CN110292858A - 一种焦炉烟气scr脱硝用氨水供应系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种焦炉烟气SCR脱硝用氨水供应系统及方法，属于烟气脱硝技术领域。该系统由氨水给料泵、氨水储罐、氨水储罐出口阀、供水泵、氨气吸收罐、氨气吸收罐出口阀、多孔排放管、浓度计、料位计、氨水输送泵、氨水雾化喷枪、SCR反应器，氨水输送控制系统组成。方法为：氨水储罐顶引一根管道接到氨气吸收罐顶的多孔排放管，使氨气在氨气吸收罐底部被水吸收，当氨气吸收罐内稀释氨水浓度达到20％，可作为还原剂直接由氨水输送泵输送至氨水雾化喷枪。本发明实现供氨水供应系统中氨水储罐和氨气吸收罐互换交替运行，连续不间断地供应氨水，氨水储罐所排放的氨气在生产过程中得到充分循环使用，可以提高设备生产能力，降低SCR脱硝成本。

Description

一种焦炉烟气SCR脱硝用氨水供应系统及方法
技术领域
本发明涉及烟气脱硝技术领域，特别涉及一种焦炉烟气SCR脱硝用氨水供应系统及方法。
背景技术
炼焦工艺是钢铁生产流程中污染物排放和能耗大户，是钢铁业节能减排的重点工序。随着新《环境保护法》的实施，炼焦烟气的污染物治理，面临着很大环保压力。焦炉烟气的主要污染物为NOx等，我国大多数焦炉，特别是用焦炉煤气加热的焦炉烟囱排放的NOx仍高于500mg/m3，未达到新环保法要求。针对绿色生产需求和国家节能减排要求，钢铁企业急需开发高效低成本的焦炉烟气脱硝技术。
现行的《炼焦化工污染物排放标准》(GB 16171-2012)中规定，焦炉(机焦)烟气中的NOx要求控制在500mg/m3以下，特殊地区(如容易发生污染需要特殊保护的地区)则要求控制在150mg/m3以下。目前，全国各种类型焦炉约有2500座，焦炉烟气中NOx含量约为700～1000mg/m3，很多未按国家标准脱硝，造成大气严重污染。SCR法是烟气脱硝技术中脱硝效率最高、最为成熟的技术，全世界电厂约有80％的烟气脱硝采用SCR技术，所以焦炉烟气脱硝可以沿用SCR技术。
选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)烟气脱硝技术是在一定条件下，以氨气为还原剂，通过催化剂催化作用，将NOx还原为N2和H2O。选择性催化还原(SCR)脱硝主要反应如下：
4NO+4NH3+O2-＞4N2+6H2O
6NO2+8NH3-＞4N2+6H2O
NO2+NO+2NH3-＞2N2+3H2O
还原剂氨气的来源有液氨、尿素和氨水等。
液氨是将有毒气体氨气压缩后形成的液化气。当氨气泄漏时，会滞留在地面，对在现场工作的工人及住在附近社区的居民造成相当程度的危害。按《重大危险源辨识GB18218》规定，氨作为有毒物质，储存量超过100吨，则属于重大危险源。按照《建筑设计防火规范》GB50016的规定，液氨储罐与周围的道路、厂房、建筑等的防火间距最小不少于15米。凡用液氨作为脱硝还原剂的工厂，其占地面积就要扩大，故比较适用于新建工厂；而现有焦炉生产区域未留有足够的空地，若采用液氨作为脱硝还原剂生产供应，较为困难。
尿素是农用肥料，利用尿素作为脱硝还原剂时需要利用专门的设备将尿素转化为氨；但是，用尿素制氨作为烟气脱硝系统还原剂，其生产成本高，还原剂能量消耗较大，系统设备投资较高。
氨水是化工厂的副产品，通常脱硝还原剂所用的氨水是20％的氨水溶液。氨水与液氨相比，氨水在储存时的危险性较低，液体溢出后，扩散范围较液氨小，浓度范围较易控制，占用场地较少。氨水与尿素相比，氨水系统设备投资较少，安全管理及风险费用较低。因此，选择氨水作为脱硝还原剂适合于焦炉烟气SCR脱硝工艺的要求。
氨水有强烈的刺激性气味，氨与水不反应，但易溶于水，需要将氨水储罐排放的氨用水来吸收，经过水吸收氨，使得稀释氨水达到一定浓度后，可用来作为烟气脱硝系统还原剂。在氨水供应系统中，如果采用一种不间断地连续输送氨水工艺，使氨水储罐排放的氨气能够在生产过程中充分循环使用，以达到节约焦炉烟气脱硝成本、避免二次污染的目的。
发明内容
针对现有的工艺需要，本发明提供一种焦炉烟气SCR脱硝用氨水供应系统及方法，目的在于利用氨气吸收罐吸收氨水储罐排放的挥发物(氨气)，当氨气吸收罐内稀释氨水达到要求浓度后，直接由氨水输送泵输送至氨水雾化喷枪，氨水被雾化后喷入烟道，使之在烟气中气化升温，在催化剂的作用下完成SCR还原反应，达到低成本脱硝的目的。
本发明涉及一种焦炉烟气SCR脱硝用氨水供应系统，包括氨水给料泵、氨水储罐、氨水储罐出口阀、供水泵、氨气吸收罐、氨气吸收罐出口阀、多孔排放管、浓度计、料位计、氨水输送泵、氨水雾化喷枪、SCR反应器，氨水输送控制系统。
氨水给料泵连接氨水储罐，供水泵和氨水储罐分别连接氨气吸收罐；料位计分别安装在氨水储罐和氨气吸收罐顶，浓度计放置在氨气吸收罐内；氨气吸收罐出口管道和氨水储罐出口管道并联到总管，总管连接至氨水输送泵，氨水输送泵与氨水雾化喷枪进口连接，雾化氨水喷枪与SCR反应器进口管道连接。其特征所述的氨水储罐上部挥发的氨气，通过氨气吸收罐的多孔排放管进入氨气吸收罐下部，氨气被氨气吸收罐内水吸收，由料位计测出氨气吸收罐内液面高度，由浓度计测出氨气吸收罐内稀释氨水的浓度。
当氨气吸收罐内稀释氨水浓度达到20％，氨水储罐出口阀关闭，氨气吸收罐出口阀开启，由氨水输送泵将氨气吸收罐的氨水输送至氨水雾化喷枪；当氨气吸收罐液面低于设定值，氨气吸收罐出口阀关闭，氨水储罐出口阀开启，开始由氨水输送泵将氨水储罐的氨水输送至氨水雾化喷枪。
本发明实现利用氨气吸收罐内的工业新水吸收氨水储罐的氨水挥发物，并由氨气吸收罐和氨水储罐自动切换管路供应氨水至雾化喷枪，有利于提高设备生产能力，降低焦炉烟气SCR脱硝成本。
附图说明
图1是本发明提供一种焦炉烟气SCR脱硝用氨水供应系统
图1中，1是氨水给料泵、2是氨水储罐、3是氨水储罐出口阀、4是氨水储罐料位计、5是氨气吸收罐、6是氨气吸收罐出口阀、7是氨水输送泵、8是氨水雾化喷枪、9是多孔排放管、10是氨气吸收罐料位计、11是氨水浓度计、12是供水泵、13是SCR反应器。
具体实施方式
本发明提供一种焦炉烟气SCR脱硝用氨水供应系统，其系统如图1所示，是由氨水给料泵、氨水储罐、氨水储罐出口阀、氨气吸收罐、供水泵、氨气吸收罐出口阀、多孔排放管、浓度计、料位计、氨水输送泵、氨水雾化喷枪、SCR反应器，氨水输送控制系统组成。
氨水由氨水给料泵输送到氨水储罐，由料位计测出氨水储罐内液面高度，氨水储罐内的氨气经管道通入氨气吸收罐，当氨水储罐液面达到高位设定值时，停止氨水注入。氨水储罐出口阀自动开启，氨水储罐中的氨水由氨水输送泵输送至氨水雾化喷枪。
氨气吸收罐为一定容积的储水罐，罐上部一侧进工业新水。在系统运行过程中氨水储罐所排出的氨气通过氨气吸收罐内的多孔排放管进入罐底部，利用氨气吸收罐内大量的水来吸收氨水储罐排出的氨气。
由料位计测出氨气吸收罐内液面高度，由氨水浓度计测出氨气吸收罐内稀释氨水的浓度。当氨气吸收罐的稀释氨水浓度达到20％时，氨气吸收罐出口阀自动开启；氨水储罐出口阀自动关闭，氨气吸收罐中的氨水由氨水输送泵输送至氨水雾化喷枪，氨水经压缩空气混合雾化并在烟气中气化升温后进入SCR反应器。当氨气吸收罐液面低于设定值，氨气吸收罐出口阀自动关闭；氨水储罐出口阀自动开启，氨水储罐中的氨水由氨水输送泵输送至氨水雾化喷枪。同时，氨气吸收罐由供水泵注入工业新水，当水液面达到高位设定值时，停止工业新水注入；氨水储罐和氨气吸收罐的出口阀自动切换，两罐交替工作，连续供应氨水，达到提高系统设备生产能力和所排放氨气可以综合循环利用，进而降低脱硝成本、避免二次污染的目的。

Claims (3)

1.一种焦炉烟气SCR脱硝用氨水供应系统，包括氨水给料泵、氨水储罐、氨水储罐出口阀、氨气吸收罐、供水泵、氨气吸收罐出口阀、多孔排放管、氨水储罐和氨气吸收罐液面料位计、氨水浓度计、氨水输送泵、氨水雾化喷枪、SCR反应器、氨水输送控制系统。其特征在于：氨水给料泵连接氨水储罐，供水泵和氨水储罐分别连接氨气吸收罐，氨水储罐和氨气吸收罐出口管道相并联进入总管后与氨水输送泵进口连接，氨水输送泵与氨水雾化喷枪进口连接，雾化氨水喷枪与SCR反应器进口管道连接。
2.如权利要求1所述的一种焦炉烟气SCR脱硝用氨水供应系统，其特征所述的氨气吸收罐由供水泵注入工业新水，氨水储罐上部挥发的氨气通过多孔排放管进入氨气吸收罐下部，氨气被氨气吸收罐内水所吸收，由料位计测出氨气吸收罐内液面高度，由浓度计测出氨气吸收罐内稀释氨水的浓度。
3.如权利要求1所述的一种焦炉烟气SCR脱硝用氨水供应系统，其特征所述的当氨气吸收罐稀释氨水浓度达到20％时，氨水储罐出口阀关闭，氨气吸收罐出口阀开启，由氨水输送泵将氨气吸收罐的氨水输送至氨水雾化喷枪；当氨气吸收罐液面低于设定值，氨气吸收罐出口阀关闭，氨水储罐出口阀开启，由氨水输送泵将氨水储罐的氨水输送至氨水雾化喷枪。其控制系统可做到氨水储罐和氨气吸收罐出口阀自动切换，两罐自动交替工作，达到不间断地连续为氨水雾化喷枪供应氨水。
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