CN104329946B - 一种焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统，该系统包括：具有空气入口和焦炉煤气入口的热风炉；与焦炉煤气入口连接的焦炉煤气控制回路；与热风炉的出口以及烟道气管路连接的烟气混合器；与烟气混合器的出口连接的脱硝及余热回收一体化装置；与所述装置的出口连接的烟囱；其中，焦炉煤气控制回路控制进入热风炉的焦炉煤气量，焦炉煤气进入热风炉燃烧后的气体与烟道废气进入烟气混合器进行混合后，形成330℃的烟气进入脱硝及余热回收一体化装置，最后经处理后从烟囱排出。在该系统中，通过焦炉煤气补燃提高了烟温，避免由于烟温低生成硫酸氰胺而导致催化剂失效，保证了脱硝系统高效稳定的运行，同时实现余热回收，达到节能的目的。

Description

一种焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统
技术领域
本发明涉及焦炉烟道废气净化及余热回收处理的技术领域，尤其涉及一种焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统。
背景技术
焦化厂是专门从事冶金焦炭生产及冶炼焦化产品、加工、回收的专业工厂。焦炉烟囱排放的大气污染物为焦炉煤气燃烧后产生的废气，主要有SO2、NOx及烟尘等，污染物呈有组织高架点源连续性排放，是污染最为严重的行业之一。
目前国内外对烟气脱硝技术被大规模工业应用的是选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)和选择性非催化还原法(SelectiveNon-Catalytic Reduction，SNCR)。选择性催化还原法是将氨气(NH3)等还原剂注入烟道与烟气混合，氨气在催化条件下能在较低温度约330℃时把NOx还原为氮气，从而使烟气中NOx含量降低。SCR技术采用特殊的催化剂，其除NOx的效率可达80％-90％；选择性非催化还原法是将氨气等还原剂喷入温度为约950℃的区域，NH3与烟气中的NOx进行SNCR反应而生成N2和H2O。目前，选择性非催化还原法除NOx的效率可达70％-80％。
焦炉排烟一般在220-280℃，受排烟温度所限，目前对焦炉烟气脱硝都直接采用SCR技术：焦炉烟气直接进入脱硝塔脱硝。这种方法存在以下问题：焦炉排烟温度低(低于最佳的反应温度330℃)，直接降低脱硝率；当焦炉烟气温度低于270℃时，烟气中的SO2与NH3反应生成硫酸氢胺，导致催化剂失效，影响脱硝塔的正常运行。
发明内容
为了克服焦炉废气烟气温度低对脱硝反应的影响，本发明提供了一种焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
依据本发明的一个方面，提供了一种焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统，包括：具有空气入口和焦炉煤气入口的热风炉；与所述焦炉煤气入口连接的焦炉煤气控制回路；与所述热风炉的出口以及烟道气管路连接的烟气混合器；与所述烟气混合器的出口连接的脱硝及余热回收一体化装置；以及与所述脱硝及余热回收一体化装置的出口连接的烟囱；其中，所述焦炉煤气控制回路控制进入所述热风炉的焦炉煤气量，所述焦炉煤气进入所述热风炉燃烧，燃烧后的气体与烟道气管路中的废气进入所述烟气混合器进行混合后，形成330℃的烟气进入所述脱硝及余热回收一体化装置，最后经所述脱硝及余热回收一体化装置处理后从所述烟囱排出。
可选地，所述脱硝及余热回收一体化装置包括：反应塔、与所述反应塔一体连通的余热锅炉以及与所述反应塔连接的氨水系统；其中，所述烟气混合器混合后的330℃的烟气输入所述反应塔，所述氨水系统向所述反应塔内部喷射氨水进行脱硝后，得到的烟气进入所述余热锅炉进行换热，换热后的脱硝烟气通过所述烟囱向外排放。
可选地，所述余热锅炉为带自除氧的余热锅炉。
可选地，所述的焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统，还包括：连接在所述余热锅炉与所述烟囱之间的引风机；其中，所述余热锅炉换热后的脱硝烟气通过所述引风机进入所述烟囱向外排放。
可选地，所述氨水系统包括：储存系统、与所述储存系统连接的混合加压计量系统、与储存系统连接的喷射雾化系统以及与所述喷射雾化系统连接的自动控制系统。
可选地，所述余热锅炉具有低压饱和蒸汽出口和软化水入口。
可选地，所述热风炉的空气入口连接有一鼓风机，空气通过所述鼓风机进入所述热风炉。
可选地，所述烟道气管路还通过一烟气隔离阀与所述烟囱连接。
本发明的有益效果：本发明适合焦炉烟道废气脱硝的SCR技术，通过焦炉煤气控制回路控制进入所述热风炉的焦炉煤气量，使焦炉煤气进入所述热风炉燃烧，燃烧后的气体与烟道气管路中的废气进入所述烟气混合器进行混合后，形成330℃的烟气进入所述脱硝及余热回收一体化装置，最后经所述脱硝及余热回收一体化装置处理后从所述烟囱排出，其中，烟气混合器形成的330℃的烟气，为最佳SCR的反应温度，达到了最大去除烟气中NOx的目的，避免了因焦炉烟道气烟温低，在脱硝过程中生成硫酸氢胺而导致催化剂失效、脱硝塔无法正常运行的问题；同时采用一体化装置的余热锅炉回收焦炉烟气余热产生的低压饱和蒸汽供焦化厂自用，不但达到了节能减排的目的，更增加了经济效益，例如年产110万吨焦炭的焦化厂可回收1.0MPa低压饱和蒸汽约为16t/h，年回收蒸汽收益为1962万；并且本发明中脱硝及余热回收一体化装置占地紧凑，结构紧凑，减少烟风系统阻力，提高了烟气余热回收效率，适合焦炉烟道侧场地紧张的现状、便于运行维护。
附图说明
图1为本发明实施例所述焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统的工艺流程图。
其中附图标记说明：1、热风炉；2、烟道气管路；3、烟气混合器；4、氨水系统；41、氨水控制回路；5、脱硝及余热回收一体化装置；51、反应塔；52、余热锅炉；521、蒸汽出口；522、软化水入口；6、烟囱；61、烟气隔离阀；7、引风机；8、鼓风机；9、焦炉煤气控制回路；10、空气入口；11、焦炉煤气入口。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统，包括：具有空气入口10和焦炉煤气入口11的热风炉1；所述热风炉1的空气入口10可连接有一鼓风机8，空气通过所述鼓风机8进入所述热风炉1；
所述焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统还包括：与所述焦炉煤气入口11连接的焦炉煤气控制回路9；与所述热风炉1的出口以及烟道气管路2连接的烟气混合器3；与所述烟气混合器3的出口连接的脱硝及余热回收一体化装置5；以及与所述脱硝及余热回收一体化装置5的出口连接的烟囱6；其中，可以在脱硝及余热回收一体化装置5的反应塔51前设置一温度测量装置，焦炉煤气控制回路9控制进入所述热风炉1的焦炉煤气量，使焦炉煤气进入所述热风炉1燃烧，燃烧后的气体与烟道气管路2中的废气进入所述烟气混合器3进行混合后，形成330℃的烟气；该温度测量装置测得当前温度低于330℃时，通过焦炉煤气控制回路9增大焦炉煤气量的输送；如果高于330℃时，则相应减少焦炉煤气量的输送；所述焦炉煤气进入所述热风炉1燃烧后，燃烧后的气体与烟道气管路2中的废气进入所述烟气混合器3进行混合后，形成330℃的烟气进入所述脱硝及余热回收一体化装置，最后经所述脱硝及余热回收一体化装置5处理后从所述烟囱6排出。
本发明的实施例应用于焦炉烟道废气脱硝的SCR技术中，通过焦炉煤气补燃的方式提高了焦炉烟道气的温度，使其达到最佳SCR的反应温度，达到了最大去除烟气中NOx的目的，避免了因焦炉烟道气烟温低，在脱硝过程中生成硫酸氢胺而导致催化剂失效、脱硝塔无法正常运行的问题；同时采用一体化装置的余热锅炉回收焦炉烟气余热产生的低压饱和蒸汽供焦化厂自用，不但达到了节能减排的目的，更增加了经济效益，例如年产110万吨焦炭的焦化厂可回收1.0MPa低压饱和蒸汽约为16t/h，年回收蒸汽收益为1962万；并且本发明中脱硝及余热回收一体化装置占地紧凑，结构紧凑，减少烟风系统阻力，提高了烟气余热回收效率，适合焦炉烟道侧场地紧张的现状、便于运行维护。
在本发明的另一个实施例中，继续参见图1，可选地，所述脱硝及余热回收一体化装置5包括：反应塔51、与所述反应塔51一体连通的余热锅炉52以及与所述反应塔51连接的氨水系统4；其中，所述烟气混合器3混合后的330℃的烟气输入所述反应塔51，所述氨水系统4向所述反应塔51内部喷射氨水进行脱硝后，得到的烟气进入所述余热锅炉52进行换热，换热后的脱硝烟气通过所述烟囱6向外排放。
在本发明的另一个实施例中，继续参见图1，可选地，所述余热锅炉52为带自除氧的余热锅炉。
在本发明的另一个实施例中，继续参见图1，可选地，所述焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统还包括：连接在所述余热锅炉52与所述烟囱6之间的引风机7；其中，所述余热锅炉52换热后的脱硝烟气通过所述引风机7克服系统阻力，经烟囱6排空。
在本发明的另一个实施例中，可选地，所述氨水系统4包括：储存系统、与所述储存系统连接的混合加压计量系统、与储存系统连接的喷射雾化系统以及与所述喷射雾化系统连接的自动控制系统；其中，氨水的喷射量由氨水控制回路41通过烟囱6的烟气成分来控制调整。
在本发明的另一个实施例中，继续参见图1，可选地，所述余热锅炉52具有低压饱和蒸汽出口521和软化水入口522。
在本发明的实施例中，带自除氧的余热锅炉52主要由自除氧蒸发器、省煤器、蒸发器组成，产生的低压饱和蒸汽供可供焦化厂自用，不但达到了节能减排的目的，更增加了经济效益。
在本发明的另一个实施例中，继续参见图1，可选地，所述烟道气管路2还通过一烟气隔离阀61与所述烟囱6连接。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统，其特征在于，包括：
具有空气入口和焦炉煤气入口的热风炉；
与所述焦炉煤气入口连接的焦炉煤气控制回路；
与所述热风炉的出口以及烟道气管路连接的烟气混合器；
与所述烟气混合器的出口连接的脱硝及余热回收一体化装置；
以及与所述脱硝及余热回收一体化装置的出口连接的烟囱；
其中，所述焦炉煤气控制回路控制进入所述热风炉的焦炉煤气量，所述焦炉煤气进入所述热风炉燃烧，燃烧后的气体与烟道气管路中的废气进入所述烟气混合器进行混合后，形成330℃的烟气进入所述脱硝及余热回收一体化装置，最后经所述脱硝及余热回收一体化装置处理后从所述烟囱排出。
2.根据权利要求1所述的焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统，其特征在于，所述脱硝及余热回收一体化装置包括：
反应塔、与所述反应塔一体连通的余热锅炉以及与所述反应塔连接的氨水系统；其中，所述烟气混合器混合后的330℃的烟气输入所述反应塔，所述氨水系统向所述反应塔内部喷射氨水进行脱硝后，得到的烟气进入所述余热锅炉进行换热，换热后的脱硝烟气通过所述烟囱向外排放。
3.根据权利要求2所述的焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统，其特征在于，所述余热锅炉为带自除氧的余热锅炉。
4.根据权利要求2所述的焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统，其特征在于，还包括：
连接在所述余热锅炉与所述烟囱之间的引风机；
其中，所述余热锅炉换热后的脱硝烟气通过所述引风机进入所述烟囱向外排放。
5.根据权利要求2所述的焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统，其特征在于，所述氨水系统包括：储存系统、与所述储存系统连接的混合加压计量系统、与储存系统连接的喷射雾化系统以及与所述喷射雾化系统连接的自动控制系统。
6.根据权利要求2所述的焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统，其特征在于，所述余热锅炉具有低压饱和蒸汽出口和软化水入口。
7.根据权利要求1所述的焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统，其特征在于，所述热风炉的空气入口连接有一鼓风机，空气通过所述鼓风机进入所述热风炉。
8.根据权利要求1所述的焦炉烟道废气脱硝及余热回收的一体化系统，其特征在于，所述烟道气管路还通过一烟气隔离阀与所述烟囱连接。
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