[发明专利]一种脱硫脱硝塔的隔离系统和隔离方法

说明书

本发明涉及一种脱硫脱硝塔的隔离系统，所述脱硫脱硝塔内设有炭基催化剂吸附层，所述脱硫脱硝塔一侧设有烟气入口，另一侧设有烟气出口，烟气入口和烟气出口与炭基催化剂吸附层连通，该隔离系统还包括氨气管道和惰性气体管道，所述氨气管道一端与烟气入口连通，所述惰性气体管道一端与脱硫脱硝塔底部连通，氨气管道和惰性气体管道之间通过一连接管道连通，所述连接管道上设有第一关断阀，惰性气体管道在连接管道之前设有第二关断阀，氨气管道在连接管道之前设有第三关断阀，该系统在炭基催化剂温度异常上升可能引起着火的情况下，向脱硫脱硝塔内通入常温的惰性气体，起到降温、降氧作用，抑制床温进一步上升，避免着火事故的发生。

技术领域

本发明涉及一种脱硫脱硝塔的隔离系统和隔离方法，具体涉及一种以炭基催化剂为吸附剂及催化剂的锅炉烟气联合脱硫脱硝装置中的烟气隔离操作和方法，属于环境工程领域。

背景技术

炭基催化法烟气脱硫脱硝技术原理为：烟气在炭基催化剂的吸附及催化作用下，烟气中的SO₂和O₂及H₂0发生反应生成H₂SO₄，H₂SO₄吸附在炭基催化剂表面；同时利用炭基催化剂的催化性能，烟气中NOx与稀释氨气发生催化还原反应生成N₂，实现了烟气的脱硫脱硝，吸附催化反应后的炭基催化剂进行再生后循环利用。在脱硫脱硝装置注入稀释氨气，用于实现烟气净化过程的脱硝反应，将烟气中的NOx转化为 N₂。

炭基催化法烟气净化技术所采用的炭基催化剂是一种碳含量较高、孔隙结构十分丰富的固体颗粒材料。这种催化剂对烟气中的SO2、SO3等污染物具有很强的吸附能力，还可通过其催化作用，使NOx在较低温度下（100~200℃）与NH3发生还原反应生成N2和H2O。但是，炭基催化剂也是一种可燃物质，在一定条件下，有可能在脱硫脱硝塔中发生着火现象，从而危及系统和设备的安全运行。因此，工艺系统和装置设计时需要在充分利用催化剂的吸附催化性能的同时，采取有效措施，避免催化剂发生着火或在发生着火的情形下能有效控制着火材料的范围和数量、保障系统和设备安全。

在吸附脱硫脱硝塔正常工作条件下，由于在设计时已考虑到放热量与散热量的平衡，在烟气中SO2浓度、温度、氧量在设计参数范围内变化，烟气和炭基催化剂的流动状况较好的情况下，床温可以得到有效控制，不会发生温度快速或大幅上升的情形。但如果烟气中SO2浓度、温度、氧量与设计参数相比发生了较大变化，尤其是炭基催化剂流动状况变差局部滞留，均可导致局部或整个脱硫脱硝塔内床温大幅或快速上升导致着火发生的后果。

有研究表明，环境因素当中，氧含量对着火的影响十分明显。当氧气浓度为4%~8%时，氧化反应速度很慢，与温度的关系为线性关系；当氧气浓度为12%~18%时，氧化反应速度可能会进一步加快，氧化反应速度与温度的关系为复合二次曲线关系；当氧气浓度为21%时，氧化反应的速度则有可能进一步加速到与温度的关系呈四次方关系。由此可见，当出现着火预警时，控制氧含量是防止着火的关键手段之一。将脱硫脱硝塔与外界隔离，不再通入烟气，并引入惰性气体置换氧气降低氧气含量，可有效控制温度上升。

炭基催化剂氧化释放的热量如不能及时被烟气带走放散，炭基催化剂自身的温度就会升高，从而加速氧化，释放更多的热量。当温度上升到约200℃时会突然加速上升，当连续有氧气的情况下，温度会上升到500℃以上，超过炭基催化剂的着火点，变化趋势如附图2所示。炭基催化剂的着火预警温度设定为170℃，此时执行烟气隔离操作。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种脱硫脱硝塔的烟气隔离系统和方法，在炭基催化剂温度异常上升可能引起着火的情况下，通入常温的惰性气体，起到降温、降氧作用，抑制床温进一步上升，避免着火事故的发生。