工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统及工艺的制作方法

1.本发明涉及烟气处理技术领域，更为具体地是特别涉及一种工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统及工艺。

背景技术：

2.工业硅在工业硅炉中熔炼而得。工艺中的原料为硅石，石油焦，木块，低灰煤等为还原剂，经高温熔炼，硅逐渐从硅石中还原出来，粗硅的生产过程中需要将硅石破碎到规定的粒度，并与碳还原剂(木炭、油焦和烟煤)按比例混合均匀。

3.硅炉熔炼粗硅的过程中会排出大量的高温烟气，并且烟气中会存有大量的灰尘，不能进行直接排放；在相关技术中还需要对硅炉进行还原处理才会进行排放，但是现有的烟气处理系统的处理效果不好，不能良好对高温烟气进行利用；存在较大的资源浪费。

4.因此，急需要能够解决上述问题的一种工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统及工艺。

技术实现要素：

5.为了解决现有问题，本发明提供一种工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统及工艺，高温烟气先通过高温除尘后既回收了微硅粉物料，又避免了微硅粉物料被脱硫剂影响，采用低温脱硝装置即使降低余热高温段处的温度也能够完成脱硝反应。

6.第一方面，本发明提供了一种工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统，硅炉包括余热高温段，所述工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统包括沿着烟气流动方向依次设置的高温除尘装置、干法脱硫装置、低温脱硝装置、排气装置；

7.其中，所述高温除尘装置与所述余热高温段连通；且所述余热高温段的烟气温度被配置为180℃-450℃，所述低温脱硝装置的烟气温度被配置为140-350℃；其中所述余热高温段的烟气温度高于所述低温脱硝装置的烟气温度；

8.所述高温除尘装置还连接有硅粉收集装置，所述高温除尘装置用于分离烟气中的硅粉，所述硅粉收集装置用于收集所述硅粉。

9.在本技术的部分实施例中，沿着烟气流动方向在所述脱硫装置之后还设置有二级除尘装置，所述二级除尘装置为脉冲布袋除尘设备。

10.在本技术的部分实施例中，所述脉冲布袋除尘设备包括滤袋、清灰漏斗和脉冲压缩装置，所述滤袋沿着水平方向设置以使气流沿着水平方向运动，所述清灰漏斗设置在所述滤袋下方；其中，脉冲压缩装置设置在所述滤袋上，且所述脉冲压缩装置被配置为沿着第一方向压缩空气，以使滤袋上的灰尘脱落；所述第一方向与烟气流动方向呈角度设置。

11.在本技术的部分实施例中，所述第一方向与所述烟气流动方向相反。

12.在本技术的部分实施例中，所述脱硫装置还连接有脱硫剂供应装置，所述脱硫剂供应装置用于投入脱硫剂到所述脱硫装置中；其中，所述脱硫装置包括研磨机和喷射器，所述研磨机用于将脱硫剂的颗粒粒径细化，所述喷射器用于将细化后的脱硫剂颗粒喷入所述脱硫装置中。

13.在本技术的部分实施例中，所述高温除尘装置为负压大布袋除尘设备，所述负压大布袋除尘设备包括滤袋，且所述滤袋由高硅氧改性耐高温纤维材料制备而成。

14.在本技术的部分实施例中，所述低温脱硝装置包括沿着烟气流动方向依次设置的喷氨段、混合段和反应段，所述喷氨段包括用于通入氨气进所述喷氨段的第一开口，所述第一开口上设置有格栅部，所述格栅部上形成有多个均匀分布的喷氨口；所述混合段用于混合氨气和烟气；所述反应段内设置有催化剂，所述催化剂用以促进所述氨气和烟气反应。

15.在本技术的部分实施例中，所述反应器为scr脱硝反应器。

16.第二方面，本技术还提供一种工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫工艺，采用上述的工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统对工业硅炉烟气进行处理；且所述工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫工艺包括以下步骤：

17.s1：余热高温段接收工业硅炉排出的烟气，并将所述烟气送至高温除尘装置；

18.s2：高温除尘装置对烟气进行一次除尘，硅粉收集装置对除尘得到的微硅粉进行收集；

19.s3：脱硫装置接收经过所述高温除尘装置除尘后的烟气，并对烟气进行脱硫处理；

20.s4：低温脱硝装置接收经过所述脱硫装置脱硫处理后的烟气，并对其进行脱硝处理；

21.s5：经过脱硝的烟气经过排气装置排出。

22.在本技术的部分实施例中，低温脱硝装置的还原剂包括氨水、液氨、氨气、尿素中的至少一者；所述低温脱硝装置中的催化剂包括低温抗碱金属宽温催化剂，且所述低温脱硝装置中的烟气温度为140-350℃；所述脱硫装置中的脱硫剂为小苏打。

23.本发明的有益效果是：本发明提供一种工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统及工艺，硅炉包括余热高温段，所述工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统包括沿着烟气流动方向依次设置的高温除尘装置、干法脱硫装置、低温脱硝装置、排气装置；其中，所述高温除尘装置与所述余热高温段连通；且所述余热高温段的烟气温度被配置为180℃-450℃，所述低温脱硝装置的烟气温度被配置为140-350℃；其中所述余热高温段的烟气温度高于所述低温脱硝装置的烟气温度；所述高温除尘装置还连接有硅粉收集装置，所述高温除尘装置用于分离烟气中的硅粉，所述硅粉收集装置用于收集所述硅粉；高温烟气先通过高温除尘后既回收了微硅粉物料，又避免了微硅粉物料被脱硫剂影响，采用低温脱硝装置即使降低余热高温段处的温度也能够完成脱硝反应。

附图说明

24.图1为本发明的一实施例中的整体结构示意图；

25.图2为本发明的另一实施例中的整体结构示意图；

26.图3为本发明的硅炉结构示意图；

27.图4为本发明的高温除尘装置的结构示意图；

28.图5为本发明的脱硫装置的结构示意图；

29.图6为本发明的低温脱硝装置的结构示意图；

30.图7为本发明的二级除尘装置结构示意图；

31.图8为本发明的工艺流程模块图；

32.图9为本发明的工艺步骤流程图。

33.元素符号说明：1-硅炉，2-余热高温段，3-高温除尘装置，4-脱硫装置，5-二级除尘装置，6-低温脱硝装置，7-排气装置。

具体实施方式

34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

35.本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

36.在申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对已知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本技术所公开的原理的最广范围相一致。

37.请参阅图1至图9，本技术的保护主体为一种工业硅炉1烟气除尘脱硝脱硫系统，硅炉1包括余热高温段2，所述工业硅炉1烟气除尘脱硝脱硫系统包括沿着烟气流动方向依次设置的高温除尘装置3、干法脱硫装置4、低温脱硝装置6、排气装置7；其中，所述高温除尘装置3与所述余热高温段2连通；且所述余热高温段2的烟气温度被配置为180℃-450℃，所述低温脱硝装置6的烟气温度被配置为140-350℃；其中所述余热高温段2的烟气温度高于所述低温脱硝装置6的烟气温度；所述高温除尘装置3还连接有硅粉收集装置，所述高温除尘装置3用于分离烟气中的硅粉，所述硅粉收集装置用于收集所述硅粉。高温烟气先通过高温除尘后既回收了微硅粉物料，又避免了微硅粉物料被脱硫剂影响，采用低温脱硝装置6即使降低余热高温段2处的温度也能够完成脱硝反应。

38.在一些实施例中，所述余热高温段2的烟气温度被配置为180℃，所述低温脱硝装置6的烟气温度被配置为140。

39.在本技术的部分实施例中，沿着烟气流动方向在所述脱硫装置4之后还设置有二级除尘装置5，所述二级除尘装置5为脉冲布袋除尘设备。可根据依据选用的脱硫剂的不同，决定是否设置脱硫装置4后端的二级除尘装置5。

40.在本技术的部分实施例中，所述脉冲布袋除尘设备包括滤袋、清灰漏斗和脉冲压

缩装置，所述滤袋沿着水平方向设置以使气流沿着水平方向运动，所述清灰漏斗设置在所述滤袋下方；其中，脉冲压缩装置设置在所述滤袋上，且所述脉冲压缩装置被配置为沿着第一方向压缩空气，以使滤袋上的灰尘脱落；所述第一方向与烟气流动方向呈角度设置。

41.含尘气体由进风口进入除尘器箱体内，细小尘粒由于布袋的多种效应作用，被滞阻在布袋外壁。净化后的气体通过布袋上箱体出风口排出。随着使用时间的增长，布袋表面吸附的粉尘增多，布袋的透气性减弱，使除尘器阻力不断增大。为保证除尘器的阻力控制在限定的范围之内，由脉冲控制仪发出信号，循序打开电磁脉冲阀，使气包内的压缩空气由喷吹管各喷孔喷射到对应的文氏管(称为一次风)，并在高速气流通过文氏管时诱导数倍于一次风的周围空气(称为二次风)进入滤筒，造成布袋间急剧膨胀，由于反向脉冲气流的冲击作用很快消失，布袋又急剧收缩，这样使积附在布袋外壁上的粉尘被清除，落下的灰尘进入料仓。

42.在本技术的部分实施例中，所述第一方向与所述烟气流动方向相反。

43.在本技术的部分实施例中，所述脱硫装置4还连接有脱硫剂供应装置，所述脱硫剂供应装置用于投入脱硫剂到所述脱硫装置4中；其中，所述脱硫装置4包括研磨机和喷射器，所述研磨机用于将脱硫剂的颗粒粒径细化，所述喷射器用于将细化后的脱硫剂颗粒喷入所述脱硫装置4中。

44.由于运输和存储的原因，碳酸氢钠原料通常是粗颗粒。如要达到较高的反应活性，吸附剂必须有较大的比表面积。因此在注入烟气管道前，碳酸氢钠必须研磨至一定细度。比如，要去除so2碳酸氢钠细度须达到一定细度。为了在长期操作中保持所需的碳酸氢钠细度，通常采用带分级机的冲击磨，亦称分级磨，研磨后，吸附剂以气体输送方式运输并通过多个喷嘴直接通入烟气管道反应器，以保证其在管道内均匀分散。

45.采用氮气或压缩空气将碳酸氢钠粉末输送至脱硫塔，与烟气混合喷射系统采用特制的喷管设计，喷管设有防磨及防堵装置，避免因喷管堵塞而导致烟气脱硫设施的故障发生。为了使吸收剂与烟气能充分的混合均匀，吸收剂采用多点喷射的方式，喷入的颗粒对烟气要有较大的相对流速，夹带碳酸氢钠粉末的空气经分配器等分成多路喷入烟气系统。粉末以一定的相对流速喷入烟气中，使得喷入的颗粒分布均匀。

46.小苏打粉喷入热烟气中后会迅速反应，生成具有高比表面积和多孔的活性碳酸钠，活性碳酸钠与烟气中的so2反应，并和烟气中其他酸性气体反应。高比表面积钙基脱硫，脱硫副产物较易外售。

47.脱硫反应器内烟气与脱硫剂充分混合反应，烟气与脱硫剂在脱硫反应器内停留时间不小于4s，脱硫剂设置为多点喷射，脱硫反应器内设置烟气混合器以便烟气与脱硫剂形成紊流、混合均匀、反应充分。脱硫反应器壁厚不小于8mm。脱硫反应器阻力不大于800pa。sds脱硫塔为脱硫剂与烟气提供反应空间，形成合理的流场以确保脱硫剂与烟气充分混合和接触，并提供充分的反应空间，保证脱硫剂在脱硫塔内有足够的滞留时间。

48.脱硫工艺主要采用sds干法脱硫，其工艺原理如下：

49.sds干法脱酸喷射技术是在总烟管内通过高效的sds干法脱酸喷射及均布装置将高效脱酸剂(10～20μm)均匀喷射在管道反应器内，脱酸剂在管道内被热激活，比表面积迅速增大，与工业硅炉1烟气充分接触，发生物理、化学反应，烟气中的so2等酸性物质被吸收净化。

50.在工业硅炉1出口烟道反应器内设置sds小苏打脱硫装置4，该种脱硫装置4采用小苏打nahco3为高效脱硫原料，是将研磨合格的碳酸氢超细粉通过喷射系统送至反应器内，碳酸氢钠超细颗粒在高温烟气的作用下分解出高活性碳酸钠，并生成二氧化碳和水；高活性的碳酸钠与工业硅炉1烟气中so2、so3等酸性成份充分接触并发生化学反应，实现so2的固化及脱除。

51.nahco3超细粉在高温烟气的作用下，迅速分解，生成高活性的na2co3颗粒，并生成二氧化碳和水。由于颗粒粒径很小，颗粒内部生成的二氧化碳和水会撑破颗粒外表面，将na2co3颗粒塑造成一个具备大量微孔和比表面积的高活性物质，能够迅速与烟气中的酸性物质(so2、so3等)反应，实现高效脱硫。

52.完成的主要化学反应为：

53.2nahco3＝na2co3+h2o+co2↑

54.na2co3+2so2+h2o＝co2↑

+2nahso355.na2co3+so2+h2o＝h2o+co2↑

+na2so356.项目外购的脱硫剂为粗粉，不能直接使用。粗粉脱硫剂为吨袋包装，通过电动葫芦提升、打开、送料、计量，然后进入磨机研磨成合格的产品，再通过风机喷入工业硅炉1烟气反应器脱硫。

57.在本技术的部分实施例中，所述高温除尘装置3为负压大布袋除尘设备，所述负压大布袋除尘设备包括滤袋，且所述滤袋由高硅氧改性耐高温纤维材料制备而成。

58.高硅氧纤维是一种耐高温无机纤维材料，以合适的原始玻璃成分制成纱，经过酸沥滤和热烧结工艺，即得到耐高温性能接近石英纤维的高硅氧制品，它具有化学性能稳定、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、低阻、无污染等优异性能，高硅氧纤维可在260℃环境下应用。在260c以上温度的条件下，纤维本身不会被直接损坏，但用于增加纤维纱间润滑性的后处理物质会被蒸发，最终导致纤维纱线的机械磨损。

59.高硅氧纤维本身是阻燃的、几乎不吸湿(不会发生水解)，具有极佳的尺寸稳定性，织造出的基材抗拉强度特好，但抗折性相对较弱。因此我公司在后处理工序采取特殊工艺，增加了滤材的耐酸、耐折和耐磨性能。高硅氧纤维属于无机纤维，其主要的成分是sio2，对于废旧滤袋如采取填埋的方式处理，硅成分会还原于土壤，不会对环境带来影响；对于废旧滤袋我们还可以进行二次回收，通过特有技术将其转化做成新型增强材料，再次挖掘其利用价值，因此高硅氧滤料是一种真正意义上的绿色环保材料。

60.普通滤料为深层过滤，覆膜滤料为表面过滤。深层过滤是指依靠在滤料表面附着形成的初期粉饼层过滤。在初期粉饼层形成前，过滤效率低。在过滤过程中，阻力上升明显。表面过滤指滤料依靠表面细密的ptfe薄膜直接滤除烟气中的粉尘。由于ptfe薄膜的纤维组织极为细密，且具有一定的立体结构。因此绝大部分的粉尘被截留在薄膜表面，排放接近于零。能够很好的满足大气污染排放标准所规定的排放要求。

61.高硅氧覆膜滤料可以治理雾霾、高效捕集pm2.5等微细粉尘，实现粉尘量＜5mg/nm3的近零排放。高硅氧改性覆膜滤袋选用的是机织布基材，若干的纤维通过不断地加捻合股并合成需求纱线，再经过前处理增加抗腐蚀能力，纬纱膨化后对于覆膜起到了很好的附着作用，通过经纬纱编织而成的基材强力值一般在3000n以上，是一般化纤滤料强力的2-3倍。高硅氧改性覆膜滤袋的耐温性能是非常优异的，可以承受280

°

以下的高温(其纤维的耐

温性能更好，280

°

主要取决于ptfe的膜材温度)，这对于工况的选择条件更为宽泛，温度的变化对于高硅氧滤袋不会带来任何不利影响，这点对于pps滤料而言，是无法比拟的。

62.一旦发生结露现象，普通滤料由于表面粗糙，粘附在表面的粉尘团聚、板结很难用脉冲清灰剥离，因此造成高压差而导致滤料报废。而覆膜滤料由于表面光滑，且由于ptfe薄膜憎水、不粘的特点，针对含有吸湿性盐类，有一定粘性的粉尘，依然具有较好的清灰效果。

63.ptfe薄膜滤料已应用于多种工业除尘领域，多微孔ptfe薄膜能允许空气及水汽自由透过薄膜，同时将水滴拒之膜外。dce“尘管家”ptfe薄膜的微孔结构由几百万根细小而随机连接的纤维丝组成，同时组成了较表面孔径微小多倍的有效过滤微孔径，可以截留极其细小的粉尘；具有高达80％-90％的微孔空隙率，足以使大量稠密的空气、水汽自如通过，这是由于微小的水汽分子能自由的扩散并通过薄膜的空隙，然而ptfe的极端疏水性，又使水滴无法渗透过ptfe薄膜，很好的解决了糊袋现象的发生

64.煤质的变化对于工业硅炉1而言，任何一个工况都是存在的，燃煤中的含硫量、水分、灰分等指标的变化对于工况烟气成分也都会带来影响，加之一些外在因素都会促使烟气形成酸露，高硅氧滤料的耐酸性能几乎等同于pps，因此在受到酸侵后完全不用担心强力下降而影响滤袋的应用。

65.膜滤料由于ptfe有着很好的自洁性，其表面光滑、不粘和憎水的特点，粉尘很难附着在滤袋表面，因此阻力平稳、过滤效率稳定，清灰周期更长，因此就减少了清灰次数，也减少了滤袋与袋笼之间的摩擦，对于滤袋的折损也就极大的削弱了，所以滤袋的使用寿命也就更长了，一般在4～6年。

66.普通滤料在使用中由于表面积累的粉尘逐渐增多，使用时间久了部分微小粉尘颗粒会进入到滤料的内部孔隙，而表现为运行阻力的逐渐增高；覆膜滤料在使用中由于ptfe薄膜光滑，粉尘不容易在滤料表面积聚，由于膜的孔径又极其微小，几乎所有的粉尘都可以实现有效过滤，机织滤料的两维结构，也不会造成粉尘穿透膜而进入到基材当中，因此运行阻力低且运行平稳，可实现低压差运行，对于主风机而言，极大的降低了运行负荷，降低了电流，清灰周期的延长，又节省了部分的压缩空气，充分实现了节能的作用。

67.高温除尘装置3的过滤原理：高温含尘气体由进风口进入，经过灰斗时，气体中部分大颗粒粉尘受惯性力作用被分离出来，直接落入灰斗。高温含尘气体通过灰斗后进入箱体的滤袋过滤区，气体穿过滤袋，粉尘被阻留在滤袋外表面。净化后的气体经滤袋口进入上箱体后，由出风口排出。

68.清灰原理：随着过滤时间的延长，高温滤袋上的粉尘层不断积厚，除尘设备的阻力不断上升，当设备阻力上升到设定值时，清灰装置开始进行清灰。电磁脉冲阀开启，压缩空气以极短促的时间在上箱体内迅速膨胀，涌入滤袋，使滤袋膨胀变形产生振动，并在逆向气流冲刷的作用下，附着在滤袋外表面上的粉尘被剥离落入灰斗中。清灰完毕，电磁脉冲阀关闭，该室又恢复正常过滤状态。清灰各室依次进行，从第一室清灰开始至下一次清灰开始为一个清灰周期。

69.粉尘收集：经过滤和清灰工作被截离下来的粉尘均落入灰斗，经插板阀、气控排尘阀，排出灰斗。再由输送机集中运出。烟气进、出气方式采用水平进气、水平出气的技术特色，最大限度的避免了二次扬尘、局部射流、磨损滤袋等缺点，从根本上最大限度的降低了设备阻力、降低运行能耗，节省了运行费用。

70.需要说明的是，袋式除尘器的气流分布是影响袋式除尘器整机性能、除尘设备安全以及工业硅炉1系统安全运行的关键因素之一。气流分布的好坏直接影响到除尘器滤袋的寿命、设备阻力、除尘效率、工业硅炉1系统安全等。气流分布的好坏是对袋式除尘器整机性能考核的关键参数，也是评价一台袋式除尘器装机水平高低的标志性参数之一。

71.高温布袋除尘器的进风要采用了气体导流系统并充分利用气体的自然分配原理，保证了单元进风的均匀、和顺，提高过滤面积利用率。含尘气体由中部进风口通过分风管道进入各单元过滤室，要求设计中袋底离进风口上口垂直距离有足够合理的净空，滤袋间距进行专门设计，气流通过设置于灰斗中的进风分配系统导流后，依靠阻力分配原理自然分布，达到整个过滤室内气流以及各空间阻力的分布均匀，保证合理的烟气抬升速度，最大限度地减少紊流、防止二次扬尘。在除尘器进风分配系统前，要设置了手动风量调节阀，进风管、出风管，气流分配系统的设计保证各单元室入口流量不均匀度＜5％。

72.进入袋式除尘器内部的气流分配和各处的气流速度根据设计的要求不完全相等，可以达到较为理想的设计值。同时气流分布板的阻力很低(类似于电除尘器)，能够保证整机的阻力保持在一个比较低的水平上。同时，保证和确定了袋束周围、袋束底部、灰斗内的最佳流速等参数。使设备阻力损失和滤袋的磨损减小到最小。

73.高温除尘装置3或二级除尘装置5中设置有电磁除尘脉冲阀，除尘脉冲阀工作原理是利用电器的脉冲转化为机械的脉动使得脉动气体的强大能量变成动量在短时间内释放产生巨大冲力，用脉冲控制仪控制其脉冲的间隔应根据额定气体压力恢复时间来确定。当线圈瞬时通电；电磁力使衔铁运动；当线圈断电时；衔铁则靠永磁力自保持；这时主阀腔内的膜片上部介质压力通过泄压孔；使膜片上、下形成压差,在进口介质压力的作用下；托起膜片；则主阀打开。当给线圈一个瞬时反向电流时；衔铁向反方向运动；切断泄压孔；介质通过主阀平衡孔迸入膜片上部；封住主阀口。除尘电磁脉冲阀是按脉冲控制仪信号控制阀体卸荷孔的开启和关闭；实现喷吹；脉冲控制仪信号是以毫秒计时；脉冲阀开启一瞬间产生强大冲击气流；实现强有力的瞬间喷吹。

74.更为具体地，输灰系统不设集中灰仓。除尘器灰斗下设置埋刮板输灰机，埋刮板输灰机将灰斗内的粉尘输送到2台仓泵管，仓泵通过气力输灰送至厂区指定位置。高温除尘灰的排出要有密闭措施，在排灰过程中要确保不起尘，不能造成二次污染。为避免灰库系统在进灰及卸灰时二次扬尘产生污染，在灰库顶部及散装机上都安装有小布袋除尘器。当工业硅炉1烟气脱硫除尘的大布袋除尘器灰斗料位达到高料位需要外排脱硫灰时，可先开启灰库顶部的库顶布袋除尘器，仓泵输送来的脱硫灰在进入灰库是产生的二次扬尘能及时的通过库顶布袋收集净化，净化的气体经离心风机排放至大气，收集的灰尘经压缩空气脉冲喷吹时又落回至灰库内，避免二次污染。当灰库储灰量接近上限需要外排时，为避免灰库卸灰至罐车的过程中产生冒灰扬尘，在卸灰之前需要将罐车与灰库的气相平衡管联通，实现灰库罐车气相联通、气压平衡，然后开启散装机上的小布袋，小布袋工作正常后开启电动给料机、散装机等卸灰设备，这样可以确保卸灰畅通、并避免二次扬尘污染周边环境。

75.在本技术的部分实施例中，所述低温脱硝装置6包括沿着烟气流动方向依次设置的喷氨段、混合段和反应段，所述喷氨段包括用于通入氨气进所述喷氨段的第一开口，所述第一开口上设置有格栅部，所述格栅部上形成有多个均匀分布的喷氨口；所述混合段用于混合氨气和烟气；所述反应段内设置有催化剂，所述催化剂用以促进所述氨气和烟气反应。

76.脱硝系统还原剂采用氨水，氨水水解后生成的氨气和水蒸气与热风混合，再由喷氨格栅喷入烟道内与烟气混合。在催化剂的作用下，氮氧化物与氨发生还原反应，生成氮气和水，脱硝出口nox＜50mg/m3以下。脱硝反应器出来的净烟气由引风机送至烟囱排放。

77.喷氨段内安装有喷氨格栅，喷氨格栅不仅能将氨气均匀喷入烟气中，而且还有良好的初步混合效果。只有喷氨格栅喷出的氨气均匀，后面的混合器的混合效果才能好。

78.为使氨气与烟气混合均匀，在喷氨格栅后安装有混合器，混合器采用多层纵向折流板形式，通过折流板的扰流，使烟气与氨气充分混合均匀。混合器依据cfd数值模拟计算结果进行设计，保证氨气混合效果。

79.混合好氨气的烟气在反应器内的分布均匀程度不仅影响脱硝效率，也影响到氨的逃逸浓度。烟气流速高区域烟气停留时间短，脱硝效率低、部分氨气无法反应而逃逸，虽然烟气流速低区域脱硝效率高，但在烟气分布不均匀时，则总体脱硝效率则低、氨易逃逸。

80.立式scr反应器入口处烟气流向需要转90

°

角度，均流器前烟道不仅短，而且也有多个影响气流的局部构件。安装均流器空间小，为使进入催化剂层的烟气分布均匀，均流器采用导流板加均流格栅板形式，导流板和格栅板依据cfd数值模拟计算结果进行设计。保证进入催化剂层的烟气流速均匀程度σ《0.2。

81.高效低温scr脱硝催化剂在烟气温度为180℃时，脱硝效率保持在90％以上，非常适合于低温烟气的处理，并且温度窗口宽泛。在180～300℃的温度范围内都能够达到90％以上的脱硝效率。

82.催化剂形式是蜂窝状整体催化剂，催化剂模块采用钢结构框架，便于运输、安装、起吊；scr反应器内具有可抽取测试块的模块数量至少占总模块数的10％，而且具有可抽取测试块的模块应均匀分布在每层催化剂层；烟气由下至上流经反应器，反应器入口设置气流均布装置，反应器入口及出口处均设置导流板，对于反应器内部易于磨损的部位设计必要的防磨措施。反应器内部各种加强板及支架均设计成不易积灰的型式，同时将考虑热膨胀的补偿措施。反应器设置有足够大小和数量的人孔门。反应器配置了可拆卸的催化剂测试元件，并考虑内部催化剂维修及更换所必须的起吊装置。scr反应器能承受运行温度低于300℃长期运行的考验，而不产生任何损坏。

83.在一些实施例中，喷氨段的氨气由氨水蒸发生成。

84.需要解释的是，氨水储存区采用室外布置。氨水的供应由槽车运送，利用卸氨泵将氨水由槽车输入；然后由氨水输送泵将其输送至氨水蒸发器内蒸发为氨气，经氨气缓冲罐送达脱硝系统。氨气系统呼吸阀安全阀等处排放的废氨气则排入水封槽中，经水的吸收排入废水池，再经由废水泵送至厂区废水处理中心。

85.氨水存储制备系统包括卸氨泵、氨水储罐、供氨泵、氨水蒸发器、氨水输送泵、水封槽、废水泵、废水池等。

86.在一些实施例中，卸氨泵采用卧式单级离心泵，利用它将氨水由槽车泵入氨水储罐内。本方案设二套卸氨泵，一用一备。

87.在一些实施例中，氨水储罐为圆柱形立式常压储罐。按照焙烧炉在满负荷运行工况下，满足7天的系统用量要求。氨水储罐由304制作。氨水储罐内氨水罐底部增设围堰，罐顶设阻火式呼吸阀。储罐基础采用现浇钢筋砼基础，天然地基。罐的厚度及强度设计考虑现场其他情况变量包括地震带，风载荷和温度变化等。储罐装有温度计、压力表、液位计、高液

位报警仪和相应的变送器将信号送到脱硝控制系统，当储罐内温度或压力高时报警。储罐有防太阳辐射措施，四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴，当储罐罐体温度过高时自动淋水装置启动，对罐体自动喷淋减温。

88.在一些实施例中，配置一套脱硝供氨泵，一用一备。脱硝供氨泵将氨水输送到氨水蒸发器中，氨水输送过程中设置计量装置，氨水耗量根据烟气中nox浓度和烟气量确定。设置回路管道，回路管道上安装持压泄压阀，保证输送管道压力。

89.在一些实施例中，稀释风机的主要作用：一是作为nh3的载体，降低氨的浓度使其到爆炸(爆炸极限：在空气中的体积浓度为15.7％～27.4％)下限以下，保证系统安全运行；二是通过喷氨格栅将nh3喷入烟道，有助于nh3在烟道中的均匀分布，便于系统对喷氨量的控制。该方案中，配置二台稀释风机，一用一备。

90.在一些实施例中，氨水蒸发所需要的热量采用蒸汽加热提供热量。蒸发器上装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围，当出口压力达到过高时(0.3mpa)，则切断氨水进料。在氨气出口管线上装有温度检测器，当温度过低时切断氨水，使氨气至缓冲罐维持适当温度及压力，蒸发器也装有安全阀，可防止设备压力异常过高。氨水蒸发器按照在bmcr工况下120％容量设计。

91.在一些实施例中，水封槽罐用于吸收各氨设备通过安全阀排放的氨气。水封槽罐为一定容积水罐，水罐的液位由满溢流管线维持，水封槽罐设计连结由罐顶淋水和罐侧进水。氨水罐和制氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从吸收槽底部进入，通过分散管将氨气分散进入稀释罐水中，利用大量的水来吸收安全阀排放的氨气。由于氨气危害很大，需要对排放的氨气进行低温水吸收稀释处理。本方案设1个水封槽罐。

92.在一些实施例中，氨水储存制备及供应系统周边设有多个氨气检测器，以检测氨气的泄漏，并显示大气中氨的浓度。当检测器测得大气中氨浓度过高时，在机组控制室会发出警报，操作人员可采取必要的措施，以防止氨气泄漏的异常情况发生。

93.在一些实施例中，混合段以液氨为还原剂的方案要求氨气与空气混合器出口的氨气浓度不得大于5％(体积比)，氨气与空气混合浓度报警值为7％，混合浓度高于12％时要求切断还原剂供给系统，因此每台scr反应器需配置1台100％容量的氨/空气混合器和稀释风机，稀释风在混合器内与氨气进行混合稀释，以满足脱硝使用氨气浓度标准。

94.在本技术的部分实施例中，所述反应段的至少局部位置具有拐角，所述拐角位置设置有导流板，且所述导流板具有导流的平滑曲面，以使经过所述导流板的气体的流速均匀程度σ满足σ《0.2。

95.混合好氨气的烟气在反应器内的分布均匀程度不仅影响脱硝效率，也影响到氨的逃逸浓度。烟气流速高区域烟气停留时间短，脱硝效率低、部分氨气无法反应而逃逸，虽然烟气流速低区域脱硝效率高，但在烟气分布不均匀时，则总体脱硝效率则低、氨易逃逸。

96.立式scr反应器入口处烟气流向需要转90

°

角度，均流器前烟道不仅短，而且也有多个影响气流的局部构件。安装均流器空间小，为使进入催化剂层的烟气分布均匀，均流器采用导流板加均流格栅板形式，导流板和格栅板依据cfd数值模拟计算结果进行设计。保证进入催化剂层的烟气流速均匀程度σ《0.2。

97.在本技术的部分实施例中，所述反应段上设置有声波吹灰器，所述声波吹灰器的数量为多个，且多个声波吹灰器沿着烟气流动方向依次间隔设置；其中，所述声波吹灰器用

于对催化剂表面进行清灰处理。

98.需要解释的是，为了防止烟气的飞灰在催化剂上沉积，堵塞催化剂孔道。增设声波吹灰器可使堆积在scr催化剂表面的粉尘松脱，这样气流就可以将粉尘带走，其声波频率远高于设备结构的共振频率，也不会损害催化剂，经常开启声波清灰装置，可以使催化剂免于堵塞；

99.在本技术的部分实施例中，所述反应器为scr脱硝反应器。

100.scr的全称为选择性催化还原法(selective catalytic reducation)。催化还原法是用氨或尿素之类的还原剂，在一定的温度下通过催化剂的作用，还原废气中的nox(no、no2)，将nox转化非污染元素分子氮(n2)，nox与氨气的反应如下：

101.4no+4nh3+o2→

4n2+6h2o

102.6no2+8nh3→

7n2+12h2o

103.scr系统包括催化剂反应器、氨喷射系统及相关的测控系统。

104.反应器入口设有均布器及导流板，保证进入催化剂层的烟气流速均匀。烟气脱硝系统scr反应器的入口处烟气流场与氨浓度场的均匀性直接影响着scr反应器的整体性能、脱硝效率及氨的逃逸率。通过先进的计算机数值模拟技术对烟气脱硝系统烟道结构、喷氨系统结构、导流板结构与布置方式等进行数值模拟和优化设计，确保scr反应器入口处烟气流场与氨浓度场等均匀性达到设计要求，从而获得最佳的结构方案。

105.scr反应器具备在线更换催化剂及催化剂在线再生能力，分为四个单元电动阀门切换能力。催化剂再生采用电加热系统再生。

106.第二方面，本技术还提供一种工业硅炉1烟气除尘脱硝脱硫工艺，采用上述的工业硅炉1烟气除尘脱硝脱硫系统对工业硅炉1烟气进行处理；且所述工业硅炉1烟气除尘脱硝脱硫工艺包括以下步骤：

107.s1：余热高温段接收工业硅炉1排出的烟气，并将所述烟气送至高温除尘装置3；

108.s2：高温除尘装置3对烟气进行一次除尘，硅粉收集装置对除尘得到的微硅粉进行收集；

109.s3：脱硫装置4接收经过所述高温除尘装置3除尘后的烟气，并对烟气进行脱硫处理；

110.s4：低温脱硝装置6接收经过所述脱硫装置4脱硫处理后的烟气，并对其进行脱硝处理；

111.s5：经过脱硝的烟气经过排气装置7排出。

112.在本技术的部分实施例中，低温脱硝装置6的还原剂包括氨水、液氨、氨气、尿素中的至少一者；所述低温脱硝装置6中的催化剂包括低温抗碱金属宽温催化剂，且所述低温脱硝装置6中的烟气温度为140-350℃；所述脱硫装置4中的脱硫剂为小苏打。

113.本方案脱硫剂选用为碳酸氢钠，因为细nahco3具有很强的吸水性和粘性，因此在输送时以细颗粒输送。如要达到较高的反应活性，吸附剂必须有较大的比表面积。因此在注入烟气管道前，碳酸氢钠必须研磨至一定细度，细度须达到d90＝15μm。为了避免在储仓和配量装置中堵塞，nahco3在喷入前现场研磨。

114.制粉及sds喷射系统主要包括上料装置、原料粉仓、超细磨粉装置和细粉喷射装置等。外购的袋装碳酸氢钠粉通过上料系统进入原料粉仓，粉仓配有仓底流化系统，以防吸潮

和结块。碳酸氢钠粉由仓底的星型加料机送入超细磨粉系统，超细磨粉系统出口的粒径在800目以上(15um以下)，然后由喷射系统将碳酸氢钠粉喷入sds反应器中。

115.以上对本技术实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。技术特征：

1.一种工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统，硅炉包括余热高温段，其特征在于，所述工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统包括沿着烟气流动方向依次设置的高温除尘装置、干法脱硫装置、低温脱硝装置、排气装置；其中，所述高温除尘装置与所述余热高温段连通；且所述余热高温段的烟气温度被配置为180℃-450℃，所述低温脱硝装置的烟气温度被配置为140-350℃；其中所述余热高温段的烟气温度高于所述低温脱硝装置的烟气温度；所述高温除尘装置还连接有硅粉收集装置，所述高温除尘装置用于分离烟气中的硅粉，所述硅粉收集装置用于收集所述硅粉。2.根据权利要求1所述的工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统，其特征在于，沿着烟气流动方向在所述脱硫装置之后还设置有二级除尘装置，所述二级除尘装置为脉冲布袋除尘设备。3.根据权利要求2所述的工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统，其特征在于，所述脉冲布袋除尘设备包括滤袋、清灰漏斗和脉冲压缩装置，所述滤袋沿着水平方向设置以使气流沿着水平方向运动，所述清灰漏斗设置在所述滤袋下方；其中，脉冲压缩装置设置在所述滤袋上，且所述脉冲压缩装置被配置为沿着第一方向压缩空气，以使滤袋上的灰尘脱落；所述第一方向与烟气流动方向呈角度设置。4.根据权利要求3所述的工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统，其特征在于，所述第一方向与所述烟气流动方向相反。5.根据权利要求1所述的工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统，其特征在于，所述脱硫装置还连接有脱硫剂供应装置，所述脱硫剂供应装置用于投入脱硫剂到所述脱硫装置中；其中，所述脱硫装置包括研磨机和喷射器，所述研磨机用于将脱硫剂的颗粒粒径细化，所述喷射器用于将细化后的脱硫剂颗粒喷入所述脱硫装置中。6.根据权利要求1所述的工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统，其特征在于，所述高温除尘装置为负压大布袋除尘设备，所述负压大布袋除尘设备包括滤袋，且所述滤袋由高硅氧改性耐高温纤维材料制备而成。7.根据权利要求1所述的工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统，其特征在于，所述低温脱硝装置包括沿着烟气流动方向依次设置的喷氨段、混合段和反应段，所述喷氨段包括用于通入氨气进所述喷氨段的第一开口，所述第一开口上设置有格栅部，所述格栅部上形成有多个均匀分布的喷氨口；所述混合段用于混合氨气和烟气；所述反应段内设置有催化剂，所述催化剂用以促进所述氨气和烟气反应。8.根据权利要求7所述的工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统，其特征在于，所述反应器为scr脱硝反应器。9.一种工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫工艺，其特征在于，采用权利要求1-8任意一项所述的工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统对工业硅炉烟气进行处理；且所述工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫工艺包括以下步骤：s1：余热高温段接收工业硅炉排出的烟气，并将所述烟气送至高温除尘装置；s2：高温除尘装置对烟气进行一次除尘，硅粉收集装置对除尘得到的微硅粉进行收集；s3：脱硫装置接收经过所述高温除尘装置除尘后的烟气，并对烟气进行脱硫处理；s4：低温脱硝装置接收经过所述脱硫装置脱硫处理后的烟气，并对其进行脱硝处理；

s5：经过脱硝的烟气经过排气装置排出。10.根据权利要求9所述的工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫工艺，其特征在于，低温脱硝装置的还原剂包括氨水、液氨、氨气、尿素中的至少一者；所述低温脱硝装置中的催化剂包括低温抗碱金属宽温催化剂，且所述低温脱硝装置中的烟气温度为140-350℃；所述脱硫装置中的脱硫剂为小苏打。

技术总结

本发明公开了一种工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统及工艺，硅炉包括余热高温段，工业硅炉烟气除尘脱硝脱硫系统包括沿着烟气流动方向依次设置的高温除尘装置、干法脱硫装置、低温脱硝装置、排气装置；其中，高温除尘装置与余热高温段连通；且余热高温段的烟气温度被配置为180℃-450℃，低温脱硝装置的烟气温度被配置为140-350℃；其中余热高温段的烟气温度高于低温脱硝装置的烟气温度；高温除尘装置还连接有硅粉收集装置，高温除尘装置用于分离烟气中的硅粉，硅粉收集装置用于收集硅粉；高温烟气先通过高温除尘后既回收了微硅粉物料，又避免了微硅粉物料被脱硫剂影响，采用低温脱硝装置即使降低余热高温段处的温度也能够完成脱硝反应。硝反应。硝反应。

技术研发人员：周华兵 刘应斌

受保护的技术使用者：成都卓越四方环境科技有限公司

技术研发日：2022.07.27

技术公布日：2022/9/23