耦合过滤式除尘装置的干法脱酸烟气净化装置及控制方法与流程

本发明涉及烟气净化，特别是指一种耦合过滤式除尘装置的干法脱酸烟气净化装置及控制方法。

背景技术：

1、干法脱酸是利用干态脱酸剂与烟气中的酸性气体进行反应并将烟气中的酸性气体脱除的工艺，工业上常用的干法脱酸剂可以分为钙基脱酸剂和钠基脱酸剂，钙基脱酸剂主要为caco3、ca(oh)2、cao等，钠基脱酸剂主要为nahco3（小苏打）、na2co3等。小苏打干法脱酸技术是指将原料nahco3经过研磨机磨成15μm～25μm的粉末，喷射进入脱酸反应器或烟道，在高温烟气中热激活后，比表面积迅速增大，与烟气中的酸性气体充分接触，发生物理和化学反应，将烟气中的so2和hcl等酸性物质吸收净化，从而实现烟气的高效脱酸。为了提高小苏打干法脱酸的效果和小苏打的利用率，小苏打干法脱酸通常与过滤式除尘装置耦合使用，当过滤式除尘装置用于小苏打干法脱酸设备出口的粉尘收集时，上游脱酸设备加入的未反应的小苏打与粉尘等颗粒物一起被过滤元件捕集，均匀分布于过滤元件的表面上，烟气中的酸性气体与过滤元件外表面上富集的小苏打可以继续进行脱酸反应，实现二次脱酸，以提高脱酸效果和吸收剂的利用率。近年来，随着环保要求越来越严格，耦合过滤式除尘的小苏打干法脱酸技术因其脱酸效率高，工艺路线短，设备布置紧凑，场地占用小，能源消耗低，处理过程无水耗，不产生任何废水，得到了越来越多的应用。

2、发明专利申请cn113262623a公开了一种垃圾焚烧炉烟气多种污染物协同处理工艺方法，温度在240℃ -280℃的烟气进入干式脱酸塔，与喷入脱酸塔内的小苏打精细粉末混合反应实现一次脱酸；一次脱酸后的烟气通过烟道进入一体化净化反应器，通过预置有催化剂的过滤单元实现二次脱酸、重金属吸附脱除、除尘、脱硝和二噁英分解协同处理。该技术中小苏打作为脱酸剂，全部从干式脱酸塔入口加入。

3、发明人在研究过程中发现，该技术在实际使用中存在以下问题：

4、（1）过滤式除尘装置运行一段时间后，需对过滤元件进行清灰，将过滤元件表面上富集的小苏打、飞灰、脱酸产物等从过滤元件表面剥离，造成二次脱酸的效果急剧下降，进而引起so2、hcl等酸性气体排放超标；

5、（2）通常小苏打的喷射量利用烟囱出口cems监测的hcl浓度、so2浓度以及设定的hcl控制浓度目标值、so2控制浓度目标值进行pid自动控制，该控制方式为反馈调节，当入口烟气中hcl、so2浓度波动较大时，容易造成so2、hcl等酸性气体排放超标；

6、（3）由于使用的小苏打粒径通常在15μm～25μm之间，且小苏打在热烟气中还会发生热破碎，进一步降低粒径，当过滤元件为陶瓷滤管时，细微的颗粒容易堵塞陶瓷滤筒的内部孔道，造成阻力上升，清灰不彻底，长久以往降低陶瓷滤筒的使用寿命；

7、（4）由于脱酸剂的喷入点位于干式脱酸塔入口或过滤式除尘装置的总入口，不能单独对仓室进行喷涂，当某个仓室进行清灰后再次投入运行时，由于该仓室相较于其他未清灰的仓室来说阻力较低，造成过滤式除尘装置各仓室之间的烟气流量、脱酸剂分配不均，使得脱酸剂消耗较多。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种耦合过滤式除尘装置的干法脱酸烟气净化装置及控制方法，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

3、一方面，本发明提供一种耦合过滤式除尘装置的干法脱酸烟气净化装置，包括依次连接的脱酸装置和过滤式除尘装置，其中：

4、所述脱酸装置连通有脱酸剂喷射系统，所述脱酸剂喷射系统连通有脱酸剂研磨系统，所述脱酸剂为钙基脱酸剂、钠基脱酸剂或钠基脱酸剂与钙基脱酸剂的混合物；

5、所述过滤式除尘装置是指内部安装有多孔过滤元件具备粉尘脱除功能的装置，所述多孔过滤元件为布袋或陶瓷滤管或金属滤袋；所述过滤式除尘装置由至少两个仓室组成，每个仓室的入口设置有仓室入口隔断阀，每个仓室的出口设置有仓室出口隔断阀，每个仓室的入口联通有脱酸剂脉冲喷射隔断阀；所述过滤式除尘装置的总入口设置有入口压力变送器，总出口设置有出口压力变送器和出口cems。

6、进一步的，所述脱酸剂研磨系统包括依次连接的脱酸剂粗粉仓、粗粉仓计量式给料装置、脱酸剂研磨机和研磨机输粉风机，所述研磨机输粉风机的出口设有第一管线和第二管线；

7、所述脱酸剂喷射系统包括脱酸剂细粉仓、脱酸剂计量称重装置、脱酸剂输粉风机、脱酸剂输粉喷射器和脱酸剂细粉仓入口隔断阀，所述第一管线经所述脱酸剂细粉仓入口隔断阀与所述脱酸剂细粉仓连接，所述第二管线分别经所述脱酸剂脉冲喷射隔断阀与各个仓室连接。

8、进一步的，所述脱酸剂研磨机为空气分级磨，具备远程调节功能，变频调节脱酸剂研磨机内置的分级轮的运行转速，控制研磨机出口脱酸剂的粒径；

9、和/或，所述粗粉仓计量式给料装置为计量式旋转给料阀，具备远程调节功能，采用变频调节旋转给料阀的电机转速，控制进入脱酸剂研磨机的脱酸剂流量；

10、和/或，所述脱酸剂计量称重装置采用失重秤，具备远程调节功能，根据需要控制喷射进脱酸装置中的脱酸剂量。

11、进一步的，所述脱酸装置为干式脱酸塔，或者干式脱酸塔可以取消，用脱酸烟道来替代；

12、和/或，所述多孔过滤元件为催化过滤元件，在多孔过滤元件内负载有催化剂，所述催化剂为scr脱硝催化剂、二噁英催化氧化催化剂、vocs催化氧化催化剂的一种或多种组合。

13、进一步的，所述催化过滤元件为scr催化滤袋或scr催化陶瓷滤筒，所述过滤式除尘装置入口联通有scr还原剂制备系统，提供scr反应所需的还原剂；

14、和/或，scr还原剂为氨水，所述scr还原剂制备系统包括依次连接的氨水储罐、氨水输送泵和氨水雾化喷枪，所述氨水储罐内的氨水由氨水输送泵和氨水雾化喷枪输送至所述过滤式除尘装置入口的烟道内。

15、另一方面，本发明提供上述耦合过滤式除尘装置的干法脱酸烟气净化装置的控制方法，包括：

16、步骤1：设定过滤式除尘装置执行清灰程序的初始仓室和清灰启动差压crit_dp，执行步骤2；

17、步骤2：启动脱酸剂连续喷射程序，然后执行步骤3；

18、步骤3：判断过滤式除尘装置的运行差压实测值pv_dp是否大于等于设定的清灰启动差压crit_dp，当判断结果为“是”时，执行步骤4，当判断结果为“否”时，执行步骤8；

19、步骤4：启动仓室清灰程序，仓室清灰程序执行结束后，执行步骤5；

20、步骤5：启动脱酸剂脉冲喷射程序，然后执行步骤6；

21、步骤6：判断是否过滤式除尘装置的所有仓室完成清灰，当所有仓室都完成清灰后，执行步骤8，否则执行步骤7；

22、步骤7：指定执行清灰程序的后续仓室，然后执行步骤4；

23、步骤8：判断是否结束自动控制，当判断结果为“是”时，结束自动控制，当判断结果为“否”时，执行步骤3。

24、进一步的，所述步骤2中，所述脱酸剂连续喷射程序包括：

25、a1：设定烟气净化装置出口hcl的控制目标值sv_hcl和so2的控制目标值sv_so2；

26、a2：通过出口cems测得烟气净化装置出口hcl的浓度值pv_hcl和so2的浓度值pv_so2；

27、a3：根据设定的酸性气体控制目标值与出口cems测得的酸性气体浓度值的差值即（pv_hcl-sv_hcl）和（pv_so2-sv_so2），通过pid来调节脱酸剂连续喷射的质量流量；

28、和/或，所述步骤4中，所述仓室清灰程序包括：

29、b1：关闭仓室出口隔断阀；

30、b2：对仓室内的过滤元件进行清灰，清灰方式为行喷吹脉冲清灰或旋转脉冲清灰或箱式脉冲清灰；

31、和/或，所述步骤7中，后续仓室的选择须保证在一个完整的清灰周期中，过滤式除尘装置的所有仓室都能得到清灰，且每个仓室仅清灰一次。

32、进一步的，所述步骤5中，所述脱酸剂脉冲喷射程序包括：

33、c1：关闭仓室入口隔断阀；

34、c2：打开脱酸剂脉冲喷射隔断阀，关闭脱酸剂细粉仓入口隔断阀；

35、c3：打开仓室出口隔断阀；

36、c4：启动研磨机输粉风机；

37、c5：启动脱酸剂研磨机；

38、c6：调节脱酸剂研磨机的运行参数，使得研磨机出口脱酸剂的粒径至指定范围；

39、c7：启动粗粉仓计量式给料装置，并计量通过脱酸剂脉冲喷射进入仓室的脱酸剂总量pv_f_pulse；

40、c8：当pv_f_pulse大于设定值sv_f_pulse时，停止粗粉仓计量式给料装置；

41、c9：停止脱酸剂研磨机；

42、c10：停止脱酸剂研磨机输粉风机；

43、c11：关闭脱酸剂脉冲喷射隔断阀；

44、c12：打开仓室入口隔断阀。

45、进一步的，所述步骤1中，清灰启动差压crit_dp=1000~2500pa；

46、和/或，所述步骤5中，研磨机出口脱酸剂的粒径范围为5μm~90μm，当吸收剂为小苏打时，该粒径范围为15μm~25μm，脱酸剂脉冲喷射总量的设定值sv_f_pulse，单位为kg；

47、其中：sv_f_pulse=si×f_sorbent×t_cyc÷n_cab

48、式中，si为脉冲喷射系数，即脉冲喷射脱酸剂量占脱酸所需脱酸剂量的比例，si=0~1；f_sorbent为脱酸所需脱酸剂的质量流量，单位为kg/h，采用项目多年统计平均值或理论计算值；t_cyc为所述过滤式除尘装置的清灰间隔，单位为h；n_cab为所述过滤式除尘装置的仓室总数。

49、进一步的，当脱酸剂采用小苏打且过滤元件为陶瓷滤管时，所述步骤5中研磨机出口脱酸剂的粒径为可变调节，在脱酸剂脉冲喷射的开始阶段，通过调节脱酸剂研磨机的运行参数，控制研磨机出口脱酸剂的粒径为70μm~90μm，在过滤元件表面形成一层粒径较大的脱酸剂粉层，有利于更彻底的清灰，喷射量为sv_f_pulse_1；随后再次调节脱酸剂研磨机的运行参数，控制研磨机出口脱酸剂的粒径为15μm~25μm，喷射量为sv_f_pulse_2，等于sv_f_pulse与 sv_f_pulse_1的差值；

50、其中：sv_f_pulse_1=k×a_fil_ele×n_fil_ele，单位为kg；

51、式中，k为涂覆喷射系数，单位为kg/m2，k=0.03~0.3；a_fil_ele为单个过滤元件的过滤面积，单位为m2；n_fil_ele为单个仓室内过滤元件的安装数量。

52、本发明具有以下有益效果：

53、1、本发明提供的耦合过滤式除尘装置的干法脱酸烟气净化装置及控制方法，过滤式除尘装置由至少两个仓室组成，仓室的清灰采用离线清灰，每个仓室进行离线清灰后，利用脱酸剂脉冲喷射对仓室中的多孔过滤元件进行喷涂，短时间内在多孔过滤元件的表面形成脱酸剂粉层，减少过滤式除尘装置清灰对二次脱酸效果的影响，消除由于过滤式除尘装置清灰引起的so2、hcl等酸性气体排放超标的问题。

54、2、由于在过滤式除尘装置清灰后通过脱酸剂脉冲喷射对仓室中的多孔过滤元件进行喷涂，提前在过滤元件表面形成了脱酸剂粉层，可减少干法脱酸烟气净化装置受入口烟气中hcl、so2浓度波动较大引起的排放超标现象。

55、3、当脱酸剂采用小苏打且过滤元件为陶瓷滤管时，在脱酸剂脉冲喷射的开始阶段增大脱酸剂脉冲喷射的脱酸剂粒径，在过滤元件的表面形成一层大颗粒的脱酸剂层，减少细微颗粒进入陶瓷滤筒内部孔道的几率，提高陶瓷滤筒的使用寿命，减少烟气净化系统的阻力，降低烟气净化系统的运行费用。

56、4、通过脱酸剂脉冲喷射与脱酸剂连续喷射的配合，可提高清灰后各仓室之间的阻力均匀性，改善各仓室之间烟气、脱酸剂的分配效果，提高干法脱酸烟气净化装置的平均脱酸效率，降低脱酸剂的消耗量，降低烟气净化系统的运行费用。