CN109925879A

CN109925879A - 一种烧结烟气循环富集与aps协同脱硫脱硝的装置

Info

Publication number: CN109925879A
Application number: CN201910335588.9A
Authority: CN
Inventors: 王连勇; 杨义凡; 刘磊; 田镇岭; 李家文; 崔笑瑀
Original assignee: 东北大学
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2019-06-25

Abstract

本发明涉及一种烧结烟气循环富集与APS协同脱硫脱硝装置，其包括烧结机、前部烟道、中部烟道、后部烟道、中部烟罩、后部烟罩、APS反应塔和布袋除尘器，所述烧结机沿台车行进方向依次设有前部烟道、中部烟道、后部烟道，对应在烧结机的烧结料层上方设有依次设有中部烟罩和后部烟罩，前部烟道连通后部烟罩，后部烟道连通中部烟罩，所述中部烟道连通所述APS反应塔的烟气入口，APS反应塔的侧部上端连接布袋除尘器，布袋除尘器的下端出口设有空气斜槽，空气斜槽的槽口通入APS反应塔下端的灰斗内。本发明的装置提高了脱硝效率，同时大幅降低了烟气处理量，降低了设备投资和运行费用，有很高的实用价值。

Description

一种烧结烟气循环富集与APS协同脱硫脱硝的装置

技术领域

本发明涉及一种烧结烟气循环富集与APS协同脱硫脱硝装置，属于钢铁冶金烧结烟气综合减排治理技术领域。

背景技术

钢铁行业是重要基础产业，也是主要的工业污染源。据环保部环境统计公报，2014年，调查的683家钢铁企业排放SO₂180.7万吨，NOx56.6万吨，烟(粉)尘101.5万吨。分别占工业排放的10.4％、4％和7％。烧结工序污染严重，烧结工序排放的SO₂、NO_X、烟(粉)尘和二噁英分别占整个行业污染物排放的60％、50％、50％和90％以上，且伴有VOCs(挥发性有机化合物)和碱金属等污染物。目前，烧结烟气脱硫虽已取得了显著的成效，但还存在有脱硝效率低、设备复杂、投运成本高的问题。从而，寻求一种高效脱硝且价格低廉的协同脱硫脱硝装置是亟需解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的脱硫脱硝工艺脱硝效率低、设备复杂、投运成本高的问题，本发明提供一种烧结烟气循环富集与APS协同脱硫脱硝的装置。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种烧结烟气循环富集与APS协同脱硫脱硝的装置，其包括烧结机、前部烟道、中部烟道、后部烟道、中部烟罩、后部烟罩、APS反应塔和布袋除尘器，所述烧结机沿台车行进方向依次设有前部烟道、中部烟道、后部烟道，对应在烧结机的烧结料层上方设有依次设有中部烟罩和后部烟罩，前部烟道连通后部烟罩，后部烟道连通中部烟罩，所述中部烟道连通所述APS反应塔的烟气入口，APS反应塔的侧部上端连接布袋除尘器，布袋除尘器的下端出口设有空气斜槽，空气斜槽的槽口通入APS反应塔下端的灰斗内。

在一个优选的实施方案中，所述前部烟道连通后部烟罩的管道中靠近前部烟道的一侧设有旋风除尘器，旋风除尘器的上方出口与后部烟罩之间设有循环风机。

在一个优选的实施方案中，所述后部烟道连通中部烟罩的管道中靠近后部烟道的一侧设有旋风除尘器，旋风除尘器的上方出口与中部烟罩之间设有风机。

在一个优选的实施方案中，所述中部烟道与APS反应塔的烟气进口的连接管道上设有NO氧化器。

在一个优选的实施方案中，所述APS反应塔的正上方设有活化混合器，活化混合器通过管道连接APS反应塔的顶端。

在一个优选的实施方案中，所述APS反应塔为双层结构，包括脱硫塔和脱硝系统，脱硫塔为APS反应塔的内层圆柱形筒体，下端开口悬于APS反应塔中，APS反应塔的外层上部为圆柱形筒体，下部为圆锥体的灰斗，所述脱硝系统设于APS反应塔下部，APS反应塔下部设有还原剂通入与烟气混合完成脱硝。

在一个优选的实施方案中，所述APS反应塔还包括涡流装置，涡流装置设于APS反应塔内壁上，以使烟气和混合灰充分混合。

在一个优选的实施方案中，所述APS反应塔底部的灰斗与仓泵入口相连接，仓泵出口与灰仓相连接。

在一个优选的实施方案中，所述前部烟罩覆盖前部风箱，中部烟罩完全覆盖中部风箱，其中，所述前部风箱、中部风箱和后部风箱按烧结机台车行进方向约各占烧结机长度40％、35％和25％。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供一种烧结烟气循环富集与APS协同脱硫脱硝的装置，是用于烧结烟气净化的装置，该装置根据烧结机各部分烟气烟温和SO₂、NOx含量，将烟气SOx、NOx进行富集，并通过APS反应塔进行协同脱硫脱硝，该装置提高了脱硝效率，同时大幅降低了烟气处理量，降低了设备投资和运行费用，有很高的实用价值。其克服现有脱硫脱硝工艺脱硝效率低、设备复杂、投运成本高的问题。

与传统脱硫脱硝方法相比，本发明提出的烧结烟气循环富集及协同脱硫脱硝装置具有如下特点：

1.将烧结机后部烟气循环至烧结机前部，进行热风烧结，有显著节能效果，将烧结机前部烟气经旋风除尘器和循环风机后，引入中部烟罩，中部烟罩覆盖中部风箱，NOx浓度高的第一部分烟气在经过烧结料层时部分NOx被分解，使SO₂和NOx同时富集在第二部分烟气中，SO₂和NOx浓度约升高至传统烧结的2倍，二噁英减排约50％，可减少烧结机外排烟气量50％左右。

2.APS协同脱硫脱硝系统综合了湿式吸附系统的可靠性和干式吸附系统的经济性等优点，整个系统运行后无腐蚀，无粘结，无废水，不产生任何二次污染，系统使用寿命远远高于其他烟气净化系统。

3.吸附剂与水的作用发生在反应器外，没有水的直接喷淋，吸附剂在系统各阶段保持宏观干燥，系统中无湿度，因此不存在结块和腐蚀问题。

4.该装置除脱硫脱硝外，集成设备可有效去除烟气中的二噁英和重金属。

5.系统适应性高，不受烟气量持续或突然变化影响，无最小或最大气体流量要求，可适应各种SO₂浓度，氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙都可作为吸附剂，价格低廉，同等脱硫效率下，投资成本和运行成本远低于其他脱硫系统。

附图说明

图1为一优选烧结烟气循环富集与APS协同脱硫脱硝的装置的示意图。

【附图标记说明】

1：前部烟道；

2：中部烟道；

3：后部烟道；

4：烧结机；

5：中部烟罩；

6：后部烟罩；

7：旋风除尘器；

8：循环风机；

9：NO氧化器；

10：还原剂供应系统；

11：APS反应塔；

12：活化混和器；

13：吸附剂和催化剂循环管路；

14：灰斗；

15：空气斜槽；

16：布袋除尘器；

17：仓泵；

18：灰仓。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

本发明提供烧结烟气循环富集及协同脱硫脱硝装置，其结构示意图如图1所示，其包括烧结机4、前部烟道1、中部烟道2、后部烟道3、中部烟罩5、后部烟罩6、APS反应塔11和布袋除尘器16，在烧结机4沿台车行进方向依次根据烟气温度及含NOx和SO₂的浓度不同分为前部、中部、后部，前部烟气温度低、NOx浓度高，烧结机4的前部风箱、中部风箱和后部风箱按烧结机台车行进方向各占烧结机长度40％、35％和25％左右。中部烟气SO₂浓度高；后部烟气温度高；对应前部、中部、后部设有前部烟道1、中部烟道2、后部烟道3，对应在烧结机4的烧结料层上方设有依次设有中部烟罩5和后部烟罩6，前部烟道1可通过烟道连通后部烟罩6，后部烟道3可通过烟道连通中部烟罩5，中部烟道2通过烟道连通所述APS反应塔的烟气入口，APS反应塔的侧部上端连接布袋除尘器16，布袋除尘器16的下端出口设有空气斜槽15，空气斜槽15的槽口通入APS反应塔11下端的灰斗内，前部烟道1连通后部烟罩6的管道中靠近前部烟道1的一侧设有旋风除尘器7，旋风除尘器7的上方出口与后部烟罩6之间设有循环风机8。通过循环风机8进行循环，将烧结机4前部的烟气引入后部烟罩6进入相应烧结料层进行循环。后部烟道3连通中部烟罩5的管道中靠近后部烟道的一侧设有旋风除尘器7，旋风除尘器7的上方出口与中部烟罩5之间设有循环风机8。通过循环风机8进行循环，将烧结机4后部的烟气引入中部烟罩5进入相应烧结料层进行循环。前部及后部烟气分别引入中部烟罩5和后部烟罩6进入相应烧结料层进行循环，在循环烟道中设有旋风除尘器7和循环风机8，这种烟气循环与传统烧结机相比大大降低了烟气处理量，同时将NOx和SO₂富集起来，降低了烟气治理难度。

烧结机4中部的烟气通过中部烟道2引入APS反应塔11进行协同脱硫脱硝；中部烟道2与APS反应塔11的烟气进口的连接管道上设有NO氧化器9，能有效提高了脱硝效率。APS反应塔11正上方设有活化混和器12，活化混合器12通过管道连接APS反应塔11的顶端。吸附剂、催化剂和循环灰通过循环送灰装置送入活化反应器12，循环送灰装置下端与灰斗14相连。吸附剂与催化剂通过吸附剂和催化剂循环管路13进入到活化混和器12中混合，并进行加湿处理，获得混合灰；混合灰通过APS反应塔11顶部APS活化粉末喷涂装置将混合灰喷入APS反应塔11中进行脱硫脱硝，APS活化粉末喷涂装置应用的是APS活性粉末喷涂技术，APS反应塔11整合脱硫塔与脱硝系统两部分，脱硫塔本体由内部圆柱形筒体、下部圆锥体的灰斗14两部分组成，也就是说脱硫塔为APS反应塔11的内层圆柱形筒体，下端开口悬于APS反应塔11中，APS反应塔11的外层上部为圆柱形筒体，下部为圆锥体的灰斗，所述脱硝系统设于APS反应塔11下部。脱硝系统整合在APS反应塔11内，高炉煤气作为还原剂通过还原剂供应系统10通入APS反应塔11下部与烟气混合在催化剂做用下将烟气中氮氧化物还原为氮气，有效降低了运行成本；此外，APS反应塔11内壁设有涡流装置以加快SO₂+NOx和吸附剂之间的反应；脱硫脱硝后烟气引入布袋除尘器16进行净化处理，布袋除尘器16收集的粉尘落入空气斜槽15输送到APS反应塔11的灰斗14，灰斗14内的灰部分输送到活化混合器12循环使用，灰斗通过仓泵17与灰仓18相连接，部分经过仓泵17送入脱硫副产品的灰仓18储存，定期由业主自行外运进行集中处理，吸附剂和催化剂可以不断循环利用，其有效利用率可达99％以上。

吸附剂与水在活化混和器12中混合完成活化，这个过程在APS反应塔11外进行。本系统用的活化灰属于半干法，所以综合了湿式吸附系统的可靠性和干式吸附系统工艺的经济性等优点，由实际运行得出整个系统运行后无腐蚀，无粘结，无废水，不产生任何二次污染，系统使用寿命远远高于其他烟气净化系统。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种烧结烟气循环富集与APS协同脱硫脱硝的装置，其特征在于，其包括烧结机、前部烟道、中部烟道、后部烟道、中部烟罩、后部烟罩、APS反应塔和布袋除尘器，所述烧结机沿台车行进方向依次设有前部烟道、中部烟道、后部烟道，对应在烧结机的烧结料层上方设有依次设有中部烟罩和后部烟罩，前部烟道连通后部烟罩，后部烟道连通中部烟罩，所述中部烟道连通所述APS反应塔的烟气入口，APS反应塔的侧部上端连接布袋除尘器，布袋除尘器的下端出口设有空气斜槽，空气斜槽的槽口通入APS反应塔下端的灰斗内。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述前部烟道连通后部烟罩的管道中靠近前部烟道的一侧设有旋风除尘器，旋风除尘器的上方出口与后部烟罩之间设有循环风机。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述后部烟道连通中部烟罩的管道中靠近后部烟道的一侧设有旋风除尘器，旋风除尘器的上方出口与中部烟罩之间设有风机。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中部烟道与APS反应塔的烟气进口的连接管道上设有NO氧化器。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述APS反应塔的正上方设有活化混合器，活化混合器通过管道连接APS反应塔的顶端。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述APS反应塔为双层结构，包括脱硫塔和脱硝系统，脱硫塔为APS反应塔的内层圆柱形筒体，下端开口悬于APS反应塔中，APS反应塔的外层上部为圆柱形筒体，下部为圆锥体的灰斗，所述脱硝系统设于APS反应塔下部，APS反应塔下部设有还原剂通入与烟气混合完成脱硝。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述APS反应塔还包括涡流装置，涡流装置设于APS反应塔内壁上，以使烟气和混合灰充分混合。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述APS反应塔底部的灰斗与仓泵入口相连接，仓泵出口与灰仓相连接。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述前部烟罩覆盖前部风箱，中部烟罩完全覆盖中部风箱，其中，所述前部风箱、中部风箱和后部风箱按烧结机台车行进方向约各占烧结机长度40％、35％和25％。