CN106914125A - 烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法及系统设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法及系统设备，包括烟气输送，其特征在于：所述烟气输送输入粉磨机内底部，并沿粉磨机内腔向上流动；在粉磨机上口加入矿渣料，矿渣料在粉磨机内边研磨、边向下流动，与烟气形成对流、混合，并对矿渣粉进行干燥，烟气中的SO2和NOx与CaO活性物质料粉在烟气余热温度条件下发生物理化学反应，生成CaSO4和Ca(NO3)2，实现脱硫脱硝；烟气脱硫脱硝后通过除尘器收集烟气中的粉尘，粉尘收集作为建筑材料添加剂使用；除尘后的净烟气通过引风机输入烟囱，达标排放。该方法及设备，脱硫脱硝除尘的过程简化，节约了能源，避免了投资建设脱硫脱硝设施，脱硫除尘效率高且稳定，运行费用低。

Description

烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法及系统设备
技术领域
本发明涉及一种烟气脱硫脱硝方法的改进，具体地说是一种烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法及系统设备。
背景技术
钢铁行业、电力行业、工业炉窑等工业锅炉排放的烟气，含有大量的SO2、NOx等有害气体，严重影响人类的生存环境和经济发展，必须采取措施净化烟气，控制大气污染。目前，国内烟气脱硫方法，包括湿法和半干法等，脱硝方法有SCR法、强制氧化法等。但是以钙法为主流的湿法脱硫工艺存在运行费用高、投资大、占地面积大、系统复杂、副产物石膏利用率低、废水难处理等缺点，而且还会产生CO2造成碳排放；氨法脱硫存在工艺复杂，设备管道易腐蚀、气溶胶等缺点，极易造成二次大气污染；现阶段较为成熟的脱硝工艺有SCR（选择性催化还原法）和SNCR（选择性非催化还原法），但也存在运行费用高、投资大、维护复杂、运行环境恶劣、运行周期短等缺点，而且废旧催化剂属于危险性化学物品，回收困难；强制氧化法脱硝法存在臭氧制备能耗高、氧化不完全、容易造成二次污染等缺点。
通过检索可知，为了克服以上现有技术的不足，已有多种烟气脱硫脱硝新方法的报道，但尚未见工艺简单、运行费用低、投资小、占地面积小、副产物利用率高、无二次污染、资源消耗少的烟气脱硫脱硝方法的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、运行费用低、投资小、占地面积小、副产物利用率高、无二次污染、资源消耗少的烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法。
本发明的另一目的在于提供一种实现上述烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法的烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝的系统设备。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法，包括烟气输送，其烟气温度为250℃—300℃，烟气水分含量为5%—10%，烟气中SO2浓度为500 mg/Nm3—5000mg/ Nm3, 烟气中NOx浓度为200mg/Nm3—1500mg/Nm3, 粉尘50mg/Nm3—1000mg/Nm3；其特征在于：所述烟气输送输入粉磨机内底部，并沿粉磨机内腔向上流动；在粉磨机的上口加入矿料渣，矿渣料在粉磨机内一边研磨，一边向下流动，与烟气形成对流，使烟气与矿渣粉末在粉磨机内混合、均匀接触，并对矿渣粉进行干燥，由于矿渣粉末含有CaO活性物质料粉，烟气中的SO2和NOx与CaO活性物质料粉在烟气余热温度条件下发生物理化学反应，生成CaSO4和Ca(NO3)2，化学反应方程式为：CaO+H2O=Ca(OH)2，2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O，3NO2+H2O=2HNO3+NO，Ca(OH)2+2HNO3= Ca(NO3)2+2H2O，实现脱硫脱硝；烟气脱硫脱硝后输入除尘器，通过除尘器收集烟气中的粉尘，粉尘收集后送入成品库中，作为建筑材料添加剂使用；除尘后的净烟气通过引风机输入烟囱，达标排放。
本发明还通过如下措施实施：所述的矿渣料为粒化高炉水渣、钢渣或者为水渣和钢渣的混合冶金渣，其中CaO的含量为30%—40%。
所述的输入粉磨机内烟气和矿渣之比为（2.4—3）：1，即净化2.4Nm3/h—3Nm3/h需要1kg矿渣料，烟气从粉磨机内底部至粉磨机内上部流过的时间为3s—5s；通过控制比例和流过的时间，使烟气中的SO2和NOx充分反应。经过检测：所述除尘后的净烟气中SO2排放浓度在20mg/Nm3—40mg/Nm3；NOx排放浓度在100 mg/Nm3—150mg/Nm3，符合达标排放标准。
一种烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝的系统设备，包括烟气输送风机1、除尘器2和烟囱3，烟气输送风机1的进口通过管道与工业炉窑或工业锅炉的排烟口连通，其特征在于：所述的烟气输送风机1的出口通过烟气输送管4接入粉磨机5内的底部，在粉磨机5的上口设有矿渣料加入斗6，磨粉料出口7设在粉磨机5的底部，脱硫脱硝烟气输出管8从粉磨机5上部输出，这样，由烟气输送风机1将烟气输送入粉磨机5内底部，并沿粉磨机5内腔向上流动，在粉磨机5的上口加入矿渣料，矿渣料在粉磨机5内一边研磨，一边向下流动，与烟气形成对流，使烟气与矿渣粉末在粉磨机5内混合、均匀接触，并对矿渣粉末进行干燥，由于矿渣粉末含有CaO活性物质料粉，烟气中的SO2和NOx与CaO活性物质料粉在烟气余热温度条件下发生物理化学反应，生成CaSO4和Ca(NO3)2，化学反应方程式为：CaO+H2O=Ca(OH)2，2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O，3NO2+H2O=2HNO3+NO，Ca(OH)2+2HNO3= Ca(NO3)2+2H2O，实现脱硫脱硝，脱硫脱硝后的烟气从粉磨机5上部的脱硫脱硝烟气输出管8输出；脱硫脱硝烟气输出管8的出口接入除尘器2内的上部，在除尘器2上部与脱硫脱硝烟气输出管8相对的一侧设有净烟气输出管9，净烟气输出管9的出口接入烟囱3，在净烟气输出管9上设有引风机10，这样，经过除尘后的净烟气，通过引风机10输入烟囱3排放，达到了排放标准，避免了对空气的污染；在除尘器2的底壁设有排渣口11，通过排渣口11排出的粉尘收集后送入成品库中，作为建筑材料添加剂使用。
所述的除尘器2为袋式除尘器，其结构与工作原理为现有技术。
所述的烟气输送管4上设有功率流量调节阀12，通过功率流量调节阀12控制烟气输入粉磨机5内的流量与输入粉磨机5内的矿渣料之比为（2.4—3）：1，同时通过功率调节控制风机动力，使烟气从粉磨机5内底部至粉磨机5内上部流过的时间为3s—5s；通过控制比例和流过的时间，使烟气中的SO2和NOx充分反应。
本发明的的有益效果在于：该烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法及系统设备，由于采用烟气在矿渣料粉磨机内既利用烟气余热干燥粉料，又使烟气中的SO2和NOx与CaO活性物质料粉在烟气余热温度条件下充分发生物理化学反应，实现脱硫脱硝，所以使脱硫脱硝除尘的过程简化，节约了能源，避免了投资建设脱硫脱硝设施，脱硫除尘效率高且稳定，运行费用低。
附图说明
图1为本发明的装配结构主视示意图。
具体实施方式
实施例1：
图1给出了本发明一个实施例的装配结构主视示意图。
参照图1对本发明作进一步描述。在本公司钢铁行业工业锅炉试用。该烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法及系统设备，包括烟气输送，锅炉排放的烟气条件：烟气输送量为300000Nm3/h，烟气温度为300℃，烟气水分含量为5%，烟气中SO2浓度为5000mg/Nm3，烟气中NOx浓度为200mg/Nm3，粉尘含量为1000mg/Nm3；其特征在于：所述烟气输送输入粉磨机内底部，并沿粉磨机内腔向上流动；在粉磨机的上口加入矿渣料，矿渣料在粉磨机内一边研磨，一边向下流动，与烟气形成对流，使烟气与矿渣粉末在粉磨机内混合、均匀接触，并对矿渣粉末进行干燥，由于矿渣粉末含有CaO活性物质料粉，烟气中的SO2和NOx与CaO活性物质料粉在烟气余热温度条件下发生物理化学反应，生成CaSO4和Ca(NO3)2，化学反应方程式为：CaO+H2O=Ca(OH)2，2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O，3NO2+H2O=2HNO3+NO，Ca(OH)2+2HNO3= Ca(NO3)2+2H2O，实现脱硫脱硝；烟气脱硫脱硝后输入除尘器，通过除尘器收集烟气中的粉尘，粉尘收集后送入成品库中，作为建筑材料添加剂使用；除尘后的净烟气通过引风机输入烟囱，达标排放。
本发明还通过如下措施实施：所述的矿渣料为粒化高炉水渣，其中CaO的含量为30%（质量分数）。
所述的输入粉磨机内烟气和矿渣之比为3：1，即净化3Nm3/h烟气需要1kg矿渣，烟气从粉磨机内底部至粉磨机内上部流过的时间为3s；通过控制比例和流过的时间，使烟气中的SO2和NOx充分反应。
经过检测：所述除尘后的净烟气中SO2排放浓度在30mg/Nm3；NOx排放浓度在110mg/Nm3，符合达标排放标准。
一种烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝的系统设备，包括烟气输送风机1、除尘器2和烟囱3，烟气输送风机1的进口通过管道与工业锅炉的排烟口连通，其特征在于：所述的烟气输送风机1的出口通过烟气输送管4接入粉磨机5内的底部，在粉磨机5的上口设有矿渣料加入斗6，磨粉料出口7设在粉磨机5的底部，脱硫脱硝烟气输出管8从粉磨机5上部输出，这样，由烟气输送风机1将烟气输送入粉磨机5内底部，并沿粉磨机5内腔向上流动，在粉磨机5的上口加入矿渣料，矿渣料在粉磨机5内一边研磨，一边向下流动，与烟气形成对流，使烟气与矿渣粉末在粉磨机5内混合、均匀接触，并对矿渣粉末进行干燥，由于矿渣粉末含有CaO活性物质料粉，烟气中的SO2和NOx与CaO活性物质料粉在烟气余热温度条件下发生物理化学反应，生成CaSO4和Ca(NO3)2，化学反应方程式为：CaO+H2O=Ca(OH)2，2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O，3NO2+H2O=2HNO3+NO，Ca(OH)2+2HNO3= Ca(NO3)2+2H2O，实现脱硫脱硝，脱硫脱硝后的烟气从粉磨机5上部的脱硫脱硝烟气输出管8输出；脱硫脱硝烟气输出管8的出口接入除尘器2内的上部，在除尘器2上部与脱硫脱硝烟气输出管8相对的一侧设有净烟气输出管9，净烟气输出管9的出口接入烟囱3，在净烟气输出管9上设有引风机10，这样，经过除尘后的净烟气，通过引风机10输入烟囱3排放，达到了排放标准，避免了对空气的污染；在除尘器2的底壁设有排渣口11，通过排渣口11排出的粉尘收集后送入成品库中，作为建筑材料添加剂使用。
所述的除尘器2为袋式除尘器，其结构与工作原理为现有技术。
所述的烟气输送管4上设有功率流量调节阀12，通过功率流量调节阀12控制烟气输入粉磨机5内的流量与输入粉磨机5内的矿渣料之比为3：1，同时通过功率调节控制风机动力，使烟气从粉磨机5内底部至粉磨机5内上部流过的时间为3s；通过控制比例和流过的时间，使烟气中的SO2和NOx充分反应。
实施例2：
在本公司焦炉烟气上试用。该烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法及系统设备，包括烟气输送，焦炉烟气排放的烟气条件：烟气输送量为240000Nm3/h，烟气温度为250℃，烟气水分含量为10%，烟气中SO2浓度为500mg/Nm3，烟气中NOx浓度为1500mg/Nm3，粉尘含量为50mg/Nm3；
该烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法，实施过程同实施例1，除尘后的净烟气通过引风机输入烟囱，同样达标排放。其中，所述的矿渣料为钢渣，其中CaO的含量为40%（质量分数）。
所述的输入粉磨机内烟气和矿渣料之比为2.4：1，即净化2.4Nm3/h烟气需要1kg矿渣料，烟气从粉磨机内底部至粉磨机内上部流过的时间为5s；通过控制比例和流过的时间，使烟气中的SO2和NOx充分反应。
经过检测：所述除尘后的净烟气中SO2排放浓度在20mg/Nm3；NOx排放浓度在140mg/Nm3，符合达标排放标准。
一种烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝的系统设备，设备组合及其操作过程同实施例1。

Claims (5)

1.烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法，包括烟气输送，其烟气温度为250℃—300℃，烟气水分含量为5%—10%，烟气中SO2浓度为500 mg/Nm3—5000mg/Nm3,烟气中NOx浓度为200mg/Nm3—1500mg/Nm3, 粉尘50mg/Nm3—1000mg/Nm3；其特征在于：所述烟气输送输入粉磨机内底部，并沿粉磨机内腔向上流动；在粉磨机的上口加入矿渣料，矿渣料在粉磨机内一边研磨，一边向下流动，与烟气形成对流，使烟气与矿渣粉末在粉磨机内混合、均匀接触，并对矿渣粉进行干燥，由于矿渣粉末含有CaO活性物质料粉，烟气中的SO2和NOx与CaO活性物质料粉在烟气余热温度条件下发生物理化学反应，生成CaSO4和Ca(NO3)2，实现脱硫脱硝；烟气脱硫脱硝后输入除尘器，通过除尘器收集烟气中的粉尘，粉尘收集后送入成品库中，作为建筑材料添加剂使用；除尘后的净烟气通过引风机输入烟囱，达标排放。
2.根据权利要求1所述的烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法，其特征在于：所述的矿渣料为粒化高炉水渣、钢渣或者为水渣和钢渣的混合冶金渣，其中CaO的含量为30%—40%。
3.根据权利要求1所述的烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝方法，其特征在于：所述的输入粉磨机内烟气和矿渣料之比为(2.4—3)：1，烟气从粉磨机内底部至粉磨机内上部流过的时间为3s—5s；通过控制比例和流过的时间，使烟气中的SO2和NOx充分反应，符合达标排放标准。
4.一种烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝的系统设备，包括烟气输送风机（1）、除尘器（2）和烟囱（3），其特征在于：所述的烟气输送风机（1）的出口通过烟气输送管（4）接入粉磨机（5）内的底部，在粉磨机（5）的上口设有矿渣料加入斗（6），磨粉料出口（7）设在粉磨机（5）的底部，脱硫脱硝烟气输出管（8）从粉磨机（5）上部输出，烟气中的SO2和NOx与CaO活性物质料粉在烟气余热温度条件下发生物理化学反应，实现脱硫脱硝，脱硫脱硝后的烟气从粉磨机（5）上部的脱硫脱硝烟气输出管（8）输出；脱硫脱硝烟气输出管（8）的出口接入除尘器（2）内的上部，在除尘器（2）上部与脱硫脱硝烟气输出管（8）相对的一侧设有净烟气输出管（9），净烟气输出管（9）的出口接入烟囱（3），在净烟气输出管（9）上设有引风机（10）。
5.根据权利要求4所述的烟气通过粉磨矿渣除尘脱硫脱硝的系统设备，其特征在于：所述的烟气输送管（4）上设有功率流量调节阀（12），通过功率流量调节阀（12）控制烟气输入粉磨机（5）内的流量与输入粉磨机（5）内的矿渣料之比为(2.4—3)：1，同时通过功率调节控制风机动力，使烟气从粉磨机（5）内底部至粉磨机（5）内上部流过的时间为3s—5s。
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