[发明专利]一种燃煤工业锅炉烟气中同时除尘脱硫脱硝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气处理方法，尤其涉及一种利用文丘里喷雾复合湿式静电，用于燃煤工业锅炉烟气中多种污染物同时脱除的方法及装置。

背景技术

我国是一个工业锅炉生产和使用大国，据统计，2008年我国在用工业锅炉50多万台，数量大，分布广，其中80％以上是燃煤锅炉。目前，我国燃煤工业锅炉具有如下特点：(1)单台锅炉平均容量小，锅炉总体能耗水平高，节能减排管理水平低，能源浪费和环境污染严重。(2)锅炉用煤种多变、煤质差，燃烧恶化，且燃烧方式落后，以层燃锅炉为主，燃烧效率较低，污染物排放强度高。(3)锅炉烟囱低矮、排烟温度高、污染大。(4)在用锅炉量大面广，布局相当分散，污染治理减排难度大。作为重要的能源转换设备，目前我国燃煤工业锅炉的年总耗煤量近5亿吨，约占全国煤炭消费总量的1/5，是除发电锅炉以外的第二大耗能设备，我国燃煤工业锅炉状况令人堪忧，2010年工业锅炉燃煤排放二氧化硫约1000万吨、氮氧化合物约200万吨、粉尘约100万吨，废渣约9000万吨，是我国仅次于燃煤发电的第二大煤烟型污染源。目前，国外发达国家对燃煤污染物的控制主要集中在除尘、脱硫和脱硝，且这些高效的污染物控制技术重点用于燃煤电站锅炉的污染物减排。针对燃煤工业锅炉，国外发达国家和地区主要从洁净煤技术角度，从源头控制燃煤污染的生成和排放。发达国家和地区对燃煤烟气污染物的逐步控制已经历了近百年的时间，已拥有了成熟的大型燃煤电站锅炉烟气除尘、脱硫和脱硝技术，但在工业锅炉污染治理方面没有成熟的技术可供借鉴。

在国内，燃煤工业锅炉多数容量较小，且基本燃用未经净化的原煤，煤种又多变，末煤比例大，加上管理和自动控制水平低，在用锅炉的平均运行效率大大低于设计效率，不仅耗煤量大，而且污染物排放强度大。但是，由于我国一般工业企业的经济实力较差和现有烟气污染控制技术较为落后，大多数燃煤工业锅炉除尘脱硫设备依然比较落后，有些甚至无除尘脱硫装置，极少有脱硝装置。目前，国内燃煤工业锅炉烟气污染治理主要集中在除尘，配套使用的除尘设备绝大部分为旋风除尘器，但50％的旋风除尘器未正常运行，正逐步淘汰。究其原因主要是旋风除尘器易堵塞，易漏风，使得除尘效率显著下降；我国于90年代初开始研发燃煤工业锅炉的烟气脱硫技术，目前能稳定运行的烟气脱硫方法大约有10余种，但真正进入市场也就是几种，且投资及运行费用比较昂贵，推广应用较为困难。一些棘手的技术问题，如运行效率低、腐蚀、结垢、堵塞、二次污染、汽水分离及灰水分离等仍未得到很好解决，使燃煤工业锅炉烟气脱硫的发展举步维艰；而对于燃煤工业锅炉的烟气脱硝，目前国内尚属空白。

传统的燃煤烟气污染物控制，是一种污染物采取一套烟气净化装置的控制方式，当需要同时控制多种污染物时，势必导致系统复杂、占地面积大、成本高等问题。目前普遍采用静电除尘投资费用大约50～80元/kw，能耗接近1Wh/Nm³；而我国火电机组普遍采用的湿法石灰石石膏法脱硫技术，系统复杂，脱硫过程压力降较大，初期投资达到100～150元/kW，能耗甚至达到了10Wh/Nm³，运行费用在2分/kWh以上；烟气脱硝采用的选择性催化还原(SCR)技术由于催化剂价格昂贵，且要定期更换致使投资和运行费高，初期投资达到100～150元/kw，运行费用也达到2分/kWh以上。若将多项技术同时使用，即使是发达国家也难以完全承受。所以，根据当前及今后燃煤工业锅炉烟气污染控制发展的市场需求，研究开发高效新型的多种污染物同时脱除技术并实现工业化示范，逐步推广应用，是未来一段时期内燃煤工业锅炉烟气污染控制技术发展重点和趋势。

近年来，美国、日本等发达国家对燃煤多种污染物一体化脱除技术的研究较为活跃，其中一些技术已处于早期商业化阶段。目前，研究较多的一体化脱除技术有氧化吸收技术(如等离子体法，光催化法，过氧化氢氧化吸收技术)，还原技术(如尿素同时脱硫脱硝技术)和湿式络合吸收技术等。但这些技术都还不是十分成熟，大都处于示范阶段，未实现大规模工业化应用。虽然燃煤烟气污染物一体化控制技术研究已经取得了初步进展，但离工业化应用尚需时日，需解决系统设计、工艺控制、技术集成等关键技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用文丘里喷雾复合湿式静电，可同时脱除燃煤工业锅炉烟气中粉尘、SO₂和NOx等多种污染物的方法和装置，以解决现有技术中投资大、运行效率低、推广应用困难等问题。

一种燃煤工业锅炉烟气中同时除尘脱硫脱硝的方法，包括以下步骤：