

其中,低温SCR脱硝模块3包括SCR脱硝反应器,所述SCR脱硝反应器具有待脱硝烟气进气口、已脱硝烟气排气口以及位于该SCR脱硝反应器中的脱硝催化剂装填空间,所述脱硝催化剂装填空间用于装填脱硝催化剂,所述脱硝催化剂的工作温度为120℃-200℃;脱硝时混合有脱硝还原剂的烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述SCR脱硝反应器然后通过所述脱硝催化剂脱硝后再从所述已脱硝烟气排气口排出。

低温SCR脱硝技术是已知的,但在这里具体采用申请人开发的活性炭基脱硝催化剂,该活性炭基脱硝催化剂的主要特点是脱硝效率≥80%。本说明书中后续还将对低温SCR脱硝模块3的改进方案进行说明。

余热回收模块4包括余热回收器,例如余热锅炉,从而将已脱硝烟气的热量转化为水蒸气,以便为工厂所需。

如图1所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统的工艺流程为:180℃左右的烧结烟气或球团烟气首先进入除尘模块1,然后从除尘模块1输出温度下降为160℃左右、含尘量<50mg/Nm

可见,本实施例的工业窑炉烟气净化系统将除尘模块1、催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3和余热回收模块4依次耦合,可形成契合于烧结烟气/球团烟气温度条件的烟气净化工艺。其中,利用催化法烟气脱硫技术脱硫效率很高以及催化法烟气脱硫技术针对待脱硫烟气适应性强的特点,将催化法烟气脱硫装备设置在低温SCR脱硝装备之前,既方便对烟气温度的控制,同时能够显著降低待脱硝烟气中的粉尘以及二氧化硫含量,确保脱硝效率。

图2为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。图2所示的工业窑炉烟气净化系统具体用于对有色行业的冶炼烟气进行烟气净化处理。有色行业的冶炼烟气具有气量、温度、二氧化硫浓度等均波动大的特点,治理的重点是脱硫;另一个特点是粉尘中均是有用的物料,具有较高回收价值。

如图2所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统包括前后依次设置的除尘模块1、催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3、余热回收模块4和烟囱5。有关对除尘模块1、催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3和余热回收模块4的具体说明,可以参照前文内容,这里不再赘述。

如图2所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统的工艺流程为:170℃左右的冶炼烟气首先进入除尘模块1,然后从除尘模块1输出温度下降为150℃左右、含尘量<50mg/Nm

同理可知,本实施例的工业窑炉烟气净化系统将除尘模块1、催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3和余热回收模块4依次耦合,可形成契合于有色行业的冶炼烟气温度条件的烟气净化工艺。其中,利用催化法烟气脱硫技术脱硫效率很高以及催化法烟气脱硫技术针对待脱硫烟气适应性强的特点,将催化法烟气脱硫装备设置在低温SCR脱硝装备之前,既方便对烟气温度的控制,同时能够显著降低待脱硝烟气中的粉尘以及二氧化硫含量,确保脱硝效率。此外,通过除尘模块1的干法烟气除尘器可以充分回收有色行业的冶炼烟气中的有价粉尘。

图3为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。图3所示的工业窑炉烟气净化系统具体用于对陶瓷生产中产生的陶瓷烟气或玻璃生产中产生的玻璃烟气进行烟气净化处理。陶瓷烟气和玻璃烟气的二氧化硫和氮氧化物含量均较高,并且,要求烟气净化系统需要保持炉窑的微负压。

如图3所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统包括前后依次设置的除尘模块1、催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3和余热回收模块4和烟囱5。有关对除尘模块1、催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3和余热回收模块4的具体说明,可以参照前文内容,这里不再赘述。

如图3所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统的工艺流程为:150℃左右的陶瓷烟气或玻璃烟气首先进入除尘模块1,然后从除尘模块1输出温度下降为140℃左右、含尘量<50mg/Nm

本实施例的工业窑炉烟气净化系统除了具有上述工业窑炉烟气净化系统相同或类似的效果外,由于工业窑炉烟气净化系统的整体结构较为简单,烟气净化处理流程较短,工业窑炉烟气净化系统中的烟气压力易于调控,故能够更好保证工业窑炉处于微负压状态。

图4为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。图4所示的工业窑炉烟气净化系统具体用于对焦炉烟气进行烟气净化处理。焦炉烟气一般含二氧化硫较低,氮氧化物较高,因此脱硝的选择更为重;出于焦化炉生产需要,烟囱5必须保持热备,且温度不得低于130℃。因此,焦炉烟气的温度较高。

如图4所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统包括前后依次设置的余热回收模块4、催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3和烟囱5。有关对催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3和余热回收模块4的具体说明,可以参照前文内容,这里不再赘述。

如图4所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统的工艺流程为:250℃左右的焦炉烟气首先进入余热回收模块4,然后从余热回收模块4输出温度150℃的待脱硫烟气;待脱硫烟气再进入催化法烟气脱硫模块2,然后从催化法烟气脱硫模块2输出温度下降为150℃左右、二氧化硫含量为100mg/Nm

本实施例中,余热回收模块4一方面可将焦炉烟气的温度调整至同时满足后续催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3和烟囱5的范围内,另一方面有效回收了焦炉烟气的热量。

图5为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。图5所示的工业窑炉烟气净化系统具体用于对工业锅炉烟气进行烟气净化处理。工业锅炉烟气排放温度一般和电站锅炉相同,在135℃-170℃之间,这个温度主要取决于烟气的露点温度,排放温度一般应高于露点温度20℃-30℃。目前在工业锅炉方面采取的主要减排措施是:淘汰小锅炉,鼓励区域进行集中供暖供汽,严格控制较大锅炉的排放。工业锅炉一般是生产企业的公用工程设施,大部分此类生产企业即缺乏锅炉和环保方面专业的管理人员,又因为不在集中的工业区而要承受更大的环保压力,特别是白烟问题尤为突出。

如图5所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统包括前后依次设置的除尘模块1、催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3和烟囱5。有关对除尘模块1、催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3的具体说明,可以参照前文内容,这里不再赘述。

如图5所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统的工艺流程为:170℃左右的工业锅炉烟气首先进入除尘模块1,然后从除尘模块1输出温度下降为150℃左右、含尘量<50mg/Nm

本实施例的工业窑炉烟气净化系统除了具有上述工业窑炉烟气净化系统相同或类似的效果外,由于烟囱5排放烟气温度较高,可以有效避免白烟问题。本说明书中后续将再对该工业窑炉烟气净化系统的改进方案进行说明,改进的工业窑炉烟气净化系统的集成度更高,能够解决对工业窑炉烟气净化系统管理和控制难度较高的问题。

上述各实施例的工业窑炉烟气净化系统中,烟气温度在各个模块的进出口处的分布基本上是呈梯级下降的关系。也就是说,催化法烟气脱硫模块2总是运行在烟气温度处于130℃-160℃的温度段上。根据背景技术部分的介绍,催化法烟气脱硫技术的突出优点之一是脱硫效率可达95%以上,工程实践中经常出现了几乎100%的脱硫效率;二是针对待脱硫烟气的适应性强,可以很好地适应烟气的气量变化大,烟气中SO

图6为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。如图6所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统至少包括:催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3和换热模块6。

其中,催化法烟气脱硫模块2包括脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出。

其中,低温SCR脱硝模块3,包括SCR脱硝反应器,所述SCR脱硝反应器具有待脱硝烟气进气口、已脱硝烟气排气口以及位于该SCR脱硝反应器中的脱硝催化剂装填空间,所述脱硝催化剂装填空间用于装填脱硝催化剂,所述脱硝催化剂的工作温度为120℃-200℃;脱硝时混合有脱硝还原剂的烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述SCR脱硝反应器然后通过所述脱硝催化剂脱硝后再从所述已脱硝烟气排气口排出。

其中,换热模块6包括第一换热器61,所述第一换热器61具有第一待降温烟气进气口、第一已降温烟气排气口、第一待加热烟气进气口、第一已加热烟气排气口以及位于该第一换热器61中进行间接换热的第一换热器第一换热通道与第一换热器第二换热通道,所述第一换热器第一换热通道的两端分别与所述第一待降温烟气进气口和所述第一已降温烟气排气口连通,所述第一换热器第二换热通道的两端分别与所述第一待加热烟气进气口和所述第一已加热烟气排气口连通。

此外,本实施例的工业窑炉烟气净化系统中,所述第一待降温烟气进气口用于连接工业窑炉烟气来源,所述第一已降温烟气排气口用于连接所述待脱硫烟气进气口,所述已脱硫烟气排气口用于连接所述第一待加热烟气进气口,所述第一已加热烟气排气口用于连接所述待脱硝烟气进气口,所述已脱硝烟气排气口用于将已脱硝烟气输出工业窑炉烟气净化系统。

通常而言,所述待脱硫烟气进气口处的待脱硫烟气温度可以为50℃-100℃;所述第一已加热烟气排气口出的已加热烟气温度可以为120℃-220℃。

本实施例的工业窑炉烟气净化系统的工作原理是:来自工业窑炉烟气来源的温度较高的烟气(例如温度为130℃-170℃)从第一待降温烟气进气口进入第一换热器61,第一换热器61从第一已降温烟气排气口排出降温(例如温度为60℃-80℃)后的烟气;降温后的烟气作为待脱硫烟气进入催化法烟气脱硫模块2;催化法烟气脱硫模块2输出的已脱硫烟气再从第一待加热烟气进气口返回第一换热器61;第一换热器61从第一已加热烟气排气口排出加热后(例如温度为120℃-160℃)的烟气;加热后的烟气作为待脱硝烟气进入低温SCR脱硝模块3;低温SCR脱硝模块3输出已脱硝烟气。在第一换热器61中,来自工业窑炉烟气来源的温度较高的烟气与催化法烟气脱硫模块2输出的温度较低的已脱硫烟气发生间接换热。因此,本实施例的工业窑炉烟气净化系统一方面通过第一换热器61降低了待脱硫烟气的温度,由此,对催化法烟气脱硫模块2中催化法烟气脱硫装置的高温运行稳定性要求的降低,催化法烟气脱硫装置主体结构可以采用混凝土浇筑体,其他相关设备(如密封件、阀门等)的材质、性能要求也可相应降低,从而催化法烟气脱硫装置的制造使用成本;另一方面,通过第一换热器61又可将待脱硝烟气的温度升高至低温SCR脱硝模块3所需的温度范围,由于第一换热器61是将来自工业窑炉烟气来源的温度较高的烟气与催化法烟气脱硫模块2输出的温度较低的已脱硫烟气发生间接换热,故对待脱硝烟气的升温可以不产生多余的能耗。

如图6所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统中,当来自工业窑炉烟气来源的烟气的温度过高,例如超过170℃时(如焦炉烟气),还可以在换热模块6中设置第二换热器62,所述第二换热器62具有第二待降温烟气进气口和第二已降温烟气排气口,所述第一已降温烟气排气口用于连接所述第二待降温烟气进气口,所述第二已降温烟气排气口用于连接所述待脱硫烟气进气口。第二换热器62可以采用余热锅炉。第二换热器62的作用在于,当来自工业窑炉烟气来源的烟气的温度过高时,通过进一步回收烟气热量,既实现了余热有效利用,同时又可以将待脱硫烟气温度和待脱硝烟气温度控制在理想的范围内。

如图6所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统中,通常还可以包括除尘模块1,所述除尘模块1包括干法烟气除尘器,所述干法烟气除尘器用于与所述第一待降温烟气进气口连接,将来自所述工业窑炉烟气来源的烟气进行除尘后输送至所述第一待降温烟气进气口。干法烟气除尘器可以采用电除尘器、电袋除尘器、布袋滤芯除尘器、陶瓷滤芯除尘器、金属滤芯除尘器等。通常而言,除尘模块1需将输出的烟气中的含尘量控制在50mg/Nm

图7为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。如图7所示,本实施例的工业窑炉烟气净化系统至少包括:催化法烟气脱硫模块2、低温SCR脱硝模块3、脱硫剂脱硫模块7、脱硫反应剩余物处理模块8。

其中,脱硫剂脱硫模块7包括脱硫剂混合反应器71,所述脱硫剂混合反应器71具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫反应剩余物卸料口以及位于该脱硫剂混合反应器71中的脱硫剂混合反应空间;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫剂混合反应器71然后与所述脱硫剂混合反应空间中的脱硫剂混合反应脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫与脱硫剂反应生成硫酸盐并与剩余脱硫剂一起作为脱硫反应剩余物从所述脱硫反应剩余物卸料口排出。

其中,催化法烟气脱硫模块2包括脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出。

其中,脱硫反应剩余物处理模块8包括脱硫反应剩余物处理器,所述脱硫反应剩余物处理器用于接收来自所述脱硫剂脱硫模块的所述脱硫反应剩余物以及来自所述催化法烟气脱硫模块的所述硫酸,并以所述脱硫反应剩余物与所述硫酸为原料反应得到硫酸盐产品。

其中,温SCR脱硝模块3包括SCR脱硝反应器,所述SCR脱硝反应器具有待脱硝烟气进气口、已脱硝烟气排气口以及位于该SCR脱硝反应器中的脱硝催化剂装填空间,所述脱硝催化剂装填空间用于装填脱硝催化剂,所述脱硝催化剂的工作温度为120℃-200℃;脱硝时混合有脱硝还原剂的烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述SCR脱硝反应器然后通过所述脱硝催化剂脱硝后再从所述已脱硝烟气排气口排出。

其中,所述脱硫剂混合反应器的已脱硫烟气排气口与所述脱硫反应器的待脱硫烟气进气口相连,使得所述脱硫剂脱硫模块7与所述催化法烟气脱硫模块2形成前后两级脱硫模块,所述脱硫剂混合反应器的待脱硫烟气进气口用于连接工业窑炉烟气来源,所述脱硫反应器的已脱硫烟气排气口用于连接所述待脱硝烟气进气口,所述已脱硝烟气排气口用于将已脱硝烟气输出工业窑炉烟气净化系统。

通常而言,所述脱硫剂为粉状脱硫剂或雾状脱硫剂;所述脱硫剂混合反应器配置有用于将所述脱硫剂分散布置在所述脱硫剂混合反应空间中的脱硫剂喷洒装置和/脱硫剂流化装置。采用粉状脱硫剂或雾状脱硫剂的脱硫剂混合反应器是现有的,常用于现有的干法脱硫或半干法脱硫技术中。

本实施例中,所述脱硫剂优选采用氢氧化钙脱硫剂(俗称钙基脱硫剂),这时,所述硫酸盐和所述硫酸盐产品均为硫酸钙,方便后续利用。本实施例中,氢氧化钙脱硫剂具体属于粉状脱硫剂。

进一步的,所述脱硫剂脱硫模块7还包括干法烟气除尘器72,所述干法烟气除尘器72用于串联在所述脱硫剂混合反应器71的已脱硫烟气排气口与所述脱硫反应器的待脱硫烟气进气口之间,将来自所述脱硫剂混合反应器的烟气进行除尘后再输送至所催化法烟气脱硫模块。这时,干法烟气除尘器72的卸灰口可以作为所述脱硫反应剩余物卸料口。干法烟气除尘器72的卸灰口还可以连接脱硫剂混合反应器71,从而将一部分粉尘(含有未反应的粉状脱硫剂)返回脱硫剂混合反应器71。

本实施例的工业窑炉烟气净化系统将脱硫剂脱硫模块7与催化法烟气脱硫模块2组合,可用于含硫量高的烟气脱硫处理场景,能够将脱硫剂脱硫模块7产生的脱硫反应剩余物与催化法烟气脱硫模块2产生的硫酸为原料反应得到硫酸盐产品,很好的解决了脱硫剂脱硫模块7产生的脱硫反应剩余物以及催化法烟气脱硫模块2产生的硫酸处理困难的技术问题。并且,脱硫剂脱硫模块7的工作温度与催化法烟气脱硫模块2的工作温度高度重合,因而将脱硫剂脱硫模块7与催化法烟气脱硫模块2具有较好的耦合应用条件,应用于含硫量高的烟气脱硫处理场景时,能够确保优异的脱硫效果,降低催化法烟气脱硫模块2的工作负荷。

下面,将进一步对上述工业窑炉烟气净化系统中的低温SCR脱硝模块3和催化法烟气脱硫模块2进行进一步的说明。需要指出的是,可能的情况下,通过优化/改进后的低温SCR脱硝模块3和催化法烟气脱硫模块2可以用于上述任一实施例的工业窑炉烟气净化系统;可能的情况下,对低温SCR脱硝模块3的改进方案以及改进方案中的技术特征可以组合,对催化法烟气脱硫模块2的改进方案以及改进方案中的技术特征也可以组合。

一、关于低温SCR脱硝模块3。

前面提到,低温SCR脱硝模块3包括SCR脱硝反应器,所述SCR脱硝反应器具有待脱硝烟气进气口、已脱硝烟气排气口以及位于该SCR脱硝反应器中的脱硝催化剂装填空间,所述脱硝催化剂装填空间用于装填脱硝催化剂,所述脱硝催化剂的工作温度为120℃-200℃;脱硝时混合有脱硝还原剂的烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述SCR脱硝反应器然后通过所述脱硝催化剂脱硝后再从所述已脱硝烟气排气口排出。需指出:低温SCR脱硝模块3必然还包含脱硝还原剂供给系统,用于向待脱硝烟气中供给氨等脱硝还原剂。由于本公开并不涉及对脱硝还原剂供给系统的任何改进,因此,不再对脱硝还原剂供给系统进行赘述。

(1)低温SCR脱硝模块3的第一种改进实施方式。

图8为本公开实施例一种低温SCR脱硝模块3的结构示意图。如图7所示,本实施例的低温SCR脱硝模块3包括了SCR脱硝预处理装置31和SCR脱硝装置32。

SCR脱硝预处理装置31中,包括预处理反应器,所述预处理反应器具有待预处理烟气进气口、已预处理烟气排气口、预处理催化剂再生液排液口以及位于该预处理反应器中的预处理催化剂装填空间,所述预处理反应器上设置有用于对所述预处理催化剂装填空间中的预处理催化剂进行洗涤再生的预处理催化剂再生液喷淋装置(类似于催化法烟气脱硫中的脱硫催化剂再生液喷淋装置),所述预处理催化剂的工作温度为120℃-200℃,预处理催化剂采用碳基预处理催化剂;预处理时混合有预处理还原剂的烟气从所述待预处理烟气进气口进入所述SCR预处理反应器然后通过所述预处理催化剂预处理后再从所述已预处理烟气排气口排出,对所述预处理催化剂进行洗涤再生时预处理催化剂再生液从所述预处理催化剂再生液排液口排出。

SCR脱硝装置32中,包括SCR脱硝反应器,所述SCR脱硝反应器具有待脱硝烟气进气口、已脱硝烟气排气口以及位于该SCR脱硝反应器中的脱硝催化剂装填空间,所述脱硝催化剂装填空间用于装填脱硝催化剂,所述脱硝催化剂的工作温度为120℃-200℃;脱硝时混合有脱硝还原剂的烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述SCR脱硝反应器然后通过所述脱硝催化剂脱硝后再从所述已脱硝烟气排气口排出。

其中,所述SCR脱硝预处理装置31的SCR脱硝反应器的已脱硝烟气排气口与所述SCR脱硝装置32的SCR脱硝反应器的待脱硝烟气进气口连通。

本实施例的低温SCR脱硝模块3中,SCR脱硝预处理装置31的预处理反应器能够利用预处理催化剂的吸附等作用降低待脱硝烟气中的粉尘、二氧化硫(少量)含量。由于SCR脱硝预处理装置31的预处理反应器中的预处理催化剂采用碳基预处理催化剂,因此,SCR脱硝预处理装置31的预处理反应器可利用催化法烟气脱硫原理(即待脱硝烟气中的二氧化硫、水、氧气被吸附在预处理催化剂上生成硫酸)将待脱硝烟气中的二氧化硫进一步脱除,从而避免二氧化硫与脱硝还原剂(通常为NH

通常而言,SCR脱硝预处理装置31的预处理反应器数量为两个以上,对这两个以上的预处理反应器中的预处理催化剂分别进行洗涤再生的时机是错开的(可通过控制对应预处理反应器的待预处理烟气进气口、已预处理烟气排气口以及预处理催化剂再生液喷淋装置的启闭来实现),由此,当对部分预处理反应器中的预处理催化剂进行洗涤再生时,另一部分预处理反应器正常工作,从而确保低温SCR脱硝模块3连续运行。

从图7中可以看到,本实施例的低温SCR脱硝模块3的SCR脱硝预处理装置31的预处理反应器数量为四个,而SCR脱硝装置32的SCR脱硝反应器数量为两个,SCR脱硝预处理装置31的四个预处理反应器中的两个预处理反应器处于脱硝催化剂洗涤再生状态时,另两个预处理反应器处于正常工作状态。

由此,在图6所示的工业窑炉烟气净化系统中,还可在第一换热器61与催化法烟气脱硫模块2之间设置与第二换热器62并联的烟气管道63,该烟气管道63上设有流量调节阀64,这样,就能够控制第一换热器61排出的降温后的烟气再进一步通过第二换热器62降温的烟气流量。这样,当SCR脱硝预处理装置31将刚完成预处理催化剂洗涤再生的那部分预处理反应器切换为正常工作状态时,可以通过流量调节阀64让第一换热器61排出的降温后的烟气更多的通过烟气管道63以绕过第二换热器62进入催化法烟气脱硫模块2,因此,待脱硝烟气的温度也能够相应提高,从而有效避免由于刚完成预处理催化剂洗涤再生的那部分预处理反应器中含有预处理催化剂再生液(通常为水)而导致烟气温度下降而影响脱硝效率的问题。可见,通过流量调节阀64可以调节待脱硫烟气的温度,从而提升工业窑炉烟气净化系统运行的稳定性。

当然,对于除图6所示的工业窑炉烟气净化系统以外的上述其他实施例的工业窑炉烟气净化系统,也可以借鉴类似的思路,在催化法烟气脱硫模块2前的余热回收模块4旁侧设置与该余热回收模块4并联的烟气管道以及位于烟气管道上的流量调节阀。

如图8所示,本实施例的低温SCR脱硝模块3通常还包括设置在所述SCR脱硝预处理装置31之间的混料器34(混料器34也可以设置在SCR脱硝预处理装置31之后),用于将待脱硝烟气与脱硝还原剂均匀混合。混料器34是现有技术,这里不再详细介绍。由于脱硝还原剂在SCR脱硝预处理装置31之前就被注入待脱硝烟气中,此时,上述预处理反应器实际上还能够起到一定的SCR脱硝作用。也就是说,这里的SCR脱硝预处理装置31的预处理反应器具有脱硫、脱硝和除尘的作用。

申请人需要特别强调的是,在SCR脱硝反应器前通过本公开中的预处理反应器对待脱硝烟气进行预处理是申请人的一项重要创新,尤其适用于本公开提出的“催化法烟气脱硫+低温SCR脱硝”工艺中。

(2)低温SCR脱硝模块3的第二种改进实施方式。

对低温SCR脱硝模块3的第二种改进实施方式是在低温SCR脱硝模块3的第一种改进实施方式基础上,将SCR脱硝预处理装置31的预处理反应器和SCR脱硝装置21的SCR脱硝反应器的主体结构设计为混凝土浇筑体。

图9为本公开实施例一种低温SCR脱硝装置的结构示意图。具体而言,如图9所示的低温SCR脱硝装置是将低温SCR脱硝模块3的第一种改进实施方式中的SCR脱硝预处理装置31的不同预处理反应器的壳体通过混凝土一体浇筑成型而成(图9中省略了脱硝催化剂再生液喷淋装置)。

同理可知,低温SCR脱硝模块3的第二种改进实施方式中的SCR脱硝装置32的不同SCR脱硝反应器的壳体同样也可通过混凝土一体浇筑成型。需要指出,在没有特别指出的情况下,SCR脱硝预处理装置31的结构同样适用于SCR脱硝装置32。

以往,低温SCR脱硝装备沿用传统不锈钢/玻璃钢SCR脱硝塔设计,建造成本较高,特别是不锈钢/玻璃钢脱硝反应器筒体是预制结构,必须与SCR脱硝塔的框架结构分开建造,从而导致工程建设周期控制难度大,建设周期较长等问题。将预处理反应器和SCR脱硝反应器的主体结构采用混凝土浇筑体后,不仅可节省预处理反应器和SCR脱硝反应器材料开支,同时可将预处理反应器和/或SCR脱硝反应器的壳体与混凝土框架结构一起建造为塔楼形式的SCR脱硝装备,从而有利于缩短工程建设周期。

本实施例的低温SCR脱硝装置中(以SCR脱硝反应器为例),SCR脱硝反应器内部由下往上分为待脱硝烟气布气层301、脱硝催化剂放置层302和已脱硝烟气溢出层303,所述待脱硝烟气布气层301中设有布气支撑结构,所述脱硝催化剂304放置在所述布气支撑结构上方的脱硝催化剂放置层302中,脱硝时烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述待脱硝烟气布气层301然后通过所述布气支撑结构分散地由下往上(参见图9中虚线箭头所示方向)通过所述脱硝催化剂304进入所述已脱硝烟气溢出层303从所述已脱硝烟气排气口排出。

一种具体实施方式中,所述布气支撑结构包括主梁层305、次梁层306和脱硝催化剂承载层307,所述主梁层306包含多根间隔排列的主梁,所述次梁层306搭设在所述主梁层305上并包含多根间隔排列的次梁,所述脱硝催化剂承载层307铺设在所述次梁层306上并由透气材料制成,用于放置所述脱硝催化剂304。所述透气材料可以包含塑料格栅板和金属丝网中的至少一种。

一种优选实施方式中,所述主梁为两端与所述SCR脱硝反应器中构成该SCR脱硝反应器主体结构的侧壁连接为一体的无中间支柱土建梁,所述次梁采用型材,如槽钢,这样,既使得布气支撑结构的结构简单,同时也能够降低布气支撑结构的重量。具体而言,由于不需要在主梁下方设置立柱来支撑主梁,从而简化了布气支撑结构,同时也能够降低布气支撑结构的重量;次梁采用型材,而型材重量轻,这样就降低了主梁的承载要求,有利于设置无中间支柱土建梁。

一种可选实施方式中,类似于催化法烟气脱硫塔(例如CN214764545U、CN114653202A、CN114797450A等专利文献中提到的“催化法烟气脱硫塔”),SCR脱硝预处理装置31可设计成塔式结构(可称为预处理塔)。具体而言,预处理塔通常包括:预处理反应器竖列,所述预处理反应器竖列包含至少两个以竖直排列方式分别安装在框架式支撑结构不同楼层上的支撑平台上的预处理反应器;进气管网,所述进气管网包含竖直设置于所述框架式支撑结构旁侧的进气总管以及使所述进气总管分别与各预处理反应器的进气口连接并位于对应预处理反应器前侧的各进气支管;排气管网,所述排气管网包含竖直设置于所述预处理反应器竖列旁侧的排气总管以及使所述排气总管分别与各预处理反应器的排气口连接并位于对应预处理反应器上方的各排气支管;所述框架式支撑结构与各预处理反应器壳体通过混凝土一体浇筑成型。

一种可选实施方式中,类似于催化法烟气脱硫塔(例如CN214764545U、CN114653202A、CN114797450A等专利文献中提到的“催化法烟气脱硫塔”),SCR脱硝装置32可设计成塔式结构(可称为SCR脱硝反应塔)。具体而言,SCR脱硝反应塔通常包括:SCR脱硝反应器竖列,所述SCR脱硝反应器竖列包含至少两个以竖直排列方式分别安装在框架式支撑结构不同楼层上的支撑平台上的所述SCR脱硝反应器;进气管网,所述进气管网包含竖直设置于所述框架式支撑结构旁侧的进气总管以及使所述进气总管分别与各SCR脱硝反应器的进气口连接并位于对应SCR脱硝反应器前侧的各进气支管;排气管网,所述排气管网包含竖直设置于所述SCR脱硝反应器竖列旁侧的排气总管以及使所述排气总管分别与各SCR脱硝反应器的排气口连接并位于对应SCR脱硝反应器上方的各排气支管;所述框架式支撑结构与各SCR脱硝反应器壳体通过混凝土一体浇筑成型。

一种可选实施方式中,类似于催化法烟气脱硫塔(例如CN214764545U、CN114653202A、CN114797450A等专利文献中提到的“催化法烟气脱硫塔”),SCR脱硝预处理装置31和SCR脱硝装置32可设计成塔式结构(可称为SCR脱硝预处理及脱硝反应一体塔),SCR脱硝预处理及脱硝反应一体塔包含具有框架式支撑结构的塔楼,所述SCR脱硝预处理装置31的SCR脱硝反应器与所述SCR脱硝装置32的SCR脱硝反应器分布在所述塔楼中。这样,一个SCR脱硝预处理及脱硝反应一体塔既包含了所述SCR脱硝预处理装置31,又包含了所述SCR脱硝装置32。其中,所述SCR脱硝预处理装置31的各SCR脱硝反应器壳体、所述SCR脱硝装置32的各SCR脱硝反应器壳体、所述框架式支撑结构通过混凝土一体浇筑成型。

鉴于催化法烟气脱硫塔、预处理塔、SCR脱硝反应塔均可通过混凝土一体浇筑成型,于是,进一步产生将催化法烟气脱硫模块2和低温SCR脱硝模块3集成为“一体式脱硫脱硝塔”的结构,显著的节省工业窑炉烟气净化系统的占地面积并缩短建设周期的技术构思。

图10为本公开实施例一种工业窑炉烟气净化系统的结构示意图。如图10所示,一种工业窑炉烟气净化系统,包括:催化法烟气脱硫模块2,催化法烟气脱硫模块2包括脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出;工业窑炉烟气净化系统还包括低温SCR脱硝模块3,低温SCR脱硝模块3包括SCR脱硝反应器,所述SCR脱硝反应器具有待脱硝烟气进气口、已脱硝烟气排气口以及位于该SCR脱硝反应器中的脱硝催化剂装填空间,所述脱硝催化剂装填空间用于装填脱硝催化剂,所述脱硝催化剂的工作温度为120℃-200℃;脱硝时混合有脱硝还原剂的烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述SCR脱硝反应器然后通过所述脱硝催化剂脱硝后再从所述已脱硝烟气排气口排出;工业窑炉烟气净化系统还包括塔楼,具有框架式支撑结构,所述催化法烟气脱硫模块2的脱硫反应器与所述低温SCR脱硝模块3的SCR脱硝反应器分布在所述塔楼中。

一种通常的实施方式中,所述脱硫反应器的主体结构采用混凝土浇筑体且所述脱硫反应器内部由下往上分为待脱硫烟气布气层、脱硫催化剂放置层和已脱硫烟气溢出层,所述待脱硫烟气布气层中设有布气支撑结构,所述脱硫催化剂放置在所述布气支撑结构上方的脱离催化剂放置层中,脱硫时烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述待脱硝烟气布气层然后通过所述布气支撑结构分散地由下往上通过所述脱硫催化剂进入所述已脱硫烟气溢出层从所述已脱硫烟气排气口排出;所述SCR脱硝反应器的主体结构采用混凝土浇筑体且所述SCR脱硝反应器内部由下往上分为待脱硝烟气布气层、脱硝催化剂放置层和已脱硝烟气溢出层,所述待脱硝烟气布气层中设有布气支撑结构,所述脱硝催化剂放置在所述布气支撑结构上方的脱硝催化剂放置层中,脱硝时烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述待脱硝烟气布气层然后通过所述布气支撑结构分散地由下往上通过所述脱硝催化剂进入所述已脱硝烟气溢出层从所述已脱硝烟气排气口排出;所述脱硫反应器的主体结构、所述SCR脱硝反应器的主体结构以及所述框架式支撑结构通过混凝土一体浇筑成型。

此外,结合图8所示,所述低温SCR预处理模块3可以包括:SCR预处理预处理装置31,所述SCR预处理预处理装置31中,包含预处理反应器,所述预处理反应器具有待预处理烟气进气口、已预处理烟气排气口、预处理催化剂再生液排液口以及位于该预处理反应器中的预处理催化剂装填空间,所述预处理反应器上设置有用于对所述预处理催化剂装填空间中的预处理催化剂进行洗涤再生的预处理催化剂再生液喷淋装置,预处理时混合有预处理还原剂的烟气从所述待预处理烟气进气口进入所述SCR预处理反应器然后通过所述预处理催化剂预处理后再从所述已预处理烟气排气口排出,对所述预处理催化剂进行洗涤再生时预处理催化剂再生液从所述预处理催化剂再生液排液口排出,所述预处理催化剂采用工作温度为120℃-200℃的碳基预处理催化剂;SCR脱硝装置32,所述SCR脱硝装置32中,包含SCR脱硝反应器,所述SCR脱硝反应器具有待脱硝烟气进气口、已脱硝烟气排气口以及位于该SCR脱硝反应器中的脱硝催化剂装填空间,脱硝时混合有脱硝还原剂的烟气从所述待脱硝烟气进气口进入所述SCR脱硝反应器然后通过所述脱硝催化剂装填空间中的脱硝催化剂后再从所述已脱硝烟气排气口排出;其中,所述SCR脱硝预处理装置31的预处理反应器的已预处理烟气排气口与所述SCR脱硝装置的SCR脱硝反应器的待脱硝烟气进气口连通,所述已烟气排气口用于连接所述SCR脱硝预处理装置的SCR脱硝反应器的待脱硝烟气进气口。

申请人在公开号CN116510505A的专利文献中对催化法烟气脱硫塔(参见说明书附图4及相关说明)进行了详细的说明,通过将公开号CN116510505A的专利文献的说明书附图4与本公开的图10对比可知,公开图10所示的工业窑炉烟气净化系统将催化法烟气脱硫模块2、SCR预处理预处理装置31、SCR脱硝装置32、混料器34全部集成在了同一塔楼上。其中,催化法烟气脱硫模块2、混料器34、SCR预处理预处理装置31、SCR脱硝装置32按照烟气的流动方向由下往上依次排布,整个工业窑炉烟气净化系统可在催化法烟气脱硫模塔基础上设计建造,可以显著节省占地面积,亦能够明显降低工业窑炉烟气净化系统的设计、建造和使用成本。

值得提出的是,为方便对SCR预处理预处理装置31中各预处理反应器中预处理催化剂的再生,可以将催化法烟气脱硫塔中的脱硫催化剂再生系统(例如CN214764545U、CN114653202A、CN114797450A等专利文献中提到的“催化法烟气脱硫塔”中的脱硫催化剂再生系统,这些脱硫催化剂再生系统的相关内容可以并入本公开中)接入SCR预处理预处理装置31的各预处理反应器。

此外,对于本公开提及的余热回收模块4、换热模块6等设备,可以放置在塔楼的旁侧,并通过相应的烟道与塔楼中的相关设备进行连接,从而实现将上述工业窑炉烟气净化系统应用于本公开图1-图7中任意一种或几种烟气处理工艺。

(3)低温SCR脱硝模块3的第三种改进实施方式。

对低温SCR脱硝模块3的第三种改进实施方式是在低温SCR脱硝模块3的第一种改进实施方式基础上,将SCR脱硝预处理装置31和SCR脱硝装置21中的SCR脱硝反应器进行重新设计。

图11为本公开实施例一种SCR脱硝反应器的结构示意图。图12为图11所示SCR脱硝反应器的外部结构示意图。图13为图11所示SCR脱硝反应器中加强筋的一种具体实施方式的结构示意图。如图11-图13所示,上述SCR脱硝预处理装置31中的预处理反应器和上述SCR脱硝装置21中的SCR脱硝反应器均采用以下反应器结构,该反应器结构具体包括:进气层331,所述进气层331具有由进气层壳体和位于所述进气层壳体中的进气层内部侧壁构成的进气腔体,所述进气层壳体上设有待处理烟气进气口334,所述进气层331内部侧壁上设有催化剂进气侧透气支撑面335;排气层333,所述排气层333具有由排气层壳体和位于所述排气层壳体中的排气层内部侧壁构成的排气腔体,所述排气层壳体上设有已处理烟气排气口336,所述排气层内部侧壁上设有催化剂排气侧透气支撑面337;催化剂层332,所述催化剂层332是由所述催化剂进气侧透气支撑面335与所述催化剂排气侧透气支撑面337相对间隔设置而成的用于存放催化剂338(当反应器为预处理反应器时,催化剂338为预处理催化剂,当反应器SCR脱硝反应器时,催化剂338为脱硝催化剂)的通道式夹层空间,所述通道式夹层空间的第一端和第二端分别设置有第一端可开闭操作通道339和第二端可开闭操作通道3310。

当上述反应器为预处理反应器时,该反应器上还可设置预处理催化剂再生液排液口和用于对所述预处理催化剂进行洗涤再生的预处理催化剂再生液喷淋装置。

一种具体实施方式中,所述进气层壳体和所述排气层壳体由一筒体3311构成,所述筒体3311的内腔中设置有第一分隔壁和第二分隔壁,所述第一分隔壁与所述筒体3311之间的空间构成所述进气腔体331,所述催化剂进气侧透气支撑面335设置在所述第一分隔壁上,所述第二分隔壁与所述筒体3311之间的空间构成所述排气腔体333,所述催化剂排气侧透气支撑面337设置在所述第二分隔壁上。筒体3311既可以采用不锈钢或玻璃钢制造,也不排除采用混泥土浇筑体。所述催化剂进气侧透气支撑面335和所述催化剂排气侧透气支撑面337可以采用塑料格栅板、金属丝网、不锈钢打孔板等(参见图12所示)材料单独或组合而成。

更具体而言,所述第一分隔壁的横截面形状为第一环形形状,所述第二分隔壁的横截面形状为第二环形形状,所述第一环形形状套在所述第二环形形状之外从而使得所述竖向延伸空间形成一个环形腔室(环形腔室通常是圆环形腔室);所述待处理烟进气口334设置在所述立式筒体3311的侧面上,所述已处理烟气排气口336、所述第一端可开闭操作通道339和所述第二端可开闭操作通道3310分别设置在所述筒体3311的端面上。

一种优选实施方式中,所述第一端可开闭操作通道339的数量为至少两个且沿周向间隔分布在所述环形腔室的第一端面;并且,所述第二端可开闭操作通道3310的数量为至少两个且沿周向间隔分布在所述环形腔室的第二端面。

此外,所述第一分隔壁与所述筒体3311的内壁之间可以连接有第一加强结构3312(例如加强筋),从而对第一分隔壁进行更好的支撑。此外,所述第二分隔壁内部可以设置第二加强结构(例如加强筋)。另外,所述筒体3311的第一端面和/或第二端面可设置加强板,从而增强筒体3311的整体强度和刚度。

一种优选实施方式中,如图12所示,所述第一加强结构3312构成用于对所述进气腔体中的待处理烟气进行分散化处理的布气结构。具体的,当所述第一环形形状为圆环形,所述筒体3311的侧壁为圆形时,所述第一加强结构3312包括围绕所述第一分隔壁设置的螺旋形导流板。螺旋形导流板可使得从待处理烟气进气口334进入进气腔体中的烟气沿着螺旋形导流板的螺旋形腔体流动,从而均匀的分布在整个催化剂进气侧透气支撑面335上;同时,螺旋形导流板能够对第一分隔壁进行很好的支撑。螺旋形导流板可以采用3D打印工艺制作,例如3D打印的PPH塑料螺旋形导流板。

通常而言,上述反应器采用立式安装且该反应器的第二端(下端)可以安装在支撑结构上。所述支撑结构包含与所述SCR脱硝反应器的下端保持固定的第一支撑结构3313以及可拆卸的安装在所述第二端可开闭操作通道下端的第二支撑结构3314,当所述第二支撑结构3314安装在所述第二端可开闭操作通道3310下端时该第二支撑结构3314对SCR脱硝反应器起支撑作用,当需要将所述第二端可开闭操作通道3310开启时将所述第二支撑结构3314从所述第二端可开闭操作通道3310拆除,此时所述下端可开闭操作通道呈悬空状态。第二支撑结构3314可用以承载催化剂338的重量,从而降低第一支撑结构3313和/或立式筒体3311的强度要求。同时,将第二支撑结构3314拆卸后,又可方便将催化剂338卸载。一种具体实施方式中,所述第二支撑结构3314包含与所述第二端可开闭操作通道通过法兰连接结构可拆卸连接的支撑柱。一种可选实施方式中,所述第二支撑结构3314与所述第二端可开闭操作通道3310之间还设有排液通道,以便将对预处理催化剂进行洗涤再生后的预处理催化剂再生液排放。上述反应器也可采取卧式安装。

由于催化剂层332是由催化剂进气侧透气支撑面与催化剂排气侧透气支撑面相对间隔设置而成的用于存放催化剂的通道式夹层空间,所述通道式夹层空间长度方向上的两端分别设置有第一端可开闭操作通道和第二端可开闭操作通道,因此,第一端可开闭操作通道可作为催化剂装载通道,第二端可开闭操作通道可作为催化剂卸料通道,从而解决催化剂装卸不便的技术难题。

二、关于催化法烟气脱硫模块2。

图14为本公开实施例一种脱硫反应器中主梁层的布置结构示意图。图15为本公开实施例一种脱硫反应器中次梁层的布置结构示意图。为了便于理解,本公开的图14可与公开号CN114653202A的专利文献的说明书附图14进行对比,本公开的图15可与公开号CN114653202A的专利文献的说明书附图16进行对比。

如图14-图15所示,一种催化法烟气脱硫装置包括:脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出;所述脱硫反应器内部由下往上分为待脱硫烟气布气层、脱硫催化剂放置层和已脱硫烟气溢出层,所述待脱硫烟气布气层中设有布气支撑结构,所述脱硫催化剂放置在所述布气支撑结构上方的脱硫催化剂放置层中,脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入所述待脱硫烟气布气层然后通过所述布气支撑结构分散地由下往上通过所述脱硫催化剂进入所述已脱硫烟气溢出层从所述已脱硫烟气排气口排出;所述布气支撑结构包括立柱层、主梁层、次梁层和脱硫催化剂承载层,所述立柱层包含平面阵列布置在所述脱硫反应器底板上的立柱21、所述主梁层支撑在所述立柱层上并包含多根间隔排列的主梁22,所述次梁层搭设在所述主梁层上并包含多根间隔排列的次梁23,所述脱硫催化剂承载层铺设在所述次梁层上并由透气材料制成,用于放置所述脱硫催化剂;所述脱硫反应器内侧壁的壁面上设有主梁端头搭放内凸缘24和次梁端头搭放内凸缘25,所述主梁端头搭放内凸缘24和所述次梁端头搭放内凸缘25分别是由铺贴在所述壁面上的第一耐酸砖所构成;所述主梁层中靠近所述脱硫反应器内侧壁的主梁22端头部位搭放在所述主梁端头搭放内凸缘24对应位置上,所述次梁层中靠近所述脱硫反应器内侧壁的次梁23端头部位搭放在所述次梁端头搭放内凸缘25对应位置上。

上述催化法烟气脱硫装置中,通过铺贴在脱硫反应器内侧壁的壁面上的第一耐酸砖形成主梁端头搭放内凸缘24和次梁端头搭放内凸缘25,有助于简化脱硫反应器内部结构,方便脱硫反应器的建造施工,并且,可保证主梁22和次梁23的安装稳定性,同时还有助于降低脱硫反应器整体重量。

一种可选实施方式中,所述脱硫反应器内侧壁的壁面上在高于所述次梁端头搭放内凸缘25的区域铺贴厚度小于所述第一耐酸砖的厚度的第二耐酸砖。这样,可方便主梁22和次梁23的安装。

一种可选实施方式中,所述脱硫反应器内侧壁的壁面上在高于所述次梁端头搭放内凸缘25的区域铺贴有表面接缝采取了密封处理的耐酸塑料板,所述耐酸塑料板通过分布在该耐酸塑料板上的耐酸材料连接件铺装在所述脱硫反应器内侧壁上,所述耐酸塑料板的厚度小于所述第一耐酸砖的厚度。耐酸塑料板的重量轻,相比于第二耐酸砖的铺贴而言安装难度更小,可以节省脱硫反应器的建造时间和成本。

一种可选实施方式中,所述脱硫反应器内侧壁的壁面上在所述主梁端头搭放内凸缘24和所述次梁端头搭放内凸缘25以下的区域整体铺贴所述第一耐酸砖。

一种可选实施方式中,所述第一耐酸砖的外形为矩形体且该矩形体中三条两两垂直的直边中边长最短的直边的长度即为所述第一耐酸砖的厚度。

一种可选实施方式中,所述主梁端头搭放内凸缘上间隔布置有主梁端头侧向定位耐酸砖,从而在所述主梁端头搭放内凸缘上形成间隔排列的主梁端头卡槽,所述主梁层中靠近所述脱硫反应器内侧壁的主梁端头部位卡放在对应所述主梁端头卡槽中;并且/或者,所述次梁端头搭放内凸缘上间隔布置有次梁端头侧向定位耐酸砖,从而在所述次梁端头搭放内凸缘上形成间隔排列的次梁端头卡槽,所述次梁层中靠近所述脱硫反应器内侧壁的次梁端头部位卡放在对应所述次梁端头卡槽中。

一种可选实施方式中,所述脱硫反应器内侧底部区域铺设有内外至少两层耐酸防护层,所述内外至少两层耐酸防护层包含玻璃钢防腐材料层和位于所述玻璃钢防腐材料层外层的耐酸砖层;所述脱硫反应器内侧底部区域的内侧壁的壁面上的所述耐酸砖层包含所述第一耐酸砖。其中,所述玻璃钢防腐材料层可以采用玻璃纤维布与乙烯基树脂复合材料的玻璃钢。

一种可选实施方式中,所述次梁层中相邻次梁23之间间隙宽度为150mm-400mm或200mm-400mm。实验表明,将相邻次梁之间间隙宽度设置为150mm-400mm,尤其是200mm-400mm,既满足对脱硫催化剂的承载要求(脱硫催化剂再生时重量变大),同时又使得次梁数量尽可能少,更进一步减轻脱硫反应器的重量。

图16为本公开实施例一种脱硫反应器内部结构示意图。为了便于理解,本公开的图16可以与公开号CN114653202A的专利文献的说明书附图10进行对比。

如图16所示,一种催化法烟气脱硫装置,包括:脱硫反应器,所述脱硫反应器具有待脱硫烟气进气口、已脱硫烟气排气口、脱硫催化剂再生液排液口以及位于该脱硫反应器中的脱硫催化剂装填空间,所述脱硫反应器上设置有用于对所述脱硫催化剂装填空间中的脱硫催化剂进行洗涤再生的脱硫催化剂再生液喷淋装置;脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入脱硫反应器然后通过脱硫催化剂脱硫后再从所述已脱硫烟气排气口排出,所述烟气中的二氧化硫在通过所述脱硫催化剂时在所述脱硫催化剂上反应形成硫酸,对所述脱硫催化剂进行洗涤再生时所述硫酸进入脱硫催化剂再生液并从脱硫催化剂再生液排液口排出;所述脱硫反应器内部由下往上分为待脱硫烟气布气层、脱硫催化剂放置层和已脱硫烟气溢出层,所述待脱硫烟气布气层中设有布气支撑结构,所述脱硫催化剂放置在所述布气支撑结构上方的脱硫催化剂放置层中,脱硫时烟气从所述待脱硫烟气进气口进入所述待脱硫烟气布气层然后通过所述布气支撑结构分散地由下往上通过所述脱硫催化剂进入所述已脱硫烟气溢出层从所述已脱硫烟气排气口排出;所述布气支撑结构包括主梁层、次梁层和脱硫催化剂承载层,所述主梁层包含多根间隔排列的主梁26,所述次梁层搭设在所述主梁层上并包含多根间隔排列的次梁27,所述脱硫催化剂承载层铺设在所述次梁层上并由透气材料制成,用于放置所述脱硫催化剂;所述主梁26为两端与所述脱硫反应器侧壁连接为一体的无中间支柱横梁,所述次梁采用外衬防酸腐材料的型材(型材可采用方钢且该方钢上包裹有PPH塑料保护层)。

上述催化法烟气脱硫装置中,通过将次梁调整为采用外衬防酸腐材料的型材(现有技术中采用陶瓷次梁),从而在保证次梁耐酸腐蚀要求的同时降低次梁层的重量,减轻主梁层的载荷;在此基础上,通过取消现有催化法烟气脱硫装置中的立柱层,将主梁设计为两端与所述脱硫反应器侧壁连接为一体的无中间支柱横梁,由此大大简化了布气支撑结构并可减轻脱硫反应器的整体重量。

一种可选实施方式中,所述主梁26与所述脱硫反应器侧壁为整体式混凝土浇筑体;该整体式混凝土浇筑体的内表面铺贴有表面接缝采取了密封处理的耐酸塑料板28,所述耐酸塑料板28通过分布在该耐酸塑料板上的耐酸材料连接件29铺装在所述整体式混凝土浇筑体内表面上。耐酸塑料板的重量轻,相比于耐酸砖的铺贴而言安装难度更小,可以节省脱硫反应器的建造时间和成本。

一种改进实施方式中,所述耐酸塑料板28可活动地铺装在所述整体式混凝土浇筑体内表面上从而可补偿基于所述耐酸塑料板28与所述整体式混凝土浇筑体内热膨胀系数不同引起的所述耐酸塑料板28与所述整体式混凝土浇筑体的相对运动,从而有效防止由于所述耐酸塑料板28与所述整体式混凝土浇筑体内热膨胀系数不同导致耐酸塑料板28破裂。

具体而言,所述耐酸材料连接件29与所述耐酸塑料板28之间活动连接;并且/或者,所述耐酸材料连接件29与所述整体式混凝土浇筑体内表面之间活动连接。

一种可选实施方式中,位于所述脱硫反应器侧壁和底板上的所述耐酸材料连接件包含螺杆以及与该螺杆配合的至少一个螺母;所述螺杆的第一端与所述耐酸塑料板通过材料锁合密封连接(通常是焊接)为一体或穿过所述耐酸塑料板后连接第一螺母;所述螺杆的第二端通过防脱出结构插接在所述整体式混凝土浇筑体的安装孔中或穿过所述整体式混凝土浇筑体后连接第二螺母;此外,所述耐酸材料连接件还包括通过材料锁合密封连接在所述耐酸塑料板上的耐酸材料密封帽,所述耐酸材料密封帽用于将所述螺杆的第一端和所述第一螺母密封封闭在所述耐酸材料密封帽内,并且/或者,所述螺杆和所述第一螺母采用耐酸材料制作。其中,所述耐酸塑料板与所述耐酸材料连接件的配合面之间和/或所述整体式混凝土浇筑体与所述耐酸材料连接件的配合面之间在所述螺杆的轴向上和/或所述螺杆的径向上间隙配合。其中,所述耐酸塑料板采用PPH塑料板;以该PPH塑料板为连接对象的材料锁合密封连接具体为热熔焊接。

一种可选实施方式中,位于所述主梁26上的所述耐酸材料连接件包含螺杆以及与该螺杆配合的至少两个螺母;所述螺杆的第一端穿过位于所述主梁上方的所述耐酸塑料板后连接第一螺母;所述螺杆的第二端穿过位于所述主梁下方的所述耐酸塑料板后连接第二螺母;此外,所述耐酸材料连接件还包括通过材料锁合密封连接在位于所述主梁上方的所述耐酸塑料板上的第一耐酸材料密封帽,所述第一耐酸材料密封帽用于将所述螺杆的第一端和所述第一螺母密封封闭在所述第一耐酸材料密封帽内;此外,所述耐酸材料连接件还包括融焊设置在位于所述主梁下方的所述耐酸塑料板上的第二耐酸材料密封帽,所述第二耐酸材料密封帽用于将所述螺杆的第二端和所述第二螺母密封封闭在所述第二耐酸材料密封帽内。其中,所述耐酸塑料板与所述耐酸材料连接件的配合面之间和/或所述整体式混凝土浇筑体与所述耐酸材料连接件的配合面之间在所述螺杆的轴向上和/或所述螺杆的径向上间隙配合。其中,所述耐酸塑料板采用PPH塑料板;以该PPH塑料板为连接对象的材料锁合密封连接具体为热熔焊接。

通过使所述耐酸塑料板与所述耐酸材料连接件的配合面之间和/或所述整体式混凝土浇筑体与所述耐酸材料连接件的配合面之间在所述螺杆的轴向上和/或所述螺杆的径向上间隙配合,从而实现所述耐酸材料连接件29与所述耐酸塑料板28之间和/或所述耐酸材料连接件29与所述整体式混凝土浇筑体内表面之间的活动连接,防止由于所述耐酸塑料板28与所述整体式混凝土浇筑体内热膨胀系数不同导致耐酸塑料板28破裂。

关于上述催化法烟气脱硫模块2的其他方面,可结合公开号为CN214764545U、CN114653202A、CN114797450A的专利文献的内容进行理解。

以上对本公开的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本公开。基于本说明书的上述内容,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本公开的范围。

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06120116521310