CN106237845A - 焦炉烟道气的脱硫脱硝的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种焦炉烟道气的脱硫脱硝的方法。所述的方法包括下述步骤：将焦炉烟道气升温到预定温度；将升温后焦炉烟道气送入脱硝反应器进行脱硝；将脱硝完成后的烟气进入活性焦解析塔，进行塔内脱硫活性焦的解析再生。本发明焦炉烟道气脱硫脱硝的方法，通过外部热源对焦炉烟道气进行升温，使得利用常规中温SCR催化剂即可实现焦炉烟道气的脱硝过程，经济性好，运行可靠稳定。同时经过外部热源升温的烟气在经过脱硝后可直接用于活性焦脱硫系统中饱和活性焦的解析，无需消耗额外燃料，避免了外部热源加热烟气带来的热量损耗。

Description

焦炉烟道气的脱硫脱硝的方法
技术领域
本发明属于烟气净化及资源利用的环保技术领域，涉及一种焦炉烟道气的脱硫脱硝的方法。
背景技术
随着环保立法的不断完善，环保标准的日益严格，二氧化硫的减排工作已经取得了一定的进展，尤其是电力行业的大气污染物控制工作因启动较早，有电价补贴，减排的效果已经显现。但是在减排工作启动较晚的焦炉冶炼、钢铁冶金、建材水泥等非电行业，大气污染物的减排形势依然很严峻。尤其是针对焦炉冶炼的烟道气排放，绝大多数企业尚未采取任何减排措施。根据《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)的要求，焦化烟道气中二氧化硫的排放浓度要达到50mg/Nm3，氮氧化物的排放浓度要达到150mg/Nm3才能符合要求。高要求的排放标准与严峻的污染现状之间的矛盾体现的是针对焦炉烟道气的成熟脱硫技术的缺乏。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高脱硝效率，同时实现焦炉烟气热量综合利用的焦炉烟道气脱硫脱硝方法。
为达到上述目的，本发明的焦炉烟道气的脱硫脱硝的方法，所述的方法包括下述步骤：
将焦炉烟道气升温到预定温度；
将升温后焦炉烟道气送入脱硝反应器进行脱硝；
将脱硝完成后的烟气进入活性焦解析塔，进行塔内脱硫活性焦的解析再生。
较佳的，所述的方法还包括下述步骤：
将从解析塔出来的烟气进入余热回收系统，
将降温后的烟气送入活性焦吸附塔进行脱硫；
从活性焦吸附塔出口的烟气通过增压风机增压后由烟道直接进入焦炉原烟囱排放。
吸附塔内吸附饱和的活性焦进入解析塔内进行解析再生，再生后的活性焦回到吸附塔进行循环利用。
较佳的，在所述的将焦炉烟道气升温到预定温度的步骤中：
所述的焦炉烟道气温度为180-300℃，所述的焦炉烟道气通过外部热源升温到330-380℃。
较佳的，还包括将从解析塔解析出来的富二氧化硫解析气用来生成硫酸铵的步骤：
(1)对解析出的富二氧化硫烟气进行预处理；
(2)对预处理后的富二氧化硫烟气用氨水喷淋进行清洗后得到贫二氧化硫的净烟气和亚硫酸铵溶液；
(3)对亚硫酸铵溶液进行氧化后通过结晶制得硫酸铵。
较佳的，所述的预处理的步骤是：
(21)将活性焦解析塔出来的富二氧化硫烟气经过换热器降温至100-200℃；
(22)将降温后的富二氧化硫烟气进行除尘。
较佳的，所述的步骤22中，除尘步骤是指将粉尘含量降低到小于100mg/Nm3。
较佳的，所述的贫二氧化硫的净烟气掺入预定量的氮气后通过换热器升温至100-350℃后通过烟道回送到解析塔中。
本发明焦炉烟道气脱硫脱硝的方法，通过外部热源对焦炉烟道气进行升温，使得利用常规中温SCR催化剂即可实现焦炉烟道气的脱硝过程，经济性好，运行可靠稳定。同时经过外部热源升温的烟气在经过脱硝后可直接用于活性焦脱硫系统中饱和活性焦的解析，无需消耗额外燃料，避免了外部热源加热烟气带来的热量损耗。此外从活性焦解析塔出来的烟气温降较小(20℃左右)，仍具有较高温度，通过余热回收系统对其热量进一步回收，可以获得可观的经济效益。余热回收后的烟气满足活性焦吸附塔入口温度要求，从吸附塔出来的净烟气可以直接排入焦炉原烟囱，满足烟囱热备要求。
附图说明
图1是本发明一种焦炉烟道气脱硫脱硝方法的示意图。
图2为又一实施例中脱硫活性焦解析烟气资源化利用方法的示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
实施例1
如图1所示，用于焦炉烟道气的脱硫脱硝及余热回收一体化系统，包括通过烟道依次相连的热风炉，混风室，SCR反应器，活性焦解析塔，余热回收装置，活性焦吸附塔，增压风机等部分。增压风机出口通过烟道与焦炉原烟囱相连接。活性焦解析塔到活性焦吸附塔以及活性焦吸附塔到活性焦解析塔之间分别用输送活性焦的链板机连接。
来自于焦炉的温度为270℃的低温焦炉烟道气氮氧化物含量为1000mg/Nm3,SO2含量为300mg/Nm3。该焦炉烟道气首先与来自于热风炉的高温热风在混风室内充分混合。热风发生炉燃烧的燃料为焦炉煤气，从热风炉出来的烟气温度为1700℃左右，通过调整焦炉煤气的送料量，使混风室出口烟气温度控制在350℃左右。从混风室出来的烟气进入SCR反应器进行脱硝，SCR反应器内装填的是最佳活性温度为330-380℃的常规中温催化剂。通过向SCR反应器内喷氨，使烟气中大部分的NOx被还原，SCR出口烟气NOx浓度降到100mg/Nm3，烟气温度几乎不发生改变，仍为350℃。从SCR反应器出来的烟气进一步进入活性焦解析塔，加热解析塔内的饱和活性焦，使活性焦表面吸附的二氧化硫解析出来，活性焦再一次获得吸附活性。解析塔解析出来的富二氧化硫烟气中二氧化硫的浓度为15-30％，送入独立的制酸系统，制备98％的浓硫酸。从活性焦解析塔出来的烟气温度降到320℃左右，进一步进入热管式余热回收炉，使烟气温度降低到150℃，同时制得180℃，0.8Mpa的高温蒸汽，该蒸汽接入厂用蒸汽管网。余热锅炉出口烟气进入活性焦吸附塔进行脱硫，使二氧化硫浓度降低到30mg/Nm3以下。吸附塔出来的烟气温度不变，仍然维持在150℃左右，通过增压风机送入原烟囱。烟囱根部始终保持150℃的温度，满足焦化生产全厂停电时烟囱热备的要求。
活性焦吸附塔内吸附饱和的活性焦从吸附塔下部下料阀送入链板机，通过链板机送入解析塔解析再生。解析后的活性焦从解析塔下部卸料阀送入另一侧链板机，通过链板机送入吸附塔吸附烟气中的二氧化硫。
实施例1完。
作为本发明进一步的改进，还包括将从解析塔解析出来的富二氧化硫解析气用来生成硫酸铵的步骤：
(1)对解析出的富二氧化硫烟气进行预处理；
(2)对预处理后的富二氧化硫烟气用氨水喷淋进行清洗后得到贫二氧化硫的净烟气和亚硫酸铵溶液；
(3)对亚硫酸铵溶液进行氧化后通过结晶制得硫酸铵。
实施例2
如图1所示，脱硫活性焦解析烟气资源化利用工艺方法主要由活性焦解析塔(1)，管式烟气换热器(2)，布袋除尘器(3)，氨法脱硫塔(4)和塔外亚硫酸铵氧化池(5)，增压风机(6)和氨水储罐(7)等部分组成。烟气解析塔解析出的富二氧化硫烟气的温度为300-400℃，含15-30％的二氧化硫，30％左右的水，剩余的组分为氮气和粉尘。解析气从解析塔(1)出来后先进入管式烟气换热器(2)换热后温度降低到100-150℃之间。进一步地，烟气进入布袋除尘器进行除尘(3)，烟气粉尘降低到50mg/Nm3以下后，通过增压风机(6)进入氨法脱硫塔(4)。氨法脱硫选用的吸收剂是10％的氨水，通过氨水储罐(7)注入吸吸收塔(4)浆液池并在吸收塔内循环喷淋，吸收二氧化硫，氨法脱硫塔(4)运行的压力为1Kpa(表压)。通过调节循环浆液的PH值，使得氨法脱硫塔(4)出口烟气二氧化硫浓度低于200mg/Nm3，氨法脱硫塔(4)排出的净烟气通过管壳式烟气换热器(2)升温到300℃左右后回到解析塔(1)内，完成解析烟气的净化循环。从氨法脱硫塔(4)抽出的亚硫酸铵溶液进入氧化池(5)，在氧化池内通过鼓风和搅拌将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，硫酸铵浆液进一步进入硫酸铵结晶系统制得含水量低于5％的硫酸铵产品。
本实施例脱硫活性焦解析烟气资源化利用系统的工作流程为：
烟气解析塔解析出的富二氧化硫烟气的温度为300-400℃，含15-30％的二氧化硫，30％左右的水，剩余的组分为氮气和粉尘。解析气从解析塔(1)出来后先进入烟气换热器(2)换热后温度降低到100-150℃之间。进一步地，烟气进入布袋除尘器进行除尘(3)，烟气粉尘降低到50mg/Nm3以下后，通过增压风机(4)进入氨法脱硫塔(5)。氨法脱硫选用的吸收剂是10％的氨水，通过氨水储罐(7)注入吸收塔(5)浆液池并在吸收塔内循环喷淋，吸收二氧化硫，氨法脱硫塔(5)运行的压力为1Kpa(表压)。通过调节循环浆液的PH值，使得氨法脱硫塔(5)出口烟气二氧化硫浓度低于200mg/Nm3，氨法脱硫塔(5)排出的净烟气通过烟气换热器(2)升温到300℃左右后回到解析塔(1)内，完成解析烟气的净化循环。同时，当烟气循环系统内氮气不足，导致活性焦解析塔(1)出口烟气二氧化硫浓度超过20％时，通过新鲜氮气补充接口向循环系统内补充新鲜氮气。从氨法脱硫塔(5)抽出的亚硫酸铵溶液进入氧化池(7)，在氧化池内通过鼓风和搅拌将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，硫酸铵浆液进一步进入硫酸铵结晶系统制得含水量低于5％的硫酸铵产品。
本实施例中，以氨水为吸收剂，最终产品为硫酸铵晶体粉末，可以作为农业用肥和化工原料，经济价值较高且方便储存运输，实现了循环经济和环保收益。同时该工艺烟气负荷适应能力强，可以根据解析烟气的量和解析烟气中二氧化硫的浓度自行调整氨水的喷淋量，保障系统可靠稳定的运行。另外，因为脱硫系统正压运行，且亚硫酸铵氧化系统独立与脱硫塔设置，避免了空气对用来解析二氧化硫的氮气的污染，使得氮气可以在系统内循环利用，经济性高，且无气体外排，不产生二次污染。实施例2完。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种焦炉烟道气的脱硫脱硝的方法，其特征在于：所述的方法包括下述步骤：
将焦炉烟道气升温到预定温度；
将升温后焦炉烟道气送入脱硝反应器进行脱硝；
将脱硝完成后的烟气进入活性焦解析塔，进行塔内脱硫活性焦的解析再生。
2.如权利要求1所述的焦炉烟道气的脱硫脱硝的方法，其特征在于：所述的方法还包括下述步骤：
将从解析塔出来的烟气进入余热回收系统，
将降温后的烟气送入活性焦吸附塔进行脱硫；
从活性焦吸附塔出口的烟气通过增压风机增压后由烟道直接进入焦炉原烟囱排放。
吸附塔内吸附饱和的活性焦进入解析塔内进行解析再生，再生后的活性焦回到吸附塔进行循环利用。
3.根据权利要求1所述的焦炉烟道气的脱硫脱硝的方法，其特征在于，在所述的将焦炉烟道气升温到预定温度的步骤中：
所述的焦炉烟道气温度为180-300℃，所述的焦炉烟道气通过外部热源升温到330-380℃。
4.根据权利要求1所述的焦炉烟道气的脱硫脱硝的方法，其特征在于，还包括将从解析塔解析出来的富二氧化硫解析气用来生成硫酸铵的步骤：
(1)对解析出的富二氧化硫烟气进行预处理；
(2)对预处理后的富二氧化硫烟气用氨水喷淋进行清洗后得到贫二氧化硫的净烟气和亚硫酸铵溶液；
(3)对亚硫酸铵溶液进行氧化后通过结晶制得硫酸铵。
5.如权利要求4所述的焦炉烟道气的脱硫脱硝的方法，其特征在于：所述的预处理的步骤是：
(21)将活性焦解析塔出来的富二氧化硫烟气经过换热器降温至100-200℃；
(22)将降温后的富二氧化硫烟气进行除尘。
6.如权利要求4所述的焦炉烟道气的脱硫脱硝的方法，其特征在于：所述的步骤22中，除尘步骤是指将粉尘含量降低到小于100mg/Nm3。
7.如权利要求4所述的焦炉烟道气的脱硫脱硝的方法，其特征在于：所述的贫二氧化硫的净烟气掺入预定量的氮气后通过换热器升温至100-350℃后通过烟道回送到解析塔中。
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