CN107537229A - 处理焙烧炉烟气的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烟气治理装置及方法，尤其涉及一种处理焙烧炉烟气的装置及方法，包括脉冲布袋除尘器和反应器，反应器为循环流化床反应器，循环流化床反应器底部通过除尘器烟道与蓄热式焚烧炉出口连接，蓄热式焚烧炉的进口与焙烧炉出口烟道连接，循环流化床反应器顶部通过管道与脉冲布袋除尘器连接，循环流化床反应器下部通过第二风动溜槽与脉冲布袋除尘器的底部连接，循环流化床反应器下部通过第一风动溜槽与新鲜仓出料管连接，脉冲布袋除尘器的顶部排烟出口通过除尘器后烟道连接烟囱上。可实现对有机污染物的彻底治理；该工艺设备、管道、烟囱无腐蚀、无二次污染，设备维护便捷，自控程度高，具有较高的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气治理装置及方法，尤其涉及一种处理焙烧炉烟气的装置及方法，主要应用于电解企业碳素厂焙烧烟气净化处理及其它相关的含有酸性气体、焦油和粉尘的废气处理领域。
背景技术
电解铝行业碳素厂主要的污染物是阳极焙烧过程中产生的焙烧烟气，焙烧烟气中含有苯并芘、焦油、粉尘、氟化氢和二氧化硫等。随着国家环保标准的提高，国家对各种污染物排放指标要求越来越高，许多新建和现有企业均面临着巨大的环保压力。且市场上碳素原材料中硫的成分增加，导致焙烧炉出口烟气中二氧化硫成分大幅升高，高于国家排放标准的要求。在个别污染物控制严格的区域，进行总量控制，也需要对氟化氢、二氧化硫等酸性气体进行特殊处理，使其远低于国家浓度排放标准的要求进行排放。
目前焙烧烟气净化处理采用主要方法有以下几种：
（1）电捕焦油器+干法的工艺
从焙烧炉来的焙烧烟气经过电捕焦油捕集焦油和粉尘，再经过氧化铝干法吸附除去其中的氟化氢气体。
该方法虽然可以去处掉烟气中的焦油、苯并芘、粉尘和氟化物，但是无法去除掉烟气中的二氧化硫，且电捕焦油其捕集下来的焦油属于危险废弃物，还需要进行二次治理。
（2）湿法喷淋+电捕焦油器
从焙烧炉来的焙烧烟气经过冷却塔湿法洗涤，除去其中氟化氢和二氧化硫，再经过电捕焦油器除去其中的粉尘和焦油。
该方法可以去除掉焙烧烟气中的焦油、二氧化硫、氟化物和部分粉尘，但是无法去除掉烟气中的苯并芘，且粉尘和捕集下来的焦油需要二次处理。
（3）焚烧+氧化铝干法的工艺
从焙烧炉来的焙烧烟气经过蓄热式焚烧炉除去其中的焦油和苯并芘，再经过干法除去其中的氟化物和粉尘等有害气体。但是该方法无法去除掉烟气中的二氧化硫。
以上几种方法存在着系统能耗较高、二次污染难以处理、设备投资高、污染物处理不彻底、设备腐蚀严重等缺点。
同时随着碳素行业的发展，污染物排放可能最终会向世界标准看齐，电解铝厂烟囱粉尘排放最终达到5mg/Nm3，总氟排放达到0.8mg/Nm3的目标，二氧化硫排放达到50mg/Nm3，焦油含量达到5mg/Nm3。因此需要开发新的焙烧烟气净化治理工艺处理新建碳素厂产生的焙烧烟气，或对现有的焙烧烟气净化系统进行全面的升级改造，以满足现在和未来国家环保标准的需要。
发明内容
为了解决上述技术问题本发明处理焙烧炉烟气的装置及方法，目的是去除烟气中的污染物和酸性气体。
为达到上述目的，本发明是这样实现的：处理焙烧炉烟气的装置，包括脉冲布袋除尘器和反应器，反应器为循环流化床反应器，循环流化床反应器底部通过除尘器烟道与蓄热式焚烧炉出口连接，蓄热式焚烧炉的进口与焙烧炉出口烟道连接，循环流化床反应器顶部通过管道与脉冲布袋除尘器连接，循环流化床反应器下部通过第二风动溜槽与脉冲布袋除尘器的底部连接，循环流化床反应器下部通过第一风动溜槽与新鲜仓出料管连接，脉冲布袋除尘器的顶部排烟出口通过除尘器后烟道连接烟囱上。
焙烧炉出口烟道上设有过滤器。
在循环流化床反应器下部内设有冷水喷水口，冷水喷水口通过管道与水泵连接。
脉冲布袋除尘器底部管道通过第三风动溜槽与气力提升机连接，气力提升机通过管道与返回仓连接，气力提升机通过管路与罗茨鼓风机连接，返回仓和第三风动溜槽通过管道与高压离心风机连接。
新鲜仓、第一风动溜槽和第二风动溜槽通过管道与高压离心风机连接。
在蓄热式焚烧炉的进口设有1号电动蝶阀，蓄热式焚烧炉的出口设有2号电动蝶阀，在除尘器烟道通向循环流化床反应器方向上设有3号电动蝶阀，在连接循环流化床反应器与脉冲布袋除尘器的管道上设有4号电动蝶阀，脉冲布袋除尘器的顶部排烟出口设有5号电动蝶阀，在引风机的进口处设有6号电动蝶阀，在引风机的出口设有7号电动蝶阀。
焙烧炉出口烟道、除尘器烟道、除尘器后烟道和烟囱与事故烟道连接，在与焙烧炉出口烟道连接的事故烟道端设有9号电动蝶阀，在与除尘器烟道连接的事故烟道端设有10号电动蝶阀，在与除尘器后烟道连接的事故烟道端设有8号电动蝶阀，在于烟囱连接的事故烟道端设有11号电动蝶阀。
在与焙烧炉出口烟道连接的事故烟道端设有事故喷水口，事故喷水口通过管路与水泵连接。
新鲜仓内的吸附剂为碱性颗粒，碱性颗粒为Ca（OH）2、CaCO3、MgCO3、Mg（OH）2和NaOH中的一种或多种的混合物；碱性颗粒粒径为1um-2cm。
处理焙烧炉烟气装置的处理方法，当系统正常运行时，关闭阀门8号电动蝶阀、9号电动蝶阀、10号电动蝶阀和11号电动蝶阀，1号电动蝶阀、2号电动蝶阀、3号电动蝶阀、4号电动蝶阀、5号电动蝶阀、6号电动蝶阀和7号电动蝶阀打开，从焙烧炉来的焙烧烟气先经过焙烧炉出口烟道，进入过滤器、再进入蓄热式焚烧炉，再经过除尘器烟道进入循环流化床反应器，在循环流化床反应器中加入吸附剂，并通过水泵和冷水喷水口喷入部分水进行降温增湿，烟气和颗粒物的混合物进入脉冲布袋除尘器，完成气固分离的达标烟气经过除尘器后烟道和引风机，由烟囱排入大气。
吸附剂经过罐车输送到新鲜仓中，再经过新鲜仓上的旋转给料阀进入第一风动溜槽，输送到循环流化床反应器，在循环流化床反应器中与烟气混合一起进入脉冲布袋除尘器，在脉冲布袋除尘器内完成气固分离，分离下来的吸附剂一部分经过第三风动溜槽进入气力提升机，在罗茨鼓风机的作用下，将反应后的吸附剂提升到返回仓，再经过返回仓上的旋转给料阀输送到罐车中进行无害化处理。
从脉冲布袋除尘器分离下来的吸附剂一部分经过脉冲布袋除尘器上的旋转给料阀进入第二风动溜槽，再由第二风动溜槽输送到循环流化床反应器中，作为循环料使用。
当系统中蓄热式焚烧炉出现故障需要维修时，关闭1号电动蝶阀、2号电动蝶阀、8号电动蝶阀和11号电动蝶阀，打开9号电动蝶阀、10号电动蝶阀、3号电动蝶阀、4号电动蝶阀、5号电动蝶阀、6号电动蝶阀和7号电动蝶阀，烟气经过焙烧炉出口烟道、除尘器烟道、循环流化床反应器、脉冲布袋除尘器、除尘器后烟道、风机机，由烟囱排入大气。
当系统中脉冲布袋除尘器或物料输送出现故障时，关闭阀门3号电动蝶阀、5号电动蝶阀、9号电动蝶阀和11号电动蝶阀，打开1号电动蝶阀、2号电动蝶阀、10号电动蝶阀、8号电动蝶阀、6号电动蝶阀和7号电动蝶阀，烟气经过焙烧炉出口烟道、过滤器、蓄热式焚烧炉、除尘器烟道、事故烟道、引风机，由烟囱排入大气。
当烟道着火，或者蓄热式焚烧炉、脉冲布袋除尘器出现问题时，打开阀门9号电动蝶阀和11号电动蝶阀，关闭1号电动蝶阀、2号电动蝶阀、3号电动蝶阀、4号电动蝶阀、5号电动蝶阀、6号电动蝶阀、7号电动蝶阀、10号电动蝶阀和8号电动蝶阀，烟气由经过焙烧炉出口烟道、事故烟道，由烟囱排入大气。
本发明的优点效果：本发明将需要治理的焙烧烟气首先经过过滤器，过滤掉烟气中部分粉尘和焦油，再将烟气送到蓄热式焚烧炉内，在蓄热式焚烧炉内燃烧掉烟气中的焦油、苯并芘。经过燃烧室的烟气进入反应器，在反应器内与加入的碱性颗粒物和喷入的雾化水进行反应。反应后的烟气与碱性颗粒物一起进入布袋除尘器，进行气固分离，粉尘进行无害化填埋，烟气进行达标排放。
本发明不仅适用于碳素厂焙烧烟气净化处理，同样适用于炼焦、炼油等含有粉尘或焦油、以及产生酸性气体的行业和领域。不但可以去除烟气中的粉尘、焦油、苯并芘等污染物，也可以去除氟化氢、二氧化硫等酸性气体，是一种治理多污染物气体的综合方法。
本发明工艺流程简单、系统稳定性高，可实现对有机污染物的彻底治理；该工艺设备、管道、烟囱无腐蚀、无二次污染，设备维护便捷，自控程度高，具有较高的市场前景。
附图说明
图1 是本发明结构示意图。
图中：1、焙烧炉出口烟道；2、蓄热式焚烧炉；3、除尘器烟道；4、循环流化床反应器；5、除尘器；6、除尘器后烟道；7、引风机；8、事故烟道；9、第一风动溜槽道；10、第二风动溜槽；11、高压离心风机；12、罗茨鼓风机；13、气力提升机；14、第三风动溜槽；15、旋转给料阀；16、1号电动蝶阀；17、罐车；18、新鲜仓；19、返回仓；20、烟囱；21、水泵；22、冷水喷水口；23、事故喷水口；24、2号电动蝶阀；25、过滤器；26、3号电动蝶阀；27、4号电动蝶阀；28、5号电动蝶阀；29、6号电动蝶阀；30、7号电动蝶阀；31、8号电动蝶阀；32、9号电动蝶阀；33、10号电动蝶阀；34、11号电动蝶阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明加以详细描述，但本发明的保护范围不受示意图所限。
如图1所示本发明处理焙烧炉烟气的装置，包括脉冲布袋除尘器5和反应器，反应器为循环流化床反应器4，循环流化床反应器4底部通过除尘器烟道3与蓄热式焚烧炉2出口连接，蓄热式焚烧炉2的进口与焙烧炉出口烟道1连接，循环流化床反应器4顶部通过管道与脉冲布袋除尘器5连接，循环流化床反应器4下部通过第二风动溜槽10与脉冲布袋除尘器5的底部连接，循环流化床反应器4下部通过第一风动溜槽9与新鲜仓18出料管连接，脉冲布袋除尘器5的顶部排烟出口通过除尘器后烟道6连接烟囱20上。
焙烧炉出口烟道1上设有过滤器25。
在循环流化床反应器4下部内设有冷水喷水口22，冷水喷水口22通过管道与水泵21连接。
脉冲布袋除尘器5底部管道通过第三风动溜槽14与气力提升机13连接，气力提升机13通过管道与返回仓19连接，气力提升机13通过管路与罗茨鼓风机12连接，返回仓19和第三风动溜槽14通过管道与高压离心风机11连接。
新鲜仓18、第一风动溜槽9和第二风动溜槽10通过管道与高压离心风机11连接。
在蓄热式焚烧炉2的进口设有1号电动蝶阀16，蓄热式焚烧炉2的出口设有2号电动蝶阀24，在除尘器烟道3通向循环流化床反应器4方向上设有3号电动蝶阀26，在连接循环流化床反应器4与脉冲布袋除尘器5的管道上设有4号电动蝶阀27，脉冲布袋除尘器5的顶部排烟出口设有5号电动蝶阀28，在引风机7的进口处设有6号电动蝶阀29，在引风机7的出口设有7号电动蝶阀30。
焙烧炉出口烟道1、除尘器烟道3、除尘器后烟道6和烟囱20与事故烟道8连接，在与焙烧炉出口烟道1连接的事故烟道8端设有9号电动蝶阀32，在与除尘器烟道3连接的事故烟道8端设有10号电动蝶阀33，在与除尘器后烟道6连接的事故烟道8端设有8号电动蝶阀31，在于烟囱20连接的事故烟道8端设有11号电动蝶阀34。
在与焙烧炉出口烟道1连接的事故烟道8端设有事故喷水口23，事故喷水口23通过管路与水泵21连接。
新鲜仓18内的吸附剂为碱性颗粒，碱性颗粒为Ca（OH）2、CaCO3、MgCO3、Mg（OH）2和NaOH中的一种或多种的混合物；碱性颗粒粒径为1um-2cm。吸附剂经过罐车17输送到新鲜仓18。
处理焙烧炉烟气装置的处理方法，当系统正常运行时，关闭阀门8号电动蝶阀、9号电动蝶阀、10号电动蝶阀和11号电动蝶阀，1号电动蝶阀、2号电动蝶阀、3号电动蝶阀、4号电动蝶阀、5号电动蝶阀、6号电动蝶阀和7号电动蝶阀打开，从焙烧炉来的焙烧烟气先经过焙烧炉出口烟道，进入过滤器、再进入蓄热式焚烧炉，再经过除尘器烟道进入循环流化床反应器，在循环流化床反应器中加入吸附剂，并通过水泵和冷水喷水口喷入部分水进行降温增湿，烟气和颗粒物的混合物进入脉冲布袋除尘器，完成气固分离的达标烟气经过除尘器后烟道和引风机，由烟囱排入大气。
吸附剂经过罐车17输送到新鲜仓18中，再经过新鲜仓18上的旋转给料阀15进入第一风动溜槽9，输送到循环流化床反应器4，在循环流化床反应器4中与烟气混合一起进入脉冲布袋除尘器5，在脉冲布袋除尘器5内完成气固分离，分离下来的吸附剂一部分作为返回料经过第三风动溜槽14进入气力提升机13，在罗茨鼓风机12的作用下，将反应后的吸附剂提升到返回仓19，再经过返回仓19上的旋转给料阀15输送到罐车17中进行无害化处理。
从脉冲布袋除尘器分离下来的吸附剂一部分经过脉冲布袋除尘器上的旋转给料阀进入第二风动溜槽，再由第二风动溜槽输送到循环流化床反应器中，作为循环料使用。
当系统中蓄热式焚烧炉出现故障需要维修时，关闭1号电动蝶阀、2号电动蝶阀、8号电动蝶阀和11号电动蝶阀，打开9号电动蝶阀、10号电动蝶阀、3号电动蝶阀、4号电动蝶阀、5号电动蝶阀、6号电动蝶阀和7号电动蝶阀，烟气经过焙烧炉出口烟道、除尘器烟道、循环流化床反应器、脉冲布袋除尘器、除尘器后烟道、风机机，由烟囱排入大气。
当系统中脉冲布袋除尘器或物料输送出现故障时，关闭阀门3号电动蝶阀、5号电动蝶阀、9号电动蝶阀和11号电动蝶阀，打开1号电动蝶阀、2号电动蝶阀、10号电动蝶阀、8号电动蝶阀、6号电动蝶阀和7号电动蝶阀，烟气经过焙烧炉出口烟道、过滤器、蓄热式焚烧炉、除尘器烟道、事故烟道、引风机，由烟囱排入大气。
当烟道着火，或者蓄热式焚烧炉、脉冲布袋除尘器出现问题时，打开阀门9号电动蝶阀和11号电动蝶阀，关闭1号电动蝶阀、2号电动蝶阀、3号电动蝶阀、4号电动蝶阀、5号电动蝶阀、6号电动蝶阀、7号电动蝶阀、10号电动蝶阀和8号电动蝶阀，烟气由经过焙烧炉出口烟道、事故烟道，由烟囱排入大气。
Claims (15)
1.处理焙烧炉烟气的装置，包括脉冲布袋除尘器和反应器，其特征在于反应器为循环流化床反应器，循环流化床反应器底部通过除尘器烟道与蓄热式焚烧炉出口连接，蓄热式焚烧炉的进口与焙烧炉出口烟道连接，循环流化床反应器顶部通过管道与脉冲布袋除尘器连接，循环流化床反应器下部通过第二风动溜槽与脉冲布袋除尘器的底部连接，循环流化床反应器下部通过第一风动溜槽与新鲜仓出料管连接，脉冲布袋除尘器的顶部排烟出口通过除尘器后烟道连接烟囱上。
2.根据权利要求1所述的处理焙烧炉烟气的装置，其特征在于焙烧炉出口烟道上设有过滤器。
3.根据权利要求1所述的处理焙烧炉烟气的装置，其特征在于在循环流化床反应器下部内设有冷水喷水口，冷水喷水口通过管道与水泵连接。
4.根据权利要求1所述的处理焙烧炉烟气的装置，其特征在于脉冲布袋除尘器底部管道通过第三风动溜槽与气力提升机连接，气力提升机通过管道与返回仓连接，气力提升机通过管路与罗茨鼓风机连接，返回仓和第三风动溜槽通过管道与高压离心风机连接。
5.根据权利要求1所述的处理焙烧炉烟气的装置，其特征在于新鲜仓、第一风动溜槽和第二风动溜槽通过管道与高压离心风机连接。
6.根据权利要求1所述的处理焙烧炉烟气的装置，其特征在于在蓄热式焚烧炉的进口设有1号电动蝶阀，蓄热式焚烧炉的出口设有2号电动蝶阀，在除尘器烟道通向循环流化床反应器方向上设有3号电动蝶阀，在连接循环流化床反应器与脉冲布袋除尘器的管道上设有4号电动蝶阀，脉冲布袋除尘器的顶部排烟出口设有5号电动蝶阀，在引风机的进口处设有6号电动蝶阀，在引风机的出口设有7号电动蝶阀。
7.根据权利要求1所述的处理焙烧炉烟气的装置，其特征在于焙烧炉出口烟道、除尘器烟道、除尘器后烟道和烟囱与事故烟道连接，在与焙烧炉出口烟道连接的事故烟道端设有9号电动蝶阀，在与除尘器烟道连接的事故烟道端设有10号电动蝶阀，在与除尘器后烟道连接的事故烟道端设有8号电动蝶阀，在于烟囱连接的事故烟道端设有11号电动蝶阀。
8.根据权利要求7所述的处理焙烧炉烟气的装置，其特征在于在与焙烧炉出口烟道连接的事故烟道端设有事故喷水口，事故喷水口通过管路与水泵连接。
9.根据权利要求1所述的处理焙烧炉烟气的装置，其特征在于新鲜仓内的吸附剂为碱性颗粒，碱性颗粒为Ca（OH）2、CaCO3、MgCO3、Mg（OH）2和NaOH中的一种或多种的混合物；碱性颗粒粒径为1um-2cm。
10.根据权利要求1所述的处理焙烧炉烟气装置的处理方法，其特征在于当系统正常运行时，关闭阀门8号电动蝶阀、9号电动蝶阀、10号电动蝶阀和11号电动蝶阀，1号电动蝶阀、2号电动蝶阀、3号电动蝶阀、4号电动蝶阀、5号电动蝶阀、6号电动蝶阀和7号电动蝶阀打开，从焙烧炉来的焙烧烟气先经过焙烧炉出口烟道，进入过滤器、再进入蓄热式焚烧炉，再经过除尘器烟道进入循环流化床反应器，在循环流化床反应器中加入吸附剂，并通过水泵和冷水喷水口喷入部分水进行降温增湿，烟气和颗粒物的混合物进入脉冲布袋除尘器，完成气固分离的达标烟气经过除尘器后烟道和引风机，由烟囱排入大气。
11.根据权利要求10所述的处理焙烧炉烟气装置的处理方法，其特征在于吸附剂经过罐车输送到新鲜仓中，再经过新鲜仓上的旋转给料阀进入第一风动溜槽，输送到循环流化床反应器，在循环流化床反应器中与烟气混合一起进入脉冲布袋除尘器，在脉冲布袋除尘器内完成气固分离，分离下来吸附剂的一部分经过第三风动溜槽进入气力提升机，在罗茨鼓风机的作用下，将反应后的吸附剂提升到返回仓，再经过返回仓上的旋转给料阀输送到罐车中进行无害化处理。
12.根据权利要求11所述的处理焙烧炉烟气装置的处理方法，其特征在于从脉冲布袋除尘器分离下来吸附剂的一部分作为循环剂经过脉冲布袋除尘器上的旋转给料阀进入第二风动溜槽，再由第二风动溜槽输送到循环流化床反应器中。
13.根据权利要求11所述的处理焙烧炉烟气装置的处理方法，其特征在于当系统中蓄热式焚烧炉出现故障需要维修时，关闭1号电动蝶阀、2号电动蝶阀、8号电动蝶阀和11号电动蝶阀，打开9号电动蝶阀、10号电动蝶阀、3号电动蝶阀、4号电动蝶阀、5号电动蝶阀、6号电动蝶阀和7号电动蝶阀，烟气经过焙烧炉出口烟道、除尘器烟道、循环流化床反应器、脉冲布袋除尘器、除尘器后烟道、风机机，由烟囱排入大气。
14.根据权利要求10所述的处理焙烧炉烟气装置的处理方法，其特征在于当系统中脉冲布袋除尘器或物料输送出现故障时，关闭阀门3号电动蝶阀、5号电动蝶阀、9号电动蝶阀和11号电动蝶阀，打开1号电动蝶阀、2号电动蝶阀、10号电动蝶阀、8号电动蝶阀、6号电动蝶阀和7号电动蝶阀，烟气经过焙烧炉出口烟道、过滤器、蓄热式焚烧炉、除尘器烟道、事故烟道、引风机，由烟囱排入大气。
15.根据权利要求10所述的处理焙烧炉烟气装置的处理方法，其特征在于当烟道着火，或者蓄热式焚烧炉、脉冲布袋除尘器出现问题时，打开阀门9号电动蝶阀和11号电动蝶阀，关闭1号电动蝶阀、2号电动蝶阀、3号电动蝶阀、4号电动蝶阀、5号电动蝶阀、6号电动蝶阀、7号电动蝶阀、10号电动蝶阀和8号电动蝶阀，烟气由经过焙烧炉出口烟道、事故烟道，由烟囱排入大气。
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