焦爐煙道氣的脫硫脫硝系統的製作方法

2023-09-17 19:48:15

本發明屬於煙氣淨化及資源利用的環保技術領域，涉及一種焦爐煙道氣的脫硫脫硝系統。

背景技術：

隨著環保立法的不斷完善，環保標準的日益嚴格，二氧化硫的減排工作已經取得了一定的進展，尤其是電力行業的大氣汙染物控制工作因啟動較早，有電價補貼，減排的效果已經顯現。但是在減排工作啟動較晚的焦爐冶煉、鋼鐵冶金、建材水泥等非電行業，大氣汙染物的減排形勢依然很嚴峻。尤其是針對焦爐冶煉的煙道氣排放，絕大多數企業尚未採取任何減排措施。根據《煉焦化學工業汙染物排放標準》(GB16171-2012)的要求，焦化煙道氣中二氧化硫的排放濃度要達到50mg/Nm3，氮氧化物的排放濃度要達到150mg/Nm3才能符合要求。高要求的排放標準與嚴峻的汙染現狀之間的矛盾體現的是針對焦爐煙道氣的成熟脫硫技術的缺乏。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種高脫硝效率，同時實現焦爐煙氣熱量綜合利用的焦爐煙道氣脫硫脫硝的系統。

為達到上述目的，本發明焦爐煙道氣的脫硫脫硝系統，所述的系統包括通過煙道依次連接的加熱裝置、脫硝裝置和活性焦解析塔；其中

加熱裝置，用於將焦爐煙道氣升溫到預定溫度；

脫硝裝置，用於將升溫後焦爐煙道氣送入脫硝反應器進行脫硝；

活性焦解析塔，將脫硝完成後的煙氣在塔內進行脫硫活性焦的解析再生。

較佳的，還包括通過煙道依次相連活性焦解析塔、餘熱回收裝置、活性焦吸附塔和焦爐煙囪；在所述的活性焦解析塔到活性焦吸附塔以及活性焦吸附塔到活性焦解析塔之間分別用鏈板機連接，依次用來輸送再生活性焦和脫硫飽和活性焦。

較佳的，在所述的活性焦吸附塔和焦爐煙囪的煙道之間設置有增壓風機。

較佳的，所述的系統還包括：與所述的活性焦解析塔的解析氣出口通過煙道依次連接氨法脫硫塔和氨水儲罐；其中，活性焦解析塔的解析氣出口與氨法脫硫塔的進氣口通過煙道連接，所述的氨水儲罐通過管道與氨法脫硫塔的氨水進口連接。

較佳的，所述的系統還包括：在活性焦解析塔(1)的解析氣出口與氨法脫硫塔(5)的進氣口之間通過煙道還依次串聯有所述的除塵器(3)和增壓風機(4)。

較佳的，還包括一煙氣換熱器；其中，煙氣換熱器的熱端入口通過煙道連接活性焦解析塔(1)的解析氣出口；煙氣換熱器(2)的冷端出口通過煙道連接氨法脫硫塔(5)進氣口；煙氣換熱器(2)冷端入口連接氨法脫硫塔(5)的出氣口；煙氣換熱器(2)的熱端出口與活性焦解析塔(1)的解析氣入口通過煙道連接。

較佳的，在氨法脫硫塔(5)出氣口和煙氣換熱器(2)冷端入口之間通過管道連接有氮氣補充罐。

較佳的，所述的氨法脫硫塔(5)的亞硫酸銨氧化池(7)在氨法脫硫塔(5)外單獨設置，塔外亞硫酸銨氧化池(7)與氨法脫硫塔(5)底部漿液池通過管道連接，在所述的管道上設置流量調節閥。

較佳的，塔外亞硫酸銨氧化池(7)內設有攪拌裝置和氧化風系統；所述的氧化風系統由氧化風機、風管、氧化噴槍或塔內氧化空氣分布管組成。

較佳的，所述的氨法脫硫塔(5)在正壓條件下運行，脫硫塔運行壓力為500pa-6000pa。

本發明的系統，通過外部熱源對焦爐煙道氣進行升溫，使得利用常規中溫SCR催化劑即可實現焦爐煙道氣的脫硝過程，經濟性好，運行可靠穩定。同時經過外部熱源升溫的煙氣在經過脫硝後可直接用於活性焦脫硫系統中飽和活性焦的解析，無需消耗額外燃料，避免了外部熱源加熱煙氣帶來的熱量損耗。此外從活性焦解析塔出來的煙氣溫降較小(20℃左右)，仍具有較高溫度，通過餘熱回收系統對其熱量進一步回收，可以獲得可觀的經濟效益。餘熱回收後的煙氣滿足活性焦吸附塔入口溫度要求，從吸附塔出來的淨煙氣可以直接排入焦爐原煙囪，滿足煙囪熱備要求。

附圖說明

圖1是本發明一種焦爐煙道氣脫硫脫硝系統結構示意圖。

圖2為本發明另一實施例中脫硫活性焦解析煙氣資源化利用系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的描述。

實施例1

如圖1所示，用於焦爐煙道氣的脫硫脫硝及餘熱回收一體化系統，包括通過煙道依次相連的熱風爐，混風室，SCR反應器，活性焦解析塔，餘熱回收裝置，活性焦吸附塔，增壓風機等部分。增壓風機出口通過煙道與焦爐原煙囪相連接。活性焦解析塔到活性焦吸附塔以及活性焦吸附塔到活性焦解析塔之間分別用輸送活性焦的鏈板機連接。

來自於焦爐的溫度為270℃的低溫焦爐煙道氣氮氧化物含量為1000mg/Nm3,SO2含量為300mg/Nm3。該焦爐煙道氣首先與來自於熱風爐的高溫熱風在混風室內充分混合。熱風發生爐燃燒的燃料為焦爐煤氣，從熱風爐出來的煙氣溫度為1700℃左右，通過調整焦爐煤氣的送料量，使混風室出口煙氣溫度控制在350℃左右。從混風室出來的煙氣進入SCR反應器進行脫硝，SCR反應器內裝填的是最佳活性溫度為330-380℃的常規中溫催化劑。通過向SCR反應器內噴氨，使煙氣中大部分的NOx被還原，SCR出口煙氣NOx濃度降到100mg/Nm3，煙氣溫度幾乎不發生改變，仍為350℃。從SCR反應器出來的煙氣進一步進入活性焦解析塔，加熱解析塔內的飽和活性焦，使活性焦表面吸附的二氧化硫解析出來，活性焦再一次獲得吸附活性。解析塔解析出來的富二氧化硫煙氣中二氧化硫的濃度為15-30％，送入獨立的制酸系統，製備98％的濃硫酸。從活性焦解析塔出來的煙氣溫度降到320℃左右，進一步進入熱管式餘熱回收爐，使煙氣溫度降低到150℃，同時製得180℃，0.8Mpa的高溫蒸汽，該蒸汽接入廠用蒸汽管網。餘熱鍋爐出口煙氣進入活性焦吸附塔進行脫硫，使二氧化硫濃度降低到30mg/Nm3以下。吸附塔出來的煙氣溫度不變，仍然維持在150℃左右，通過增壓風機送入原煙囪。煙囪根部始終保持150℃的溫度，滿足焦化生產全廠停電時煙囪熱備的要求。

活性焦吸附塔內吸附飽和的活性焦從吸附塔下部下料閥送入鏈板機，通過鏈板機送入解析塔解析再生。解析後的活性焦從解析塔下部卸料閥送入另一側鏈板機，通過鏈板機送入吸附塔吸附煙氣中的二氧化硫。

實施例2

本實施例是在實施例1基礎上的改進，如圖2所示，還包括活性焦解析塔(1)，煙氣換熱器(2)，除塵器(3)，增壓風機(4)，氨法脫硫塔(5)，氨水儲罐(6)等部分組成。其中活性焦解析塔(1)解析氣出口與煙氣換熱器(2)的熱端入口通過煙道連接；煙氣換熱器(2)的冷端出口與除塵器(3)，增壓風機(4)，氨法脫硫塔(5)，煙氣換熱器(2)冷端入口通過煙道依次連接；煙氣換熱器(2)的熱端出口與活性焦解析塔(1)的解析氣入口通過煙道連接。氨水儲罐(6)通過水泵和管道與氨法脫硫塔(5)的底部漿液池相連；在氨法脫硫塔(5)出口和煙氣換熱器(2)冷端入口之間設置新鮮氮氣補充接口，通過流量調節閥不斷向循環系統內補充新鮮氮氣。氨法脫硫塔(5)的亞硫酸銨氧化池(7)在脫硫塔外單獨設置，塔外亞硫酸銨氧化池(7)與氨法脫硫塔(5)底部漿液池通過管道連接，並設置流量調節閥。亞硫酸銨氧化池(7)氧化後的硫酸銨溶液進入硫酸銨結晶系統，製備硫酸銨產品；塔外亞硫酸銨氧化池(7)內設有攪拌裝置和氧化風系統。其中氧化風系統由氧化風機、風管、氧化噴槍或塔內氧化空氣分布管組成；氨法脫硫塔(5)的塔底漿液池通過管道和水泵與塔頂噴淋系統相連，同時塔底漿液池也通過該管道和流量調節閥與亞硫酸銨氧化池(7)相連。通過調節去亞硫酸銨氧化池(7)的流量調節閥大小，控制脫硫漿液循環量和脫硫漿液的氧化量。通過調節增壓風機(4)使氨法脫硫塔(5)在正壓條件下運行，脫硫塔運行壓力為500pa-6000pa；

本實施例脫硫活性焦解析煙氣資源化利用系統的工作流程為：

煙氣解析塔解析出的富二氧化硫煙氣的溫度為300-400℃，含15-30％的二氧化硫，30％左右的水，剩餘的組分為氮氣和粉塵。解析氣從解析塔(1)出來後先進入煙氣換熱器(2)換熱後溫度降低到100-150℃之間。進一步地，煙氣進入布袋除塵器進行除塵(3)，煙氣粉塵降低到50mg/Nm3以下後，通過增壓風機(4)進入氨法脫硫塔(5)。氨法脫硫選用的吸收劑是10％的氨水，通過氨水儲罐(7)注入吸收塔(5)漿液池並在吸收塔內循環噴淋，吸收二氧化硫，氨法脫硫塔(5)運行的壓力為1Kpa(表壓)。通過調節循環漿液的PH值，使得氨法脫硫塔(5)出口煙氣二氧化硫濃度低於200mg/Nm3，氨法脫硫塔(5)排出的淨煙氣通過煙氣換熱器(2)升溫到300℃左右後回到解析塔(1)內，完成解析煙氣的淨化循環。同時，當煙氣循環系統內氮氣不足，導致活性焦解析塔(1)出口煙氣二氧化硫濃度超過20％時，通過新鮮氮氣補充接口向循環系統內補充新鮮氮氣。從氨法脫硫塔(5)抽出的亞硫酸銨溶液進入氧化池(7)，在氧化池內通過鼓風和攪拌將亞硫酸銨氧化成硫酸銨，硫酸銨漿液進一步進入硫酸銨結晶系統製得含水量低於5％的硫酸銨產品。

以上，僅為本發明的較佳實施例，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求所界定的保護範圍為準。