CN108654335A - 一种焦炉烟气的干法脱硫系统及其脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焦炉烟气的干法脱硫系统及其脱硫方法，主要包括烟道、干法反应器、干法喷射装置、布袋除尘器，所述干法喷射装置包括第一喷射装置和第二喷射装置，所述烟道上从进气端到出气端依次设有干法反应器、布袋除尘器，所述第一喷射装置设置在烟道的入口处，所述第二喷射装置设置在干法反应器的顶部，所述干法反应器和布袋除尘器底端均设有硫酸钠排出口，脱硫方法具体包括1)初步脱硫；2)二次脱硫；3)颗粒吸附；4)收集硫酸钠粉末等步骤。本发明具有能源消耗较低，高空布置小，反应器小，占地节约、投资小，干法脱硫的反应器比湿法脱硫塔的阻力小很多，运行费用低等优点。
Description
技术领域
本发明属于烟气脱硫技术领域，具体涉及一种焦炉烟气的干法脱硫系统及其脱硫方法。
背景技术
焦炉烟气成份复杂：焦炉加热方式不同，废气成份也不同。一般情况下，废气除含有氮氧化物、二氧化硫外，受焦炉窜漏影响还有硫化氢、氰化氢、氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、焦油烟气、苯系物以及挥发性的铵盐、粉尘等。焦炉烟气温度差异性较大；从160℃-320℃不等。焦炉烟气流量不稳定，随着焦炉换向呈现周期性波动。一般的湿法脱硫装置不适用，因为烟气温度高，且有波动，操作不稳定。湿法脱硫后系统阻力也高，需要改造或增加增压风机，且为了除白，脱硫后的烟气还需要加热。
如果使用传统的干法一般是选用钙基脱硫剂，钙级脱硫剂存在的问题：钙基脱硫剂吸收效率低，当烟气温度大于140℃时，钙基反应活性会大大降低，脱硫效率差(小于50％)。
发明内容
本发明的目的正是为了解决上述问题，而提出一种焦炉烟气的干法脱硫系统及其脱硫方法，该装置投用后不产生二次污染以及其它废弃物，焦炉烟气不需要二次升温，能源消耗较低，高空布置小，反应器小，占地节约、投资小，干法脱硫的反应器比湿法脱硫塔的阻力小很多，运行费用低等优点。
本发明提供了一种焦炉烟气的干法脱硫系统，主要包括烟道、干法反应器、干法喷射装置、布袋除尘器，所述干法喷射装置包括第一喷射装置和第二喷射装置，所述烟道上从进气端到出气端依次设有干法反应器、布袋除尘器，所述第一喷射装置设置在烟道的入口处，所述第二喷射装置设置在干法反应器的顶部，所述干法反应器和布袋除尘器底端均设有硫酸钠排出口。
作为优选手段，所述第一喷射装置和第二喷射装置为相同喷射装置，均由连接管与高速喷头构成。
作为进一步地优选手段，所述连接管包括缩小管、直管和扩大管，所述缩小管粗端端口直径是直管直径的4-6倍，所述扩大管粗端端口直径是直管直径的8-10倍。
作为进一步地优选手段，所述高速喷头包括两层喷嘴，上层为圆柱状喷嘴、下层为圆锥状喷嘴。
作为进一步地优选手段，所述干法反应器为长方体的盒体结构，包括反应区与沉降区，烟道通入到反应区内。
一种焦炉烟气的干法脱硫方法，具体步骤如下：
1)初步脱硫：将含二氧化硫的焦炉烟气从烟道入口通入，烟道的入口处第一喷射装置喷射钠基粉体，钠基粉体在高温焦炉烟气的作用下被激活，烟道内烟气与激活的钠基粉体初步接触发生化学反应，烟气中的SO2及其它酸性物质被钠基粉体吸收净化，完成初步脱硫；
2)二次脱硫：完成初步脱硫的焦炉烟气进入干法反应器，干法反应器内的第二喷射装置喷射钠基粉体对初步脱硫的焦炉烟气进行二次脱硫；
3)颗粒吸附：将干法反应器内夹钠基粉体的气体进入布袋除尘器，布袋除尘器内布袋吸附微小的颗粒，形成一个固定床层，对剩余的二氧化硫进行最后吸附；
4)收集硫酸钠粉末：在干法反应器反应沉淀下来的硫酸钠粉末以及布袋除尘器补集下来的硫酸钠粉末汇集后送入仓库。
作为进一步地优选手段，所述钠基粉体为小苏打干粉，细粉粒径范围为800-1000目，质量浓度为90％。
本发明有益效果：1、焦炉烟气的干法脱硫装置适用160-320℃，适用成份复杂、流量不稳定焦炉烟气，能够保持装置持续稳定运行，装置投用后不产生二次污染以及其它废弃物，焦炉烟气不需要二次升温，能源消耗较低，高空布置小，反应器小，占地节约、投资小，干法脱硫的反应器比湿法脱硫塔的阻力小很多，运行费用低。2、采用小苏打干粉作为脱硫剂，脱硫效率高，小苏打干粉属钠基脱硫剂，反应是离子型的吸收反应，而传统采用的钙基脱硫是吸附和吸收反应，二者反应速度、机理不一样，当烟气温度大于140℃时，钙基反应活性会大大降低，脱硫效率差(小于50％)，而钠基刚刚相反，烟气温度大于140℃时，反应活性很高，温度越高反应活性越高，直到270℃小苏打完全分解为止。
附图说明
图1为本发明的一种焦炉烟气的干法脱硫系统的结构示意图。
图2为本发明的干法喷射装置的结构示意图。
图中：1、第一喷射装置；2、第二喷射装置；1-1、连接管；1-2、高速喷头；3、烟道；4、干法反应器；5、布袋除尘器；21、钠基粉体；22、焦炉烟气；23、净烟气；24、硫酸钠粉。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
本发明的一种焦炉烟气的干法脱硫系统，主要包括烟道3、干法反应器4、干法喷射装置、布袋除尘器5，所述干法喷射装置包括第一喷射装置1和第二喷射装置2，所述烟道3上从进气端到出气端依次设有干法反应器4、布袋除尘器5，所述第一喷射装置1设置在烟道3的入口处，所述第二喷射装置2设置在干法反应器4的顶部，所述干法反应器4和布袋除尘器5底端均设有硫酸钠排出口。
所述第一喷射装置1和第二喷射装置2为相同喷射装置，均由连接管1-1与高速喷头1-2构成。喷射装置是气流输送，钠基粉体内混有充足的空气，空气内的氧气进入烟道与反应器内，在吸收二氧化硫的同时把亚硫酸钠氧化成硫酸钠，氧化效率达到99％。
高速喷头1-2的喷头内上设有电磁转子流量计、测量烟气温度的温度计，烟道内设有测量流速的速度计流量计以及二氧化硫含量测量仪，可以根据烟道内的参数控制脱硫剂钠基粉体的加入量。电磁转子流量计、温度计、流量计、二氧化硫含量测量仪均为市场购买产品。
烟气的温度范围在150-250℃；电磁转子流量计控制小苏打喷入量在30-50kg/h；原烟气中二氧化硫一般在150-300mg/Nm3，原烟气中含尘15-30mg/Nm3。
表1烟气处理前后对比以及相应参数设置
所述连接管1-1包括缩小管A、直管B和扩大管C，所述缩小管A粗端端口直径是直管B直径的4-6倍，所述扩大管C粗端端口直径是直管B直径的8-10倍。流速在直管B内速度控制在30m/s左右。钠基粉体经过缩小管A进入到直管B后流速增加，使得钠基粉体流动性增加，从直管B到扩大管C后钠基粉体流速降低，经过增速然后降速的钠基粉体能够均匀分散在高速喷头1-2内，使得钠基粉体喷射效果更好，不会导致钠基粉体在管道内结块而堵塞高速喷头1-2。
所述高速喷头1-2包括两层喷嘴，上层为圆柱状喷嘴D、下层为圆锥状喷嘴E。
所述干法反应器4包括反应区4-1与沉降区4-2。在此装置内完成小苏打粉与二氧化硫及酸性物质充分吸收氧化。此装置分为上下两个单元，上单元的反应区主要是吸收单元，占空间的3/4，提供充分的反应空间，底部的沉降区是收集单元，占1/4，小苏打粉与二氧化硫及酸性物质反应后的副产物硫酸钠收集在底部。
一种焦炉烟气的干法脱硫方法，具体步骤如下：
1)初步脱硫：将含二氧化硫的焦炉烟气从烟道入口通入，烟道3的入口处第一喷射装置1喷射钠基粉体，钠基粉体在高温焦炉烟气的作用下被激活，烟道内烟气与激活的钠基粉体初步接触发生化学反应，烟气中的SO2及其它酸性物质被钠基粉体吸收净化，完成初步脱硫；
2)二次脱硫：完成初步脱硫的焦炉烟气进入干法反应器4，干法反应器4内的第二喷射装置2喷射钠基粉体对初步脱硫的焦炉烟气进行二次脱硫；
3)颗粒吸附：将干法反应器4内夹钠基粉体的气体进入布袋除尘器，布袋除尘器内布袋吸附微小的颗粒，形成一个固定床层，对剩余的二氧化硫进行最后吸附；
4)收集硫酸钠粉末：在干法反应器4反应沉淀下来的硫酸钠粉末以及布袋除尘器补集下来的硫酸钠粉末汇集后送入仓库。
作为进一步地优选手段，所述钠基粉体为小苏打干粉，细粉粒径范围为800-1000目，质量浓度为90％。
实施例
焦炉烟气22(烟气量300000m3/h,温度：200℃，含尘：20mg/Nm3，二氧化硫200mg/Nm3)用此装置进行脱硫，脱硫剂为小苏打粉，质量浓度为90％小苏粉接触反应，烟气先进入烟道，与喷射装置喷出的小苏打粉进行反应，然后再进入干法反应器继续充分反应最后再进入布袋除尘器，完成全部的反应，反应后形成的硫酸钠颗粒沉积到反应器底部，排出系统，烟气温度降到195℃，含尘降到5mg/Nm3，二氧化硫降到35mg/Nm3，烟气经过布袋除尘器后变成净烟气达标排放；脱充过程中钠硫比控制在1：1。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种焦炉烟气的干法脱硫系统，其特征在于：主要包括烟道(3)、干法反应器(4)、干法喷射装置、布袋除尘器(5)，所述干法喷射装置包括第一喷射装置(1)和第二喷射装置(2)，所述烟道(3)上从进气端到出气端依次设有干法反应器(4)、布袋除尘器(5)，所述第一喷射装置(1)设置在烟道(3)的入口处，所述第二喷射装置(2)设置在干法反应器(4)的顶部，所述干法反应器(4)和布袋除尘器(5)底端均设有硫酸钠排出口。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气的干法脱硫系统，其特征在于：所述第一喷射装置(1)和第二喷射装置(2)为相同喷射装置，均由连接管(1-1)与高速喷头(1-2)构成。
3.根据权利要求2所述的一种焦炉烟气的干法脱硫系统，其特征在于：所述连接管(1-1)包括缩小管(A)、直管(B)和扩大管(C)，所述缩小管(A)粗端端口直径是直管(B)直径的4-6倍，所述扩大管(C)粗端端口直径是直管(B)直径的8-10倍。
4.根据权利要求2所述的一种焦炉烟气的干法脱硫系统，其特征在于：所述高速喷头(1-2)包括两层喷嘴，上层为圆柱状喷嘴(D)、下层为圆锥状喷嘴(E)。
5.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气的干法脱硫系统，其特征在于：所述干法反应器(4)为长方体的盒体结构，包括反应区(4-1)与沉降区(4-2)，烟道通入到反应区内。
6.一种焦炉烟气的干法脱硫方法，其特征在于：具体步骤如下：
1)初步脱硫：将含二氧化硫的焦炉烟气从烟道入口通入，烟道(3)的入口处第一喷射装置(1)喷射钠基粉体，钠基粉体在高温焦炉烟气的作用下被激活，烟道内烟气与激活的钠基粉体初步接触发生化学反应，烟气中的SO2及其它酸性物质被钠基粉体吸收净化，完成初步脱硫；
2)二次脱硫：完成初步脱硫的焦炉烟气进入干法反应器(4)，干法反应器(4)内的第二喷射装置(2)喷射钠基粉体对初步脱硫的焦炉烟气进行二次脱硫；
3)颗粒吸附：将干法反应器(4)内夹钠基粉体的气体进入布袋除尘器，布袋除尘器内布袋吸附微小的颗粒，形成一个固定床层，对剩余的二氧化硫进行最后吸附；
4)收集硫酸钠粉末：在干法反应器(4)反应沉淀下来的硫酸钠粉末以及布袋除尘器补集下来的硫酸钠粉末汇集后送入仓库。
7.根据权利要求6所述的一种焦炉烟气的干法脱硫方法，其特征在于：所述钠基粉体为小苏打干粉，细粉粒径范围为800-1000目，质量浓度为90％。
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