[发明专利]一种工业锅炉烟气除湿脱硫脱硝系统及方法

说明书

本发明一种工业锅炉烟气除湿脱硫脱硝系统及方法，所述系统包括依次连接的除湿脱硫系统、烟气加热器和低温脱硝系统；除湿脱硫系统包括除湿脱硫塔、增压风机和中空纤维膜吸收器；除湿脱硫塔底部为烟气进口连接增压风机，顶部为烟气出口，中部设置用于吸收二氧化硫和水蒸汽的中空纤维膜吸收器；中空纤维膜吸收器的输入端连接吸收液供给单元，输出端连接吸收液再生单元；烟气加热器入口连接在连接除湿脱硫塔顶部的烟气出口；低温脱硝系统包括脱硝塔，氨水供给单元和若干低温SCR催化剂单元；脱硝塔底部烟气进口通过引风机连接烟气加热器的出口，氨水供给单元连接设置在脱硝塔的进烟烟道内的喷氨格栅，若干低温SCR催化剂单元依次设置在脱硝塔内。

技术领域

本发明涉及工业锅炉烟气净化技术领域，具体为一种工业锅炉烟气除湿脱硫脱硝系统及方法。

背景技术

在我国，燃煤工业锅炉广泛应用于各种工业生产之中，其每年消耗标煤约四亿吨，约占全国煤炭消耗总量的四分之一左右，产生了大量的二氧化硫和氮氧化物等污染物。随着环保形势的日益严峻，对工业锅炉烟气的治理也越来越严格。

但由于工业锅炉排烟温度较低，一般只有120～140℃，适用于净化工业锅炉烟气的手段还相对匮乏。其中，低温型选择性催化氧化还原SCR烟气脱硝技术以其低温，低尘和高脱硝效率等优点，领先于其它烟气脱硝技术。对于低温SCR脱硝工艺，其核心是低温SCR催化剂，研究表明Mn、Ce基低温SCR催化剂在200℃温度下脱硝效率可达到90％，但在水蒸汽存在的条件下，催化剂表面会形成一层水膜，水膜会对NOx、NH₃与催化剂活性位点的结合造成阻力，而SO₂主要通过活性组分硫酸盐化和硫酸铵沉积引起催化剂活性下降。因此，在烟气温度不变的前提下，降低烟气中的水蒸汽和SO₂含量，保证低温催化剂处于最佳工作环境，是当前急需解决的关键问题。

目前，常用的烟气除湿技术主要有冷却冷凝技术、液体吸收技术和膜分离技术，前两种技术通过改变烟气温度和压力来去除水蒸汽，不利于烟气后续低温脱硝反应；虽然膜分离技术能够不改变烟气温度和压力进行水蒸汽的去除，但是无法脱硫脱硝同时进行，导致整体工艺线较长，工艺复杂。

发明内容

针对现有技术中存在低温脱硝催化剂抗水抗硫性不足的问题，本发明提供一种工业锅炉烟气除湿脱硫脱硝系统及方法，设计合理，能够联合除湿脱硫脱硝，工艺简单、能耗低、无有害物质进入环境中，提高低温SCR催化剂有效使用寿命。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种工业锅炉烟气除湿脱硫脱硝系统，包括依次连接的除湿脱硫系统、烟气加热器和低温脱硝系统；

所述的除湿脱硫系统包括除湿脱硫塔、增压风机和中空纤维膜吸收器；除湿脱硫塔底部为烟气进口连接增压风机，顶部为烟气出口，中部设置用于吸收二氧化硫和水蒸汽的中空纤维膜吸收器；中空纤维膜吸收器的输入端连接吸收液供给单元，输出端连接吸收液再生单元；

所述的烟气加热器入口连接在连接除湿脱硫塔顶部的烟气出口；

所述的低温脱硝系统包括脱硝塔，氨水供给单元和若干低温SCR催化剂单元；脱硝塔底部烟气进口通过引风机连接烟气加热器的出口，氨水供给单元连接设置在脱硝塔的进烟烟道内的喷氨格栅，若干低温SCR催化剂单元依次设置在脱硝塔内。

优选的，所述的中空纤维膜吸收器由两种中空纤维膜串联组成，底部为疏水性聚丙烯纤维膜，用于脱除烟气中二氧化硫；上部分为SPEEK/PES亲水复合膜，用于去除烟气中水蒸气。

优选的，吸收液供给单元包括依次连接在中空纤维膜吸收器的输入端的吸收液输送泵、输入调节阀和吸收液储存罐。

优选的，吸收液再生单元包括依次连接在中空纤维膜吸收器的输出端的输出调节阀、压力维持泵和吸收液再生池。