一种烟气脱硝预除尘装置

曹友洪，曾连辉，郑花文，叶贵峰

（福建鑫泽环保设备工程有限公司，福州 350002）

前言

我国是以煤为主要能源的国家，一次能源结构中煤炭比例占70%，预计到2020年，煤消耗总量将从现在的12亿吨增加到31亿吨。我国煤燃烧所释放的SO2占全国总排放量的87%，NOx占67%，粉尘占60%，CO2占71%，所以常规煤燃烧设备的污染问题一直是我国环境污染治理的重点。对于我国的发展现状而言，煤燃烧后的烟气处理是目前控制污染的主要手段。

目前采用的烟气处理技术有很多，针对选择性催化还原法脱硝而言，以往是直接将烟尘通入到脱硝反应器中，由于这些烟气中含有大量的烟尘，容易使脱硝反应器因进入大量烟灰造成脱硝效果变差，降低脱硝装置的使用寿命。本文介绍了一种烟气脱硝预除尘装置，该除尘装置能使烟气中的烟尘大量减少，从而优化选择性催化还原法脱硝条件，可显著提高脱硝效果，提高脱硝装置的寿命，降低整个装置的整体运行成本。

1 烟气脱硝预除尘装置的结构和工作原理

脱硝预除尘装置如图1所示，其工艺流程是：从锅炉尾部来的烟气先经两级预除尘器（即一级预除尘器和二级预除尘器）除去一定量的烟尘，除尘后的烟气通过烟气管道再进入脱硝反应器，并在反应器内进行催化脱硝反应。

图1 脱硝预除尘装置

二级除尘器示意见图2。

图2 二级除尘器示意图

该脱硝预除尘装置包括与锅炉尾部1相连接的烟气管道2和与烟气管道输出口连接的脱硝反应器3，烟气管道靠近烟气进口位置设有两级预除尘器A1。

为了设计合理，上述两级预除尘器A1包括一级预除尘器A101和二级预除尘器A102，一级预除尘器为设置在竖直烟道最底部的锥形灰斗A103，二级预除尘器A102包括设置在水平烟道扩径处的角形挡板A104和平形挡板A105，角形挡板A104和平形挡板A105均是竖设于水平烟道内的。

为了便于清理烟灰，锥形灰斗最底部设有重力翻板阀A2。

为了进一步清理烟灰，上述水平烟道扩径处底部也呈锥斗状，在锥斗最底部设有重力翻板阀A2，所述水平烟道扩径处设有三个角形挡板和两个平形挡板。

为了挡灰，竖直烟道与水平烟道的交界处四周设有挡板A3，该挡板A3可以使一部分的烟灰得到阻挡。

脱硝反应器3与烟气管道2的连接处设有气流主均布器4，气流主均布器4由均匀横纵交错的竖直格栅片401构成，在靠近气流主均布器的输入口设有斜坡面402，烟气从均匀横纵交错的竖直格栅片间的孔道流过，从而使气流较均匀地输入到脱硝反应器中。

为了使气流均布效果较好，气流主均布器分为若干区域，可以是四个方形区域。为了不在该气流主均布器上沉积烟灰，各区域交界处设置有倒V字形气流导灰板403，主均布器与脱硝反应器四周壁的交界处设置有三角形斜坡气流导灰板404，在烟气进入后通过倒V字形气流导灰板403和三角形斜坡气流导灰板404，使烟灰不沉积在表面上，气流主均布器的结构详见图3、图4。同时，为使烟气进一步均匀分布，烟气管道位于管道的拐弯处设有气流预均布器5。气流预均布器为弧形加直板，板沿气流方向设置竖向导流板。该气流预均布器5不仅有利于预均布气流，也有利于气流的导向。

图3 气流主均布器结构1

图4 气流主均布器结构2

为了设计合理，上述烟气管道上设有氨气喷射装置6，氨气喷射装置为若干根喷氨管601，每根喷氨管上布设有喷射喷嘴602，喷射喷嘴为格栅式布置，详见图5。且反应器内设有催化剂层7，喷入的还原剂氨气与烟气中的NOx在催化剂的作用下进行反应，从而达到脱除NOx的目的。

图5 氨气喷射装置

该烟气脱硝预除尘装置的工作原理为：在工作时，从锅炉尾部来的烟气，接入烟气管道，烟气管道中的烟气通过一级预除尘器和二级预除尘器，使烟灰大大减少，避免了脱硝反应器因进入大量烟灰造成脱硝效果变差；烟气管道中的烟气通过气流主均布器均布后，使气流较均匀地输入到脱硝反应器中，从而有利于烟气与反应器内催化剂充分且均匀地接触，利于脱硝反应的快速进行，提高了烟气净化效率。

2 烟气脱硝预除尘装置的特点

该烟气脱硝预除尘装置不仅结构简单、设计合理，而且有利于实现烟气的脱硝、除尘一体化。其特征在于：烟气管道靠近烟气进口位置设有两级预除尘器，一级预除尘器为设置在竖直烟道最底部的锥形灰斗，二级预除尘器包括设置在水平烟道扩径处的角形挡板和平形挡板。锥形灰斗最底部设有重力翻板阀，且水平烟道扩径处底部也呈锥斗状，在锥斗最底部同样设有重力翻板阀，并在扩径处设有三个角形挡板和两个平形挡板；烟气中的烟尘经一级预除尘器除尘后，在二级预除尘器中得到进一步脱除，大大降低了烟气中的烟尘含量，有利于烟气中NOx在反应器中脱硝反应的进行，可显著提高脱硝效率。

装置中的气流主均布器由横纵交错的竖直格栅片构成，分为若干区域，各区域交界处设置有倒V字形气流导灰板，主均布器与脱硝反应器四周壁的交界处设置有三角形斜坡气流导灰板，并在靠近气流主均布器的输入口设有斜坡面；该装置可使气流较均匀地输入到脱硝反应器中，从而有利于烟气与反应器内催化剂充分且均匀地接触，利于脱硝反应的快速进行，提高了整个装置的烟气净化效率。

3 社会效益分析

该装置以减排为目的，可运用于尘含量高的烟气选择性催化还原法脱硝，其技术和装置在国内鲜有报道，有广阔的产业化应用前景，并可起到商业示范作用。例如2台220t/h煤粉锅炉配套该装置，每年可减少向大气排放NOx总量为1692.0吨，减少烟尘排放总量为10万吨；可见，该装置的运用能大幅减少大气污染物排放，有效改善空气质量，提高居民生活质量，具有较好的社会效益。

4 小结

该烟气脱硝预除尘装置，可运用于尘含量高的烟气选择性催化还原法脱硝，不仅拓宽了选择性催化还原法脱硝的反应条件，而且优化了脱硝反应环境，显著提高了脱硝效果。因此，本装置具有很好的推广价值，且应用前景广阔。

[1]周涛，刘少光，吴进明，陈成武，徐玉松.火电厂氮氧化物排放控制技术[J].环境工程，2008（6）.

[2]王海强，吴忠标.烟气氮氧化物脱除技术的特点分析[J].能源工程，2004（3）.