CN109224803A - 一种烟气净化工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种烟气净化工艺及装置，所述烟气净化工艺为：将烧结烟气首先进入活性炭层进行除尘脱硫，然后将除尘脱硫处理后的烟气进入到脱硝催化剂层进行脱硝处理。所述烟气净化工艺及装置首先采用除尘和脱硫较好且经济技术优势较强的活性炭净化，将烟尘和硫化物除去，防止对脱硝催化剂的毒化失活，然后采用高空速的低温催化方法脱硝，脱硝空速显著提高，提高了反应效果，大幅提高了设备的单位处理能力，在实现同等效果时，脱硝段的有效体积显著降低，从而能够降低设备体积，减少设备投资。

Description

一种烟气净化工艺及装置
技术领域
本发明属于污染物净化技术领域，涉及一种烟气净化工艺及装置。
背景技术
烧结烟气是烧结混合料点火后随着台车运行，在高温烧结成型过程中产生的含尘废气，烧结烟气中含有大量的氮氧化物、二氧化硫和粉尘，其中，烧结过程中产生的氮氧化物和二氧化硫的量分别占钢铁企业排放量的50％左右和40-60％左右，是钢铁企业最重要的氮氧化物、二氧化硫和粉尘产生工序，因此，烧结烟气必须进行净化处理才能排放，并降低对环境的污染。
烧结烟气净化经过多年的发展，已从湿法向干法转变，从单一污染物去除净化向多污染物协同一体化去除净化处理转变，从单纯脱除污染物向污染物资源化处理利用转变。活性炭净化技术正好迎合了这种转变，是烧结烟气净化技术发展的方向之一，具有非常良好的发展前景。因此，这类技术在国内钢铁企业得到广泛的应用，比较典型的有日本住友结构式活性炭净化技术(主要用在太钢、宝钢和湛江钢铁等)，上海克硫结构式活性炭净化技术(主要用在联峰钢铁和日钢等)和欧洲逆流结构式活性炭净化技术(主要用在韩国现代和邯钢等)。但是活性炭净化技术净化原理与普通的过滤除尘相同，通过冲撞，遮挡以及扩散捕捉效果进行除尘；同时活性炭具有吸附接触式的触媒催化作用，在与烟气接触过程中，催化二氧化硫和氮氧化物发生化学反应而将这些污染物除去。如CN 105749748A公开了一种脱硫脱硝一体化装置，包括顶部料仓，壳体，喷氨总管，脱硝室，进气口，排气口，卸料阀，支架，壳体由上下环形隔板分为上部脱硝区，中部缓冲区和下部脱硫区三部分，脱硝区和脱硫区被倒平截空心圆锥体和平截空心圆锥体分割为不同的腔室，所述脱硝区由外向内依次为净烟气出气室、脱硝室和脱硝进气室；所述脱硫区由外向内依次为脱硫进气室，脱硫室和脱硫出气室；所述脱硫室和脱硝室通过缓冲区的下料管相连通，所述脱硫出气室和脱硝进气室通过缓冲区的涡流混氨室相连通。虽然活性炭净化技术对多种污染物具有脱除效果，特别是对脱二氧化硫效果显著，却难以实现高的脱硝率，不得不在低空速下进行烟气的净化。所采用活性焦的工艺，空速通常在300-500h-1左右，使得整体设备庞大、设备投资和运营成本高，活性炭消耗量大，物料消耗成本高，且脱硝率难以满足要求。
CN107511064A公开了一种基于活性炭和低温催化剂的脱硫脱硝装置，包括依次连通的布袋除尘器、烟室、流化室以及旋风除尘器，其中烟室的底部设有锥形灰斗并且连通一氨水源以及高速气流源。通过将低温催化剂的载体采用活性炭，活性炭呈流化状态，使得烟气与低温催化剂及活性炭充分接触，在一个步骤中实现脱硫脱硝，同时活性炭和作为低温催化剂的载体的活性炭在后期不需要进行分离，可重新处理后作为低温催化剂的载体。但是，该脱硫脱硝装置的脱硫脱硝效率还不够高。
因此，开发具有高脱硝效率、空速高、设备单位处理能力大和投资比较小的烧结烟气净化技术。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种烟气净化工艺及装置，所述烟气净化工艺及装置能够高效并高空速地对烧结烟气进行除尘、脱硫并脱硝，单位处理能力大，投资成本较小。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种烟气净化工艺，所述烟气净化工艺为：将烟气首先进入活性炭层进行除尘脱硫，然后将除尘脱硫处理后的烟气进入到脱硝催化剂层进行脱硝处理，所述工艺具体包括如下步骤：
(1)将烟气通过活性炭层，在活性炭的吸附和催化作用下，烟气中的烟尘被吸附，而二氧化硫被氧化转化成硫酸，得到的除尘脱硫烟气从活性炭层的上部排出；
(2)从活性炭层排出的除尘脱硫烟气与还原剂混合，形成混合物，之后所述混合物通过脱硝催化剂层，在脱硝催化剂的作用下，混合物中的氮氧化物与还原剂发生脱硝反应而变成氮气，从而将氮氧化物除去，得到达到排放标准的净化烟气，净化烟气从催化剂段排出；
其中，活性炭层的失效活性炭再生后循环使用；脱硝催化剂层的失效脱硝催化剂再生后循环使用。
本发明提供的烟气净化工艺将除尘和脱硫与脱硝分别进行，与传统全部用活性炭进行除尘脱硫脱硝相比，首先采用除尘和脱硫较好且经济技术优势较强的活性炭净化，将烟尘和硫化物除去，防止对脱硝催化剂的毒化失活，然后采用高空速的低温催化方法脱硝，脱硝空速显著提高，提高了反应效果，大幅提高了设备的单位处理能力，在实现同等效果时，脱硝段的有效体积显著降低，从而能够降低设备体积，减少设备投资，同时提高了设备效能，降低了运行成本。
所述除尘脱硫处理与脱硝处理在一个净化反应设备内集成进行。
步骤(1)所述烟气优选为烧结烟气。
步骤(1)所述的活性炭为固体颗粒，粒径优选为0.1-100mm，如粒径为0.1-100mm，如0.5mm、1.0mm、3.0mm、5.0mm、10.0mm、15mm、30mm、50mm、80mm或90mm等。
优选地，步骤(1)所述活性炭以移动态与烟气接触进行除尘脱硫。
优选地，步骤(1)所述的烟气通过活性炭层的空速为100-2000h-1，如200h-1、500h-1、800h-1、1000h-1、1200h-1、1500h-1或1800h-1等。
优选地，步骤(1)采用引风机将所述烟气通过所述活性炭层。
所述失效活性炭的再生包括：失效活性炭进入到解析设备内进行解析，将活性炭吸附的粉尘与磨损的活性炭粉通过震动筛网分离后，进入热再生反应器，使失效活性炭吸附的硫酸在高温和活性炭的还原作用下又下变成二氧化硫并解析出，得到具有吸附作用的再生活性炭。
优选地，当再生活性炭不能满足使用时，向活性炭层补充一定量的新鲜活性炭。
优选地，所述分离出的烟尘与活性炭粉排出后直接送入锅炉中燃烧处理。
优选地，所述解析出的二氧化硫进入到制酸设备内被氧化生成硫酸。
优选地，所述硫酸用作化工原料。
步骤(2)所述的催化剂为SCR低温脱硝催化剂。
优选地，所述催化剂选自固体颗粒状物、固体块状蜂窝状物或者条状物中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述的还原剂选自氨气和/或氨水。
优选地，所述的脱硝处理的温度在100-200℃，如120℃、130℃、150℃、170℃或190℃等。
优选地，所述催化剂以固定态或移动态的形态与所述混合物接触进行脱硝。
优选地，所述的烟气通过脱硝催化剂层的空速为1000-5000h-1，如1500h-1、2000h-1、2500h-1、3000h-1、3500h-1、4000h-1或4800h-1等。
优选地，所述失效催化剂从催化剂层排出后进入到再生设备内进行再生。
优选地，所述催化剂层的催化剂不足时，补充新鲜的催化剂。
作为优选的技术方案，所述烟气净化工艺为：将烧结烟气首先进入活性炭层进行除尘脱硫，然后将除尘脱硫处理后的烟气进入到脱硝催化剂层进行脱硝处理，所述除尘脱硫处理与脱硝处理在一个净化反应设备内集成进行；
所述工艺具体包括如下步骤：
(1)将烧结烟气以100-2000h-1的空速通过活性炭层，其中，活性炭层包括粒径为0.1-100mm的活性炭颗粒，活性炭以移动态与烟气接触进行除尘脱硫，在活性炭的吸附和催化作用下，烧结烟气中的烟尘被吸附，而二氧化硫被氧化转化成硫酸，得到的除尘脱硫烟气从活性炭层的上部排出；
(2)从活性炭层排出的除尘脱硫烟气与还原剂混合，形成混合物，之后所述混合物以1000-5000h-1的空速通过脱硝催化剂层，脱硝催化剂以固定态或移动态的形态与混合物接触在100-200℃进行脱硝，混合物中的氮氧化物与还原剂发生脱硝反应而变成氮气，从而将氮氧化物除去，得到达到排放标准的净化烟气，净化烟气从催化剂段排出；
其中，活性炭层的失效活性炭再生后循环使用；脱硝催化剂层的失效脱硝催化剂再生后循环使用。
本发明的目的之二在于提供一种用于实现上述工艺的烟气净化装置，所述烟气净化装置包括烟气净化反应设备、活性炭再生设备和脱硝催化剂再生设备，所述烟气净化反应设备内沿烟气流动方向依次设置除尘脱硫段和脱硝段，所述烟气净化反应设备上设置进气口、活性炭进口、脱硝催化剂进口、出气口、活性炭出口、脱硝催化剂出口和喷还原剂器；其中，所述除尘脱硫段和脱硝段之间有空隙，喷还原剂器设置在所述空隙处；
所述烟气净化反应设备的活性炭出口与活性炭再生设备的进口相连，活性炭再生设备的出口与烟气净化反应设备的活性炭进口相连；所述烟气净化反应设备的脱硝催化剂出口与脱硝催化剂再生设备的进口相连，脱硝催化剂再生设备的出口与烟气净化反应设备的脱硝催化剂进口相连。
本发明中，烟气净化反应设备的活性炭进口还与供活性炭系统相连，初始反应以及再生活性炭不能满足使用时，向除尘脱硫段补充新鲜活性炭；烟气净化反应设备的脱硝催化剂进口还与供催化剂系统相连，初始反应以及再生催化剂不能满足使用时，向脱硝段补充新鲜脱硝催化剂；喷还原剂器与供还原剂系统相连。
本发明提供的烟气净化装置将除尘、脱硫和脱硝集成进行完成，与传统全部用活性炭进行除尘脱硫脱硝相比，首先采用除尘和脱硫较好且经济技术优势较强的活性炭净化，将烟尘和硫化物除去，防止对脱硝催化剂的毒化失活，然后采用高空速的低温催化方法脱硝，脱硝空速显著提高，提高了反应效果，大幅提高了设备的单位处理能力，在实现同等效果时，脱硝段的有效体积显著降低，从而能够降低设备体积，减少设备投资，同时提高了设备效能，降低了运行成本。
所述烟气的净化装置不但适用于烧结烟气，还适用于其它气体的除尘、脱硫和脱硝。除了用于除尘、脱硫和脱硝外，还可以用于化工、能源、环保等其他相关领域生产。
作为本发明优选的技术方案，除尘脱硫段为移动床反应器，所述脱硝段为移动床反应器或固定床反应器。
优选地，所述活性炭出口位于除尘脱硫段底部。
优选地，所述喷还原剂器包括喷淋器。
作为本发明优选的技术方案，所述烟气净化装置还包括引风机，所述引风机的进气口与烟气净化反应设备的出气口相连。
作为本发明优选的技术方案，所述活性炭再生设备包括活性炭解析设备和制酸设备。
优选地，所述活性炭解析设备的进料口与烟气净化反应设备的活性炭出口相连，活性炭解析设备的出料口与烟气净化反应设备的活性炭进口相连。
优选地，所述活性炭解析设备的出气口与制酸设备的进气口相连，所述活性炭解析设备的出尘口连接有烟尘收集处理装置。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的烟气净化工艺及装置将除尘、脱硫与脱硝在一个反应设备内集成，先利用活性炭吸附进行除尘和脱硫，防止了烟尘和硫化物对脱硝催化剂的毒化失活，然后用低温脱硝催化剂进行脱硝，设备单位处理能力大，设备投资和运行成本较小；
(2)本发明所用低温脱硝催化剂的脱硝效果好，脱硝转化率可以达到98％，远大于以活性炭为脱硝催化剂时转化率为50-60％的效果，同时可大幅提高空速，能够达到5000h-1，是活性炭作催化剂时空速的几十倍甚至上百倍。
附图说明
图1为实施例1提供的烟气净化装置的结构连接示意图。
图2为实施例1提供的烟气净化反应设备结构图。
图3为实施例2提供的烟气净化装置的结构连接示意图。
图4为实施例2提供的烟气净化反应设备结构图。
图5为实施例2提供图4中I-I面的剖视图。
图6为实施例3提供的烟气净化反应设备结构图。
图7为实施例3提供的图6中I-I面的剖视图。
其中，1:烟气净化反应设备，1-1:活性炭进口，1-2:脱硝催化剂进口，1-3:第一进气口，1-4:喷还原剂器，1-5:第一出气口，1-6:活性炭出口，1-7:脱硝催化剂出口；
2:引风机，2-1:第二进气口，2-2:第二出气口；
3:活性炭解析设备，3-1:第三进料口，3-2:第三出料口，3-3:出尘口，3-4:第三出气口；
4:制酸设备，4-1:第四进气口，4-2:出酸口；
5:脱硝催化剂再生设备，5-1:第五进料口，5-2:第五出料口；
AC:除尘脱硫段，CA:脱硝段，a:活性炭，b:脱硝催化剂，c:未净化烟气，d:除尘脱硫烟气，e:还原剂，f:混合物(除尘脱硫烟气与还原剂的混合物)，g:净化烟气，h:失效活性炭，i:烟尘，j:二氧化硫，k:再生活性炭，m:新鲜活性炭，n:硫酸，p:失效催化剂，q:再生催化剂，r:新鲜催化剂。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
以下实施例中使用的烧结烟气温度为140℃，氮氧化物含量为0.03wt％，粉尘含量为100g/Nm3，二氧化硫含量2100mg/Nm3，烟气量为15000Nm3/h。
实施例1
一种烧结烟气净化装置如图1所示，主要包括烟气净化反应设备1、引风机2、活性炭解析设备3、制酸设备4和脱硝催化剂再生设备5。
烟气净化反应设备1结构如图2所示，主要包括壳体，壳体内从下至上依次设置除尘脱硫段AC、喷氨段、脱硝段CA，壳体设置有活性炭进口1-1、脱硝催化剂进口1-2、第一进气口1-3、喷还原剂器1-4、第一出气口1-5、活性炭出口1-6和脱硝催化剂出口1-7。
所述的除尘脱硫段AC靠近烟气净化反应设备1的第一进气口1-3，脱硝段CA远离第一进气口1-3，喷氨段位于脱硝段和除尘脱硫段之间。
所述的除尘脱硫段AC位于脱硝段CA下部。
所述的除尘脱硫段AC是移动床反应器，其截面为圆形，直径为4000mm，高4000mm，装填活性炭部位有效体积为50m3。
所述的脱硝段CA为移动床反应器，外壳为环柱形，其中间设置有活性炭进料管，活性炭层通过活性炭进料管与设置于壳体顶部的活性炭进口连通；外壳直径为1250mm，装填催化剂的部位内径为500mm，外径为1050mm，高4500mm，装填催化剂有效体积为4m3。
所述的烟气净化反应设备1的活性炭进口1-1位于除尘脱硫段AC上，与供新鲜活性炭装置和活性炭解析设备3的出料口3-2相连；脱硝催化剂进口1-2位于脱硝段CA，与供新鲜催化剂系统和脱硝催化剂再生设备5的第五出料口5-2相连；第一进气口1-3位于除尘脱硫段AC前端，与供烟气系统管网相连；喷还原剂器1-4与供还原剂系统相连；第一出气口1-5位于脱硝段CA后端，与排烟气系统管网相连；活性炭出口1-6位于除尘脱硫段AC底端，与解析设备的第三进料口3-1相连；脱硝催化剂出口1-7位于脱硝段CA底端，与再生设备的第五进料口5-1相连。
所述的引风机2的第二进气口2-1与烟气净化反应设备1的第一出气口1-5相连，第二出气口2-2与排烟气系统管网相连。
所述的活性炭解析设备3为变压吸附和高温碳催化氧化设备，第三进料口3-1与烟气净化反应设备1活性炭出口1-6相连，第三出料口3-2与烟气净化反应设备1活性炭进口1-1相连，出尘口3-3与烟尘收集处理系统相连，第三出气口3-4与制酸设备4的第四进气口4-1相连。
所述的制酸设备4为接触法制硫酸设备，出酸口4-2与硫酸处理利用系统相连。
所述的脱硝催化剂再生设备5为高温活化法设备，第五进料口5-1与烟气净化反应设备1脱硝催化剂出口1-7相连，第五出料口5-2与烟气净化反应设备1脱硝催化剂进口1-2和供新鲜催化剂系统相连。
该实施例的操作运行步骤如下：
(1)将50m3的粒径为3mm活性炭a和4m3的粒径为5mm颗粒状的SNCR脱硝催化剂b分别经气净化反应设备1的活性炭进口1-1和脱硝催化剂进口1-2加入到烟气净化反应设备1的除尘脱硫段AC和脱硝段CA，使这两段分别具有一定的活性炭层和脱硝催化剂层。
(2)通过引风机2从位于烟气净化反应设备1下端的第一进气口1-3向烟气净化反应设备1内供15000Nm3/h未净化烟气c，烟气依次分别以300h-1和3750h-1的空速进入到除尘脱硫段AC和脱硝脱硝段CA，在进入到除尘脱硫段AC时，在活性炭a的吸附作用下，烟气c中的烟尘i被吸附，而二氧化硫j被氧化转化成硫酸n，烟气c中的烟尘i和二氧化硫j分别被降至50μg/Nm3和30μg/Nm3，烟气c被除去烟尘i和二氧化硫j而成为除尘脱硫烟气d，除尘脱硫烟气d从除尘脱硫段AC上部排出。
(3)从除尘脱硫段AC排出的除尘脱硫烟气d在与来自喷还原剂器1-4的还原剂e(氨水)混合成混合物f后进入到脱硝段CA，在脱硝催化剂b作用下，烟气d中的氮氧化物与还原剂e发生脱硝反应而变成氮气，从而将烟气d中的氮氧化物的含量降至200μg/Nm3，除尘脱硫烟气d被吸附除去氮氧化物而成为达到排放标准的净化烟气g，净化烟气g从脱硝段CA上部第一出气口1-5排出。
其中，经过2000小时使用后，除尘脱硫段AC其吸附能力逐渐达到饱和，催化能力也会下降，逐步成为失效活性炭h，失效活性炭h以0.025m3/h的速率从除尘脱硫段AC活性炭出口1-6排出。
从除尘脱硫段AC排出的失效活性炭h经第三进料口3-1进入到活性炭解析设备3内进行解析，将活性炭吸附的烟尘i变压吸附出，同时失效活性炭h吸附的硫酸n在高温和活性炭的催化又下变成二氧化硫j并解析出，除去烟尘i和硫酸n的失效活性炭h变成具有吸附作用的再生活性炭k，再生活性炭k经第三出料口3-2以0.025m3/h的速率排出后再次加入到烟气净化反应设备1的除尘脱硫段AC内循环使用，当循环的活性炭不能满足使用时，向除尘脱硫段AC补充一定量的新鲜活性炭m。
解析出的烟尘i经出尘口3-3排出后经处理后排放掉。
解析出的二氧化硫j经第三出气口3-4从活性炭解析设备3排出，然后经第四进气口4-1进入到制酸设备4内被氧化生成硫酸n，生成的硫酸n经出酸口4-2排出后作为化工原料使用。
其中，经过5000小时使用后，脱硝段AC的催化剂使净化后的烟气中的氮氧化物含量升至100mg/Nm3，催化剂失去所需催化效果而成为失效催化剂p，失效催化剂p以0.0008m3/h速率从脱硝段CA的脱硝催化剂出口1-7排出。
从脱硝段CA排出的失效催化剂p经脱硝催化剂出口1-7排出，然后经第五进料口5-1进入到脱硝催化剂再生设备5内，经过处理后成为具有催化活性的再生催化剂q，这些再生催化剂q经第五出料口5-2排出，排出的再生催化剂q以0.0008m3/h速率加入到烟气净化反应设备1的脱硝段CA循环使用，然后加入到烟气净化反应设备1的脱硝段CA循环使用，当催化剂不足时，向脱硝段CA内补加一定量的新鲜催化剂r，从而满足使用。
通过本实施例，实现了烧结烟气的净化并达到排放标准，且除尘、脱硫和脱硝集成进行完成，与传统全部用活性炭进行除尘脱硫脱硝相比，首先采用除尘和脱硫较好且经济技术优势较强的活性炭净化，将烟尘和硫化物除去，防止对脱硝催化剂的毒化失活，然后采用高空速的低温催化方法脱硝，脱硝段空速由300h-1提升至3750h-1，提高了反应效果，大幅提高了设备的单位处理能力，在实现同等效果时，脱硝段的有效体积从50m3降至3m3，降低了设备体积，减少了设备的投资，提高了设备效能，降低了设备投资和运行成本。
实施例2
一种烧结烟气净化装置，如图3所示，主要包括烟气净化反应设备1、引风机2、活性炭解析设备3和制酸设备4。
烟气净化反应设备1结构如图4和图5所示，主要包括壳体，壳体内从下至上依次设置除尘脱硫段AC、喷氨段、脱硝段CA，壳体设置有活性炭进口1-1、脱硝催化剂进口1-2、第一进气口1-3、喷还原剂器1-4、第一出气口1-5、活性炭出口1-6和脱硝催化剂出口1-7。
所述的除尘脱硫段AC靠近烟气净化反应设备1的第一进气口1-3，脱硝段CA远离第一进气口1-3，喷氨段位于脱硝段和除尘脱硫段之间。
所述的除尘脱硫段AC位于脱硝段CA下部。
所述的除尘脱硫段AC是移动床反应器，其中其截面为圆形，直径为4000mm，高4000mm，装填活性炭部位有效体积为50m3。
所述的脱硝段CA为多腔室蜂窝状规整催化剂，如图5所示，其中间设置有活性炭进料管，活性炭层通过活性炭进料管与设置于壳体顶部的活性炭进口连通；每个腔室催化剂装填有效体积为2m3，共5个独立腔室，每次使用4个腔室，一个腔室采用热烟气再生。
所述的烟气净化反应设备1的活性炭进口1-1位于除尘脱硫段AC上，与供新鲜活性炭装置和活性炭解析设备3的出料口3-2相连；第一进气口1-3位于除尘脱硫段AC前端，与供烟气系统管网相连；喷还原剂器1-4与供还原剂系统相连；第一出气口1-5位于脱硝段CA后端，与排烟气系统管网相连；活性炭出口1-6位于除尘脱硫段AC底端，与解析设备的第三进料口3-1相连。
所述的引风机2的第二进气口2-1与烟气净化反应设备1的第一出气口1-5相连，第二出气口2-2与排烟气系统管网相连。
所述的活性炭解析设备3为变压吸附和高温碳催化氧化设备，第三进料口3-1与烟气净化反应设备1活性炭出口1-6相连，第三出料口3-2与烟气净化反应设备1活性炭进口1-1相连，出尘口3-3与烟尘收集处理系统相连，第三出气口3-4与制酸设备4的第四进气口4-1相连。
所述的制酸设备4为接触法制硫酸设备，出酸口4-2与硫酸处理利用系统相连。
该实施例的操作运行步骤如下：
(1)将50m3的粒径为10mm活性炭a通过活性炭进口1-1加入到除尘脱硫段AC，同时通过脱硝段CA上部向每个催化剂管内均装填粒径为10mm拉西环的SCR脱硝催化剂b，装填总量为5m3，使这两段分别具有一定的活性炭层和脱硝催化剂层；
(2)通过引风机2从位于烟气净化反应设备1下端的第一进气口1-3向烟气净化反应设备1内供15000Nm3/h未净化烟气c，烟气依次分别以300h-1和3000h-1的空速进入到除尘脱硫段AC和脱硝段CA，在进入到除尘脱硫段AC时，在活性炭a的吸附作用下，烟气c中的烟尘i被吸附，而二氧化硫j被氧化转化成硫酸n，烟气c中的烟尘i和二氧化硫j分别被降至50μg/Nm3和30μg/Nm3，烟气c被吸附除去烟尘i和二氧化硫j而成为除尘脱硫烟气d，除尘脱硫烟气d的然后从除尘脱硫段AC上部排出；
(3)从除尘脱硫段AC排出的除尘脱硫烟气d在与来自喷还原剂器1-4喷出的还原剂e(氨水)混合成混合物f后进入到脱硝段CA，在脱硝催化剂b作用下，烟气d中的氮氧化物与还原剂e发生脱硝反应而变成氮气，从而将烟气d中的氮氧化物的含量降至200μg/Nm3，除尘脱硫烟气d被吸附除去氮氧化物而成为达到排放标准的净化烟气g，净化烟气g从脱硝段CA上部第一出气口1-5排出；
其中，经过2000小时使用后，除尘脱硫段AC其吸附能力逐渐达到饱和，催化能力也会下降，逐步成为失效活性炭h，失效活性炭h以0.025m3/h的速率从除尘脱硫段AC活性炭出口1-6排出。
从除尘脱硫段AC排出的失效活性炭h经第三进料口3-1进入到活性炭解析设备3内进行解析，将活性炭吸附的烟尘i变压吸附出，同时失效活性炭h吸附的硫酸n在高温和活性炭的催化又下变成二氧化硫j并解析出，除去烟尘i和硫酸n的失效活性炭h变成具有吸附作用的再生活性炭k，再生活性炭k经第三出料口3-2排出后以0.025m3/h的速率再次加入到烟气净化反应设备1的除尘脱硫段AC内循环使用，当循环的活性炭不能满足使用时，向除尘脱硫段AC补充一定量的新鲜活性炭m。
解析出的烟尘i经出尘口3-3排出后经处理后排放掉。
解析出的二氧化硫j经第三出气口3-4从活性炭解析设备3排出，然后经第四进气口4-1进入到制酸设备4内被氧化生成硫酸n，生成的硫酸n经出酸口4-2排出后作为化工原料使用。
其中，经过5000小时使用后，脱硝段AC的催化剂使净化后的烟气中的氮氧化物含量升至100mg/Nm3，催化剂失去所需催化效果而成为失效催化剂p。
当催化剂失活并达不到使用要求后，通过加热设备将其中的一个催化剂管温度提高至高温再生温度(其他管道仍保持脱硝温度反应温度)对该管内催化剂进行高温活化再生，活化再生后，催化剂又恢复活性并继续使用。
该催化剂管内催化剂活化再生后并投入生产后，按上述方法依次进行下一个催化剂管内催化剂活化再生并重新投入使用，最终使所有催化剂得到活化再生并重新投入使用。
通过本实施例，可以实现与实施例1一样地效果，虽然其空速不如实施例1，但是却减少了催化剂再生设备，优化了工艺流程，降低了设备投资。
实施例3
一种烧结烟气净化装置，主要包括烟气净化反应设备1、引风机2、活性炭解析设备3、制酸设备4和脱硝催化剂再生设备5。
烟气净化反应设备1结构如图6和图7所示，主要包括壳体，壳体内从下至上依次设置除尘脱硫段AC、喷氨段、脱硝段CA，壳体设置有活性炭进口1-1、脱硝催化剂进口1-2、第一进气口1-3、喷还原剂器1-4、第一出气口1-5、活性炭出口1-6和脱硝催化剂出口1-7。
所述的除尘脱硫段AC靠近烟气净化反应设备1的第一进气口1-3，脱硝段CA远离第一进气口1-3，喷氨段位于脱硝段和除尘脱硫段之间。
所述的除尘脱硫段AC位于脱硝段CA下部。
所述的除尘脱硫段AC是移动床反应器，其中其截面为圆形，直径为4000mm，高4000mm，装填活性炭部位有效体积为50m3。
所述的脱硝段CA为径向移动床反应器，移动床外壳是圆柱形，直径为1100mm，装填催化剂为环柱形，如图7所示，外环直径900mm，内环直径500mm，高4500mm，内部被均分为8个腔室，装填催化剂有效体积为3m3。环柱形催化剂中间设置有活性炭进料管，活性炭层通过活性炭进料管与设置于壳体顶部的活性炭进口连通；
所述的烟气净化反应设备1的活性炭进口1-1位于除尘脱硫段AC上，与供新鲜活性炭装置和活性炭解析设备3的出料口3-2相连；脱硝催化剂进口1-2位于脱硝段CA，与供新鲜催化剂系统和脱硝催化剂再生设备5的第五出料口5-2相连；第一进气口1-3位于除尘脱硫段AC前端，与供烟气系统管网相连；喷还原剂器1-4与供还原剂系统相连；第一出气口1-5位于脱硝段CA后端，与排烟气系统管网相连；活性炭出口1-6位于除尘脱硫段AC底端，与解析设备的第三进料口3-1相连；脱硝催化剂出口1-7位于脱硝段CA底端，与再生设备的第五进料口5-1相连。
所述的引风机2的第二进气口2-1与烟气净化反应设备1的第一出气口1-5相连，第二出气口2-2与排烟气系统管网相连。
所述的活性炭解析设备3为变压吸附和高温碳催化氧化设备，第三进料口3-1与烟气净化反应设备1活性炭出口1-6相连，第三出料口3-2与烟气净化反应设备1活性炭进口1-1相连，出尘口3-3与烟尘收集处理系统相连，第三出气口3-4与制酸设备4的第四进气口4-1相连。
所述的制酸设备4为接触法制硫酸设备，出酸口4-2与硫酸处理利用系统相连。
所述的脱硝催化剂再生设备5为高温活化法设备，第五进料口5-1与烟气净化反应设备1脱硝催化剂出口1-7相连，第五出料口5-2与烟气净化反应设备1脱硝催化剂进口1-2和供新鲜催化剂系统相连。
该实施例的操作运行步骤如下：
(1)将50m3的粒径为50mm活性炭a和3m3的粒径为3mm拉西环状的SCR脱硝催化剂b分别经气净化反应设备1的活性炭进口1-1和脱硝催化剂进口1-2加入到烟气净化反应设备1的除尘脱硫段AC和脱硝段CA，使这两段分别具有一定的活性炭层和脱硝催化剂层。
(2)通过引风机2从位于烟气净化反应设备1下端的第一进气口1-3向烟气净化反应设备1内供15000Nm3/h未净化烟气c，烟气依次分别以300h-1和5000h-1的空速进入到除尘脱硫段AC和脱硝段CA，在进入到除尘脱硫段AC时，在活性炭a的吸附作用下，烟气c中的烟尘i被吸附，而二氧化硫j被氧化转化成硫酸n，烟气c中的烟尘i和二氧化硫j分别被降至50μg/Nm3和30μg/Nm3，烟气c被吸附除去烟尘i和二氧化硫j而成为除尘脱硫烟气d，除尘脱硫烟气d的然后从除尘脱硫段AC上部排出。
(3)从除尘脱硫段AC排出的除尘脱硫烟气d在与来自喷还原剂器1-4喷出的还原剂e(尿素)混合成的混合物f后进入到脱硝段CA，在脱硝催化剂b作用下，烟气d中的氮氧化物与还原剂e发生脱硝反应而变成氮气，从而将烟气d中的氮氧化物的含量降至200μg/Nm3，除尘脱硫烟气d被吸附除去氮氧化物而成为达到排放标准的净化烟气g，净化烟气g从脱硝段CA上部第一出气口1-5排出。
其中，经过2000小时使用后，除尘脱硫段AC的吸附烟尘后的活性炭的吸附能力逐步达到饱和并成为失效活性炭h，停止反应，将失效活性炭h一次性以0.025m3/h的速率从除尘脱硫段AC活性炭出口1-6排出。
从除尘脱硫段AC排出的失效活性炭h经第三进料口3-1进入到活性炭解析设备3内进行解析，将活性炭吸附的烟尘i变压吸附出，同时失效活性炭h吸附的硫酸n在高温和活性炭的催化又下变成二氧化硫j并解析出，除去烟尘i和硫酸n的失效活性炭h变成具有吸附作用的再生活性炭k，再生活性炭k经第三出料口3-2排出后以0.025m3/h的速率再次加入到烟气净化反应设备1的除尘脱硫段AC内循环使用，当循环的活性炭不能满足使用时，向除尘脱硫段AC补充一定量的新鲜活性炭m。
解析出的烟尘i经出尘口3-3排出后经处理后排放掉。
解析出二氧化硫j经第三出气口3-4从活性炭解析设备3排出，然后经第四进气口4-1进入到制酸设备4内被氧化生成硫酸n，生成的硫酸n经出酸口4-2排出后作为化工原料使用。
其中，经过5000小时使用后，脱硝段AC的催化剂使净化后的烟气中的氮氧化物含量升至100mg/Nm3，催化剂失去所需催化效果而成为失效催化剂p，将一个腔室内的失效催化剂p以0.0006m3/h的速率从脱硝段CA脱硝催化剂出口1-7排出(而其他腔室不排出继续参与催化脱硝反应)。
从脱硝段CA排出的失效催化剂p经脱硝催化剂出口1-7排出，然后经第五进料口5-1进入到脱硝催化剂再生设备5内，经过处理后成为具有催化活性的再生催化剂q，这些再生催化剂q经催化剂出口5-2排出，排出的再生催化剂q以0.0006m3/h速率加入到烟气净化反应设备1的脱硝段CA循环使用，然后加入到烟气净化反应设备1的脱硝段CA循环使用，当催化剂不足时，向脱硝段CA内补加一定量的新鲜催化剂r，从而满足使用。
该催化剂腔室内催化剂活化再生后并投入生产后，按上述方法依次进行下一个催化剂腔室内催化剂活化再生并重新投入使用，最终使所有催化剂得到活化再生并重新投入使用。
通过本实施例，可以实现与实施例1和实施例2一样的效果，并且脱硝段的空速增至5000h-1；并且脱硝段直径降为1100mm，脱硝段设备变得更小，更加有效的缩小了设备，降低了成本。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种烟气净化工艺，其特征在于，所述烟气净化工艺为：将烧结烟气首先进入活性炭层进行除尘脱硫，然后将除尘脱硫处理后的烟气进入到脱硝催化剂层进行脱硝处理，所述工艺具体包括如下步骤：
(1)将烧结烟气通过活性炭层，在活性炭的吸附和催化作用下，烧结烟气中的烟尘被吸附，而二氧化硫被氧化转化成硫酸，得到的除尘脱硫烟气从活性炭层的上部排出；
(2)从活性炭层排出的除尘脱硫烟气与还原剂混合，形成混合物，之后所述混合物通过脱硝催化剂层，在脱硝催化剂的作用下，混合物中的氮氧化物与还原剂发生脱硝反应而变成氮气，从而将氮氧化物除去，得到达到排放标准的净化烟气，净化烟气从催化剂段排出；
其中，活性炭层的失效活性炭再生后循环使用；脱硝催化剂层的失效脱硝催化剂再生后循环使用。
2.根据权利要求1所述的烟气净化工艺，其特征在于，所述除尘脱硫处理与脱硝处理在一个净化反应设备内集成进行。
3.根据权利要求1或2所述的烟气净化工艺，其特征在于，步骤(1)所述烟气选自烧结烟气；
优选地，步骤(1)所述的活性炭为固体颗粒，粒径优选为0.1-100mm；
优选地，步骤(1)所述活性炭以移动态与烟气接触进行除尘脱硫；
优选地，步骤(1)所述的烟气通过活性炭层的空速为100-2000h-1。
4.根据权利要求1-3之一所述的烟气净化工艺，其特征在于，所述失效活性炭的再生包括：失效活性炭进入到解析设备内进行解析，将活性炭吸附的粉尘与磨损的活性炭粉通过震动筛网分离后，进入热再生反应器，使失效活性炭吸附的硫酸在高温和活性炭的还原作用下又下变成二氧化硫并解析出，得到具有吸附作用的再生活性炭；
优选地，当再生活性炭不能满足使用时，向活性炭层补充新鲜活性炭；
优选地，所述分离出的烟尘与活性炭粉排出后直接送入锅炉中燃烧处理；
优选地，所述解析出的二氧化硫进入到制酸设备内被氧化生成硫酸；
优选地，所述硫酸用作化工原料。
5.根据权利要求1-4之一所述的烟气净化工艺，其特征在于，步骤(2)所述的催化剂为SCR低温脱硝催化剂；
优选地，所述催化剂选自固体颗粒状物、固体块状蜂窝状物或者条状物中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述的还原剂选自氨气和/或氨水；
优选地，所述的脱硝处理的温度在100-200℃；
优选地，所述催化剂以固定态或移动态的形态与所述混合物接触进行脱硝；
优选地，所述的烟气通过脱硝催化剂层的空速为1000-5000h-1；
优选地，所述失效催化剂从催化剂层排出后进入到再生设备内进行再生；
优选地，所述催化剂层的催化剂不足时，补充新鲜的催化剂。
6.根据权利要求1-5之一所述的烟气净化工艺，其特征在于，所述烟气净化工艺为：将烧结烟气首先进入活性炭层进行除尘脱硫，然后将除尘脱硫处理后的烟气进入到脱硝催化剂层进行脱硝处理，所述除尘脱硫处理与脱硝处理在一个净化反应设备内集成进行；
所述工艺具体包括如下步骤：
(1)将烧结烟气以100-2000h-1的空速通过活性炭层，其中，活性炭层包括粒径为0.1-100mm的活性炭颗粒，活性炭以移动态与烟气接触进行除尘脱硫，在活性炭的吸附和催化作用下，烧结烟气中的烟尘被吸附，而二氧化硫被氧化转化成硫酸，得到的除尘脱硫烟气从活性炭层的上部排出；
(2)从活性炭层排出的除尘脱硫烟气与还原剂混合，形成混合物，之后所述混合物以1000-5000h-1的空速通过脱硝催化剂层，脱硝催化剂以固定态或移动态的形态与混合物接触在100-200℃进行脱硝，混合物中的氮氧化物与还原剂发生脱硝反应而变成氮气，从而将氮氧化物除去，得到达到排放标准的净化烟气，净化烟气从催化剂段排出；
其中，活性炭层的失效活性炭再生后循环使用；脱硝催化剂层的失效脱硝催化剂再生后循环使用。
7.一种用于实现权利要求1-6任一项所述工艺的烟气净化装置，其特征在于，所述烟气净化装置包括烟气净化反应设备、活性炭再生设备和脱硝催化剂再生设备，所述烟气净化反应设备内沿烟气流动方向依次设置除尘脱硫段和脱硝段，所述烟气净化反应设备上设置进气口、活性炭进口、脱硝催化剂进口、出气口、活性炭出口、脱硝催化剂出口和喷还原剂器；其中，所述除尘脱硫段和脱硝段之间有空隙，喷还原剂器设置在所述空隙处；
所述烟气净化反应设备的活性炭出口与活性炭再生设备的进口相连，活性炭再生设备的出口与烟气净化反应设备的活性炭进口相连；所述烟气净化反应设备的脱硝催化剂出口与脱硝催化剂再生设备的进口相连，脱硝催化剂再生设备的出口与烟气净化反应设备的脱硝催化剂进口相连。
8.根据权利要求7所述的烟气净化装置，其特征在于，所述除尘脱硫段为移动床反应器，所述脱硝段为移动床反应器或固定床反应器；
优选地，所述活性炭出口位于除尘脱硫段底部；
优选地，所述喷还原剂器包括喷淋器。
9.根据权利要求7或8所述的烟气净化装置，其特征在于，所述烟气净化装置还包括引风机，所述引风机的进气口与烟气净化反应设备的出气口相连。
10.根据权利要求7-9之一所述的烟气净化装置，其特征在于，所述活性炭再生设备包括活性炭解析设备和制酸设备；
优选地，所述活性炭解析设备的进料口与烟气净化反应设备的活性炭出口相连，活性炭解析设备的出料口与烟气净化反应设备的活性炭进口相连；
优选地，所述活性炭解析设备的出气口与制酸设备的进气口相连，所述活性炭解析设备的出尘口连接有烟尘收集处理装置。
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