CN105771638B - 利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝装置，包括中温耐硫SCR装置、余热锅炉、热备换热器、脱硫脱硝吸收塔以及烟囱，特征在于：在热备换热器中，利用余热锅炉排出的烟气对脱硫脱硝吸收塔排出的烟气进行加热，并通入烟囱中，实现对烟囱的热备。本发明的方法，包括：a).选择性催化还原法脱硝；b).烟气余热利用；c).低温烟气加热；d).氧化脱硝；e).脱硫脱硝处理；f).热备烟囱。本发明的方法和装置，解决了以往用于烟囱热备温度达不到要求造成的烟道中存在大量煤气的问题；同时，相对于空气热备烟囱的方式，更加节能，并可达到超低排放要求，提高了脱硫效率。

Description

利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝方法及装置
技术领域
本发明属于焦炉烟囱热备领域，更具体的说，尤其涉及一种利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝方法及装置。
背景技术
近年来，每到冬季，我国在不少地区经常出现严重的雾霾天气，空气质量恶化，严重影响人们的身体健康。雾霾的成分之一是空气中的氮氧化物和硫氧化物，而在氮氧化物和硫氧化物的排放源中，工业源排放占有较大比例，所以工业排放源的氮氧化物和硫氧化物的脱除引起了国家的重视。工业排放源中，焦化烟气在余热锅炉后的排放温度为160～220℃，该温度范围不适合现有的脱硝技术。针对焦化烟气开发的各项脱硝脱硫技术中，高级氧化吸收技术采用臭氧和双氧水对焦化烟气中的氮氧化物和二氧化硫进行氧化，结合碱液吸收氧化产物脱除烟气中的氮氧化物和二氧化硫，是一项有发展前景的技术。
同时，焦炉烟气在余热锅炉前温度为260～320℃，适合中温耐硫SCR催化剂脱硝技术。采用中温耐硫SCR催化剂脱硝技术脱除烟气中的氮氧化物时，焦炉烟气经SCR催化剂装置、余热锅炉后进入湿法脱硫塔，然后进入烟囱排放。
上述两类技术带来的共性问题是吸收塔后烟气温度在50～80℃，直接进入焦炉烟囱会带来抽吸力不够，致使烟道中含有大量煤气，焦炉无法正常生产以及安全问题。
CN201520394546.X采用列管换热器对空气加热后热备焦炉烟囱，该方法存在的问题有：（1）采用列管换热器，换热效率低、占地面积大；（2）采用空气热备烟囱，空气从常温加热到120～140℃，特别是在北方冬天，空气温度更是达到-10℃以下，加热空气需要大量热量；（3）采用SCR催化剂单独脱硝，达不到超低排放要求，SCR催化剂的最大脱硝效率为90%，例如焦化烟气中的NO x 浓度高达2000 mg/Nm3，SCR脱硝后还剩10%，200 mg/ Nm3；（4）烟气进入脱硫塔的温度120～140℃，该温度太高，不利于吸收塔脱硫。
发明内容
本发明针对空气热备烟囱热量浪费、SCR催化剂单独脱硝效果不达标的问题，提供了一种利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝方法及装置。
本发明的利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝装置，包括中温耐硫SCR装置、余热锅炉、热备换热器、脱硫脱硝吸收塔以及烟囱，待处理的烟气通入中温耐硫SCR装置，进行去除烟气中氮氧化物的处理后再通入余热锅炉中，烟气在余热锅炉中将水加热为水蒸气，以备利用；其特别之处在于：余热锅炉出口烟气经引风机抽至热备换热器的高温侧进口，热备换热器的高温侧出口排出的烟气直接或经氧化脱硝装置的后输送至脱硫脱硝吸收塔中，脱硫脱硝吸收塔实现对烟气的进一步脱硫脱硝处理；脱硫脱硝吸收塔排出的低温烟气通入热备换热器的低温侧进口，在热备换热器中，利用余热锅炉排出的烟气对脱硫脱硝吸收塔排出的烟气进行加热，加热后的烟气经热备换热器的低温侧出口通入烟囱中，实现对烟囱的热备。
本发明的利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝装置，从中温耐硫SCR装置排出的焦炉烟气温度为280～320℃，从余热锅炉排出的烟气温度为160～180℃，来自脱硫脱硝吸收塔的烟气在热备换热器中被加热至120～130℃，从热备换热器的高温侧出口或氧化脱硫脱硝装置进入脱硫脱硝吸收塔的烟气温度为60～80℃，脱硫脱硝吸收塔排出的烟气温度为50～70℃。
本发明的利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝装置，所述热备换热器为蓄热式换热器或热管式换热器。
本发明的利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝方法，其特别之处在于，通过以下步骤来实现：
a).选择性催化还原法脱硝，首先将从主烟道排出的锅炉烟气通入中温耐硫SCR装置中，经选择性催化还原法将烟气中的氮氧化物除去；b).烟气余热利用，将中温耐硫SCR装置排出的烟气通入余热锅炉中，将余热锅炉中的循环水加热为蒸汽，以供利用；c).低温烟气加热，在引风机的作用下，将余热锅炉排出的高温烟气抽至热备换热器中，在热备换热器中对来自脱硫脱硝吸收塔的低温烟气进行加热；d).氧化脱硝，在设置氧化脱硝装置的情况下，高温烟气在热备换热器中对低温烟气加热后，排出进入氧化脱硝装置，经氧化脱硝装置的进一步脱硝处理后送入脱硫脱硝吸收塔；在不设置氧化脱硝装置的情况下，对低温烟气加热后的烟气则直接进入脱硫脱硝吸收塔；e).脱硫脱硝处理，进入脱硫脱硝吸收塔的烟气在喷淋碱液的作用下进行进一步的脱硫脱硝处理，脱硫脱硝吸收塔排出的烟气通入热备换热器中；f).热备烟囱，来自脱硫脱硝吸收塔的低温烟气再热备换热器中被加热后，通入烟囱中进行排放。
本发明的利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝方法，步骤a)中，从中温耐硫SCR装置排出的焦炉烟气温度为280～320℃，步骤b)中从余热锅炉排出的烟气温度为160～180℃，步骤c)中，来自脱硫脱硝吸收塔的烟气在热备换热器中被加热至120～130℃；步骤d)中，在设置氧化脱硝装置的情况下，从热备换热器的高温侧出口排出的烟气温度为100～120℃，从氧化脱硫脱硝装置排出的烟气温度为60～80℃，在不设置氧化脱硝装置的情况下，从热备换热器的高温侧出口排出的烟气温度为60～80℃；步骤e)中脱硫脱硝吸收塔排出的烟气温度为50～70℃。
本发明的有益效果是：本发明的利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝方法，利用余热锅炉排出的较高温烟气在热备换热器中，对由脱硫脱硝吸收塔排出的较低温烟气进行加热后，再通入烟囱中，实现了烟囱热备，解决了以往用于烟囱热备温度达不到要求造成的烟道中存在大量煤气的问题；同时，相对于空气热备烟囱的方式，更加节能。
进一步地，通过采用中温耐硫SCR装置和氧化脱硝装置，可实现烟气中氮氧化物的有效去除，最后经脱硫脱硝吸收塔的处理后，可使最终经烟囱排出的烟气中氮氧化物和硫化物的含量满足排放标准。热备换热器所需换热面小，设备体积小，容易布置；SCR催化剂脱硝和氧化脱硝组合，可根据烟气中污染物排放要求灵活配置，并可达到超低排放要求，提高了脱硫效率。
附图说明
图1为带氧化脱硝装置的焦炉烟囱热备脱硫脱硝装置的示意图；
图2为无氧化脱硝装置的焦炉烟囱热备脱硫脱硝装置的示意图。
图中：1中温耐硫SCR装置，2余热锅炉，3引风机，4热备换热器，5氧化脱硝装置，6脱硫脱硝吸收塔，7烟囱。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1所示，给出了带氧化脱硝装置的焦炉烟囱热备脱硫脱硝装置的示意图，其包括中温耐硫SCR装置1、余热锅炉2、引风机3、热备换热器4、氧化脱硝装置5、脱硫脱硝吸收塔6以及烟囱7；经主烟道排出的锅炉烟气首先排入中温耐硫SCR装置1中，以除去烟气中的氮氧化物；中温耐硫SCR装置1的出口与余热锅炉2的进口相通，进入到余热锅炉2中的烟气用于将水加热为蒸汽，以供利用。
余热锅炉2排出的烟气经引风机抽至热备换热器4的高温侧进口，热备换热器的低温侧进口与脱硫脱硝吸收塔6的烟气出口相通，低温侧出口与烟囱7相通，高温侧出口与氧化脱硝装置5的进口相通。从高温侧进口通入的烟气在氧化脱硝装置5中实现对来自脱硫脱硝吸收塔6低温烟气的加热，被加热的烟气进入烟囱7中，实现对烟囱7的热备。从热备换热器4排出的烟气进入氧化脱硝装置5进行进一步脱硝后，再通入脱硫脱硝吸收塔6中，在喷淋碱液的作用下实现脱硫脱硝反应。
在该实施例中，焦炉烟气经中温耐硫SCR脱硝装置后的温度为280～320℃，然后进入余热锅炉，在余热锅炉内，高温烟气加热水，自身温度降至160～180℃，水受热变成蒸汽。160～180℃的焦化烟气经引风机进入热管式热备换热器加热来自脱硫脱硝吸收塔的50～70℃烟气，温度降至100～120℃，然后进入氧化脱硝装置，经脱硝脱硫装置后，烟气温度为60～80℃，然后进入吸收塔脱除氮氧化物和硫氧化物，出脱硝脱硫吸收塔的烟气经热备换热器加热到120～130℃进入原烟囱排放。该实施例中，烟囱排出的烟气NO x 排放浓度为20～30 mg/Nm3，二氧化硫排放浓度为10～20 mg/Nm3。
实施例2：
如图2所示，给出了无氧化脱硝装置的焦炉烟囱热备脱硫脱硝装置的示意图，本实施例的无氧化脱硝装置的焦炉烟囱热备脱硫脱硝装置除了没有设置氧化脱硝装置外，其余的结构均与实施例1中的相同。
在该实施例中，焦炉烟气经中温耐硫SCR脱硝装置后的温度为280～320℃，然后进入余热锅炉，在余热锅炉内，高温烟气加热水，自身温度降至160～180℃，水受热变成蒸汽。160～180℃的焦化烟气经引风机进入热管式热备换热器加热来自脱硫脱硝吸收塔的50～70℃烟气，温度降至60～80℃，然后进入吸收塔脱除氮氧化物和硫氧化物，出脱硝脱硫吸收塔的烟气经热备换热器加热到120～130℃进入原烟囱排放。该实施例中，烟囱排出的烟气NO x 排放浓度达到30～50 mg/Nm3，二氧化硫排放浓度达到20～30 mg/Nm3。

Claims (5)

1.一种利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝装置，包括中温耐硫SCR装置（1）、余热锅炉（2）、热备换热器（4）、脱硫脱硝吸收塔（6）以及烟囱（7），待处理的烟气通入中温耐硫SCR装置，进行去除烟气中氮氧化物的处理后再通入余热锅炉中，烟气在余热锅炉中将水加热为水蒸气，以备利用；其特征在于：余热锅炉出口烟气经引风机（3）抽至热备换热器的高温侧进口，热备换热器的高温侧出口排出的烟气直接或经氧化脱硝装置（5）的后输送至脱硫脱硝吸收塔中，脱硫脱硝吸收塔实现对烟气的进一步脱硫脱硝处理；脱硫脱硝吸收塔排出的低温烟气通入热备换热器的低温侧进口，在热备换热器中，利用余热锅炉排出的烟气对脱硫脱硝吸收塔排出的烟气进行加热，加热后的烟气经热备换热器的低温侧出口通入烟囱中，实现对烟囱的热备。
2.根据权利要求1所述的利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝装置，其特征在于：从中温耐硫SCR装置（1）排出的焦炉烟气温度为280～320℃，从余热锅炉（2）炉排出的烟气温度为160～180℃，来自脱硫脱硝吸收塔的烟气在热备换热器（4）中被加热至120～130℃，从热备换热器的高温侧出口或氧化脱硝装置（5）进入脱硫脱硝吸收塔（6）的烟气温度为60～80℃，脱硫脱硝吸收塔排出的烟气温度为50～70℃。
3.根据权利要求1或2所述的利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝装置，其特征在于：所述热备换热器为蓄热式换热器或热管式换热器。
4.一种基于权利要求1所述的利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝装置的方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：
a).选择性催化还原法脱硝，首先将从主烟道排出的锅炉烟气通入中温耐硫SCR装置中，经选择性催化还原法将烟气中的氮氧化物除去；
b).烟气余热利用，将中温耐硫SCR装置排出的烟气通入余热锅炉中，将余热锅炉中的循环水加热为蒸汽，以供利用；
c).低温烟气加热，在引风机的作用下，将余热锅炉排出的高温烟气抽至热备换热器中，在热备换热器中对来自脱硫脱硝吸收塔的低温烟气进行加热；
d).氧化脱硝，在设置氧化脱硝装置的情况下，高温烟气在热备换热器中对低温烟气加热后，排出进入氧化脱硝装置，经氧化脱硝装置的进一步脱硝处理后送入脱硫脱硝吸收塔；在不设置氧化脱硝装置的情况下，对低温烟气加热后的烟气则直接进入脱硫脱硝吸收塔；
e).脱硫脱硝处理，进入脱硫脱硝吸收塔的烟气在喷淋碱液的作用下进行进一步的脱硫脱硝处理，脱硫脱硝吸收塔排出的烟气通入热备换热器中；
f).热备烟囱，来自脱硫脱硝吸收塔的低温烟气再热备换热器中被加热后，通入烟囱中进行排放。
5.根据权利要求4所述的利用焦炉烟气热备焦炉烟囱的脱硫脱硝装置的方法，其特征在于：步骤a)中，从中温耐硫SCR装置排出的焦炉烟气温度为280～320℃，步骤b)中从余热锅炉排出的烟气温度为160～180℃，步骤c)中，来自脱硫脱硝吸收塔的烟气在热备换热器中被加热至120～130℃；步骤d)中，在设置氧化脱硝装置的情况下，从热备换热器的高温侧出口排出的烟气温度为100～120℃，从氧化脱硫脱硝装置排出的烟气温度为60～80℃，在不设置氧化脱硝装置的情况下，从热备换热器的高温侧出口排出的烟气温度为60～80℃；步骤e)中脱硫脱硝吸收塔排出的烟气温度为50～70℃。
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