CN103785290A - 烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理系统及工艺 - Google Patents

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本发明涉及一种冶金行业烧结、球团工序排放烟气中二氧化硫、氮氧化物、重金属、二噁英等多污染物协同治理系统及工艺。该系统包括增压风机1、烟气换热器2、燃烧器3、脱硝反应器7、脱硫塔8,烟气换热器2为回转式或管式换热器,除尘后的烧结球团烟气引入增压风机1,增压风机1通过烟道连接烟气换热器2的a入口,烟气换热器2的b出口连接燃烧器3,燃烧器3出口通过烟道连接脱硝反应器7,在燃烧器3和脱硝反应器7的连接烟道上设置脱硝还原剂喷射装置4;脱硝反应器7出口连接烟气换热器2的c进口,烟气换热器2的d出口连接脱硫塔8。本发明具有运行稳定可靠,投资省,运行费用低、副产物可综合利用等优点,是适合我国国情的烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理技术。

Description

烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理系统及工艺
技术领域
本发明涉及烟气脱硫脱硝协同处理技术,具体涉及一种冶金行业烧结、球团工序排放烟气中二氧化硫、氮氧化物、重金属、二噁英等多污染物协同治理系统及工艺。
背景技术
2014年2月,工信部发布《重点行业清洁生产技术推行方案》(征求意见稿),将对钢铁、有色、石化、化工、建材等重点行业实施清洁生产技术改造,预计到2017年底,可实现年削减主要污染物二氧化硫约87.1万吨、氮氧化物约59.5万吨、工业烟(粉)尘约159.8万吨、挥发性有机物约19.4万吨。
目前,钢铁行业二氧化硫、氮氧化物主要由烧结球团烟气产生,烧结球团烟气产生的二氧化硫、氮氧化物占钢铁企业排放总量70%以上,据环保部环境统计年报,2012年纳入重点调查统计范围的,有烧结机或球团设备的钢铁冶炼企业1180家,共拥有烧结机数1127台,其中有333台有脱硫设施;有球团设备数657套,其中有45套有脱硫设施。钢铁冶炼企业二氧化硫排放量为200.0万吨,二氧化硫去除量为51.3万吨,二氧化硫去除率为20.4%,比重点调查工业企业平均去除水平低48.5个百分点。钢铁冶炼企业氮氧化物排放量为54.3万吨,氮氧化物去除量0.6万吨,氮氧化物去除率为1.2%。
而2012年6月颁布的《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(GB28662-2012)对钢铁行业烧结、球团工业烟气主要污染物排放进行了严格规定,其中SO2排放限值由600 mg/Nm3变为200 mg/Nm3,NOx排放限值由500 mg/Nm3变为300 mg/Nm3,并对二噁英排放提出了要求。所以烧结球团烟气脱硫脱硝任务异常艰巨。
烧结球团烟气具有烟气温度高、波动大(90℃~200℃),SO2、NOx浓度超标,烟气含二噁英及重金属等特点,进行烟气污染物综合治理难度大。当前烧结球团烟气治理技术多来源于电力行业锅炉烟气治理技术,技术以国外引进为主,投资运行费用高,进口设备多,特别是脱硫、脱硝、除尘、脱二噁英之间是孤立的,没有联系、没有协同。 因此,开展针对钢铁行业烧结球团烟气脱硫、脱硝等多污染物协同去除技术与装备的推广应用是极其必要和迫切的。
目前在烧结球团烟气多污染物综合治理技术主要有以下技术和专利:
1、专利号为CN200810047472.7,发明名称为“烧结机烟气多污染物脱除工艺及其系统”的专利文献,是将烧结烟气直接在高温段进行脱硝处理,然后进行半干法脱硫,以达到脱硫脱硝协同的目的。但是烧结机运行工况复杂,很难找到稳定的脱硝温度,导致脱硝效率难以保持稳定。另外半干法脱硫技术,脱硫效率相比湿法低,对高浓度的烧结球团烟气,脱硫后烟气二氧化硫排放达标困难。
2、专利公开号为CN202289840 U,发明名称为“一种活性焦烟气脱硫脱硝系统”的专利文献,是将烧结烟气引入到活性炭吸附装置中进行选择性吸附,然后在解析装置中生成高浓度二氧化硫气体,进行综合利用。该技术在烧结球团烟气治理上面,存在投资高,运行费用高,系统运行安全性要求高等一系列问题,在国内冶金行业推广存在困难。
3、专利公开号为CN202478804 U,发明名称为“一种烧结烟气脱硫脱硝装置”的专利文献,是将烧结烟气先经过循环流化床半干法脱硫,然后进行脱硝的技术路线。该方法存在脱硫效率低,副产物利用困难以及不能脱除二噁英、重金属等问题。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的不足,提供一种烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理系统及工艺。
本发明的技术解决方案是:通过在烧结球团除尘后烟气中设置选择性催化还原工艺系统(SCR)进行烟气脱硝及去除二噁英,之后烟气进入湿法脱硫系统,进行烟气脱硫及去除重金属。本发明通过以下系统及工艺实现。
烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理系统,该系统包括增压风机、烟气换热器、燃烧器、脱硝反应器、脱硫塔,烟气换热器为回转式或管式换热器,除尘后的烧结球团烟气引入增压风机,增压风机通过烟道连接烟气换热器的a入口,烟气换热器的b出口连接燃烧器,燃烧器出口通过烟道连接脱硝反应器,在燃烧器和脱硝反应器的连接烟道上设置脱硝还原剂喷射装置;脱硝反应器出口连接烟气换热器的c进口,烟气换热器的d出口连接脱硫塔。
所述脱硝反应器内设置烟气导流装置、脱硝催化剂。
所述脱硫塔的中上部设置喷淋装置、喷淋装置上部设置除雾器,脱硫塔出口连接烟囱,喷淋装置连接循环泵,脱硫塔系统设置脱硫剂制备装置、脱硫副产物制备装置。
烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理工艺,其工艺步骤如下: 
1)经除尘后的烧结球团烟气,经增压风机增压后,首先进入到烟气换热器的a入口,a入口处烟气温度一般为80~160℃,通过烟气换热器换热的b出口后,烟气温度增加到150~250℃;烟气在烟道内通过燃烧器,继续加热,燃烧器燃烧能源介质为焦炉煤气、高炉煤气或天然气等。通过燃烧器加热后,烟气温度为250~350℃;
2)氨水、液氨或尿素等脱硝还原剂通过脱硝还原剂喷射装置喷入到燃烧器和脱硝反应器的连接烟道中,脱硝还原剂在烟气内混合均匀后,通过烟气导流装置进入到脱硝反应器中,脱硝还原剂与烟气充分混合后,通过脱硝催化剂后,可去除烟气中的氮氧化物及二噁英。其中脱硝效率为60%~85%,二噁英去除效率为60%~85%:
3)脱除氮氧化物和二噁英的烟气通过烟气换热器的c进口进行烟气换热,正常运行烟气温度为280~350℃,换热后烟气从烟气换热器的d出口排出进入脱硫塔,此时正常运行温度为80~160℃;
4)在脱硫塔内,通过循环泵及喷淋装置将脱硫浆液与烟气逆向接触,去除二氧化硫、重金属,脱硫效率大于90%以上;
5)去除二氧化硫、重金属后烟气通过除雾器去除雾滴后,通过烟囱排放。
所述脱硫浆液由脱硫剂通过脱硫剂制备装置调制。
所述脱硫后浆液通过脱硫副产物制备装置生成脱硫副产品,进行综合利用。
本发明的有益效果是:通过在烧结球团除尘后烟气中设置SCR工艺系统进行烟气脱硝及去除二噁英,之后烟气进入湿法脱硫系统,进行烟气脱硫及去除重金属,处理后烟气可满足国家排放标准。其中脱硫效率大于95%,脱硝效率70%~85%,二噁英去除率60%~85%。本发明具有运行稳定可靠,投资省,运行费用低、副产物可综合利用等优点,是适合我国国情的烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理技术。
附图说明
图1是烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理系统工艺流程图。
图中:1.增压风机;2.烟气换热器;3.燃烧器;4.脱硝还原剂喷射装置;5.烟气导流装置;6.脱硝催化剂;7.脱硝反应器;8.脱硫塔;9.循环泵;10.喷淋装置;11.除雾器;12.烟囱;13.脱硫剂制备装置;14.脱硫副产物制备装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理系统,该系统包括增压风机1、烟气换热器2、燃烧器3、脱硝反应器7、脱硫塔8,烟气换热器2为回转式或管式换热器,除尘后的烧结球团烟气引入增压风机1,增压风机1通过烟道连接烟气换热器2的a入口,烟气换热器2的b出口连接燃烧器3,燃烧器3出口通过烟道连接脱硝反应器7,在燃烧器)和脱硝反应器7的连接烟道上设置脱硝还原剂喷射装置4;脱硝反应器7出口连接烟气换热器2的c进口,烟气换热器2的d出口连接脱硫塔8。
 所述脱硝反应器7内设置烟气导流装置5、脱硝催化剂6。
所述脱硫塔8的中上部设置喷淋装置10、喷淋装置10上部设置除雾器11,脱硫塔8出口连接烟囱12,喷淋装置10连接循环泵9,脱硫塔8系统设置脱硫剂制备装置13、脱硫副产物制备装置14。
 烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理工艺,其工艺步骤如下:
 1)在烧结球团除尘后的烟气,经增压风机1增压后,进入到烟气换热器2的a入口,通过烟气换热器2换热b出口后,烟气温度增加到150~250℃;烟气在烟道内通过燃烧器3二次加热,加热至脱硝反应器7的脱硝反应温度区间250~350℃;
2)氨水、液氨或尿素等脱硝还原剂通过脱硝还原剂喷射装置4喷入到燃烧器3和脱硝反应器7的连接烟道中,脱硝还原剂在烟气中混合均匀,再通过烟气导流装置5进入到脱硝反应器7中,通过脱硝催化剂6后,去除烟气中的氮氧化物和二噁英;
3)脱除氮氧化物和二噁英的烟气通过烟气换热器2的c进口进行烟气换热,烟气换热器2的c进口运行烟气温度为250~350℃,换热后烟气从烟气换热器2的d出口排出进入脱硫塔8,此时运行温度为80~160℃;
4)在脱硫塔8内,通过循环泵9及喷淋装置10将脱硫浆液与烟气逆向接触,去除二氧化硫、重金属;
5)去除二氧化硫、重金属后烟气通过除雾器11去除雾滴后,通过烟囱12排放。
所述燃烧器3燃烧能源介质为焦炉煤气、高炉煤气或天然气。
所述脱硫浆液由脱硫剂通过脱硫剂制备装置13调制。
所述脱硫后浆液通过脱硫副产物制备装置14脱硫副产品。
所述脱硝催化剂采用蜂窝式或波纹板式结构,具有脱硝及去除二噁英功能。
 经脱硝和去除二噁英后的烧结球团烟气,经过烟气换热器2换热后,正常烟气温度可降低至80~160℃,烟气温度如果高于160℃,可通过烟气预降温系统,降低至160℃以下后进入脱硫塔8,烟气预降温系统可采用水喷淋、混风等方式。
所述脱硫塔8可采用单塔、双塔、喷淋空塔等多种塔形;脱硫剂可采用石灰、石灰石、氨水、液氨、氢氧化钠及碳酸钠等。

Claims (7)

1.烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理系统,该系统包括增压风机(1)、烟气换热器(2)、燃烧器(3)、脱硝反应器(7)、脱硫塔(8),其特征是烟气换热器(2)为回转式或管式换热器,除尘后的烧结球团烟气引入增压风机(1),增压风机(1)通过烟道连接烟气换热器(2)的a入口,烟气换热器(2)的b出口连接燃烧器(3),燃烧器(3)出口通过烟道连接脱硝反应器(7),在燃烧器(3)和脱硝反应器(7)的连接烟道上设置脱硝还原剂喷射装置(4);脱硝反应器(7)出口连接烟气换热器(2)的c进口,烟气换热器(2)的d出口连接脱硫塔(8)。
2.根据权利要求1所述的烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理系统,其特征是脱硝反应器(7)内设置烟气导流装置(5)、脱硝催化剂(6)。
3.根据权利要求1所述的烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理系统,其特征是在脱硫塔(8)中上部设置喷淋装置(10)、喷淋装置(10)上部设置除雾器(11),脱硫塔(8)出口连接烟囱(12),喷淋装置(10)连接循环泵(9),脱硫塔(8)系统设置脱硫剂制备装置(13)、脱硫副产物制备装置(14)。
4. 烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理工艺,针对烧结球团烟气中二氧化硫、氮氧化物、重金属、二噁英进行协同处理的过程,其特征工艺步骤如下:
1)在烧结球团除尘后的烟气,经增压风机(1)增压后,进入到烟气换热器(2)a入口,通过烟气换热器(2)换热b出口后,烟气温度增加到150~250℃;烟气在烟道内通过燃烧器(3)二次加热,加热至脱硝反应器(7)的脱硝反应温度区间250~350℃;
2)氨水、液氨或尿素脱硝还原剂通过脱硝还原剂喷射装置(4)喷入到燃烧器(3)和脱硝反应器(7)的连接烟道中,脱硝还原剂在烟气内混合均匀,再通过烟气导流装置(5)进入到脱硝反应器(7)中,通过脱硝催化剂(6)后,去除烟气中的氮氧化物和二噁英;
3)脱除氮氧化物和二噁英的烟气通过烟气换热器(2)的c进口进行烟气换热,烟气换热器(2)的c进口运行烟气温度为250~350℃,换热后烟气从烟气换热器(2)的d出口排出进入脱硫塔(8),此时运行温度为80~160℃;
4)在脱硫塔(8)内,通过循环泵(9)及喷淋装置(10)将脱硫浆液与烟气逆向接触,去除二氧化硫、重金属;
5)去除二氧化硫、重金属后烟气通过除雾器(11)去除雾滴后,通过烟囱(12)排放。
5.根据权利要求4所述的烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理工艺,其特征是 燃烧器(3)燃烧能源介质为焦炉煤气、高炉煤气或天然气。
6.根据权利要求4所述的烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理工艺,其特征是脱硫浆液由脱硫剂通过脱硫剂制备装置(13)调制。
7.根据权利要求4所述的烧结球团烟气脱硫脱硝协同治理工艺,其特征是脱硫后浆液通过脱硫副产物制备装置(14)生成脱硫副产品。
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