CN107899415A - 一种焦炉烟气宽负荷脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦炉烟气宽负荷脱硝装置，包括脱硝烟道、燃烧系统、氨水直喷系统、压力平衡系统、焦尘过滤系统、催化反应系统、水汽系统和引风系统，本发明采用焦炉烟气/热空气混合物在脱硝烟道内置的燃烧器燃烧焦炉煤气产生低氮高温烟气，通过内置的均混器直接混合方式加热焦炉烟气，然后通过氨水直喷雾化形成氨气/烟气混合物，同时利用过滤器和惯性分离吸附焦油和分离焦尘，最后不同负荷烟气经过挡板切换和插板启闭在分区脱硝搭内实现宽负荷脱硝反应，脱硝后的烟气再通过引风机抽吸进入烟囱排放至大气。本发明的装置具有设备紧凑、操作灵活、可连续运行、适应不同负荷、投资和运行成本低的特点。

Description

一种焦炉烟气宽负荷脱硝装置

技术领域

本发明属于大气污染物控制技术领域，具体涉及一种焦炉烟气宽负荷脱硝装置。

技术背景

随着最新《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)的出台，炼焦炉只有采用更先进的脱硝装置进行烟气脱硝，才能满足更为严格的氮氧化物排放要求。目前，SCR脱硝技术在电力行业已经被证实是最高效的烟气脱硝技术之一，如果将该技术应用于焦化行业，必将大大降低焦炉烟气氮氧化物的排放浓度，达到日趋严格的排放标准。

但是，炼焦炉具有满足其自身工艺要求的结构特点，焦炉烟气具有不同于燃煤锅炉烟气的温度和成分特性，具体体现在以下几个方面：(1)常规的2×65孔焦炉烟道布置在地下空间，分两路对称引出至烟囱，烟气的流动阻力依靠烟囱的自拔力克服；(2)焦炉排烟温度较高，通常在200～300℃；(3)由于存在串炉等现象，焦炉烟气通常含有焦油和焦尘，焦油容易附着在受热面和烟道表面，焦尘容易堵塞空隙。因此，如果将常规脱硝装置直接应用于焦炉烟气的脱硝，肯定会产生以下不利影响：(1)烟气温度达不到反应要求，催化剂催化效率得不到有效发挥，脱硝效率长期处于极低的水平；(2)焦油容易黏在催化剂表面，焦尘会堵塞催化剂空隙，影响催化剂使用寿命；(3)增加的脱硝装置会影响两侧焦炉烟道的阻力平衡，从而影响焦炉的正常运行；(4)新增的脱硝装置还会显著增加烟气的流动阻力，此时烟囱的自拔力无法克服新增的阻力，而且排烟温度降低也会降低烟囱的自拔力。

因此，有必要在常规脱硝装置的基础上，针对焦炉烟道和焦炉烟气的特点，耦合新的技术，研发新的焦炉烟气脱硝装置。

发明内容

发明目的：本发明针对焦炉烟气采用常规SCR脱硝方法时存在由于温度低而导致脱硝效率过低、焦油堵塞催化剂等问题，结合焦炉烟气和炼焦工艺特点，提供了一种焦炉烟气的宽负荷脱硝装置。

技术方案：为解决上述问题本发明提供了一种焦炉烟气的宽负荷脱硝装置，包括脱硝烟道、燃烧系统、氨水直喷系统、压力平衡系统、焦尘过滤系统、催化反应系统、水汽系统和引风系统，其中：

所述脱硝烟道包括依次相连的原焦炉烟道、竖井烟道、转向烟道和水平烟道；

所述燃烧系统包括过滤器、混合器、再循环风机、送风机、均混器、导流肋片、烧焦门和燃烧器，所述过滤器一端与竖井烟道相连，另一端一起连接混合器、再循环风机和燃烧器燃烧风入口；所述均混器与燃烧器同轴相连并横跨置于竖井烟道两侧板；所述送风机与燃烧器的冷风入口相连；所述导流肋片一端与燃烧器外侧相连，另一端与竖井烟道侧板相连，烧焦门布置于均混器与竖井烟道侧板相连侧，所述燃烧系统，用于燃烧焦炉煤气产生高温烟气，并通过直接掺混方式加热焦炉烟气；

所述氨水直喷系统包括依次相连的氨水注射泵、水蒸汽入口和雾化喷枪，所述雾化喷枪的出口端设置于竖直烟道中并设置于燃烧器的上方；其用于将来自焦化车间的氨水雾化成微小液滴，采用来自脱硝烟道的焦炉烟气热量将氨水液滴蒸发成氨气，并与焦炉烟气完全混合；

所述压力平衡系统设置于水平烟道内，用于平衡脱硝烟道两侧的烟气阻力；

所述焦尘过滤系统与水平烟道相连，包括A、B两路系统，以水平烟道的中心线为对称轴呈对称布置，用于对来自水平烟道的焦炉烟气中的焦油和焦尘成分分别进行过滤和分离，并将焦尘排出；焦炉烟气从原焦炉烟道中引出输送至燃烧系统、氨水直喷系统和压力平衡系统，最后输送到焦尘过滤系统；

所述催化反应系统，与所述焦尘过滤系统相连，用于对来自焦尘过滤系统的焦炉烟气进行脱硝反应；

所述水汽系统与所述催化反应系统相连，用于对来自催化反应系统的焦炉烟气进行冷却，并将给水加热至水蒸汽；

所述引风系统与所述水汽系统相连，用于将来自水汽系统的焦炉烟气引流至烟囱，并排放至大气。

其中，所述的脱硝烟道包括对称的两个管路，每个管路均包括依次连接的原焦炉烟道、竖井烟道、转向烟道和水平烟道，竖井烟道从原焦炉烟道顶部竖直引出，然后通过转向烟道与水平烟道相连，在转向烟道内安装有导流板。

所述的压力平衡系统包括永磁铁、活动挡板和弹簧，放置于水平烟道内，弹簧一端与水平烟道下侧壁面相连，另一端与活动挡板相连，活动挡板另一端被放置在水平烟道外部的永磁铁吸引。

所述的焦尘过滤系统的每路系统包括切换挡板、连接烟道、焦尘过滤器、人孔门、隔离板、排灰口和过滤室，其中，所述连接烟道一端与水平烟道相连，另一端与焦尘过滤器相连，切换挡板一端以转轴方式在两路连接烟道的公共壁面处连接，另一端可分别转至水平烟道出口处的两个壁面，隔离板将过滤室分成入口室和出口室，焦尘过滤器布置于入口室内，排灰口设置于过滤室下部；当焦炉负荷在20～40％时，所述切换挡板关闭B路焦尘过滤系统，当焦炉负荷在40～75％时，切换挡板关闭A路焦尘过滤系统。

所述的催化反应系统包括反应塔、整流器、催化剂、插板和分隔板，反应塔内部沿水平方向被分隔板分割成大小两部分，体积比为2:1，小体积反应塔入口与A路焦尘过滤系统出口相连，大体积反应塔入口与B路焦尘过滤系统出口相连，塔体沿竖直方向依次布置一层整流器和三层催化剂，其中一层催化剂为空置层，插板布置在塔体顶部，与分隔板在同一竖直线，所述插板的开闭状态取决于焦炉的负荷，当焦炉负荷在75～100％时，插板处于开启状态，当焦炉负荷在20～75％时，插板处于关闭状态。

所述的水汽系统包括给水泵和换热器，给水泵出口与换热器给水端进口相连，换热器蒸汽端出口分别与蒸汽母管和雾化喷枪水蒸汽入口相连。

所述的引风系统包括引风机和烟囱，换热器烟气端出口与引风机入口相连，引风机出口与烟囱进口相连。

所述燃烧器的燃烧室共分两层，内层为耐火材料层，厚度为50～100mm，外层为空冷层，由螺旋叶片旋转分割成冷风和热风通道组成。

为了实现对烟气更好的除尘脱硝效果，上述的脱硝装置至少具有一套氨水直喷系统。在具体应用过程中，可以根据现场施工情况合理安排氨水直喷系统的个数。优选地，所述雾化喷枪布置个数由烟道尺寸而定，每个雾化喷枪间距保持在800～1200mm，雾化喷枪的喷射点在烟道正中间，喷射方向与焦炉烟气顺流。

优选地，焦尘过滤器为蜂窝状陶瓷过滤器，最高工作温度<1600℃。

在应用过程中，首先根据焦炉的负荷决定插板的启闭状态，当焦炉负荷在75～100％时，插板处于开启状态。此时，焦炉烟气从原焦炉烟道进入竖井烟道，一部分烟气在高温风机的抽吸作用下，依次通过过滤器和混合器。在过滤器内，焦炉烟气被去除焦油；在混合器内，焦炉烟气与被燃烧器加热后的空气混合，氧浓度达到10～16％。然后，烟气进入燃烧器，与同时送入的焦炉煤气在燃烧室内发生低氮燃烧反应，产生温度为800～1100℃的高温烟气。这些高温烟气与一部分焦炉烟气在均混器中混合，形成温度为310～380℃的焦炉烟气。另一部分焦炉烟气在导流肋片的引流作用下，环绕燃烧器外壁均匀流过燃烧器，在降低燃烧器壁温的同时被加热。

来自焦化车间质量浓度为5％～15％的氨水被加压泵送入雾化喷枪，在水蒸汽的雾化作用下形成微小液滴，并与加热后的焦炉烟气直接接触，在此过程中，氨水液滴吸收烟气热量，蒸发成氨气和水蒸汽。在转向烟道导流板的作用下，氨气与焦炉烟气充分混合，形成氨气/焦炉烟气混合物，进入水平烟道。当两侧烟道压力不平衡时，调整压降大侧水平烟道上部的永磁铁，使烟道内部活动挡板的倾角变化，从而平衡两侧烟道的压降。

从水平烟道出来的焦炉烟气通过连接烟道进入B路焦尘过滤系统，此时切换挡板关闭A路管路，烟气通过放置在入口室的过滤器，去除焦油后进入过滤室，烟气经过180°转向流入出口室，焦尘在惯性力作用下被分离下来并流到排灰口。

焦炉烟气从焦尘过滤系统进入催化反应系统，烟气流过整个反应塔，依次通过整流器和催化剂，发生脱硝反应，焦炉烟气中的氮氧化物与氨气在催化剂的作用下，生成氮气和水。脱硝后的烟气通过换热器，发生热量交换，焦炉烟气放出热量后温度降低至150～170℃，给水吸收热量后变成水蒸汽，大部分进入焦化车间热管网，一部分进入氨水直喷系统作为雾化介质雾化氨水。从换热器出来的焦炉烟气在引风机的抽吸作用下从烟囱排放至大气。

当焦炉负荷在40～75％时，插板处于关闭状态，切换挡板关闭A路管路，焦炉烟气从B路进入焦尘过滤系统和催化反应系统大截面的反应塔。当焦炉负荷在20～40％时，插板处于关闭状态，切换挡板关闭B路管路，焦炉烟气从A路进入焦尘过滤系统和催化反应系统和催化反应系统小截面的反应塔。

当A路侧的过滤器由于焦油吸附量过多导致流动阻力增加时，切换挡板关闭A路管路，焦炉烟气从B路进入焦尘过滤系统和催化反应系统。此时需要打开A路侧的人孔门，将过滤器从入口室逐一取出，同时打开燃烧系统的烧焦们，把过滤器模块放入燃烧室燃烧，当附着在过滤器表面的焦油烧完后，取出过滤器冷却，并将另一个过滤器模块放入燃烧室燃烧，重复以上操作，直至所有的过滤器被清除焦油，然后又将过滤器逐一放入A路侧焦尘过滤系统，关闭人孔门。

当B路侧的过滤器由于焦油吸附量过多导致流动阻力增加时，切换挡板关闭B路管路，焦炉烟气从A路进入焦尘过滤系统和催化反应系统，并重复以上过程去除B路侧过滤器的焦油。

有益效果：与常规的烟气脱硝装置相比，本发明具有如下的特色及优点:

(1)常规的烟气加热型脱硝装置通常都将燃烧器布置在大气环境中，为保证燃烧室外壁处于安全温度，通常需要较厚的耐火层和保温层，这会导致燃烧器尺寸较大，占据较大空间，本发明燃烧器的燃烧室布置在脱硝烟道内部，燃烧室只有一层耐火层和空冷层，外壁又布置引流肋片，这样的构造既可以降低耐火层厚度，又可以预热空气，消除壁面散热损失，大大减小了燃烧器的尺寸，提高了燃烧效率，减少了投资和运行成本。

(2)常规的烟气脱硝装置通常需要在脱硝烟道外部设置独立的氨水蒸发装置，同时在脱硝烟道内设置喷氨格栅，这会增大设备布置空间，增加管路复杂性，采用电加热的氨水蒸发装置还需要消耗较多电能，本发明将氨水喷枪直接布置在烟道内，利用烟气显热蒸发氨水成氨气，并通过长烟道多喷点布置强化混合，减小了设备尺寸，简化了系统布置，有助于降低投资费用。

(3)针对焦炉烟气含焦油的特点，本发明对脱硝前的焦炉烟气采用蜂窝状陶瓷过滤器吸附焦油，以减少焦油对催化剂和受热面的不利影响，这样可以延长这些关键设备的使用寿命，降低运行成本，同时，通过挡板门切换和在燃烧器焚烧，吸附饱和的过滤器还可以进行在线再生，这样的布置方法实现了过滤器在不影响焦炉和脱硝装置运行前提下的在线更换和再生，保证了焦炉设备和脱硝装置的连续运行，显著提高了过滤器的使用寿命。

(4)常规的脱硝装置只能运行在中、高负荷，低负荷运行时往往脱硝效率低，这主要是由于低负荷时烟气温度和烟气流速达不到脱硝反应对流场的要求，而本发明将脱硝装置按比例分区，通过挡板切换和插板启闭将不同流量烟气引入不同面积区域，确保烟气流速在脱硝反应要求的合理范围内，同时烟气温度还可以通过燃烧器进行调节，真正实现了焦炉高、中、低负荷的全负荷运行。

(5)本发明采用永磁铁调节弹簧活动挡板来平衡两侧焦炉烟道的阻力，这种调节方式不需要设置机械转动部件，可以通过非接触方式微调活动挡板开度，在确保挡板灵活调节的前提下提高了烟道的严密性。

附图说明

图1是本发明实施例的一种焦炉烟气宽负荷脱硝装置主视图，其中有：原焦炉烟道1、竖井烟道2、过滤器3、混合器4、燃烧器5、热风出口6、再循环风机7、烧焦门8、冷风进口9、燃烧风入口10、均混器11、水蒸汽入口12、送风机13、耐火层14、空冷层15、雾化喷枪16、氨水注射泵17、转向烟道18、导流板19、永磁铁20、活动挡板21、水平烟道22、弹簧23、切换挡板24、整流器25、催化剂26、换热器27和给水泵28。

图2是本发明实施例的一种焦炉烟气宽负荷脱硝装置左视图，其中有：换热器27、人孔门31、焦尘过滤器32、入口室33、隔离板34、过滤室35、排灰口36、出口室37、反应塔38、插板39、分隔板40、引风机41和烟囱42。

图3是本发明实施例的一种焦炉烟气宽负荷脱硝装置俯视图，其中有：活动挡板21、水平烟道22、弹簧23、切换挡板24、焦尘过滤器32、隔离板34、分隔板40和连接烟道43。

图4是本发明实施例的一种焦炉烟气宽负荷脱硝装置A-A向视图，其中有：上升烟道2、热风出口6、烧焦门8、冷风进口9、均混器11、耐火层14、空冷层15、导流肋片29和燃烧室30。

具体实施方式

下面通过实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

本实施例提供了一种焦炉烟气宽负荷脱硝装置，由脱硝烟道、燃烧系统、氨水直喷系统、压力平衡系统、焦尘过滤系统、催化反应系统、水汽系统和引风系统构成。

其中，脱硝烟道用于将原焦炉烟道1的烟气引至焦尘过滤系统，包括原焦炉烟道1、竖井烟道2、转向烟道18和水平烟道22。其中，竖井烟道2从原焦炉烟道1顶部竖直引出，然后通过转向烟道18与水平烟道22相连，在转向烟道18内安装有导流板19。

燃烧系统与所述脱硝烟道相连，用于燃烧焦炉煤气产生高温烟气，并通过直接掺混加热焦炉烟气，包括过滤器3、混合器4、再循环风机7、送风机13、均混器11、导流肋片29、烧焦门8和燃烧器5。其中，过滤器3一端与竖井烟道2连接，另一端与混合器4相连，送风机13出口端与燃烧器5冷风进口9相连，燃烧器5热风出口6与混合器4相连，混合器4出口端与再循环风机7相连，再循环风7机出口端与燃烧器5燃烧风入口10相连，燃烧器5与均混器11同轴相连，并横跨置于竖井烟道2两侧板，导流肋片29一端与燃烧器5外侧相连，另一端与竖井烟道2侧板相连，烧焦门8布置于均混器11与竖井烟道2侧板相连侧。

氨水直喷系统与脱硝烟道和水汽系统相连，用于将来自焦化车间的氨水雾化成微小液滴，采用来自脱硝烟道的焦炉烟气热量将氨水液滴蒸发成氨气，并与焦炉烟气完全混合，包括氨水注射泵17、水蒸汽入口12和雾化喷枪16，雾化喷枪16一端分别与氨水注射泵17和水蒸汽入口12相连，另一端并列放置于烟道内。

压力平衡系统与脱硝烟道相连，用于平衡脱硝烟道两侧的烟气阻力，包括永磁铁20、活动挡板21和弹簧23，放置于水平烟道22内，弹簧23一端与水平烟道22下部壁面相连，另一端与活动挡板21相连，活动挡板21另一端被放置在水平烟道22上部的永磁铁20吸引。

焦尘过滤系统以水平烟道的中心线为对称轴分A、B两路系统对称布置，用于对来自脱硝烟道的焦炉烟气中的焦油和焦尘成分分别进行过滤和分离，并将焦尘排出，每路系统包括切换挡板24、连接烟道43、焦尘过滤器32、人孔门31、隔离板34、入口室33、出口室37、排灰口36和过滤室35。其中，连接烟道43一端与水平烟道22相连，另一端与焦尘过滤器32相连，切换挡板24一端以转轴方式在两路连接烟道43的公共壁面处连接，另一端可分别转至水平烟道22出口处的两个壁面，隔离板34将过滤室35分成入口室33和出口室37，入口室33布置焦尘过滤器32，滤器为蜂窝状陶瓷过滤器，最高工作温度<1600℃，过滤室35下部与排灰口36相连。

催化反应系统与焦尘过滤系统相连，用于对来自焦尘过滤系统的焦炉烟气进行脱硝反应，包括反应塔38、整流器25、催化剂26、插板39和分隔板40。其中，反应塔38内部沿水平方向被分隔板分割成大小两部分，体积比为2:1，小体积反应塔入口与A路焦尘过滤系统出口相连，大体积反应塔入口与B路焦尘过滤系统出口相连，塔体沿竖直方向依次布置一层整流器25和三层催化剂26，其中一层催化剂为空置层，插板布置在塔体顶部，与分隔板40在同一竖直线。

水汽系统与催化反应系统相连，用于对来自催化反应系统的焦炉烟气进行冷却，并将给水加热至水蒸汽，包括给水泵28和换热器27。其中，给水泵28出口与换热器27给水端进口相连，换热器27蒸汽端出口分别与蒸汽母管和雾化喷枪水蒸汽入口12相连。

引风系统与水汽系统相连，用于将来自水汽系统的焦炉烟气引流至烟囱，并排放至大气，包括引风机41和烟囱42。其中，换热器27烟气端出口与引风机41入口相连，引风机41出口与烟囱42进口相连。

本实施例针对2×65孔焦炉，单台焦炉产烟气量为150000Nm³/h，烟气温度260℃，氮氧化物原始排放浓度1000mg/Nm³。具体实施步骤如下：

(1)当焦炉负荷在75～100％时，插板39处于开启状态。此时，焦炉烟气从原焦炉烟道1进入竖井烟道2，一部分烟气在再循环风机7的抽吸作用下，依次通过过滤器3和混合器4。在过滤器3内，焦炉烟气被去除焦油；在混合器4内，焦炉烟气与被燃烧器加热后的空气混合，氧浓度达到10～16％。然后，烟气进入燃烧器5，与同时送入的焦炉煤气在燃烧室内发生低氮燃烧反应，产生温度为800～1100℃的高温烟气。这些高温烟气与一部分焦炉烟气在均混器11中混合，形成温度为310～380℃的焦炉烟气。另一部分焦炉烟气在导流肋片29的引流作用下，环绕燃烧器5外壁均匀流过燃烧器，在降低燃烧器壁温的同时被加热。

(2)来自焦化车间质量浓度为5％～15％的氨水被氨水注射泵17送入雾化喷枪16，在水蒸汽的雾化作用下形成微小液滴，并与加热后的焦炉烟气直接接触，在此过程中，氨水液滴吸收烟气热量，蒸发成氨气和水蒸汽。在转向烟道导流板19的作用下，氨气与焦炉烟气充分混合，形成氨气/焦炉烟气混合物，进入水平烟道22。当两侧烟道压力不平衡时，调整压降大侧水平烟道上部的永磁铁20，使烟道内部活动挡板21的倾角变化，从而平衡两侧烟道的压降。

(3)从水平烟道出来的焦炉烟气通过连接烟道进入B路焦尘过滤系统，此时切换挡板24关闭A路管路，烟气通过放置在入口室33的过滤器32，去除焦油后进入过滤室35，烟气经过180°转向流入出口室37，焦尘在惯性力作用下被分离下来并流到排灰口36。

(4)焦炉烟气从焦尘过滤系统进入催化反应系统，烟气流过整个反应塔38，依次通过整流器25和催化剂26，发生脱硝反应，焦炉烟气中的氮氧化物与氨气在催化剂的作用下，生成氮气和水。脱硝后的烟气通过换热器27，发生热量交换，焦炉烟气放出热量后温度降低至150～170℃，给水吸收热量后变成水蒸汽，大部分进入焦化车间热管网，一部分进入氨水直喷系统作为雾化介质雾化氨水。从换热器27出来的焦炉烟气在引风机41的抽吸作用下从烟囱42排放至大气。

(5)当焦炉负荷在40～75％时，插板39处于关闭状态，切换挡板24关闭A路管路，焦炉烟气从B路进入焦尘过滤系统和催化反应系统大截面的反应塔38。当焦炉负荷在20～40％时，插板39处于关闭状态，切换挡板24关闭B路管路，焦炉烟气从A路进入焦尘过滤系统和催化反应系统小截面的反应塔38。

(6)当A路侧的焦尘过滤器32由于焦油吸附量过多导致流动阻力增加时，切换挡板24关闭A路管路，焦炉烟气从B路进入焦尘过滤系统和催化反应系统。此时需要打开A路侧的人孔门31，将焦尘过滤器32从入口室33逐一取出，同时打开燃烧系统的烧焦们8，把过滤器模块放入燃烧室燃烧，当附着在焦尘过滤器32表面的焦油烧完后，取出焦尘过滤器32冷却，并将另一个焦尘过滤器32模块放入燃烧室燃烧，重复以上操作，直至所有的过滤器被清除焦油，然后又将焦尘过滤器逐一放入A路侧焦尘过滤系统，关闭人孔门31。

(7)当B路侧的焦尘过滤器32由于焦油吸附量过多导致流动阻力增加时，切换挡板24关闭B路管路，焦炉烟气从A路进入焦尘过滤系统和催化反应系统，并重复以上过程去除B路侧焦尘过滤器32的焦油。

本发明采用焦炉烟气/热空气混合物在脱硝烟道内置的燃烧器燃烧焦炉煤气产生低氮高温烟气，通过内置的均混器直接混合方式加热焦炉烟气，然后通过氨水直喷雾化形成氨气/烟气混合物，同时利用过滤器和惯性分离吸附焦油和分离焦尘，最后不同负荷烟气经过挡板切换和插板启闭在分区脱硝搭内实现宽负荷脱硝反应，脱硝后的烟气再通过引风机抽吸进入烟囱排放至大气。本发明的装置具有设备紧凑、操作灵活、可连续运行、适应不同负荷、投资和运行成本低的特点。

Claims (10)

1.一种焦炉烟气的宽负荷脱硝装置，其特征在于，包括脱硝烟道、燃烧系统、氨水直喷系统、压力平衡系统、焦尘过滤系统、催化反应系统、水汽系统和引风系统，其中：

所述脱硝烟道包括依次相连的原焦炉烟道、竖井烟道、转向烟道和水平烟道；

所述燃烧系统包括过滤器、混合器、再循环风机、送风机、均混器、导流肋片、烧焦门和燃烧器，所述过滤器一端与竖井烟道相连，另一端一起连接混合器、再循环风机和燃烧器燃烧风入口；所述均混器与燃烧器同轴相连并横跨置于竖井烟道两侧板；所述送风机与燃烧器的冷风入口相连；所述导流肋片一端与燃烧器外侧相连，另一端与竖井烟道侧板相连，烧焦门布置于均混器与竖井烟道侧板相连侧；

所述氨水直喷系统包括依次相连的氨水注射泵、水蒸汽入口和雾化喷枪，所述雾化喷枪的出口端设置于竖直烟道中并设置于燃烧器的上方；

所述压力平衡系统设置于水平烟道内，用于平衡脱硝烟道两侧的烟气阻力；

所述焦尘过滤系统与水平烟道相连，包括A、B两路系统，以水平烟道的中心线为对称轴呈对称布置，用于对来自水平烟道的焦炉烟气中的焦油和焦尘成分分别进行过滤和分离，并将焦尘排出；

所述催化反应系统，与所述焦尘过滤系统相连，用于对来自焦尘过滤系统的焦炉烟气进行脱硝反应；

所述水汽系统与所述催化反应系统相连，用于对来自催化反应系统的焦炉烟气进行冷却，并将给水加热至水蒸汽；

所述引风系统与所述水汽系统相连，用于将来自水汽系统的焦炉烟气引流至烟囱，并排放至大气。

2.根据权利要求1所述的焦炉烟气的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述的脱硝烟道包括对称的两个管路，每个管路均包括依次连接的原焦炉烟道、竖井烟道、转向烟道和水平烟道，竖井烟道从原焦炉烟道顶部竖直引出，然后通过转向烟道与水平烟道相连，在转向烟道内安装有导流板。

3.根据权利要求1所述的焦炉烟气的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述的压力平衡系统包括永磁铁、活动挡板和弹簧，放置于水平烟道内，弹簧一端与水平烟道下侧壁面相连，另一端与活动挡板相连，活动挡板另一端被放置在水平烟道外部的永磁铁吸引。

4.根据权利要求1所述的焦炉烟气的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述的焦尘过滤系统的每路系统包括切换挡板、连接烟道、焦尘过滤器、人孔门、隔离板、排灰口和过滤室，其中，所述连接烟道一端与水平烟道相连，另一端与焦尘过滤器相连，切换挡板一端以转轴方式在两路连接烟道的公共壁面处连接，另一端可分别转至水平烟道出口处的两个壁面，隔离板将过滤室分成入口室和出口室，焦尘过滤器布置于入口室内，排灰口设置于过滤室下部；当焦炉负荷在20～40％时，所述切换挡板关闭B路焦尘过滤系统，当焦炉负荷在40～75％时，切换挡板关闭A路焦尘过滤系统。

5.根据权利要求1所述的焦炉烟气的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述的催化反应系统包括反应塔、整流器、催化剂、插板和分隔板，反应塔内部沿水平方向被分隔板分割成大小两部分，体积比为2:1，小体积反应塔入口与A路焦尘过滤系统出口相连，大体积反应塔入口与B路焦尘过滤系统出口相连，塔体沿竖直方向依次布置一层整流器和三层催化剂，其中一层催化剂为空置层，插板布置在塔体顶部，与分隔板在同一竖直线，所述插板的开闭状态取决于焦炉的负荷，当焦炉负荷在75～100％时，插板处于开启状态，当焦炉负荷在20～75％时，插板处于关闭状态。

6.根据权利要求1所述的焦炉烟气的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述的水汽系统包括给水泵和换热器，给水泵出口与换热器给水端进口相连，换热器蒸汽端出口分别与蒸汽母管和雾化喷枪水蒸汽入口相连。

7.根据权利要求1所述的焦炉烟气的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述的引风系统包括引风机和烟囱，换热器烟气端出口与引风机入口相连，引风机出口与烟囱进口相连。

8.根据权利要求1所述的焦炉烟气的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述燃烧器的燃烧室共分两层，内层为耐火材料层，厚度为50～100mm，外层为空冷层，由螺旋叶片旋转分割成冷风和热风通道组成。

9.根据权利要求1所述的焦炉烟气的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述雾化喷枪布置个数由烟道尺寸而定，每个雾化喷枪间距保持在800～1200mm，雾化喷枪的喷射点在烟道正中间，喷射方向与焦炉烟气顺流。

10.根据权利要求1所述的焦炉烟气的宽负荷脱硝装置，其特征在于，所述焦尘过滤器为蜂窝状陶瓷过滤器，最高工作温度<1600℃。