CN108568207A - 一种高效节能的烧结烟气多污染物净化工艺 - Google Patents
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Abstract
一种高效节能的烧结烟气多污染物净化工艺，属于工业烟气多污染物一体化净化领域。主要包括以下几个部分：其特征在于，包括烧结机(1)、除尘与脱硫装置(2)、CO催化氧化装置(3)、SCR脱硝反应器(4)等部分组成，其中CO催化氧化装置可实现CO的催化氧化升温而无害化。本发明涉及的工艺具有适用范围广，节能环保，对现有工艺等优点，且具有良好的经济性和潜在的工业应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种烧结烟气多污染物的净化工艺，属于工业烟气多污染物一体化净化领域。
背景技术
工业化的快速发展，城市化的快速进行。与此同时，大量的工业排放，造成时常出现的污染性天气，其中钢铁冶金行业的排放受到极大的关注。烧结工序是钢铁企业生产中的重要一环，也是污染排放量最大的环节，有大量的SO2、NOx等污染物排放。新颁布的环保标准对烧结环节的细颗粒物、SO2、NOx等污染物排放浓度有了更加明确和严格的要求，环保设施建设与升级是钢铁企业面临的一大任务。
但是由于烧结烟气温度较低，通常在200℃以下，同时具有组分复杂，波动大等特点，对脱硫脱硝工艺要求较高。近年来，快速发展的干法、半干法脱硫工艺与低温SCR脱硝结合工艺在处理焦化烟气净化领域得以实现，在烧结烟气净化领域也有望运行。
尽管如此，在实际应用中还存在着众多的问题，如：(1)由于烟气温度较低，为保证脱硝反应的工作温度，需额外进行补热，提升烟气温度，需要大量的能量消耗；(2)烟气中含有一定量的CO气体，脱硫脱硝工艺对其净化作用有限，直接排放会造成一定的污染；(3)烟气中CO也是一种能源物质，直接排放造成一定的能源浪费。
因此有必要开发一种利用CO氧化放热的工艺，既可以减少热量补给，降低成本，又可以减少污染(能源物质)排放，具有较高的环保和经济意义。
发明内容
本发明为了克服上述问题实现有效脱除烧结烟气中的氮氧化物、一氧化碳、硫氧化物等污染物，提供了一种烧结烟气多污染物的净化工艺。
具体工艺步骤如下：(1)将烟气引入除尘和干法或半干法脱硫装置，进行除尘、脱硫；(2)除尘、脱硫后直接将烟气通过CO催化氧化反应器，在反应的过程中，通过反应的放热效应将烟气温度提升，一般提升至180℃以上(以满足后续脱硝反应器工作温度需要，不足时可适当引入其他热源)，同时脱除烟气中的CO污染物；(3)将经步骤(2)初步净化后且温度提升后的烟气送入低温SCR反应器，脱除烟气中的氮氧化物组分，净化后的烟气从反应器尾部进入烟囱后排出。
进一步优选原始烟气中CO体积百分浓度大于0.1％；CO氧化装置进口烟气温度不低于120℃。
本发明的目的在于提供了一种烧结烟气多污染物的净化工艺。
本发明描述的烧结烟气多污染物的净化工艺主要包括以下几个部分：除尘、(半)干法脱硫、CO催化氧化反应器、低温SCR脱硝反应器、管道、风机、烟囱等。
1.CO催化氧化反应器，其中装填高效CO氧化催化剂，催化剂形式可以为蜂窝型、板式、颗粒式，优先选用涂覆式蜂窝催化剂；
2.CO催化氧化反应器布置位置在脱硫与脱硝设备之间，在脱硝设备之前、CO催化氧化反应器之后还设有喷氨装置进行喷氨用于后期的脱销；
3.CO氧化催化剂用量视烟气温度，CO浓度及排放要求等参数确定，但若烟气中CO浓度低于0.1％时，该工艺不适宜；
4.CO催化氧化剂可为WCeCoOx(如参考申请号：201711349954.3)，和以该催化剂为基础开发的其他CO催化剂。
5.CO催化氧化反应器后的SCR脱硝反应器中催化剂选择可以为满足工作温度要求的中(或低)温SCR催化剂，催化剂可选用V-W-Ti或V-Mo-Ti体系低温SCR脱硝催化剂(如参考专利号：ZL201510232554.9，ZL201410117639.8，ZL200810224495.0等)。
迄今为止，尚无文献和专利报道这种包含CO催化氧化环节，用于烧结烟气多污染物的净化工艺。该工艺可在以下方面实现应用：
烟气温度较低，且含有一定量CO的烧结烟气净化领域。当前为满足脱硝反应温度需要，常需在进脱硝反应器前引入焦炉(或高炉)煤气燃烧升温，以保证达到SCR脱硝催化剂的工作温度。若将烟气中存留的CO气体得以利用，既可以实现烟气提温，实现氮氧化物的达标排放，又能实现CO这种污染物的消除。如此可以避免对大量烟气加热而产生的大量能耗，可实现节约能耗，降低工程运行成本。
本发明涉及的一种烧结烟气多污染物的净化工艺，节能环保，对现有已安装工艺过程改装较小等优点，并具有良好的经济性和潜在的工业应用价值。
本发明的有益效果是：
本发明涉及的一种烧结烟气多污染物的净化工艺在烧结烟气多污染物净化领域有重要潜在应用，也可用于类似工况条件的焦化烟气净化过程中，具有适用范围广，操作方便等优点，在烧结、焦化烟气排放控制领域具有良好的应用前景。
附图说明
图1为一种烧结烟气多污染物的净化工艺的流程简图，其中忽略了其中管道、风机等组件。包括烧结机(1)、除尘与脱硫装置(2)、CO催化氧化装置(3)、SCR脱硝反应器(4)等部分；
图2为CO催化氧化装置后烟气温度提升情况。
具体实施方式
下面结合附图对本发明予以说明，但本发明并不限于以下表述。
除尘与脱硫装置：
现有工艺中多已安装除尘装置，脱硫工艺限定为干法或半干法，避免烟气温度过多降低，影响CO催化氧化过程的进行，为保障后续CO氧化装置的稳定运行，CO氧化装置进口烟气温度不宜低于120℃。
实施例1
CO氧化催化剂模块：
CO催化氧化装置中装填成型催化剂采用模块式装填，催化剂装填量根据实际烟气条件和工艺需要确定，空速为5000～50000h-1。含有CO的气体，在50℃时进入CO氧化催化剂，后催化剂床层及催化剂床层后气体温度出现明显提升，在烟气中CO浓度为1％时，经CO氧化催化剂后烟气温度提升至149℃。
实施例2
初始烧结烟气中含CO约为1％，NOx浓度为190～210ppm，SO2浓度为200～280ppm，O2含量约为14％，烟气温度140～170℃。将上述烟气经过本专利所述的工艺流程后，低温SCR脱硝装置进口烟气温度稳定在200℃以上，脱硝后烟气中NOx浓度低于20ppm，NOx脱除率高于90％，表现出较高的净化效果。
上述内容结合附图对发明内容进行示意性描述，所公开的相关说明，本领域的相关技术人员可轻易实现，显然本发明的实现并不限于上述方式的限制。
Claims (4)
1.一种高效节能的烧结烟气多污染物净化工艺，其特征在于，具体工艺步骤如下：(1)将烟气引入除尘和干法或半干法脱硫装置，进行除尘、脱硫；(2)除尘、脱硫后直接将烟气通过CO催化氧化反应器，在反应的过程中，通过反应的放热效应将烟气温度提升，同时脱除烟气中的CO污染物；(3)将经步骤(2)初步净化后且温度提升后的烟气送入低温SCR反应器，脱除烟气中的氮氧化物组分，净化后的烟气从反应器尾部进入烟囱后排出。
2.按照权利要求1所述的一种高效节能的烧结烟气多污染物净化工艺，其特征在于，烟气通过CO催化氧化反应器后提升至180℃以上，以满足后续脱硝反应器工作温度需要，不足时可适当引入其他热源。
3.按照权利要求1所述的一种高效节能的烧结烟气多污染物净化工艺，其特征在于，原始烟气中CO体积百分浓度大于0.1％。
4.按照权利要求1所述的一种高效节能的烧结烟气多污染物净化工艺，其特征在于，CO氧化装置进口烟气温度不低于120℃。
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