CN109364747A - 一种焦炉烟气除尘脱硫系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦炉烟气除尘脱硫系统及工艺，所述系统包括烟气除尘装置和吸收塔；烟气除尘装置通过烟气输送管道连接吸收塔，吸收塔的底部设氨水入口、循环氨水出口及塔底混合液出口；循环氨水出口通过循环氨水泵连接吸收塔上部的雾化喷嘴；塔底混合液出口通过混合液管道和过滤器连接分离器的混合液入口；分离器的催化剂出口连接吸收塔上部的催化剂入口，分离器的盐液出口连接硫铵生产装置。本发明结合焦炉烟气特点及焦化厂特有的蒸氨、硫铵工段，采用催化剂脱硫法净化除尘后的焦炉烟气，解决了焦炉烟气SO2浓度阶段性爬升速度快、峰值高、下降缓慢等问题，使焦炉烟气满足国家排放标准的要求，减少大气污染。

Description

一种焦炉烟气除尘脱硫系统及工艺

技术领域

本发明涉及工业废气净化处理技术领域，尤其涉及一种焦炉烟气除尘脱硫系统及工艺。

背景技术

《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)(以下简称“排放标准”)中明确规定：从2015年1月1日起，一般地区新建及旧有焦炉装煤及推焦烟气中SO₂排放浓度限值为50mg/m³，特别限值地区为30mg/m³，目前焦化领域常规的烟气净化技术只能满足颗粒物排放标准的要求，而对于SO₂排放达标却无法满足。

根据对现有焦炉烟气实测发现，焦炉烟气排放具有以下特点：

(1)具有周期性、阵发性；焦炉工艺具有按炉孔操作的周期性特点，根据炉型不同，平均装煤时间约1.5min/炉，间歇9～10min；平均推焦时间约1min/炉，间歇9～10min。因此，焦炉生产过程中产生的烟气具有阵发性特点，焦炉装煤或推焦时，烟气中所含的SO₂浓度高，装煤或推焦结束，SO₂浓度低。

(2)SO₂浓度提升速度快，峰值高；焦炉装煤动作开始，除尘风机开启高速运行，烟气中的SO₂浓度迅速提升，在40s内由10mg/m³上升至250mg/m³；焦炉推焦过程中的SO₂浓度同样提升迅速，在30s内即可从10mg/m³上升至150mg/m³。由此说明，SO₂随烟气逸出主要集中在装煤、推焦动作的前半段，相对时间短，瞬时浓度高。

(3)SO₂浓度下降缓慢；随着装煤、推焦动作结束，烟气中的SO₂浓度逐渐下降。由于除尘风机已经低速运行，且在除尘器前掺入了大量外部空气，导致除尘主管道内的气流流通性减弱，SO₂浓度下降缓慢。从峰值降到初始10mg/m³约需要60～120s。整个周期内，SO₂浓度约为80～100mg/m³。

(4)焦炉烟气成分复杂；焦炉烟气中含有焦粉、煤粉等粉尘，粉尘中还含有易爆组分。

根据焦炉烟气的特点，发展更加科学、高效的烟气除尘脱硫工艺成为我国钢铁焦化企业发展的必由之路。目前，烟气脱硫技术主要有湿法脱硫、干法脱硫、半干法脱硫、催化剂脱硫等。其中，催化剂脱硫具有效率高、工艺简单、投资小等特点，可满足焦炉除尘烟气脱硫工艺要求。

发明内容

本发明提供了一种焦炉烟气除尘脱硫系统及工艺，结合焦炉烟气特点及焦化厂特有的蒸氨、硫铵工段，采用催化剂脱硫法净化除尘后的焦炉烟气，解决了焦炉烟气SO₂浓度阶段性爬升速度快、峰值高、下降缓慢等问题，使焦炉烟气满足国家排放标准的要求，减少大气污染。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焦炉烟气除尘脱硫系统，包括烟气除尘装置和吸收塔；所述烟气除尘装置的烟气入口连接焦炉烟气集合管；烟气除尘装置的烟气出口通过烟气输送管道连接吸收塔下部的烟气入口，烟气输送管道上设有通风机及消声器；吸收塔的底部设氨水入口、循环氨水出口及塔底混合液出口；循环氨水出口通过循环氨水管道连接吸收塔上部的雾化喷嘴，循环氨水管道上设氨水循环泵；塔底混合液出口通过混合液管道和过滤器连接分离器的混合液入口，混合液管道上设混合液排出泵；分离器的催化剂出口连接吸收塔上部的催化剂入口，分离器的盐液出口连接硫铵生产装置；吸收塔内雾化喷嘴的上方设挡水板。

所述烟气除尘装置为脉冲式布袋除尘器，其底部出灰口通过刮板输送机连接灰仓。

所述吸收塔下部的氨水入口通过氨水输送管道连接氨水储罐，氨水输送管道上设氨水输送泵。

所述雾化喷嘴在吸收塔内设置多层。

所述过滤器底部的出渣口连接渣罐。

所述挡水板为折线型挡水板，材质为不锈钢。

基于所述一种焦炉烟气除尘脱硫系统的焦炉烟气除尘脱硫工艺，包括如下步骤：

1)焦炉烟气集合管中的焦炉烟气送入烟气除尘装置，除尘灰通过刮板输送机送至灰仓，再通过粉尘运输车外运；除尘后的焦炉烟气通过烟气除尘装置顶部的烟气出口送至吸收塔进行脱硫反应；

2)焦化厂内蒸氨工段产出的氨水或外购氨水贮存于氨水储罐内，通过氨水输送泵送至吸收塔，通过吸收塔内浆液的pH值控制加入的氨水量，达到中和焦炉除尘烟气中SO₂的效果；

3)吸收塔同时作为烟气脱硫反应器及焦炉烟囱；除尘后的焦炉烟气自吸收塔下部的烟气入口进入吸收塔，转而向上流动；氨水通过氨水循环泵从吸收塔底部送至吸收塔上部的雾化喷嘴，焦炉烟气与雾化喷嘴喷淋出的含有催化剂的氨水溶液接触，其中的SO₂被氨水溶液洗涤吸收，并在催化剂的作用下与氨水溶液发生中和反应完成脱硫过程，脱硫后的洁净烟气经吸收塔上部挡水板后排至大气；

4)在吸收塔内与焦炉烟气反应后的混合溶液通过混合液排出泵排至过滤器，过滤器将混合溶液中的少量固体粉尘过滤，滤渣排入渣罐，过滤后的混合溶液输送至分离器；分离器将混合溶液中的催化剂与副产物盐液进行分离，分离出的催化剂经过催化剂循环泵返回吸收塔循环利用，分离出的含硫铵的盐液经过硫铵输送泵送往硫铵生产装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)脱硫效率高、适应SO₂波动能力强：脱硫能确保达标排放，连续运行，可适应焦炉烟气内SO₂含量波动大的特点；

2)运行成本低：催化剂在整个反应工况过程中自动反应，自动再生，无需人为干预或独立的再生流程；

3)占地面积小、布局灵活：运行介质全部为液态，吸收塔可利用原有焦炉除尘烟囱改造，氨水制备和副产物再生工段可利用焦化厂已有蒸氨和硫铵工段，其余建筑和设备可以在厂区内分散布置，尤其适用于老厂改造场地紧张的情况；

4)无二次污染：在采用氨水作为中和剂时，不排放废水，不产生新的固体废弃物和气态污染物；

5)变废为宝，副产物可循环利用：副产品硫酸铵化肥具有一定的经济价值，降低了运行成本，具有可观的经济效益。

附图说明

图1是本发明所述一种焦炉烟气除尘脱硫系统的结构示意图。

图中：1.吸收塔 2.氨水储罐 3.氨水输送泵 4.氨水循环泵 5.混合液排出泵 6.过滤器 7.分离器 8.硫铵输送泵 9.催化剂循环泵 10.渣罐 11.雾化喷嘴 12.挡水板 13.硫铵生产装置 14.烟气除尘装置 15.灰仓 16.粉尘运输车 17.通风机 18.消声器 19.刮板输送机 20.焦炉烟气集合管

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种焦炉烟气除尘脱硫系统，包括烟气除尘装置14和吸收塔1；所述烟气除尘装置14的烟气入口连接焦炉烟气集合管20；烟气除尘装置14的烟气出口通过烟气输送管道连接吸收塔1下部的烟气入口，烟气输送管道上设有通风机17及消声器18；吸收塔1的底部设氨水入口、循环氨水出口及塔底混合液出口；循环氨水出口通过循环氨水管道连接吸收塔1上部的雾化喷嘴11，循环氨水管道上设氨水循环泵4；塔底混合液出口通过混合液管道和过滤器6连接分离器7的混合液入口，混合液管道上设混合液排出泵5；分离器7的催化剂出口连接吸收塔1上部的催化剂入口，分离器7的盐液出口连接硫铵生产装置13；吸收塔1内雾化喷嘴11的上方设挡水板12。

所述烟气除尘装置14为脉冲式布袋除尘器，其底部出灰口通过刮板输送机19连接灰仓15。

所述吸收塔1下部的氨水入口通过氨水输送管道连接氨水储罐2，氨水输送管道上设氨水输送泵3。

所述雾化喷嘴11在吸收塔1内设置多层。

所述过滤器6底部的出渣口连接渣罐10。

所述挡水板12为折线型挡水板，材质为不锈钢。

基于所述一种焦炉烟气除尘脱硫系统的焦炉烟气除尘脱硫工艺，包括如下步骤：

1)焦炉烟气集合管20中的焦炉烟气送入烟气除尘装置14，除尘灰通过刮板输送机19送至灰仓15，再通过粉尘运输车16外运；除尘后的焦炉烟气通过烟气除尘装置14顶部的烟气出口送至吸收塔1进行脱硫反应；

2)焦化厂内蒸氨工段产出的氨水或外购氨水贮存于氨水储罐2内，通过氨水输送泵3送至吸收塔1，通过吸收塔1内浆液的pH值控制加入的氨水量，达到中和焦炉除尘烟气中SO₂的效果；

3)吸收塔1同时作为烟气脱硫反应器及焦炉烟囱；除尘后的焦炉烟气自吸收塔1下部的烟气入口进入吸收塔1，转而向上流动；氨水通过氨水循环泵4从吸收塔1底部送至吸收塔1上部的雾化喷嘴11，焦炉烟气与雾化喷嘴11喷淋出的含有催化剂的氨水溶液接触，其中的SO₂被氨水溶液洗涤吸收，并在催化剂的作用下与氨水溶液发生中和反应完成脱硫过程，脱硫后的洁净烟气经吸收塔1上部挡水板12后排至大气；

4)在吸收塔1内与焦炉烟气反应后的混合溶液通过混合液排出泵5排至过滤器6，过滤器6将混合溶液中的少量固体粉尘过滤，滤渣排入渣罐10，过滤后的混合溶液输送至分离器7；分离器7将混合溶液中的催化剂与副产物盐液进行分离，分离出的催化剂经过催化剂循环泵9返回吸收塔1循环利用，分离出的含硫铵的盐液经过硫铵输送泵8送往硫铵生产装置13。

本发明中，烟气除尘装置14采用脉冲式布袋除尘器，其底部的出灰口通过刮板输送机19连接至灰仓15，用于将焦炉除尘灰过滤至灰仓15进而外排；顶部的烟气出口通过通风机17、消声器18连接至吸收塔1，用于将除尘后的焦炉烟气送至吸收塔1。

所述吸收塔既1作为烟气脱硫反应器，又兼做焦炉烟囱，用于吸收除尘后焦炉烟气中的SO₂，进而使气体达标排放。

所述氨水储罐2用于焦化厂内生产出的氨水(或外购氨水)的贮存，并通过氨水输送泵3将氨水送至吸收塔1。

所述氨水循环泵4通过循环氨水管道将吸收塔1的上部、下部连通，将塔底的氨水溶液送至吸收塔1上部雾化喷嘴11进行喷淋，使氨水溶液可在吸收塔1内循环使用。

所述雾化喷嘴11设置在吸收塔1的上部塔体内，将氨水溶液雾化后喷至吸收塔1内，与除尘后焦炉烟气中的SO₂反应。

所述挡水板12设置在吸收塔1内雾化喷嘴11的上方，为折线型不锈钢板，用于阻挡焦炉烟气中的污染物，使其中的颗粒物及水滴分离沉降至吸收塔底，进而使除尘脱硫后的焦炉烟气达标排放。

所述混合液排出泵5设置在混合液管道上，与过滤器6连接，用于将脱硫反应后的混合液由吸收塔1送至过滤器6过滤。过滤器6上游的混合液管道上设混合液排出泵5，过滤器6的底部出渣口连接渣罐10，过滤器6用于将氨水溶液掺杂焦炉烟气中少量固体粉尘后的混合溶液进行过滤，固体粉尘滤渣排入渣罐10，过滤后的氨水溶液输送至分离器7。

所述分离器7用于将催化剂与副产物盐液(硫铵等)分离，分离出的催化剂经过催化剂循环泵9返回吸收塔1循环利用，盐液(硫铵等)经过硫铵输送泵8送入硫铵生产装置13。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种焦炉烟气除尘脱硫系统，其特征在于，包括烟气除尘装置和吸收塔；所述烟气除尘装置的烟气入口连接焦炉烟气集合管；烟气除尘装置的烟气出口通过烟气输送管道连接吸收塔下部的烟气入口，烟气输送管道上设有通风机及消声器；吸收塔的底部设氨水入口、循环氨水出口及塔底混合液出口；循环氨水出口通过循环氨水管道连接吸收塔上部的雾化喷嘴，循环氨水管道上设氨水循环泵；塔底混合液出口通过混合液管道和过滤器连接分离器的混合液入口，混合液管道上设混合液排出泵；分离器的催化剂出口连接吸收塔上部的催化剂入口，分离器的盐液出口连接硫铵生产装置；吸收塔内雾化喷嘴的上方设挡水板。

2.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气除尘脱硫系统，其特征在于，所述烟气除尘装置为脉冲式布袋除尘器，其底部出灰口通过刮板输送机连接灰仓。

3.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气除尘脱硫系统，其特征在于，所述吸收塔下部的氨水入口通过氨水输送管道连接氨水储罐，氨水输送管道上设氨水输送泵。

4.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气除尘脱硫系统，其特征在于，所述雾化喷嘴在吸收塔内设置多层。

5.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气除尘脱硫系统，其特征在于，所述过滤器底部的出渣口连接渣罐。

6.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气除尘脱硫系统，其特征在于，所述挡水板为折线型挡水板，材质为不锈钢。

7.基于权利要求1-6所述任意一种焦炉烟气除尘脱硫系统的焦炉烟气除尘脱硫工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)焦炉烟气集合管中的焦炉烟气送入烟气除尘装置，除尘灰通过刮板输送机送至灰仓，再通过粉尘运输车外运；除尘后的焦炉烟气通过烟气除尘装置顶部的烟气出口送至吸收塔进行脱硫反应；

2)焦化厂内蒸氨工段产出的氨水或外购氨水贮存于氨水储罐内，通过氨水输送泵送至吸收塔，通过吸收塔内浆液的pH值控制加入的氨水量，达到中和焦炉除尘烟气中SO₂的效果；

3)吸收塔同时作为烟气脱硫反应器及焦炉烟囱；除尘后的焦炉烟气自吸收塔下部的烟气入口进入吸收塔，转而向上流动；氨水通过氨水循环泵从吸收塔底部送至吸收塔上部的雾化喷嘴，焦炉烟气与雾化喷嘴喷淋出的含有催化剂的氨水溶液接触，其中的SO₂被氨水溶液洗涤吸收，并在催化剂的作用下与氨水溶液发生中和反应完成脱硫过程，脱硫后的洁净烟气经吸收塔上部挡水板后排至大气；

4)在吸收塔内与焦炉烟气反应后的混合溶液通过混合液排出泵排至过滤器，过滤器将混合溶液中的少量固体粉尘过滤，滤渣排入渣罐，过滤后的混合溶液输送至分离器；分离器将混合溶液中的催化剂与副产物盐液进行分离，分离出的催化剂经过催化剂循环泵返回吸收塔循环利用，分离出的含硫铵的盐液经过硫铵输送泵送往硫铵生产装置。