CN105233645A - 一种焦炉烟道气节能减排综合净化处理工艺 - Google Patents

一种焦炉烟道气节能减排综合净化处理工艺 Download PDF

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一种焦炉烟道气节能减排综合净化处理工艺，属于冶金焦化行业节能减排技术领域。包括焦炉烟道气的引出调节阀、引风机、余热回收系统、烟道气除尘系统、焦炉烟道气低温氧化吸收系统组成；焦炉烟道气通过引出调节阀、引风机进入余热回收利用系统，回收烟道气的余热，烟气温度由320℃降至低于150℃，进入烟道气除尘系统，将粉尘颗粒含量由150mg/Nm3降至低于30mg/Nm3，再进入低温氧化吸收系统进行脱硫脱硝净化处理，降低烟道气中的SO2和NOX含量，脱硫脱硝综合效率大于85％，达到焦炉烟道气节能减排综合治理目的。优点在于：焦炉烟道气余热回收利用效率高，综合净化效果好。

Description

一种焦炉烟道气节能减排综合净化处理工艺
技术领域
本发明属于冶金焦化行业节能减排技术领域，特别涉及一种焦炉烟道气节能减排综合净化处理工艺。尤其是能实现焦炉烟道气低温氧化吸收脱硫脱硝一体化装置。
背景技术
根据对部分独立焦化厂焦炉烟道气的了解，由于焦炉在经过几年使用后，炭化室都有不同程度的窜漏现象，焦炉烟道气温度为230℃～320℃；SO2含量为250mg/Nm3～380mg/Nm3；NOX含量一般为1000mg/Nm3～1600mg/Nm3,其中90％为NO；粉尘颗粒含量一般为80mg/Nm3～150mg/Nm3，这些参数值都远远超过了环保部门对炼焦工业污染物排放标准要求，所以，必须对焦炉烟道气进行净化处理，才能达标排放。
目前，较为成熟烟气脱硝技术有SCR法和SNCR法：SCR法要求温度在350℃～400℃，在此工况下，脱硫效率较高，脱硝效率能够达到90％以上；SNCR法要求温度在800℃～1100℃，在此工况下，脱硝效率能够达到25％～40％；烟气脱硫技术比较多样且技术比较成熟，能够满足各种工况下脱硫需求。
鉴于焦炉烟道气温度较低的特点，在不增加二次能源消耗的情况下，采用现有SCR法和SNCR法脱硝技术难以实现对焦炉烟道气进行脱硝处理，更没有对焦炉烟道气脱硫脱硝一体化净化处理技术，基于这种情况下，开发一种焦炉烟道气节能减排综合净化处理工艺。
发明内容
本发明目的在于提供一种焦炉烟道气节能减排综合净化处理工艺，解决了焦炉烟道气处理时NOx、SO2排放不达标的问题。
一种焦炉烟道气节能减排综合净化处理工艺，具体工艺步骤及参数如下：
1)将焦炉烟道气的引出调节阀、余热回收系统2、烟道气除尘系统、引风机4和焦炉烟道气低温氧化吸收系统依次连接；焦炉烟道气的引出调节阀包括焦炉分烟道调节阀101、烟道、烟囱调节阀102；烟道气除尘系统包括烟道气除尘系统301、星型卸料阀302、螺旋输送机303、螺旋输送加湿机304；焦炉烟道气低温氧化吸收系统包括剩余氨水缓存罐501、氨水供给泵502、氧化剂激化器503、氧化剂电磁阀504、均匀混合器505、脱硫脱硝一体化装置506；
2)将温度230℃～320℃、SO2含量＜400mg/Nm3、NOX含量＜1650mg/Nm3、粉尘颗粒含量＜150mg/Nm3的焦炉烟道气，通过焦炉总烟道调节阀101、烟道、烟囱调节阀102和引风机4引出进入余热回收系统2；
3)余热回收系统2根据不同用户的需求采用多段式余热锅炉技术回收焦炉烟道气的余热，产生不同品质的蒸汽，焦炉烟道气的温度经余热回收系统2后温度由230℃～320℃降至低于150℃，满足后续脱硫脱硝对温度的要求；
4)经过降温后的焦炉烟道气进入除尘系统301，焦炉烟道气通过烟道气除尘系统301将焦炉烟道气中的粉尘颗粒含量由80mg/Nm3～150mg/Nm3降至低于30mg/Nm3，满足国家排放要求及后续脱硫脱硝对颗粒物浓度的要求；
5)由除尘系统301排灰口排出的除尘灰，通过星型卸料阀302、螺旋输送机303和螺旋输送加湿机304将除尘灰加湿成型处理后外送，作为能源利用；
6)经过降温、除尘后的焦炉烟道气由引风机4送入低温氧化吸收系统，将温度低于150℃、SO2含量＜400mg/Nm3、NOX含量＜1650mg/Nm3、粉尘颗粒低于30mg/Nm3的焦炉烟道气，进行脱硫脱硝净化处理；
7)脱硫脱硝净化处理时采用具有强氧化性的氧化剂，将氧化剂加热后送入氧化剂激化器503，激化成气态后经氧化剂电磁阀504送入均匀混合器505；焦炉烟道气与气态氧化剂在均匀混合器505内边混合边反应，反应停留时间3s～5s后，焦炉烟道气进入脱硫脱硝一体化装置506内，再继续进行氧化反应；脱硫脱硝净化处理的吸收剂为焦化剩余氨水，浓度为15％～18％，由管道将焦化剩余氨水由化产车间输送到氨水缓存罐501，用于稳定脱硫脱硝吸收；
8)脱硫脱硝净化处理后使焦炉烟道气中SO2含量＜30mg/Nm3、NOX含量＜150mg/Nm3，满足炼焦工业污染物排放标准要求。
根据在线检测系统CEMS检测焦炉烟道气中SO2和NOX的含量，根据检测数据变频调节氧化剂电磁阀504控制氧化剂的加入量，调节焦化剩余氨水的供给量，防止氧化剂和焦化剩余氨水过多污染环境。
经过活化处理的焦化剩余氨水送入脱硫脱硝一体化装置506内与氧化后焦炉烟道气进行充分吸收脱除SO2和NOX，生成相应的盐。
脱硫脱硝一体化装置506内部有3～5层氨水喷洒装置形成雾状喷洒，确保氨水能够充分吸收氧化后的SO2和NOX；脱除焦炉烟道气中的SO2和NOX，主要吸收式为：NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4、NO2+NH2H2O→NH4NO3+N2↑、N2O5+NH3+H2O→NH4NO3。
脱硫脱硝一体化装置506顶部有捕雾器，用于除去净化后焦炉烟道气中水雾，进行除雾后，经管道引入焦炉烟囱接口达标排放。
脱硫脱硝一体化装置506底部设有吸收富液收集池与外部吸收富液贮槽相连，将收集到的吸收富液加工成复合肥，实现资源化合理利用。吸收富液收集池上部设有吸收贫液回流装置，将吸收的贫液回流，进一步对氧化过的焦炉烟道气进行氧化吸收，增加回收液的浓度，部分氨水循环使用。
均匀混合器505内部结构为前区和后区，前区为栅格结构均匀混合区，后区为混合氧化区。
氧化剂为臭氧、高锰酸钾或双氧水。
脱硫脱硝综合效率大于85％。达到焦炉烟道气节能减排综合治理目的。
本发明的优点在于：焦炉烟道气脱硫脱硝综合效率及余热回收利用率高，综合净化效果好；焦炉烟道气污染物达标排放，环保效益显著提高；充分利用焦化剩余氨水，减少焦化企业剩余氨水处理问题；脱硫脱硝一体化装置占地面积小、投资低。
附图说明
图1为本发明的流程图。其中，焦炉分烟道调节阀101、烟道、烟囱调节阀102、余热回收系统2、烟道气除尘系统301、星型卸料阀302、螺旋输送机303、螺旋输送加湿机304、引风机4、剩余氨水缓存罐501、氨水供给泵502、氧化剂激化器503、氧化剂电磁阀504、均匀混合器505、脱硫脱硝一体化装置506。
具体实施方式
图1为本发明的具体实施方法。
一种焦炉烟道气节能减排综合净化处理工艺，具体工艺步骤及参数如下：
1)将焦炉烟道气的引出调节阀、余热回收系统2、烟道气除尘系统、引风机4和焦炉烟道气低温氧化吸收系统依次连接；焦炉烟道气的引出调节阀包括焦炉分烟道调节阀101、烟道、烟囱调节阀102；烟道气除尘系统包括烟道气除尘系统301、星型卸料阀302、螺旋输送机303、螺旋输送加湿机304；焦炉烟道气低温氧化吸收系统包括剩余氨水缓存罐501、氨水供给泵502、氧化剂激化器503、氧化剂电磁阀504、均匀混合器505、脱硫脱硝一体化装置506。
2)将温度320℃、SO2含量400mg/Nm3、NOX含量1650mg/Nm3、粉尘颗粒含量150mg/Nm3的焦炉烟道气，通过焦炉分烟道调节阀101、烟道、烟囱调节阀102、引风机4引出进入余热回收系统2；
3)余热回收系统2根据不同用户的需求采用多段式余热锅炉技术回收焦炉烟道气的余热，产生不同品质的蒸汽，焦炉烟道气的温度经余热回收系统2后温度降至150℃，满足后续脱硫脱硝对温度的要求；
4)经过降温后的焦炉烟道气进入除尘系统301，焦炉烟道气通过烟道气除尘系统301将焦炉烟道气中的粉尘颗粒含量降至30mg/Nm3，满足国家排放要求及后续脱硫脱硝对颗粒物浓度的要求；
5)由除尘系统301排灰口排出的除尘灰，通过星型卸料阀302、螺旋输送机303、螺旋输送加湿机304将除尘灰加湿成型处理后外送，作为能源利用；
6)经过降温、除尘后的焦炉烟道气由引风机4送入低温氧化吸收系统，将温度150℃、SO2含量400mg/Nm3、NOX含量1650mg/Nm3、粉尘颗粒30mg/Nm3的焦炉烟道气，进行脱硫脱硝净化处理；
7)脱硫脱硝净化处理时采用具有强氧化性的氧化剂，将氧化剂加热后送入氧化剂激化器503，激化成气态后经氧化剂电磁阀504送入均匀混合器505；焦炉烟道气与气态氧化剂在均匀混合器505内边混合边反应，反应停留时间5s后，焦炉烟道气进入脱硫脱硝一体化装置506内，再继续进行氧化反应；脱硫脱硝净化处理的吸收剂为焦化剩余氨水，浓度为15％，由管道将焦化剩余氨水由化产车间输送到氨水缓存罐501，用于稳定脱硫脱硝吸收；
8)脱硫脱硝净化处理后使焦炉烟道气中SO2含量30mg/Nm3、NOX含量150mg/Nm3，满足炼焦工业污染物排放标准要求。
根据在线检测系统CEMS检测焦炉烟道气中SO2和NOX的含量，根据检测数据变频调节氧化剂电磁阀504控制氧化剂的加入量，调节焦化剩余氨水的供给量，防止氧化剂和焦化剩余氨水过多污染环境。
经过活化处理的焦化剩余氨水送入脱硫脱硝一体化装置506内与氧化后焦炉烟道气进行充分吸收脱除SO2和NOX，脱除焦炉烟道气中的SO2和NOX。
脱硫脱硝一体化装置506内部有5层氨水喷洒装置形成雾状喷洒，确保氨水能够充分吸收氧化后的SO2和NOX；脱除焦炉烟道气中的SO2和NOX，主要吸收式为：NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4NO2+NH2H2O→NH4NO3+N2↑N2O5+NH3+H2O→NH4NO3。
脱硫脱硝一体化装置506顶部有捕雾器，用于除去净化后焦炉烟道气中水雾，进行除雾后，经管道引入焦炉烟囱接口达标排放。
脱硫脱硝一体化装置506底部设有吸收富液收集池与外部吸收富液贮槽相连，将收集到的吸收富液加工成复合肥，实现资源化合理利用。吸收富液收集池上部设有吸收贫液回流装置，将吸收的贫液回流，进一步对氧化过的焦炉烟道气进行氧化吸收，增加回收液的浓度，部分氨水循环使用。
均匀混合器505内部结构为前区和后区，前区为栅格结构均匀混合区，后区为混合氧化区。
氧化剂为双氧水。
脱硫脱硝综合效率大于85％。达到焦炉烟道气节能减排综合治理目的。

Claims (7)

1.一种焦炉烟道气节能减排综合净化处理工艺，其特征在于，具体工艺步骤及参数如下：
1)将焦炉烟道气的引出调节阀、余热回收系统(2)、烟道气除尘系统、引风机(4)和焦炉烟道气低温氧化吸收系统依次连接；焦炉烟道气的引出调节阀包括焦炉分烟道调节阀(101)、烟道、烟囱调节阀(102)；烟道气除尘系统包括烟道气除尘系统(301)、星型卸料阀(302)、螺旋输送机(303)、螺旋输送加湿机(304)；焦炉烟道气低温氧化吸收系统包括剩余氨水缓存罐(501)、氨水供给泵(502)、氧化剂激化器(503)、氧化剂电磁阀(504)、均匀混合器(505)、脱硫脱硝一体化装置(506)；
2)将温度230℃～320℃、SO2含量＜400mg/Nm3、NOX含量＜1650mg/Nm3、粉尘颗粒含量＜150mg/Nm3的焦炉烟道气，通过焦炉总烟道调节阀(101)、烟道、烟囱调节阀(102)和引风机(4)引出进入余热回收系统(2)；
3)余热回收系统(2)根据不同用户的需求采用多段式余热锅炉技术回收焦炉烟道气的余热，产生不同品质的蒸汽，焦炉烟道气的温度经余热回收系统(2)后温度由230℃～320℃降至低于150℃，满足后续脱硫脱硝对温度的要求；
4)经过降温后的焦炉烟道气进入除尘系统(301)，焦炉烟道气通过烟道气除尘系统(301)将焦炉烟道气中的粉尘颗粒含量由80mg/Nm3～150mg/Nm3降至低于30mg/Nm3，满足国家排放要求及后续脱硫脱硝对颗粒物浓度的要求；
5)由除尘系统(301)排灰口排出的除尘灰，通过星型卸料阀(302)、螺旋输送机(303)和螺旋输送加湿机(304)将除尘灰加湿成型处理后外送，作为能源利用；
6)经过降温、除尘后的焦炉烟道气由引风机(4)送入低温氧化吸收系统，将温度低于150℃、SO2含量＜400mg/Nm3、NOX含量＜1650mg/Nm3、粉尘颗粒低于30mg/Nm3的焦炉烟道气，进行脱硫脱硝净化处理；
7)脱硫脱硝净化处理时采用具有强氧化性的氧化剂，将氧化剂加热后送入氧化剂激化器(503)，激化成气态后经氧化剂电磁阀(504)送入均匀混合器(505)；焦炉烟道气与气态氧化剂在均匀混合器(505)内边混合边反应，反应停留时间3s～5s后，焦炉烟道气进入脱硫脱硝一体化装置(506)内，再继续进行氧化反应；脱硫脱硝净化处理的吸收剂为焦化剩余氨水，浓度为15％～18％，由管道将焦化剩余氨水由化产车间输送到氨水缓存罐(501)，用于稳定脱硫脱硝吸收；
8)脱硫脱硝净化处理后使焦炉烟道气中SO2含量＜30mg/Nm3、NOX含量＜150mg/Nm3，满足炼焦工业污染物排放标准要求。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，经过活化处理的焦化剩余氨水送入脱硫脱硝一体化装置(506)内与氧化后焦炉烟道气进行充分吸收脱除SO2和NOX，生成相应的盐。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，脱硫脱硝一体化装置(506)内部有3～5层氨水喷洒装置形成雾状喷洒，确保氨水能够充分吸收氧化后的SO2和NOX；脱除焦炉烟道气中的SO2和NOX，主要吸收式为：NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4、NO2+NH2H2O→NH4NO3+N2↑、N2O5+NH3+H2O→NH4NO3。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，脱硫脱硝一体化装置(506)顶部有捕雾器，用于除去净化后焦炉烟道气中水雾，进行除雾后，经管道引入焦炉烟囱接口达标排放。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，脱硫脱硝一体化装置(506)底部设有吸收富液收集池与外部吸收富液贮槽相连，将收集到的吸收富液加工成复合肥。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，均匀混合器(505)内部结构为前区和后区，前区为栅格结构均匀混合区，后区为混合氧化区。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，氧化剂为臭氧、高锰酸钾或双氧水。
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