技術領域

本發明涉及一種燃煤煙氣除塵脫硝一體化系統及其工作方法，廣泛應用于燃煤鍋爐、燃煤窯爐煙氣的SCR脫硝工程和袋式、電除塵系統，屬于廢氣污染治理技術，本發明屬于環保技術領域。

背景技術

我國是世界上少數幾個以煤炭為主要能源的國家之一，據統計，我國90%二氧化硫、67%氮氧化物、70%煙塵排放量來自于煤炭的燃燒。燃煤煙氣含有煙塵，NOx，SO2，SO3，HCl，HF，重金屬等污染物，污染物濃度高，毒性大，對生態環境和人類健康有較大危害。因而，煙氣在排入大氣之前需要進行凈化處理。目前我國工業上典型的做法是煙氣從鍋爐省煤器出來后進入SCR反應器，加入液氨作為還原劑脫硝后再進入電除塵器（有的還要袋式除塵）除塵，除塵后的煙氣再進入FGD吸收塔進行脫硫，脫硫后的凈煙氣再由煙囪排入大氣。

現有的除塵脫硝裝備存在以下缺點：一是由于脫硝、除塵單元作為獨立單元分開布置，增加了投資及占地面積，同時由于煙氣阻力、電除塵增加了運行費用；二是SCR催化劑需要安裝在除塵器之前，煙氣中灰塵含量高，極易造成催化劑的堵塞、磨蝕和中毒，減小了催化劑的使用壽命，并使運行費用增加。圍繞我國大氣污染控制方面的重大需求和國際技術進步，通過關鍵技術研發和系統集成，開發具有除塵、脫硝一體的控制技術與設備，推動我國大氣環境質量改善任務十分迫切。

在涌現出的眾多脫硝技術方法中，燃煤煙氣同時高效除塵、脫硝是一種新的有效的方法。它不同國內典型的煙氣脫硝工程技術，是國內首創。它集除塵與脫硝于一體，可以替代目前國內煙氣處理工程中的脫硝反應器和除塵器。

中國專利201510789500.2公開了一種燃煤煙氣除塵脫硫脫硝一體化復合工藝系統，它是高溫煙氣除塵脫硫脫硝及余熱利用的成套設備，主要由陶瓷多管除塵器進行粗除塵并脫硫，陶瓷過濾膜過濾器進行深度凈化除塵并脫硝，換熱器利用煙氣余熱將冷風變成熱風，進入鍋爐燃燒口助燃。該結構依靠填充還原劑，不能很好地保證脫硝速率。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理，除塵率、脫硝率高，裝置投資運行費用低，特別適用燃煤煙氣凈化處理的燃煤煙氣除塵脫硝一體化系統及其工作方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：一種燃煤煙氣除塵脫硝一體化系統,包括鍋爐、FGD脫硫裝置和煙囪，其特征在于：還包括除塵脫硝一體化裝置和空氣預熱器，鍋爐和除塵脫硝一體化裝置相連，除塵脫硝一體化裝置和空氣預熱器相連，空氣預熱器和FGD脫硫裝置相連，FGD脫硫裝置和煙囪相連；所述除塵脫硝一體化裝置包括多個除塵脫硝一體化模塊，所有除塵脫硝一體化模塊組裝成為除塵脫硝一體化裝置；所述除塵脫硝一體化模塊包括多個陶瓷過濾器催化劑單體，所有陶瓷過濾器催化劑單體組裝形成除塵脫硝一體化模塊；所述陶瓷過濾器催化劑單體包括單體外層和單體內層，單體內層設置在單體外層的內側，單體外層為微孔過濾器。微孔過濾器由高溫陶瓷制成，其除塵效率達99.9%。單體內層脫硝效率>90%。陶瓷過濾器催化劑單體需要經過煅燒處理。從省煤器出來的含塵煙氣混合液氨后，首先經過單體外層（過濾層）除塵，除塵后的煙氣進入單體內層（催化劑表面），在催化劑的作用下NO_x與氨還原劑進行SCR脫硝反應，生成無環境危害的N₂和H₂O，達到環保排放要求。

本發明所述微孔過濾器上設置有微孔，微孔的孔徑大于或者等于10μm。

本發明所述單體內層的材質為納米級金紅石型TiO₂、V₂O₅或上述二者的混合物。單體內層的材質還可以摻入其他活性物質。陶瓷過濾器催化劑單體具有優良的耐溫性、耐腐性和耐磨蝕性。

本發明所述除塵脫硝一體化模塊的形狀為長方體，除塵脫硝一體化模塊的縱截面的形狀為150mm×150mm的正方形，除塵脫硝一體化模塊的長度為1000mm～2000mm。除塵脫硝一體化模塊的形狀也可以根據設計需要做成各種形狀。

本發明所述燃煤煙氣除塵脫硝一體化系統包括反應塔，除塵脫硝一體化裝置安裝在反應塔中，鍋爐與反應塔相連。

本發明所述燃煤煙氣除塵脫硝一體化系統還包括靜態混合器，鍋爐與靜態混合器相連，靜態混合器與反應塔相連。

本發明所述除塵脫硝一體化裝置上設置有固定板。

一種燃煤煙氣除塵脫硝一體化系統的工作方法，其特征在于：包括如下步驟：

1）煙氣由鍋爐進入除塵脫硝一體化裝置中，然后煙氣與氨氣混合；