CN106039958A - 一种焦炉废气新型脱硝的方法 - Google Patents

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张聪
荆蒙蒙
王士平
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Abstract

本发明属于焦炉烟道废气无害化处理技术领域，尤其涉及一种焦炉废气新型脱硝的方法，采用通过将焦炉废气加热的技术工艺，通过将焦炉废气加热到320℃～350℃，使目前焦炉废气的低温脱硝改进为中温脱硝技术；由于国内外中温脱硝技术成熟，催化剂成本低，脱硝效果好，应用普遍，因此可以解决国内焦化行业脱硝行业普遍存在的技术难题，使焦化行业的焦炉废气净化能够满足国家各项环保要求。

Description

一种焦炉废气新型脱硝的方法
技术领域
本发明属于焦炉烟道废气无害化处理技术领域，尤其涉及一种焦炉废气新型脱硝的方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展, 在能源消费中带来的环境污染也越来越严重。其中，大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已成为危害人民生存的四大杀手。燃料烟气所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要根源。
在众多的脱硝技术中，选择性催化还原法（SCR）是脱硝效率最高，最为成熟的脱硝技术。SCR方法已成为目前国内外电厂脱硝比较成熟的主流技术。
SCR（Selective Catalytic Reduction）即为选择性催化还原技术，是目前氨催化还原法应用得最多的技术。SCR脱硝工艺的原理是在催化剂的作用下，还原剂（液氨）与烟气中的氮氧化物反应，生成无害的氮气和水，从而去除烟气中的NOx。 其主要反应式为：
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O （1）
2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O （2）
该反应没有污染产物，不形成二次污染，装置结构简单，具有脱除效率高（可达90%以上），运行可靠，便于维护等优点。
催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低。目前脱硝用催化剂种类可分为三类：高温催化剂(450℃～600℃)、中温催化剂(300℃～450℃)和低温催化剂(80℃～300℃)。目前商业上应用比较广泛的是运行温度处于300-450℃的中温催化剂，因此催化还原脱硝的反应温度应控制在320-400℃。如果反应温度太低,催化剂的活性降低,脱硝效率下降，则达不到脱硝的效果。当反应温度低于300℃时，在催化剂表面副反应会加强，NH3与S03和H20反应生成（NH4）2S04或NH4HSO4，并减少与NOx的反应。同时生成物附着在催化剂表面，堵塞催化剂的通道和微孔，降低催化剂的活性，使催化剂发生中毒直至催化剂失效。
目前在焦化行业，焦化厂的焦炉排出的焦炉废气，温度均在280℃以下甚至更低。由于焦炉废气温度较低，该脱硝反应只能在低温脱硝环境下进行。因此造成焦炉废气SCR脱硝效率低，脱硝效果差，脱硝设备难以长期稳定运行，目前国内焦化行业还没有成功长期运行的脱硝装置。同时低温催化剂由于需要加入铂（Pt）、钯（Pd）等贵金属元素，因此造成低温催化剂造价高昂，生产技术难度较高，并且催化剂容易中毒失效，脱硝效果差。
同时低温催化剂对于中温和高温催化剂来说，对原料品质要求也非常高，价格昂贵，设备投资大，生产技术难度大，且国际上仅有为数不多的少数几家公司拥该有该项技术。即便如此，由于在低温脱硝环境下，低温催化剂也易发生中毒和失效，使催化剂丧失活性能力，导致脱硝系统运行效果变差，脱硝能力降低，使排出的废气氮氧化物含量超过国家或行业标准要求。
一般脱硝系统中，催化剂的成本费用可占总投资费用的40%-60%，催化剂的价格高低，对于脱硝系统的投资来说至关重要。同时脱硝催化剂的使用寿命对于脱硝系统的运行来说，也是最大的运行费用。
发明内容
本发明针对上述的焦化行业低温脱硝效率低，脱硝效果差，焦化企业脱硝压力、环保压力大的问题，设计了一种一种焦炉废气新型脱硝的方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，
一种焦炉废气新型脱硝的方法，具体操作步骤如下：
a）焦炭在焦炉系统中进行燃烧产生的1号焦炉废气，此时1号焦炉废气的温度T≦280℃，将1号焦炉废气经第一输送管道传递到焦炉废气加热装置内，其目的是为了1号焦炉废气进行加热，将1号焦炉废气加热至温度T为320℃~350℃，得到2号焦炉废气；
b）步骤a）中的2号焦炉废气经第二输送管道，流经喷氨机构进行喷氨处理，使2号焦炉废气与氨进行充分混合，形成3号焦炉废气；
c）步骤b）中的3号焦炉废气经第三输送管道，流经SCR反应器，进行氨气脱硝处理，得到4号焦炉废气；
d）步骤c）中的4号焦炉废气经第四输送管道，最后由焦炉废气排放机构将4号焦炉废气排放到大气中或者进入余热锅炉及脱硫系统中做进一步处理；
其中4号焦炉废气为经过脱硝处理的焦炉废气。
作为优选，所述步骤a中的焦炉废气加热装置可为燃煤加热炉、电加热炉和燃气加热炉中的一种。
作为优选，所述第一输送管道、第二输送管道和第三输送管道是具有保温功能的输送管道，所述输送管道上设置有相对应的控制阀。
作为优选，所述步骤b中的喷氨机构包括氨水处理器以及喷洒盘，所述氨水处理器与喷洒盘之间通过软管连接，所述喷氨机构中所喷洒的气体为空气与氨气的混合物。
作为优选，所述步骤d中的焦炉废气排放机构包括废气输送管和颗粒收集箱。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
本发明通过将焦炉废气加热到320℃～350℃，使目前焦炉废气的低温脱硝改进为中温脱硝技术；由于国内外中温脱硝技术成熟，催化剂成本低，脱硝效果好，应用普遍，因此可以解决国内焦化行业脱硝行业普遍存在的技术难题，使焦化行业的焦炉废气净化能够满足国家各项环保要求；本发明不仅可大大降低脱硝设备投资成本和运行费用，还可以解决目前国内焦化行业普遍存在的脱硝难题，解决焦化行业内急需解决的脱硝困难，为焦化行业在氮氧化物脱除方面提供了一条新的工艺技术方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种焦炉废气新型脱硝的方法的结构示意图；
以上各图中，1、焦炉系统；21、第一输送管道；22、第二输送管道；23、第三输送管道；24、第四输送管道；3、焦炉废气加热装置；4、喷氨机构；41、氨水处理器；42、软管；43、喷洒盘；5、SCR反应器；51、催化层；6、焦炉废气排放机构；61、颗粒收集箱；62、废气输送管；
为焦炉废气的流向。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1，如图1所示，本发明提供了一种焦炉废气新型脱硝的方法，具体操作步骤如下：
a）焦炭在焦炉系统1中进行燃烧产生的1号焦炉废气，此时1号焦炉废气的温度T≦280℃，将1号焦炉废气经第一输送管道21传递到焦炉废气加热装置3内，其目的是为了1号焦炉废气进行加热，将1号焦炉废气加热至温度T为320℃~350℃，得到2号焦炉废气；其焦炭在焦炉系统1中进行燃烧排出的气体通常都是小于等于280℃的，如果将该温度的焦炉废气直接进行废气脱硝处理的话，一般则会采取低温脱硝处理，因为考虑到低温脱硝效率低、脱硝效果差、催化剂易中毒失效等问题，发明人对1号焦炉废气进行了升温处理，将其加热到了温度T为320℃~350℃，使焦炉废气的氮氧化物脱除环境达到中温脱硝工作环境要求，极大的提高了氮氧化物脱除效果，提高了催化剂的活性和寿命以及脱硝系统的长期运行稳定性；
b）步骤a）中的2号焦炉废气经第二输送管道22，流经喷氨机构4进行喷氨处理，使2号焦炉废气与氨进行充分混合，形成3号焦炉废气；
c）步骤b）中的3号焦炉废气经第三输送管道23，流经SCR反应器5，进行氨气脱硝处理，得到4号焦炉废气；
d）步骤c）中的4号焦炉废气经第四输送管道24，最后由焦炉废气排放机构6将4号焦炉废气排放到大气中或者进入余热锅炉及脱硫系统中做进一步处理；
其中4号焦炉废气为经过脱硝处理的焦炉废气。
针对上述所述，焦炉烟道系统是焦炉系统1中焦炉煤气燃烧产生的焦炉废气的排出烟道出口；焦炉废气加热装置3是该新型脱硝技术中用以将焦炉废气加热到中温脱硝温度的专用设备；喷氨机构4是加入用以去除焦炉废气中的氮氧化物所需还原剂的设备；SCR反应器5是用于放置脱硝用催化剂的脱硝反应设备，SCR反应器5采用了催化剂多层布置方式，加长了焦炉废气、还原剂与催化剂的接触时间，延长了脱硝还原反应时间，保证了脱硝效果，提高了脱硝效率，可以完全满足氮氧化物的排放指标满足国家及行业标准要求；焦炉废气排放机构6是脱硝后的焦炉废气排出的通道，其可以将4号焦炉废气直接排放到空气中，也可以连接到后续的余热锅炉及脱硫系统的通道
发明人为了使本发明的效果更好，还做了以下的设计：
焦炉废气加热装置3可为燃煤加热炉、电加热炉和燃气加热炉中的一种，发明人对焦炉废气的温度加热处理，做了上三种选择；
第一输送管道21、第二输送管道22和第三输送管道23是具有保温功能的输送管道，输送管道上设置了相对应的控制阀，将各个输送管道设计成带有保温功能的输送管道，主要是为了控制管道内焦炉废气的温度，控制阀则是控制焦炉废气的流量多少；
喷氨机构4包括氨水处理器41以及喷洒盘43，氨水处理器41与喷洒盘43之间通过软管42连接，喷氨机构4中所喷洒的气体为空气与氨气的混合物；
焦炉废气排放机构6包括废气输送管62和颗粒收集箱61，废气输送管62是输送焦炉废气的，颗粒收集箱61主要是收集来自管道内的颗粒。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种焦炉废气新型脱硝的方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
焦炭在焦炉系统中进行燃烧产生的1号焦炉废气，此时1号焦炉废气的温度T≦280℃，将1号焦炉废气经第一输送管道传递到焦炉废气加热装置内，对1号焦炉废气进行加热，将1号焦炉废气加热至温度T为320℃~350℃，得到2号焦炉废气；
步骤a）中的2号焦炉废气经第二输送管道，流经喷氨机构进行喷氨处理，使2号焦炉废气与氨进行充分混合，形成3号焦炉废气；
步骤b）中的3号焦炉废气经第三输送管道，流经SCR反应器，进行氨气脱硝处理，得到4号焦炉废气；
步骤c）中的4号焦炉废气经第四输送管道，最后由焦炉废气排放机构将4号焦炉废气排放到大气中或者进入余热锅炉及脱硫系统中做进一步处理；
其中4号焦炉废气为经过脱硝处理的焦炉废气。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉废气新型脱硝的方法，其特征在于，所述步骤a中的焦炉废气加热装置可为燃煤加热炉、电加热炉和燃气加热炉中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种焦炉废气新型脱硝的方法，其特征在于，所述第一输送管道、第二输送管道和第三输送管道是具有保温功能的输送管道，所述输送管道上设置有相对应的控制阀。
4.根据权利要求1所述的一种焦炉废气新型脱硝的方法，其特征在于，所述步骤b中的喷氨机构包括氨水处理器以及喷洒盘，所述氨水处理器与喷洒盘之间通过软管连接，所述喷氨机构中所喷洒的气体为空气与氨气的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种焦炉废气新型脱硝的方法，其特征在于，所述步骤d中的焦炉废气排放机构包括废气输送管和颗粒收集箱。
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