[发明专利]烟道气处理装置

说明书

本发明是关于一种处理烟道气的装置，它可以消除由锅炉、工业炼炉、煤气轮机和其他处理废物的燃烧设备放出的烟道气中的氮氧化物和硫氧化物，以下将各种氮氧化物称为NO_X、各种硫氧化物称为SO_X。

最近，日本用于燃烧的燃料品种正由重油改变为煤。这是由于重油供应紧张，为了减少对石油的依赖性而代之以煤。公用事业公司所需的大功率电站的燃煤锅炉正在建造，但是作为燃料，和石油燃料相比，煤具有较差的可燃性能，而且氮氧化物和硫氧化物以及未燃烧的物质很容易进入燃煤锅炉的烟道气中。为了减少氮氧化物的释放，已经采取措施减慢煤的燃烧，这些措施包括：将燃烧火焰分割成几部分;使烟道气循环使用;两级燃烧;或者在氮氧化物被释放到外部以前于炉内加以清除。

在燃煤的发电站中，锅炉并不总是在满负荷状态下操作，而是满负荷的75%，50%或25%等各种负荷情况，或者使锅炉在不连续状态下操作，例如，按照每日点火一停炉（DailyStart-Stop）的安排（以下简单称之为“DSS安排”）或按照每周点火-停炉（weeklyStart-stop）的安排（以下简称为“WSS安排”）。这就是说，可以在这种中间负荷状态下操作的燃煤电站是很需要的。

另一方面，一个具有很好的起动性能的燃气轮机和一个余热回收锅炉的联合体，即所谓的联合装置，现在正在建造。这样，除燃煤锅炉以外，又有一种处于中间负荷状态的动力装置满足发电需要。这种装置应该按照“DSS或WSS安排”仅仅在从星期一到星期五的白天工作，以满足大功率要求，在夜间或星期六或星期日或假日停止工作。

但是，按照对烟道气中氮氧化物和硫氧化物浓度的更加严格的限制，已经越来越多地建造这样一些可在中间负荷状态下工作的电站，它们不但具备常规的改进燃烧条件方面的措施，而且具备处理烟道气的装置，例如用干法催化还原消除氮氧化物的装置，即在催化剂存在下，用氨气作还原剂消除氮氧化物的装置，或者消除硫氧化物的装置。

图14和15代表装置的工艺流程图，这种装置用以处理来自锅炉的烟道气，它基于一种典型的平衡气流体系，按照先有技术安装的一套除硫氧化物的装置和一套除氮氧化物的装置。

图14中，除氮氧化物装置被装配在节热器下游，于是这个装置称为“后节热器体系”（After-EconomizerSystem）。图5中，除氮氧化物的装置配置在除硫氧化物装置的下游，于是这个装置称为“后脱硝体系”（After-DeNOxSystem）。

图14中，被鼓风机1增压的空气在空气加热器2中与流经烟道气管道3的烟道气进行热交换而被加热，热空气经过管道4进入锅炉5作为燃烧时用的空气。锅炉5中燃烧生成的烟道气通过节热器6后通向除氮氧化物的装置。中途，氨气作为还原氮氧化物的气体通过注射管道8注入烟道气中。流经管道3的在除氮氧化物装置中被处理的烟道气的余热在空气加热器2中得到回收，烟道气到达集尘器9进行除尘。然后烟道通过一个吸风机10，一个气-气加热器11和风扇12导向除硫氧化物装置13。在除硫氧化物装置中，烟道气必须在较低的温度下进行处理（通常这一处理是通过湿法处理或半湿法处理的）。在装置13中经过除硫氧化物处理的烟道气通过烟囱14释放出去时，还有白烟存在，于是，就装设了气-气加热器11，以使用未处理的烟道气再加热处理过的气体。气-气加热器11用以降低通向湿法除硫氧化物装置13的烟道气的温度，以便在水冷却过程中减少水的气化。

按照所说的“后节热器体系”除氮氧化物装置7装设在最适于除氮氧化物的温度区域，即锅炉5（节热器6）的出口处，除硫氧化物装置也是装设在最适于除硫氧化物的温度区域。

另一方面，按照“后脱硝体系”，除硫氧化物装置13装设在除氮氧化物装置7的上游，这样就先除硫氧化物，后除氮氧化物，如图15所示。来自风扇12的烟道气在装置13中脱除硫氧化物，再通过气-气加热器11、气-气加热器15和风扇16（为除氮氧化物装置所设）导向加热器17，在加热器17中，脱除硫氧化物后的气体被加热到除氮氧化物所要求的最适宜温度范围300℃到400℃。然后，被处理的烟道气与氨气混合，氨气来自氨注射管道8，烟道气在装置7中进行除氮氧化物处理后，通过气-气加热器15，经由烟囱14排入大气。