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CN104296543A - 一种脱硝和余热回收一体化炉 - Google Patents

一种脱硝和余热回收一体化炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脱硝和余热回收一体化炉，包括脱硝系统、脱硫系统以及余热回收系统，所述的脱硝系统出气口与集尘器进口相连，集尘器的出口与脱硫系统进气口相连；所述的脱硫系统出气口与余热回收系统空压机相连，利用空压机回收的余热用于其他部门的热能利用。本发明设计合理，操作稳妥，构思巧妙，是对国家节能号召的一个典型创新，具有可开发性，可利用性，可拓展性，推广应用具有良好的经济和社会效益。

Description

一种脱硝和余热回收一体化炉
技术领域
本发明涉及工业炉，特别涉及一种脱硝和余热回收一体化炉，适用于化工、石化、机械工业炉的设备设计，制备和应用。
背景技术
随着工业生产的发展，化石燃料所造成的污染，对人类的生存环境产生了越来越严重的威胁。NOx是继S0x之后大气污染的又一主要来源，也是形成酸雨和光化学烟雾的主要原因。2011年中国环境公报指出NOx排放总量为2404.3万吨；2012年为2337.8万吨，比2011年略有减少，控制和治理NOx污染已经迫在眉睫。 目前，选择性催化还原法（SCR）为国际上烟气脱硝的主流技术，但设备价格昂贵，投资成本较高，尤其是催化剂，在整个系统初期投资中占30％～60％，且后续催化剂磨蚀和中毒所引起的更换资金更多。由于加装SCR装置，沿程、局部和催化剂本身引起的阻力增大，引风机电耗增大，负压上升，磨损也相应增加，并且散热损失上升，整体效率有所下降。
锅炉内产生的废气，其中包含的废气种类较多，但是对人类危害最严重的还是含硫及含氮的化合物，这些气体进入空气中会形成酸雨和光化学烟雾，严重破坏生态环境，造成巨大的经济损失。
我国能源利用率只有33%，比发达国家低了10%。余热资源约占总燃料消耗总量的17%～67%，由于化石燃料燃烧产生大量的氮氧化物，会造成酸雨的大量形成，为了有效地处理污染物保护生态环境，脱硝已经成为极其重要的一种工业技术，在脱硝后期，脱硝炉内会产生大量的热量，含有大量热量的烟气从烟囱中排放到大气而未被充分利用，造成锅炉热效率下降，发电煤耗上升。
发明内容
本发明的目的要解决上述技术问题，提供一种在脱硝的同时又能实现余热回收、回收的热量能充分利用的脱硝和余热回收一体化炉。
    为了实现上述的目的，本发明采取了如下的技术解决方案：一种脱硝和余热回收一体化炉，其特征在于：包括脱硝系统、脱硫系统、余热回收系统，脱硝系统中包括锅炉、空气预热器、脱硝装置；脱硫系统包含脱硫装置；余热回收系统中空压机与热水器相连，热水器与不锈钢循环水塔相连，不锈钢循环水塔通过双层保温水塔与终端使用相连。
    所述的脱硝系统中的锅炉与空气预热器相连，使烟气与空气进行换热，用于调整和控制烟气温度；锅炉同时与脱硝装置相连，脱硝装置中使用脱硝工艺。
    所述的脱硝系统的出气口与集尘器进口相连，集尘器的出口与脱硫系统的进气口相连。
    所述的脱硫系统的脱硫装置中使用干法脱硫以及湿法脱硫工艺。
    所述的不锈钢循环水塔的出口热水先进入双层保温水塔，然后再用于终端使用。
    所述的不锈钢循环水塔的进口自来水经热水器与空压机相连，空压机产生的热量由润滑油吸收，高温润滑油与自来水进行热传递加热。
本发明设计合理，操作稳妥，构思巧妙，是对国家节能号召的一个典型创新，具有可开发性，可利用性，可拓展性，环保节能，能在脱硝后同时进行余热的回收，降低了生产成本，推广应用具有良好的经济和社会效益。
本技术的优点如下：
⑴利用空压机回收反应产生的热能，利用到其他地方，达到节能回收的作用；
⑵技术路线集约、精益：应用自主创新的多参数技术优化方略，根据客户的投资规模、现有工艺，筛选组织最优脱硫脱硝技术路线，工程投资降低15%～50%，运行成本降低10%～40%；
⑶低温氧化催化剂活性高、稳定性好、成本低；
⑷操作条件温和、易控，操作温度低于150℃，有效解决普通工艺中二次加温造成的能源浪费和对工程材料的苛刻要求；
⑸NOx<100 mg/m3，SOx<200 mg/m3，Hg<0.05 mg/m3,烟尘<30 mg/m3，过程集成度高、操作简便同时避免重复施工，达到国家标准；
⑹此装置可进行余热回收，节约能源。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
    图中：1、锅炉；2、空气预热器；3、脱硝装置；4、集尘器；5、脱硫装置；6、空压机；7、高温润滑油；8、低温润滑油；9、热水器；10、热水；11、自来水；12、不锈钢循环水塔；13、双层保温水塔；14、终端使用。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限制：
一种脱硝和余热回收一体化炉，包括脱硝系统、脱硫系统、余热回收系统，脱硝系统中包括锅炉1、空气预热器2、脱硝装置3；脱硫系统包含脱硫装置5；余热回收系统中空压机6与热水器9相连，热水器9与不锈钢循环水塔12相连，不锈钢循环水塔12通过双层保温水塔13与终端使用14相连；所述的脱硝系统中的锅炉1与空气预热器2相连，使烟气与空气进行换热，用于调整和控制烟气温度；锅炉1同时与脱硝装置3相连，脱硝装置3中使用脱硝工艺；所述的脱硝系统的出气口与集尘器4进口相连，集尘器4的出口与脱硫系统的进气口相连；所述的脱硫系统的脱硫装置5中使用干法脱硫以及湿法脱硫工艺；所述的不锈钢循环水塔12的出口热水先进入双层保温水塔13，然后再用于终端使用14；所述的不锈钢循环水塔12的进口自来水经热水器9与空压机6相连，空压机6产生的热量由润滑油吸收，高温润滑油7与自来水11进行热传递加热。
具体实施时，本发明工艺流程如下：
⑴采用H2O2和O2在特定催化剂下生成单态氧原子，其中催化剂包括贵金属Pd基催化剂，FeCl3、 MnO2、Fe2O3、过氧化氢酶等；把所需的催化剂放置在脱硝装置3和脱硫装置5中；
⑵锅炉1中生成的含硫含氮气体通过管道时，经过催化剂，与催化剂生成的单态氧原子充分反应，能同时脱硝和脱硫，使有害气体生成硝酸、硫酸等副产物；由于反应温度不到100℃，所以此反应催化剂稳定性好，并且我们能控制其中催化剂的活性，达到预期的效果，生成的产物采用分离技术还能再利用；
⑶锅炉1中生成的含氮含硫气体进过空气预热器2时，对产生的气体降温，减小炉内损失，降低排烟温度，提高锅炉热效率；
⑷经过反应后生成的气体经过集尘器4富集，进入脱硫装置5，其催化剂及处理工艺如⑴所述；脱硫装置5能对含硫的化合物进行二次脱除；
⑸不锈钢循环水塔12进口的自来水11经热水器9与空压机6相连，脱硫装置5出口与空压机相连；工作时空压机长期连续的运行过程中，把电能转换为机械能，机械能转换为热能，在机械能转换为热能过程中，由于烟气不断被高压压缩，使烟气的温度升高，空压机6螺杆的高速旋转以及摩擦也会产生高温热量，这些产生的高温热量由空压机6的高温润滑油7带出空压机，在热水器9中与自来水11进行热传递加热，并将热水传到不锈钢循环水塔12，不锈钢循环水塔12出口热水10先进入双层保温水塔13，然后再用于终端使用14；高温润滑油7降温后成低温润滑油8，回到空压机6。
本发明采用先进的氧化技术对废气进行联合脱硫脱氮技术，形成无毒的化合物，并对处理后产生的热量进行余热回收，作为其他方面的能源利用。

Claims (6)

1.一种脱硝和余热回收一体化炉，其特征在于：包括脱硝系统、脱硫系统、余热回收系统，脱硝系统中包括锅炉（1）、空气预热器（2）、脱硝装置（3）；脱硫系统包含脱硫装置（5）；余热回收系统中空压机（6）与热水器（9）相连，热水器（9）与不锈钢循环水塔（12）相连，不锈钢循环水塔（12）通过双层保温水塔（13）与终端使用（14）相连。
2.根据权利要求1所述的一种脱硝和余热回收一体化炉，其特征在于：所述的脱硝系统中的锅炉（1）与空气预热器（2）相连，使烟气与空气进行换热，用于调整和控制烟气温度；锅炉（1）同时与脱硝装置（3）相连，脱硝装置（3）中使用脱硝工艺。
3.根据权利要求1所述的一种脱硝和余热回收一体化炉，其特征在于：所述的脱硝系统的出气口与集尘器（4）进口相连，集尘器（4）的出口与脱硫系统的进气口相连。
4.根据权利要求1所述的一种脱硝和余热回收一体化炉，其特征在于：所述的脱硫系统的脱硫装置（5）中使用干法脱硫以及湿法脱硫工艺。
5.根据权利要求1所述的一种脱硝和余热回收一体化炉，其特征在于：所述的不锈钢循环水塔（12）的出口热水先进入双层保温水塔（13），然后再用于终端使用（14）。
6.根据权利要求1所述的一种脱硝和余热回收一体化炉，其特征在于：所述的不锈钢循环水塔（12）的进口自来水经热水器（9）与空压机（6）相连，空压机（6）产生的热量由润滑油吸收，高温润滑油（7）与自来水（11）进行热传递加热。
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