CN108201781A - 基于钠基干法与低温scr脱硝的焦炉烟气综合治理系统 - Google Patents

基于钠基干法与低温scr脱硝的焦炉烟气综合治理系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统,包括降温机构、脱硫剂供给机构、脱硫塔、布袋除尘器、氨气供给机构和脱硝塔;所述降温机构的进气口与焦炉烟气的烟道连接,降温机构的出气口通过第一管道与所述脱硫塔进气口连接,所述脱硫剂供给机构连接在所述第一管道上,所述脱硫塔出气口与所述布袋除尘器进气口连接,所述布袋除尘器出气口通过第二管道与脱硝塔进气口连接,所述氨气供给机构连接在所述第二管道上,所述氨气供给机构与所述脱硝塔之间设有用于给烟气加热的再生炉。该系统结构简单、便于操作,对焦炉烟气中污染物的脱除效率高,系统不存在腐蚀性,可以长时间稳定运行,排放效应好和适应面广。

Description

基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统
技术领域
[0001] 本发明属于烟气处理技术领域,具体涉及一种基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦 炉烟气综合治理系统。
背景技术
[0002] 焦化行业属于污染较重的行业,2012年7月环保部颁发了《炼焦化学工业污染物排 放标准》,对焦化行业污染物排放有了明确规定。
[0003] 焦炉烟囱烟气排放作为焦化行业的重点污染排放源之一,已经引起了国家环保部 的高度重视。焦炉烟囱排放的污染物主要有三大类:S〇2、氮氧化物和烟尘。针对这三种污染 物的治理,己经有了诸多办法:S〇2的治理主要有千法(钠基、钙基等)、半干法(钠法、钙法 等)和湿法(钙法、氨法、钠法、镁法等);氮氧化物的治理主要有SCR、SNCR和低氮燃烧;烟尘 的治理主要有干法除尘和湿法除尘。
[0004] 目前,针对焦炉烟气处理工艺过程中,焦化行业半干法脱硫一般是放置于脱硝之 前,造成的温降将不利于脱硝催化剂的选取,对于烟气治理的投资成本将会增加,而且半干 法系统本身就具有腐蚀性,不利于设备长期稳定运行;湿法脱硫技术不仅系统复杂,设备较 多,而且系统对防腐的要求较高,对运行人员操作要求较高;干法脱硫中,钙法脱硫效率并 不高,活性焦法成本偏高,系统阻力偏大。
[0005] 焦化行业采用SNCR脱硝和低氮技术阻力较大,原因主要有以下两点:第一,SNCR脱 硝对温度和停留时间具有限制,焦炉工艺系统没有合理的位置;而低氮燃烧是从源头解决 问题的方法,但在国内该技术并不成熟,还未有比较成功的案例。
[0006] 焦化行业烟气选择湿式除尘多与湿法脱硫配合使用,要求烟气温度较低,防腐要 求较高,使用范围较为受限。
发明内容
[0007] 本发明的目的是为了克服现有焦炉烟气处理工艺中存在的上述缺陷,提供了基于 钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统,该系统可长时间稳定运行且无废液产 生,并具备系统设备简易、运行操作简单、排放效应好和适应面广等优势。
[0008] 本发明的技术方案是提供了基于钠基千法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系 统,包括降温机构、脱硫剂供给机构、脱硫塔、布袋除尘器、氨气供给机构和脱硝塔;所述降 温机构的进气口与焦炉烟气的烟道连接,降温机构的出气口通过第一管道与所述脱硫塔进 气口连接,所述脱硫剂供给机构连接在所述第一管道上,所述脱硫塔出气口与所述布袋除 尘器进气口连接,所述布袋除尘器出气口通过第二管道与脱硝塔进气口连接,所述氨气供 给机构连接在所述第二管道上,所述氨气供给机构与所述脱硝塔之间设有用于给烟气加热 的再生炉。
[0009] 进一步的,所述降温机构为余热锅炉,所述余热锅炉内设有蒸发器,所述余热锅炉 顶部设有汽包。
[0010] 进一步的,所述脱硫剂供给机构包括研磨机和脱硫剂储仓,所述脱硫剂储仓通过 给料器与所述研磨机的进料口连接,所述研磨机的出料口与所述第一管道连接。
[0011] 进一步的,所述研磨机上连接有喷射风机。
[0012] 进一步的,所述脱硫塔内部由进气口至出气口依次设有气流分布模块和高效传质 模块,所述气流分布模块包括导流板和分布有不同开孔率的多孔板。
[0013] 进一步的,所述氨气供给机构包括氨水蒸发器和氨水罐,所述氨水蒸发器设置在 所述第二管道上,所述氨水罐通过氨水泵与所述氨水蒸发器的进液口连接,所述氨水蒸发 器与所述布袋除尘器之间的第二管道上设有稀释风机。
[0014] 进一步的,所述脱硝塔的进气口处设有静态混合器和整流格栅,所述脱硝塔内部 沿烟气流动方向间隔设有多层低温脱销催化剂层。
[0015] 进一步的,所述静态混合器为格栅交错状。
[0016] 进一步的,所述脱硝塔的出气口连接有换热器,所述换热器的出水口与所述蒸发 器的进水口连接。
[0017] 进一步的,所述换热器的出气口通过增压风机连接烟囱,所述增压风机入口处设 有调节阀门,增压风机出口设有消音器。
[0018] 与现有技术相比,本发明的有益效果: (1)本发明提供的这种基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统结构简 单、便于操作,对焦炉烟气中污染物的脱除效率高,系统不存在腐蚀性,可以长时间稳定运 行,排放效应好和适应面广。
[0019] ⑵本发明提供的这种基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统中 将余热锅炉一分为二,将蒸发器放置在脱硫塔、脱硝塔之前,可有效调节脱硫除尘脱硝的运 行温度,而将换热器放在脱销塔之后,可以进一步的回收烟气热量,尽可能多的回收烟气的 热量,同时可以进一步利用换热器降低排放烟气温度,减少增压风机的选型规格,节约投资 成本。
[0020] (3)本发明提供的这种基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统中 将焦炉烟气进入脱硫塔前先与脱硫剂进行预混合反应,实现对S〇2的初步脱除;焦炉烟气进 入脱硫塔后,先经过气流分布模块,不仅有效加强焦炉烟气与脱硫剂的混合,还可以使焦炉 烟气在脱硫塔内均匀分布,避免局部高流速和“真空”现象;然后经过高效传质模块,使^炉 烟气中的S〇2与脱硫剂进行大面积充分接触,提高了脱硫效率。 ~
[0021]以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
[0022]图1是本发明基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统的结构示意 图。
[0023]附图标记说明:1、蒸发器;2、降温机构;3、汽包;4、研磨机;5、给料器;6、脱硫剂储 仓;7、喷射风机;S、脱硫塔;g、布袋除尘器;10、仓泵灰仓;n、氨水蒸发器;12、稀释风机;13、 氨水罐;14、氨水栗;15、助燃风机;16、再生炉;I7、静态混合器;18、整流格栅;19、脱硝塔; 20、低温脱硝催化剂层;21、换热器;22、调节阀门;23、增压风机;24、消音器;25、烟_。
具体实施方式
[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0025] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的 方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或 元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0026] 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者 隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含 地包括一个或者更多个该特征;在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或 两个以上。
[0027] 如图1所示,本实施例提供了一种基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治 理系统,包括降温机构2、脱硫剂供给机构、脱硫塔8、布袋除尘器9、氨气供给机构和脱硝塔 19;所述降温机构2的进气口与焦炉烟气的烟道连接,降温机构2的出气口通过第一管道与 所述脱硫塔8进气口连接,所述脱硫剂供给机构连接在所述第一管道上,所述脱硫塔8出气 口与所述布袋除尘器9进气口连接,所述布袋除尘器9出气口通过第二管道与脱硝塔19进气 口连接,所述氨气供给机构连接在所述第二管道上,所述氨气供给机构与所述脱硝塔19之 间设有用于给烟气加热的再生炉16。在焦炉烟气处理过程中,从地下烟道引出的焦炉烟气 先经过降温机构2将焦炉烟气的温度降至220°C左右从降温机构2的出气口经第一管道进入 脱硫塔8中,而与此同时,脱硫剂供给机构将脱硫剂送入第一管道内,脱硫剂与降温后的焦 炉烟气在进入脱硫塔8之前在第一管道中进行混合预反应,而后进入脱硫塔8内再进行强烈 的脱硫反应,实现对焦炉烟气中S02的脱除;然后焦炉烟气携带脱硫副产物和原焦炉烟气中 的烟尘两种颗粒物进入布袋除尘器9,脱除焦炉烟气中的颗粒物至15mg/Nm3以下,其中,布 袋除尘器9选用脱硫专用滤袋,该滤袋对脱硫副产物和原焦炉烟气中的烟尘有良好的适用 性,同时选取合理的过滤风速,取值约1. 〇m/s,兼顾布袋除尘器9的经济型和除尘效率,根据 不同焦炉烟气中3〇2浓度差异的特性,分别由吨袋收灰和仓栗灰仓10等方式供选择,灵活地 匹配不同焦炉烟气成分的变化;最后,脱硫除尘后的焦炉烟气经第二管道进入脱硝塔19,而 在焦炉烟气进入脱硝塔19之前,氨气供给机构提供氨气与脱硫除尘后的焦炉烟气混合,并 通过再生炉16对该混合的焦炉烟气进行升温,具体的,外部空气通过助燃风机15送入再生 炉16中,在再生炉16中与煤气燃烧放热而实现对焦炉烟气的升温;升温后的焦炉烟气与氨 气在脱硝塔19内进行脱硝反应,实现对焦炉烟气中氮氧化物的脱除。该系统结构简单、便于 操作,对焦炉烟气中污染物的脱除效率高,可以长时间稳定运行且无废液产生,系统不存在 腐蚀性,,排放效应好和适应面广。
[0028]细化的实施方式,所述降温机构2为余热锅炉,所述余热锅炉内设有蒸发器1,所述 余热锅炉顶部设有汽包3。进入余热锅炉内的焦炉烟气与蒸发器1中给水进行热交换,焦炉 烟气温度降至220°C左右从余热锅炉出口烟道出去,此过程中,蒸发器1中的给水逐渐变成 汽水混合物,而后进入汽包3,在汽包3中进行汽水分离,分离后的蒸汽输出至用户进行使 用,节约能源。而由于焦炉烟气温度存在波动性,为了保证余热锅炉出口焦炉烟气温度波动 在5°C内,在汽包3出口加装电动调试阀控制蒸汽压力,以此通过调节蒸汽品质来控制焦炉 烟气出口温度。进一步的,为了节约能源,蒸发器1所需的给水可通过换热器21对低温给水 升温而得,此时将换热器21与所述脱硝塔19的出气口连接,所述换热器21的出水口与所述 蒸发器1的进水口连接,经脱硝塔脱硝后的焦炉烟气通过换热器21进一步回收热量来给用 于供给蒸发器1的低温给水升温,同时还可降低排放烟气温度,节约成本。充分考虑系统的 抗腐蚀性,优选将蒸发器1采用热管形式。
[0029]具体的,所述脱硫剂供给机构包括研磨机4和脱硫剂储仓6,所述脱硫剂储仓6通过 给料器5与所述研磨机4的进料口连接,所述研磨机4的出料口与所述第一管道连接。粗颗粒 的脱硫剂储存在脱硫剂储仓6中,粗颗粒的脱硫剂经过给料器5送入研磨机4中研磨后再与 焦炉烟气进行混合,提高脱硫剂与焦炉烟气的反应效率;本实施例中脱硫剂选用小苏打,针 对脱硫剂小苏打的物性,由于小苏打粉在温度超过60°C就会缓慢热分解,为了防止研磨机4 超温,优选在所述研磨机4后方设置一喷射风机7,用于对研磨机4进行降温,同时对研磨机4 的分级轮和研磨锤速度进行合理设计。进一步的,为了防止研磨机4内部脱硫剂粘结,可在 研磨机4和喷射风机7上配置振动传感器,用于判断研磨机4和喷射风机7是否发生粘结;在 研磨机4腔体上开孔,配上计量泵对腔体喷射一定比例的溶剂,有效防止脱硫剂的粘结;在 研磨机4腔体上另开设在线清洗孔,当研磨机4和喷射风机7发生粘结时,从该在线清洗孔加 入一定量的清洗物料,从而可实现研磨机4长期稳定的运行;进一步可在该在线清洗孔出口 设置温度测点和成本脱硫剂取样口,用于检测在线清洗孔是否正常运行,研磨的脱硫剂是 否合格。
[0030] 较优的一种实施方式,所述脱硫塔8内部由进气口至出气口依次设有气流分布模 块和高效传质模块,气流分布模块由导流板和多孔板两者组成,导流板设计成弧形和直板 形,多孔板根据流场分布不同区域设计成不同开孔率,两者布置在合理位置,不仅能减小脱 硫塔的局部阻力,还能有效加强焦炉烟气与脱硫剂的混合,使焦炉烟气在脱硫塔内均匀分 布,避免局部高流速和“真空”现象;而将高效传质模块设置于气流分布模块之后,使焦炉烟 气中的S02与脱硫剂进行大面积充分接触,加强了焦炉烟气中的S02与脱硫剂接触反应,提高 了脱硫效率。
[0031] 具体的,所述氨气供给机构包括氨水蒸发器11和氨水罐13,所述氨水蒸发器11设 置在所述第二管道上,所述氨水罐13通过氨水栗14与所述氨水蒸发器11的进液口连接,所 述氨水蒸发器11与所述布袋除尘器9之间的第二管道上设有稀释风机12。氨水罐13中的氨 水通过氨水泵14送入氨水蒸发器11,蒸发出来的氨气与稀释风机12来的脱硫除尘后的焦炉 烟气混合再一并进入脱硝塔19,提高了脱硝效率。
[0032] 较优的一种实施方式,所述脱硝塔19的进气口处设有静态混合器17和整流格栅 18,所述脱硝塔19内部沿烟气流动方向间隔设有多层低温脱销催化剂层20,所述静态混合 器17设计成格栅交错状,保证焦炉烟气中氨氮比小于±5%,而整流格栅18根据入口焦炉烟 气条件合理设计格栅长度和单个格栅截面大小,保证焦炉烟气在脱硝塔截面上均匀分布, 流速不均匀度小于15%,根据除尘后烟气中的水分、S02浓度、颗粒物浓度、烟气温度等指标, 对低温脱销催化剂层20成分进行合理配比,保证低温脱销催化剂层20能在该烟气条件下长 期稳定高效地运行。而对于脱硝后的焦炉烟气,在所述脱硝塔19的出气口进汝节 所述换热器21的出气口通过增压风机23连接烟囪25,焦炉烟气经增压风机23从烟肉25达= 排放,有效避免了环境污染,而通过换热器21进一步回收焦炉烟气的热量,降低排放焦炉烟 气温度,减少增压风机23的选型规格,节约了投资成本。进一步的,在所述增压风机23入口 处设有调节阀门22,用于调节该系统处理的烟气量和压力,所述增压风机23出口设有消音 器24,用于减弱增压风机23产生的噪音,并使噪音满足规范要求。
[0033]综上所述,本发明提供的这种钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统 结构简单、便于操作,对焦炉烟气中污染物的脱除效率高,系统不存在腐蚀性,可以长时间 稳定运行,排放效应好和适应面广。
[0034]以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范闱 是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。 喂制,凡

Claims (10)

1.基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统,其特征在于:包括降温机构 (2)、脱硫剂供给机构、脱硫塔⑻、布袋除尘器⑼、氨气供给机构和脱硝塔(19);所述降温 机构⑵的进气口与焦炉烟气的烟道连接,降温机构(2)的出气口通过第一管道与所述脱硫 塔(8)进气口连接,所述脱硫剂供给机构连接在所述第一管道上,所述脱硫塔(8)出气口与 所述布袋除尘器⑼进气口连接,所述布袋除尘器(9)出气口通过第二管道与脱硝塔(19)进 气口连接,所述氨气供给机构连接在所述第二管道上,所述氨气供给机构与所述脱硝塔 (19)之间设有用于给烟气加热的再生炉(16)。
2.如权利要求1所述的基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统,其特征 在于:所述降温机构⑵为余热锅炉,所述余热锅炉内设有蒸发器(1),所述余热锅炉顶部设 有汽包⑶。
3.如权利要求1所述的基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统,其特征 在于:所述脱硫剂供给机构包括研磨机⑷和脱硫剂储仓(6),所述脱硫剂储仓(6)通过给料 器(5)与所述研磨机^!)的进料口连接,所述研磨机⑷的出料口与所述第一管道连接。
4.如权利要求3所述的基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统,其特征 在于:所述研磨机⑷上连接有喷射风机0^)。
5.如权利要求1所述的基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统,其特征 在于:所述脱硫塔(8)内部由进气口至出气口依次设有气流分布模块和高效传质模块,所述 气流分布模块包括导流板和分布有不同开孔率的多孔板。 '
6.如权利要求1所述的基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统,其特征 在于:所述氨气供给机构包括氨水蒸发器(11)和氨水罐(13),所述氨水蒸发器(11)设置在 所述第二管道上,所述氨水罐(1¾通过氨水泵(14)与所述氨水蒸发器(U)的进液口连接, 所述氨水蒸发器(11)与所述布袋除尘器(9)之间的第二管道上设有稀释风机(12)。
7.如权利要求1所述的基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统,其特征 在于:所述脱硝塔a9)的进气口处设有静态混合器(I7)和整流格栅(is),所述^硝塔a9) 内部沿烟气流动方向间隔设有多层低温脱销催化剂层(20)。
8.如权利要求7所述的基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统,其特征 在于:所述静态混合器(17)为格栅交错状。 ’、…、
9.如权利要求2所述的基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统,其特征 在于:所述脱硝塔(I9)的出气口连接有换热器(21),所述换热器(21)的出水口^所g蒸发 器⑴的进水口连接。
10.如权利要求9所述的基于钠基干法与低温SCR脱硝的焦炉烟气综合治理系统,其特 征在于:所述换热器(21)的出气口通过增压风机(23)连接烟囱(25),所述增压风机(23)入 口处设有调节阀门(22),增压风机(23)出口设有消音器(24)。 ^ '
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