CN109701385A - 一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置及工艺，涉及焦炉烟气净化领域，利用烟气中的水分、氧气、SO2和热量，生产一定浓度的硫酸。本工艺核心是催化剂，该催化剂不同于传统脱硫活性焦、活性炭，它是以炭材料为载体，负载一定活性组分制备而成脱硫剂，使其对SO2氧化制酸过程具有催化性。因此，该脱硫剂既有吸附功能，对硫酸有一定储存能力，更重要的是具有催化功能，将脱硫过程变为硫酸生产过程。新型催化剂再生简单，不需要加热，消耗大量燃料，通过水洗即可达到再生目标。

Description

一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置及工艺
技术领域
本发明涉及焦炉烟气净化技术领域，具体涉及一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置及工艺，即通过催化脱硫系统及工艺，适用于焦炉烟气脱硫中，脱除烟气中的SO2以及烟气中所携带的的游离水和部分水蒸气，并生产一定浓度的硫酸。
背景技术
焦炉是冶金行业中造成大气污染最严重的设备之一。焦炉排放的污染物成分复杂，含有氮氧化物（NOx）、二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氰化氢、残氨、酚以及煤尘、焦油等，这些排放的污染物加重了雾霾的污染程度。
近年来，雾霾现象频繁出现在我国大部分地区，国家对环保治理（大气污染）越来越重视，排放标准越来越严格，部分地区焦炉的排放标准已要求为：SO2小于30mg/Nm3；NOx小于150mg/Nm3；粉尘小于15mg/Nm3。而目前焦炉的SO2、NOx含量均不能达到排放需求，因此增加焦炉烟气脱硫脱硝装置是焦化单位必须考虑的问题。
现有的我国脱硫装置主要用于电厂，形成以湿法为主、半干法为辅的技术路线。而且就目前电厂脱硫工艺的实际运行情况来看，存在的问题也较多，其中，湿法脱硫存在的问题如下：
a） 流程复杂，对操作要求较高；
b）需持续投入脱硫剂，产物石膏经济价值低，运行成本较高；
c） 补水量大，废水排放量大；
d）用电设备多，能耗高；
e） 排放烟气温度低，含湿量大，需对烟道及烟囱作防腐，投资大。
半干法脱硫存在的问题如下：
a） 脱硫效率不高；
b）需持续投入脱硫剂，且脱硫剂利用率较低，运行成本高；
c） 需配套上除尘装置，占地面积较大，投资较高；
与电厂燃煤锅炉生成的烟气相比，焦炉烟气成分有较大差别，电厂的主流脱硫工艺并不适用于焦炉。目前焦炉烟气脱硫还未形成主流工艺，有一些采用活性炭、活性焦脱硫工艺，能达到排放要求，但采用的活性炭、活性焦的再生却很麻烦，需要高温加热来释放活性位，需要消耗大量燃料，对活性炭、活性焦的损坏也较大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置及工艺，实现了一种低成本高效率的脱硫装置及工艺。
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置及工艺的解决方案，具体如下：
一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置，所述催化法脱硫装置配备在焦炉烟气的排放口的后方，所述催化法脱硫装置包括与焦炉烟气的排放口通过管道相连通的余热回收装置；
所述余热回收装置还通过管道与烟气调质系统相连通，所述烟气调质系统还通过设置有鼓风机的管道与脱硫塔的烟气入口1相连通；
所述脱硫塔的硫酸出口6通过管道与再生池相连通，所述再生池还通过设置有再生泵的管道与所述脱硫塔的喷淋入口5相连通；
所述脱硫塔的烟气出口2与所述脱硫塔的出风口3各自通过管道与烟囱相连通，所述烟囱还通过设置有反吹风机的管道与所述脱硫塔的进风口4连通。
所述余热回收装置用来让焦炉烟气经过所述余热回收装置回收利用焦炉烟气余热，并降低烟气温度；
所述烟气调质系统用来调节焦炉烟气的温度和焦炉烟气的湿度，使得焦炉烟气的温度和焦炉烟气的湿度达到脱硫塔中的催化剂要求；
所述脱硫塔用来让进入所述脱硫塔的焦炉烟气通过催化剂层，使得焦炉烟气中的H2O、SO2和O2被吸附，由此获得的洁净烟气得以排放；
所述脱硫塔中的催化剂层7用来吸附在催化剂上的H2O、SO2和O2,在催化剂的作用下，SO2和O2反应生成SO3，SO3与H2O结合生成H2SO4；
所述催化剂工作一段时间后达到饱和，通过水洗，将催化剂上储存的H2SO4带出，形成稀释后的硫酸，同时经过水洗使得催化剂再生；
通过反吹风机把洁净烟气引入到脱硫塔中，对催化剂进行吹干处理。
所述脱硫塔包括塔体，所述塔体中设置着带有催化剂的催化剂层7，所述塔体底部设置有与所述塔体内部相连通的硫酸出口6；
所述塔体的一边壁上设置有与所述塔体内部相连通的烟气入口1；
所述塔体的另一边壁上设置有与所述塔体内部相连通的进风口4；
所述塔体的顶壁上设置有与所述塔体内部相连通的烟气出口2、出风口3与喷淋入口5。
在所述塔体中的防腐立柱8将所述催化剂层7支撑在所述塔体中。
所述针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置的工艺，具体如下：步骤1：焦炉烟气经过所述余热回收装置，以此回收利用焦炉烟气余热，在焦炉烟气降低温度后，焦炉烟气继续经过烟气调质系统，以此调节焦炉烟气的温度和焦炉烟气的湿度，接着所述焦炉烟气在鼓风机的作用下进入脱硫塔；
步骤2：所述焦炉烟气从脱硫塔的烟气入口1进入塔体后，经由催化剂层7中的催化剂吸附焦炉烟气中的H2O、SO2和O2，然后洁净烟气从烟气出口2流出直至烟囱来排放；
步骤3：而吸附在催化剂层7中的催化剂表面的H2O、SO2和O2，经催化反应生成H2SO4，这样通过再生泵从再生池中抽取水溶液，传送到所述脱硫塔的塔体的顶壁上的喷淋入口5进入，以此来冲洗催化剂，将催化剂上的H2SO4从硫酸出口6传送到再生池，直到再生池中硫酸浓度达到设定值，以此用来制酸或制备硫酸盐；
步骤4：冲洗催化剂后，催化剂就恢复了活性，这样再经过反吹风机抽取洁净烟气从进风口4进入，把催化剂表面的水分从出风口3送往烟囱。
本发明的有益效果为：
本发明投入脱硫用的催化剂，无需再加其他任何脱硫剂，运行成本低；所述催化剂可再生，再生流程简单，无需加热，通过水洗即可，且再生过程产生稀释后的硫酸，具有经济价值，不产生其他废水；焦炉烟气经过脱硫装置后温度基本保持不变，可直接排放；其工艺流程简单，设备少，占地面积较小，建设费用较低；用电设备少，能耗低。
附图说明
图1为脱硫塔的总体结构示意图。
图2为脱硫装置及工艺的总流程示意图。
图1中，1为烟气入口，2为烟气出口，3为出风口，4为进风口，5为喷淋入口，6为硫酸出口，7为催化剂层，8为防腐立柱。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。
所述催化法脱硫装置配备在焦炉烟气的排放口的后方，所述催化法脱硫装置包括与焦炉烟气的排放口通过管道相连通的余热回收装置；
所述余热回收装置还通过管道与烟气调质系统相连通，所述烟气调质系统还通过设置有鼓风机的管道与脱硫塔的烟气入口1相连通；
所述脱硫塔的硫酸出口6通过管道与再生池相连通，所述再生池还通过设置有再生泵的管道与所述脱硫塔的喷淋入口5相连通；
所述脱硫塔的烟气出口2与所述脱硫塔的出风口3各自通过管道与烟囱相连通，所述烟囱还通过设置有反吹风机的管道与所述脱硫塔的进风口4连通。
所述余热回收装置用来让焦炉烟气经过所述余热回收装置回收利用焦炉烟气余热，并降低烟气温度；
所述烟气调质系统用来调节焦炉烟气的温度和焦炉烟气的湿度，使得焦炉烟气的温度和焦炉烟气的湿度达到脱硫塔中的催化剂要求；
所述脱硫塔用来让进入所述脱硫塔的焦炉烟气通过催化剂层，使得焦炉烟气中的H2O、SO2和O2被吸附，由此获得的洁净烟气得以排放；
所述脱硫塔中的催化剂层7用来吸附在催化剂上的H2O、SO2和O2,在催化剂的作用下，SO2和O2反应生成SO3，SO3与H2O结合生成H2SO4；
所述催化剂工作一段时间后达到饱和，通过水洗，将催化剂上储存的H2SO4带出，形成稀释后的硫酸，同时经过水洗使得催化剂再生；
所述水洗后的催化剂处于湿润状态，通过反吹风机把洁净烟气引入到脱硫塔中，对催化剂进行吹干处理，提高催化效率。
所述脱硫塔包括塔体，所述塔体中设置着带有催化剂的催化剂层7，所述塔体底部设置有与所述塔体内部相连通的硫酸出口6；
所述塔体的一边壁上设置有与所述塔体内部相连通的烟气入口1；
所述塔体的另一边壁上设置有与所述塔体内部相连通的进风口4；
所述塔体的顶壁上设置有与所述塔体内部相连通的烟气出口2、出风口3与喷淋入口5。
在所述塔体中的防腐立柱8将所述催化剂层7支撑在所述塔体中。
所述针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置的工艺，具体如下：步骤1：焦炉烟气经过所述余热回收装置，以此回收利用焦炉烟气余热，在焦炉烟气降低温度后，焦炉烟气继续经过烟气调质系统，以此调节焦炉烟气的温度和焦炉烟气的湿度，接着所述焦炉烟气在鼓风机的作用下进入脱硫塔；
步骤2：所述焦炉烟气从脱硫塔的烟气入口1进入塔体后，经由催化剂层7中的催化剂吸附焦炉烟气中的H2O、SO2和O2，然后洁净烟气从烟气出口2流出直至烟囱来排放；
步骤3：而吸附在催化剂层7中的催化剂表面的H2O、SO2和O2，经催化反应生成H2SO4，这样通过再生泵从再生池中抽取水溶液，传送到所述脱硫塔的塔体的顶壁上的喷淋入口5进入，以此来冲洗催化剂，将催化剂上的H2SO4从硫酸出口6传送到再生池，直到再生池中硫酸浓度达到设定值，以此用来制酸或制备硫酸盐；
步骤4：冲洗催化剂后，把H2SO4冲洗掉，催化剂就恢复了活性，这样再经过反吹风机抽取洁净烟气从进风口4进入，把催化剂表面的水分从出风口3送往烟囱，由此催化剂干燥后让催化剂的活性进一步得到提升，达到催化剂再生的目的。
这样投入脱硫用的催化剂，无需再加其他任何脱硫剂，运行成本低；所述催化剂可再生，再生流程简单，无需加热，通过水洗即可，且再生过程产生稀释后的硫酸，具有经济价值，不产生其他废水；焦炉烟气经过脱硫装置后温度基本保持不变，可直接排放；其工艺流程简单，设备少，占地面积较小，建设费用较低；用电设备少，能耗低。
以上以附图说明的方式对本发明作了描述，本领域的技术人员应当理解，本公开不限于以上描述的实施例，在不偏离本发明的范围的情况下，可以做出各种变化、改变和替换。

Claims (4)

1.一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置，其特征在于，所述催化法脱硫装置配备在焦炉烟气的排放口的后方，所述催化法脱硫装置包括与焦炉烟气的排放口通过管道相连通的余热回收装置；
所述余热回收装置还通过管道与烟气调质系统相连通，所述烟气调质系统还通过设置有鼓风机的管道与脱硫塔的烟气入口相连通；
所述脱硫塔的硫酸出口通过管道与再生池相连通，所述再生池还通过设置有再生泵的管道与所述脱硫塔的喷淋入口相连通；
所述脱硫塔的烟气出口与所述脱硫塔的出风口各自通过管道与烟囱相连通，所述烟囱还通过设置有反吹风机的管道与所述脱硫塔的进风口连通。
2.根据权利要求1所述的针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置，其特征在于，所述余热回收装置用来让焦炉烟气经过所述余热回收装置回收利用焦炉烟气余热，并降低烟气温度；
所述烟气调质系统用来调节焦炉烟气的温度和焦炉烟气的湿度，使得焦炉烟气的温度和焦炉烟气的湿度达到脱硫塔中的催化剂要求；
所述脱硫塔用来让进入所述脱硫塔的焦炉烟气通过催化剂层，使得焦炉烟气中的H2O、SO2和O2被吸附，由此获得的洁净烟气得以排放；
所述脱硫塔中的催化剂层用来吸附在催化剂上的H2O、SO2和O2,在催化剂的作用下，SO2和O2反应生成SO3，SO3与H2O结合生成H2SO4；
所述催化剂工作一段时间后达到饱和，通过水洗，将催化剂上储存的H2SO4带出，形成稀释后的硫酸，同时经过水洗使得催化剂再生；
通过反吹风机把洁净烟气引入到脱硫塔中，对催化剂进行吹干处理。
3.根据权利要求1所述的针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置，其特征在于，所述脱硫塔包括塔体，所述塔体中设置着带有催化剂的催化剂层，所述塔体底部设置有与所述塔体内部相连通的硫酸出口；
所述塔体的一边壁上设置有与所述塔体内部相连通的烟气入口；
所述塔体的另一边壁上设置有与所述塔体内部相连通的进风口；
所述塔体的顶壁上设置有与所述塔体内部相连通的烟气出口、出风口与喷淋入口；
在所述塔体中的防腐立柱将所述催化剂层支撑在所述塔体中。
4.根据权利要求1所述的针对焦炉烟气的新型催化法脱硫装置的工艺，其特征在于，具体如下：步骤1：焦炉烟气经过所述余热回收装置，以此回收利用焦炉烟气余热，在焦炉烟气降低温度后，焦炉烟气继续经过烟气调质系统，以此调节焦炉烟气的温度和焦炉烟气的湿度，接着所述焦炉烟气在鼓风机的作用下进入脱硫塔；
步骤2：所述焦炉烟气从脱硫塔的烟气入口进入塔体后，经由催化剂层中的催化剂吸附焦炉烟气中的H2O、SO2和O2，然后洁净烟气从烟气出口流出直至烟囱来排放；
步骤3：而吸附在催化剂层中的催化剂表面的H2O、SO2和O2，经催化反应生成H2SO4，这样通过再生泵从再生池中抽取水溶液，传送到所述脱硫塔的塔体的顶壁上的喷淋入口进入，以此来冲洗催化剂，将催化剂上的H2SO4从硫酸出口传送到再生池，直到再生池中硫酸浓度达到设定值，以此用来制酸或制备硫酸盐；
步骤4：冲洗催化剂后，催化剂就恢复了活性，这样再经过反吹风机抽取洁净烟气从进风口进入，把催化剂表面的水分从出风口送往烟囱。
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