[发明专利]一种协同热发电的脱硫脱硝烟气综合治理装置及方法

权利要求书

1.一种协同热发电的脱硫脱硝烟气综合治理装置，包括锅炉(1)，其特征在于：所述锅炉(1)尾部烟道中布置有烟气冷却器(2)，烟气冷却器进口布置有泵Ⅰ(12-2)，烟气冷却器(2)与除尘器(4)连接的烟道中开有氧化剂喷口及初级催化剂喷口，氧化剂储箱(3)与氧化剂喷口通过管道连接，管道上布置有氧化剂动力装置(12-3)，除尘器(4)与吸收塔(6)之间的烟道中布置有深度催化单元(5)，深度催化单元(5)水侧进口布置泵Ⅱ(12-4)及电加热装置(16)；吸收塔(6)出口布置有除雾器(7)，除雾器(7)与烟囱(10)之间的烟道中依次布置有烟气再热器(8)、引风机(9)以及再循环烟气开口(B)；再循环烟气开口(B)与初级催化剂喷口通过烟气管道连接，烟气管道上布置有风机(12-1)，除尘器(4)的粉煤灰出口分两路，一路通过管路连通初级催化剂喷口，管路上布置有催化剂预处理装置(15)，另一路通过管路连通粉煤灰储存库(13)；另外，锅炉(1)炉膛壁面敷设有热电感应材料，热电感应材料与蓄电装置(11)连接，蓄电装置(11)以及自动控制系统(14)通过导线与风机(12-1)、泵Ⅰ(12-2)、氧化剂动力装置(12-3)、泵Ⅱ(12-4)、电加热装置(16)和催化剂预处理装置(15)连接；所述自动控制系统(14)结合锅炉炉膛负荷、燃料性质以及各检测数据，控制氧化剂喷入量、烟气冷却器的循环水量、深度催化单元入口水温和水量、再循环烟气量以及初级催化剂喷入量，并且实时监测初级催化剂的平均活性以及高活性粉煤灰颗粒比例，若平均活性或高活性粉煤灰颗粒比例低于50％-70％，及时对除尘器粉煤灰仓进行彻底清理，达到自动控制的目的。

2.根据权利要求1所述的一种协同热发电的脱硫脱硝烟气综合治理装置，其特征在于：所述深度催化单元(5)为表面涂覆脱硫、脱硝催化剂的换热器，换热器进口布置电加热装置(16)，利用热电感应材料发电调节换热器进口水温，通过控制循环水流量和温度实现深度催化单元(5)表面温度处于最佳催化温度区间；所述表面涂覆脱硫、脱硝催化剂的换热器采用翅片管式换热器、板式换热器或光管换热器。

3.根据权利要求1所述的一种协同热发电的脱硫脱硝烟气综合治理装置，其特征在于：所述深度催化单元(5)催化剂选用改性后的锰基、钛基或铁基类金属氧化物脱硫脱硝催化剂。

4.根据权利要求1所述的一种协同热发电的脱硫脱硝烟气综合治理装置，其特征在于：所述氧化剂储箱(3)中的氧化剂为臭氧、过氧化氢或高锰酸钾，氧化剂与烟气中污染物的摩尔比为(2～4)：1。

5.根据权利要求1所述的一种协同热发电的脱硫脱硝烟气综合治理装置，其特征在于：所述初级催化剂喷口的初级催化剂采用粉煤灰类电厂废料作为初级催化剂，初级催化剂空速比维持在6000～20000h^-1；烟气冷却器(2)后布置有初级催化剂喷口，选择在引风机(9)后开烟气再循环口B，通过风机(12-1)加压再循环烟气输送粉煤灰喷入烟道。

6.根据权利要求1所述的一种协同热发电的脱硫脱硝烟气综合治理装置，其特征在于：所述烟气冷却器(2)及吸收塔(6)之间的烟道及除尘器(4)表面涂敷耐氧化腐蚀涂层或内衬耐腐蚀材料。

7.根据权利要求1所述的一种协同热发电的脱硫脱硝烟气综合治理装置其特征在于：所述烟气冷却器(2)冷却后的烟气温度控制在160℃～240℃。

8.根据权利要求1所述的一种协同热发电的脱硫脱硝烟气综合治理装置，其特征在于：所述锅炉(1)炉膛壁面敷设的热电感应材料为PbTe体系，用来满足氧化剂、深度催化单元(5)循环水、初级催化剂供给动力装置以及自动控制系统的电力需求。

9.权利要求1至8任一项所述的一种协同热发电的脱硫脱硝烟气综合治理装置的工作方法，其特征在于：

由锅炉(1)产生的烟气通过布置于尾部烟道的烟气冷却器(2)，将烟气的温度降低到160-240℃，随后烟气与喷入的初级催化剂以及氧化剂充分混合，达到初步脱硫、脱硝的目的，其中氧化剂由氧化剂储箱(3)通过氧化剂动力装置(12-3)加压后由喷嘴喷入，初级催化剂来自于除尘器(4)回收的粉煤灰，部分粉煤灰经催化剂预处理装置(15)粗处理后由风机(12-1)加压后的再循环烟气携带送入，其余粉煤灰送去粉煤灰储存库(13)；烟气、氧化剂及初级催化剂充分混合反应后进入除尘器(4)除尘达到部分脱硫、脱硝的目的；随后烟气进入由换热器组成的深度催化单元(5)，换热器表面涂敷有氧化脱硫、脱硝催化剂，换热器工质采用烟气冷却器(2)出口循环水，通过控制进口循环水温、循环水量控制换热器表面温度，使得深度催化单元(5)处于最佳反应工况，其中进口循环水温利用锅炉(1)炉膛壁面敷设的热电感应材料所产生的电能调节电加热装置(16)功率来控制；而后烟气进入吸收塔(6)中将氧化后的氮氧化物、硫氧化物及时分离，洁净的烟气最终通过除雾器(7)、烟气再热器(8)从烟囱(9)中排出；烟气流动所需动力由引风机(10)提供；另外，自动控制系统(14)结合锅炉炉膛负荷、燃料性质以及各检测数据，控制氧化剂喷入量、烟气冷却器的循环水量、深度催化单元入口水温和水量、再循环烟气量以及初级催化剂喷入量，并且实时监测初级催化剂的平均活性以及高活性粉煤灰颗粒比例，若平均活性或高活性粉煤灰颗粒比例低于50％-70％，及时对除尘器粉煤灰仓进行彻底清理，达到自动控制的目的。