CN112146453B - 一种组合式烟气净化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种组合式烟气净化工艺，利用第一换热器将原烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气，实现降低原烟气的温度、升高脱硫处理后烟气的温度；利用第二换热器将净烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气，实现降低净烟气的温度、升高脱硫处理后烟气的温度；同时，将从加热段(301)排出热气中的一部分或全部用于调节脱硫处理后烟气的温度。本发明的工艺降低兑冷气量，更有利于环保指标的控制，充分利用了净烟气和解析塔加热段介质外排部分的热量，提高了能量利用率，减少了烟气外排量，减少了对环境的污染。

Description

一种组合式烟气净化工艺
技术领域
本发明涉及一种烟气净化工艺，具体涉及一种包含活性炭吸附、SCR脱硝处理的组合式烟气净化工艺，属于环境保护技术领域。
背景技术
烧结是钢铁工业的基础环节，其排放的废气量大(约2000-3000Nm3/t(烧结矿))，温度波动大(120-180℃)，含氧量高(14-18％)，CO含量高(约4000-8000mg/Nm3)污染物成分复杂，包括SO2、NOx、二噁英、粉尘、重金属、氟化物等，其中SO2、NOx、二噁英、粉尘分别约占钢铁工业大气污染物排放总量的70％、48％、90％、40％，造成硫资源浪费及酸雨、雾霾等环境污染，是大气污染控制的重点和难点。烧结烟气脱硫已经得到了广泛的推广，一般分为半干法、湿法、干法三类，其中半干法以循环流化床法(CFB)和旋转喷雾干燥法(SDA)为代表，干法以活性炭工艺为代表，湿法主要为石灰石-石膏法。而随着超低排放的到来，对烧结烟气中NOx的排放提出了新要求，目前选择性催化还原技术(SCR)是应用最广泛，技术最成熟的脱硝工艺，但SCR脱硝的活性炭温度窗口在180-400℃之间，高于烧结烟气排放温度，因此对于脱硝必须对烧结烟气进行加热处理。
现有技术中，活性炭法+SCR工艺流程如图1所示，烟气在进入活性炭净化装置中，可以少量喷氨，主要脱除烟气中二氧化硫、二噁英及其他有机物，解吸后的富硫气体送至资源化处理装置，制成硫酸或其他产品；初步净化后的烟气送入SCR反应器。由于此时烟气温度一般不超过150℃，需在SCR反应器的入口，采取GGH装置把温度升高至180℃以上，深度净化后的烟气达到超低排放标准再排入大气。活性炭吸附塔主要目的是脱硫，SCR反应器主要目的是脱硝。该种方法可以达到SO2脱除效率>98％，脱硝率＞90％，粉尘出口浓度小于10mg/Nm3。
目前以高炉煤气或者焦炉煤气为气源，空气为助燃气，在燃烧炉中进行燃烧后，直接通入烟道中，对烧结烟气进行加热，加热气体经过脱硝之后再通过GGH与原烟气换热，提高热量利用率，虽如此，但烧结烟气量巨大，如600m2烧结机，烟气量达到200万Nm3/h，对如此大的烟气量进行加热，需要消耗大量的高炉煤气或者焦炉煤气以及助燃空气，这些燃烧气一方面可以对烧结原烟气进行换热，一方面又引入了大量的气体(间接换热效率低)，增加了进入SCR反应器的空塔气速，提高了脱硝处理难度，由于作为热源的焦炉煤气/高炉煤气无法减少。
烧结机主抽出口烟气温度较高，达165℃左右(温度波动)，高于活性炭脱硫装置入口安全温度，需要兑冷风来降低烟气温度到130℃，大约需要兑38％的空气。活性炭吸附塔脱硫后的烟气温度约130℃，需要经过第二、热风炉补热加热到180℃以上，才能在SCR反应器中发生脱硝的氧化还原反应，这一过程中，SCR燃烧器需要把整个烟气温度升高50℃(包含之前兑入的空气也需要一起提高50℃)。
由以上可知，目前方案兑入冷空气量大，活性炭吸附装置及SCR反应器也要相应做得大，且能耗高(热风炉将烟气升温)，而且不利于烟气达标排放。
此外，低温SCR长时间运行后，烧结(或球团)停机检修时，一般需要对SCR反应器做一次升温，以分解反应器中积累的亚硫酸铵等。升温温度一般控制在280℃左右。一般SCR燃烧器需要足够大的余量才能使得烟气温度升高到280℃。
活性炭解析系统通过热风炉燃烧高炉煤气、焦炉煤气等燃料对活性炭进行间接加热，因此燃烧后的高温气体中含有约30ppm的SO2气体，其温度约在500℃左右。目前该燃烧后的高温气体大部分用于热风循环，同时向增压风机前烟道中排放约10％的烟气，温度约350℃左右。而这部分热烟气不但没有利用其热量，还需要对他进行降温(兑空气)，造成浪费。
发明内容
针对现有技术中能耗大，投资高，环保指标难以控制等的问题，本发明从减少助燃剂空气方面入手，在满足烟气升温基础上，降低烟气量；同时，充分利用原烟气、净烟气中的热量，将该部分热量传递给将进入SCR反应器的烟气(脱硫后的烟气)，降低进入吸附塔的烟气温度，保证安全及提高脱硫效率；提升进入SCR反应器的烟气的温度，保证SCR反应器的脱硝效率。本发明提供一种组合式烟气净化工艺，利用第一换热器将原烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气，实现降低原烟气的温度、升高脱硫处理后烟气的温度；利用第二换热器将净烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气，实现降低净烟气的温度、升高脱硫处理后烟气的温度；同时，将从加热段(301)排出热气中的一部分或全部用于调节脱硫处理后烟气的温度。本发明的工艺降低兑冷气量，更有利于环保指标的控制，充分利用了净烟气和解析塔加热段介质外排部分的热量，提高了能量利用率，减少了烟气外排量，减少了对环境的污染。
根据本发明提供的实施方案，提供一种组合式烟气净化工艺。
一种组合式烟气净化工艺，该工艺包括以下步骤：
1)原烟气经过第一输送管道输送至活性炭吸附塔进行脱硫处理，经过活性炭吸附塔脱硫处理后的烟气经过第二输送管道输送至SCR反应器进行脱硝处理，经过SCR反应器脱硝处理后的净烟气经过第三输送管道输出；
2)在活性炭吸附塔中吸附了污染物的活性炭经过第一活性炭输送装置输送至活性炭解析塔进行解析、活化，经过活性炭解析塔解析、活化后的活性炭经过第二活性炭输送装置输送至活性炭吸附塔用于脱硫，如此循环；
3)活性炭解析塔从上到下依次设有加热段、SRG段、冷却段；热风炉的烟气出口通过第四输送管道与加热段的进气口连接，加热段的出气口通过第五输送管道与热风炉的烟气入口连接；
4)第一输送管道和第二输送管道上设有第一换热器，第一换热器将原烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气，实现降低原烟气的温度、升高脱硫处理后烟气的温度；
5)第二输送管道和第三输送管道上设有第二换热器，第二换热器将净烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气，实现降低净烟气的温度、升高脱硫处理后烟气的温度；
6)第五输送管道分出一条支路为第六输送管道，第六输送管道将从加热段排出热气中的一部分或全部输送到第二输送管道。
作为优选，第四输送管道分出条支路第七输送管道。第七输送管道将热风炉产生的热气中的一部分或全部输送到第二输送管道。
作为优选，第二输送管道分出一条支路第八输送管道。热风炉上设有燃气入口和助燃气体入口。第八输送管道将第二输送管道中的脱硫处理后的烟气中的一部分输送至热风炉的助燃气体入口。
作为优选，第一输送管道上还设有空气补入口。空气补入口与空气输送管道连接。
作为优选，第一换热器与第二输送管道的连接位置位于第二换热器与第二输送管道的连接位置的上游。
作为优选，第六输送管道连接至第二输送管道的位置位于第二换热器与第二输送管道的连接位置的下游。
作为优选，所述第一换热器为MGGH换热器。
作为优选，第二换热器为SCR-GGH换热器。
作为优选，空气补入口的位置位于第一换热器与第一输送管道连接位置的下游。
作为优选，第二输送管道分出第八输送管道的位置位于第一换热器与第二输送管道的连接位置的下游，并且位于第二换热器与第二输送管道的连接位置的上游。
作为优选，第二输送管道分出第八输送管道的位置位于第一换热器与第二输送管道的连接位置的上游。
作为优选，第一输送管道上、第一换热器与第一输送管道连接位置的上游设有第一温度检测装置和第一流量检测装置。
作为优选，第一输送管道上、第一换热器与第一输送管道连接位置的下游、空气补入口的上游设有第二温度检测装置。
作为优选，第一输送管道上、空气补入口的下游设有第三温度检测装置。
作为优选，第二输送管道上、第一换热器与第二输送管道的连接位置的上游设有第四温度检测装置。
作为优选，第二输送管道上、第一换热器与第二输送管道的连接位置的下游、第二换热器与第二输送管道的连接位置的上游设有第五温度检测装置。
作为优选，第二输送管道上、第二换热器与第二输送管道的连接位置的下游、第六输送管道连接第二输送管道的上游设有第六温度检测装置。
作为优选，第二输送管道上、第六输送管道连接第二输送管道的下游设有第七温度检测装置。
作为优选，第三输送管道上、第三输送管道与第二换热器的连接位置的上游设有第八温度检测装置。
作为优选，第三输送管道上、第三输送管道与第二换热器的连接位置的下游设有第九温度检测装置。
作为优选，第六输送管道上设有第十温度检测装置和第一流量控制装置。
作为优选，第七输送管道上设有第二流量控制装置。
作为优选，第八输送管道上设有第三流量控制装置。
作为优选，空气输送管道上设有第四流量控制装置。
作为优选，第一温度检测装置检测第一输送管道内该位置的温度为t1，℃；第一流量检测装置检测第一输送管道内的流量为p1，m3/h；第二温度检测装置检测第一输送管道内该位置的温度为t2，℃；第四温度检测装置检测第二输送管道内该位置的温度为t4，℃；第五温度检测装置检测第二输送管道内该位置的温度为t5，℃。
单位时间内，第一换热器从原烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气的热量Q1，J/h为：
Q1＝C1*p1*(t1-t2)＝C2*p1*(t5-t4)；其中：C1为原烟气的比热容，J/m3·℃，C2为脱硫处理后烟气的比热容，J/m3·℃。
第六温度检测装置检测第二输送管道内该位置的温度为t6，℃；第八温度检测装置检测第三输送管道内该位置的温度为t8，℃；第九温度检测装置检测第三输送管道内该位置的温度为t9，℃。
单位时间内，第二换热器从净烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气的热量Q2，J/h为：
Q2＝C2*p1*(t6-t5)＝C3*p1*(t8-t9)；其中：C3为净烟气的比热容，J/m3·℃。
根据生产需要设定进入活性炭吸附塔的温度为t脱硫，进入活性炭吸附塔的原烟气需要释放的热量Q3，J/h为：
Q3＝C1*p1*(t2-t脱硫)；
调节第四流量控制装置，使得经过空气输送管道从空气补入口补入第一输送管道内的空气吸收能量为Q3的热量：
Q3＝C4*p2*(t脱硫-25)；其中：C4为空气的比热容，J/m3·℃，p2为空气输送管道的流量，m3/h；
得出：
Figure BDA0002109893090000051
调节第四流量控制装置，使得单位时间内空气输送管道的流量为p2；同时，第三温度检测装置检测第一输送管道内该位置的温度为t3，℃；使得t3＝t脱硫。
作为优选，根据生产需要设定进入SCR反应器进行脱硝处理的温度为t脱硝，进入SCR反应器的脱硫后烟气需要吸收的热量Q4，J/h为：
Q4＝C2*p1*(t脱硝-t6)。
第十温度检测装置检测第六输送管道内该位置的温度为t10，℃；调节第一流量控制装置，使得第六输送管道输送至第二输送管道的热气释放能量为Q4的热量。
Q4＝C5*p3*(t10-t脱硝)；其中：C5为加热段排出热气的比热容，J/m3·℃，p3为第六输送管道的流量，m3/h；
得出：
Figure BDA0002109893090000052
调节第一流量控制装置，使得单位时间内第六输送管道的流量为p3；同时，第七温度检测装置检测第二输送管道内该位置的温度为t7；使得t7＝t脱硝。
作为优选，调节第二流量控制装置，使得热风炉产生的热气中的经过第二输送管道输送至SCR反应器，分解SCR反应器中的亚硫酸铵。
作为优选，调节第八输送管道上的第三流量控制装置，将第二输送管道中的脱硫处理后的烟气中的一部分输送至热风炉的助燃气体入口，用于热风炉的燃烧。
作为优选，根据生产需要，设定热风炉单位时间内需要的燃料量为p4，m3/h；单位体积燃料燃烧需要的空气量为K，m3；调节第三流量控制装置，使得单位时间内输送至热风炉的助燃气体入口的硫处理后的烟气为p5，m3/h。
Figure BDA0002109893090000061
其中：a为硫处理后的烟气与空气的氧含量换算比，一般为0.5-1，优选为0.6-0.95，更优选为0.7-0.9；b为燃料在热风炉中的燃烧系数，一般为0.5-0.99，优选为0.55-0.98，更优选为0.6-0.97。在本申请中，原烟气进入活性炭吸附塔脱硫处理。脱硫处理后的烟气再进入SCR反应器进行脱硝处理。经SCR反应器处理后的洁净烟气再向外输出。其中，本方案第一方面，将需要降温的第一输送管道内的原烟气和需要升温的第二输送管道内的脱硫后烟气通过第一换热器进行换热连接。将第一输送管道内原烟气的热量换热给到第二输送管道内的脱硫后烟气，减少原烟气在进入活性炭吸附塔前的空气兑入量，减少注入空气的耗能，减少了活性炭吸附塔的烟气处理量，和减少后期需要升温的空气的总量，在第一输送管道降温方面和第二输送管道升温方面节约了能源。本方案第二方面，将第三输送管道内净烟气与需要加热的第二输送管道内的脱硫后烟气通过第二换热器进行换热连接。将第三输送管道内净烟气的热量换热给到第二输送管道内的脱硫后烟气，减少提升第二输送管道烟气温度所需要的能源投入，从而在第二输送管道升温方面节约了能源。本方案第三方面，将活性炭解析塔加热段出气口的热气(350℃左右)通过第六输送管道接入第二输送管道。加热段换热后的气体，通入第二输送管道，该热气与第二输送管道内的脱硫后烟气混合，大大提高了进入SCR反应器的气体温度，有利于节能。而且该部分热气从第五管道分出来的气体可调，可以灵活的调节最终进入SCR反应器的温度。同时现有技术是单独在SCR反应器上游增加热风炉，该热风炉直接加热空气额外消耗能量，而本发明创新性的利用了活性炭解析塔的热风炉，在满足温度需要的同时，减少了生产设备的初期投入，减少了需要控制的设备数量，优化了生产工艺，提高了生产效率，降低企业生产成本。
在本申请中，本方案的第四方面，热风炉热风出气口的第四输送管道分出第七输送管道接到第二输送管道，热风炉加热出的高温气体(500℃左右)通入第二输送管道，能极快的提高第二输送管道内气体的升温速度，满足第二输送管道气体的升温要求。
在本申请中，本方案的第五方面，从第二输送管道分出第八输送管道，直接把部分脱硫后烟气作为助燃气体通入活性炭解析塔的热风炉中，作为助燃气体在热风炉中燃烧升温。再通过第六输送管道或者第七输送管道再次接入到第二输送管道。从而可以利用本就应该加热升温的第二输送管道内气体的氧气，参与到热风炉的燃烧反应中，即将第二输送管道内气体的氧气通过燃烧生成能量，从能量的角度上说，是利用了第二输送管道内高温气体所包含的氧气参与到了第二输送管道气体的升温工作中，这样不仅是合理利用了第二输送管道内的氧气，提高了最终进入SCR反应器的第二输送管道内的气体的氮化物气体的浓度，有利于SCR反应器内的脱硝。
在本申请中，为了使得第一输送管道内的原烧结烟气降温降到最佳温度区间(105℃-115℃)，当第一换热不能将第一输送管道的内的烧结烟气降温至该最佳温度区间时，该方案，还在第一输送管道上第一换热器的下游增加了空气补入口，协助降低第一输送管道内原烟气的温度，确保进入活性炭吸附塔的烟气温度为最适合活性炭吸附塔的脱硫温度，从而保证脱硫效果。
在本申请中，从活性炭吸附塔排气口排出的进入第二输送管道的烟气，第一优先通过第一换热器换热升温；第二优先，通过第二换热器换热升温；第三优先，通过活性炭解析塔加热段排出的气体汇入加热；第四优先，通过活性炭解析塔热风炉高温气体汇入加热。另外在有利用活性炭解析塔热风炉的热风的情况下，还可将第二输送管道上，位于第一换热器上游或下游的气体的部分导入到活性炭解析塔热风炉中参与燃烧加热。因为通过第一换热器换热的温度不能直接达到SCR反应器的需求。
在本申请中，通过第一至第十温度检测装置，监测系统每个变温环节环节后的烟气温度(t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9、t10)，结合第一流量检测装置监测到的系统总体烟气量p1计算出所需补入空气的量p2和得到对第一至第四流量控制装置的控制。
在本申请中，当需要去除SCR反应器内的亚硫酸铵时，只需在暂停烧结机运转的情况下，单独通过第七输送管道将热风炉里的热风导入到第二输送管道，从而进入到SCR反应器，对SCR反应器内进行加温。加温温度要求达到280℃。
需要说明的是，第一温度检测装置和第二温度检测装置配合可以测出第一输送管道的原烟气在通过第一换热器后的温度降低变化值；第二温度检测装置和第三温度检测装置配合可以测出经第一换热器换热后的原烟气与空气混合后的温度降低变化值；第四温度检测装置和第五温度检测装置配合可以测出第二输送管道内脱硫后的烟气经第一换热器换热后的温度升高变化值；第五温度检测装置和第六温度检测装置配合可以测出经第二换热器换热后的烟气的温度升高变化值；第六温度检测装置和第七温度检测装置配合可以测出再混入活性炭解析塔热风炉的热风(来源包括：加热段出气口、热风炉出气口部分或全部高温气体)后的温度升高变化值；第八温度检测装置和第九温度检测装置配合测出第三输送管道上的净烟气在SCR-GHH换热器换热后的温度降低变化值。
需要说明的是，第一流量控制装置用于控制从活性炭解析塔加热段出气口排出的进入到第二输送管道的高温气体的量；第二流量控制装置用于控制从活性炭解析塔热风炉出气口排出的进入到第二输送管道的高温气体的量；第三流量控制装置用于控制从第二输送管道低温部分气体进入到活性炭解析塔热风炉助燃的气体的量；第四流量控制装置用于控制从空气中进入到第一输送管道的空气的量；第一流量检测装置用于监测整个系统中进入的原烟气的量。
与现有技术相比较，本发明的技术方案具有以下有一技术效果：
1、本申请将需要降温的第一输送管道内的原烟气和需要升温的第二输送管道内的脱硫后烟气通过第一换热器进行换热连接，将第一输送管道内原烟气的热量换热给到第二输送管道内的脱硫后烟气，减少原烟气在进入活性炭吸附塔前的空气兑入量，减少注入空气的耗能；
2、本申请将第三输送管道内净烟气与需要加热的第二输送管道内的脱硫后烟气通过第二换热器进行换热连接，将第三输送管道内净烟气的热量换热给到第二输送管道内的脱硫后烟气，减少提升第二输送管道烟气温度所需要的能源投入；
3、本申请将活性炭解析塔加热段出气口的热气(350℃左右)通过第六输送管道接入第二输送管道，大大提高了进入SCR反应器的气体温度，有利于节能；
4、本申请将热风炉热风出气口的第四输送管道分出第七输送管道接到第二输送管道，热风炉加热出的高温气体(500℃左右)通入第二输送管道，能极快的提高第二输送管道内气体的升温速度，满足第二输送管道气体的升温要求；
5、在本申请中，从第二输送管道分出第八输送管道，直接把部分脱硫后烟气作为助燃气体通入活性炭解析塔的热风炉中，利用脱硫后烟气高温、高氧含量的特点，减少热风炉中燃料的使用量。
附图说明
图1为现有技术中烟气净化的工艺流程图；
图2为本发明实施例中利用加热段出气口加热第二输送管道烟气的工艺流程图；
图3为本发明实施例中利用解析塔加热段出气口加热第二输送管道烟气的工艺流程图；
图4为本发明实施例中利用加热段出气口加热第二输送管道烟气的装置布局图；
图5为本发明实施例中利用热风炉出气口加热第二输送管道烟气的装置布局图：
图6为本发明实施例中第二输送管道低温气体通入热风炉燃烧的工艺流程示意图。
附图标记：
1：活性炭吸附塔；2：SCR反应器；3：活性炭解析塔；301：加热段；302：SRG段；303：冷却段；4：热风炉；5：第一换热器；6：第二换热器；L0：空气输送管道；L1：第一输送管道输；L2：第二输送管道；L3：第三输送管道；L4：第四输送管道；L5：第五输送管道；L6：第六输送管道；L7：第七输送管道；L8：第八输送管道；U1：第一活性炭输送装置；U2：第二活性炭输送装置；T1：第一温度检测装置；T2：第二温度检测装置；T3：第三温度检测装置；T4：第四温度检测装置；T5：第五温度检测装置；T6：第六温度检测装置；T7：第七温度检测装置；T8：第八温度检测装置；T9：第九温度检测装置；T10：第十温度检测装置；P1：第一流量检测装置；M1：第一流量控制装置；M2：第二流量控制装置；M3：第三流量控制装置；M4：第四流量控制装置。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
实施例1
如图2所示，一种组合式烟气净化工艺，该工艺包括以下步骤：
1)原烟气经过第一输送管道L1输送至活性炭吸附塔1进行脱硫处理，经过活性炭吸附塔1脱硫处理后的烟气经过第二输送管道L2输送至SCR反应器2进行脱硝处理，经过SCR反应器2脱硝处理后的净烟气经过第三输送管道L3输出；
2)在活性炭吸附塔1中吸附了污染物的活性炭经过第一活性炭输送装置U1输送至活性炭解析塔3进行解析、活化，经过活性炭解析塔3解析、活化后的活性炭经过第二活性炭输送装置U2输送至活性炭吸附塔1用于脱硫，如此循环；
3)活性炭解析塔3从上到下依次设有加热段301、SRG段302、冷却段303；热风炉4的烟气出口通过第四输送管道L4与加热段301的进气口连接，加热段301的出气口通过第五输送管道L5与热风炉4的烟气入口连接；
4)第一输送管道L1和第二输送管道L2上设有第一换热器5，第一换热器5将原烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气，实现降低原烟气的温度、升高脱硫处理后烟气的温度；
5)第二输送管道L2和第三输送管道L3上设有第二换热器6，第二换热器6将净烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气，实现降低净烟气的温度、升高脱硫处理后烟气的温度；
6)第五输送管道L5分出一条支路为第六输送管道L6，第六输送管道L6将从加热段301排出热气中的10％(vol％)输送到第二输送管道L2。
第一换热器5与第二输送管道L2的连接位置位于第二换热器6与第二输送管道L2的连接位置的上游。第六输送管道L6连接至第二输送管道L2的位置位于第二换热器6与第二输送管道L2的连接位置的下游。
实施例2
如图3所示，重复实施例1，只是第四输送管道L4分出条支路第七输送管道L7。第七输送管道L7将热风炉4产生的热气中的一部分或全部输送到第二输送管道L2。
实施例3
如图4所示，重复实施例2，只是第二输送管道L2分出一条支路第八输送管道L8。热风炉4上设有燃气入口和助燃气体入口。第八输送管道L8将第二输送管道L2中的脱硫处理后的烟气中的一部分输送至热风炉4的助燃气体入口。第二输送管道L2分出第八输送管道L8的位置位于第一换热器5与第二输送管道L2的连接位置的下游，并且位于第二换热器6与第二输送管道L2的连接位置的上游。
实施例4
重复实施例3，只是第一输送管道L1上还设有空气补入口。空气补入口与空气输送管道L0连接。空气补入口的位置位于第一换热器5与第一输送管道L1连接位置的下游。
实施例5
如图5所示，重复实施例3，只是第二输送管道L2分出第八输送管道L8的位置位于第一换热器5与第二输送管道L2的连接位置的上游。所述第一换热器5为MGGH换热器。作为优选，第二换热器6为SCR-GGH换热器。
实施例6
重复实施例4，只是第一输送管道L1上、第一换热器5与第一输送管道L1连接位置的上游设有第一温度检测装置T1和第一流量检测装置P1。第一输送管道L1上、第一换热器5与第一输送管道L1连接位置的下游、空气补入口的上游设有第二温度检测装置T2。第一输送管道L1上、空气补入口的下游设有第三温度检测装置T3。第二输送管道L2上、第一换热器5与第二输送管道L2的连接位置的上游设有第四温度检测装置T4。第二输送管道L2上、第一换热器5与第二输送管道L2的连接位置的下游、第二换热器6与第二输送管道L2的连接位置的上游设有第五温度检测装置T5。第二输送管道L2上、第二换热器6与第二输送管道L2的连接位置的下游、第六输送管道L6连接第二输送管道L2的上游设有第六温度检测装置T6。第二输送管道L2上、第六输送管道L6连接第二输送管道L2的下游设有第七温度检测装置T7。第三输送管道L3上、第三输送管道L3与第二换热器6的连接位置的上游设有第八温度检测装置T8。第三输送管道L3上、第三输送管道L3与第二换热器6的连接位置的下游设有第九温度检测装置T9。空气输送管道L0上设有第四流量控制装置M4。
实施例7
重复实施例6，只是第六输送管道L6上设有第十温度检测装置T10和第一流量控制装置M1。
实施例8
重复实施例7，只是第七输送管道L7上设有第二流量控制装置M2。
实施例9
重复实施例7，只是第八输送管道L8上设有第三流量控制装置M3。
实施例10
使用实施例6中所述方法的具体工艺为：
第一温度检测装置T1检测第一输送管道L1内该位置的温度为t1，℃；第一流量检测装置P1检测第一输送管道L1内的流量为p1，m3/h；第二温度检测装置T2检测第一输送管道L1内该位置的温度为t2，℃；第四温度检测装置T4检测第二输送管道L2内该位置的温度为t4，℃；第五温度检测装置T5检测第二输送管道L2内该位置的温度为t5，℃。
单位时间内，第一换热器5从原烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气的热量Q1，J/h为：
Q1＝C1*p1*(t1-t2)＝C2*p1*(t5-t4)；其中：C1为原烟气的比热容，J/m3·℃，C2为脱硫处理后烟气的比热容，J/m3·℃。
第六温度检测装置T6检测第二输送管道L2内该位置的温度为t6，℃；第八温度检测装置T8检测第三输送管道L3内该位置的温度为t8，℃；第九温度检测装置T9检测第三输送管道L3内该位置的温度为t9，℃。
单位时间内，第二换热器6从净烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气的热量Q2，J/h为：
Q2＝C2*p1*(t6-t5)＝C3*p1*(t8-t9)；其中：C3为净烟气的比热容，J/m3·℃。
根据生产需要设定进入活性炭吸附塔1的温度为t脱硫，进入活性炭吸附塔1的原烟气需要释放的热量Q3，J/h为：
Q3＝C1*p1*(t2-t脱硫)；
调节第四流量控制装置M4，使得经过空气输送管道L0从空气补入口补入第一输送管道L1内的空气吸收能量为Q3的热量：
Q3＝C4*p2*(t脱硫-25)；其中：C4为空气的比热容，J/m3·℃，p2为空气输送管道L0的流量，m3/h；
得出：
Figure BDA0002109893090000121
调节第四流量控制装置M4，使得单位时间内空气输送管道L0的流量为p2；同时，第三温度检测装置T3检测第一输送管道L1内该位置的温度为t3，℃；使得t3＝t脱硫。
实施例11
重复实施例6，使用实施例7中所述方法的具体工艺为：
根据生产需要设定进入SCR反应器2进行脱硝处理的温度为t脱硝，进入SCR反应器2的脱硫后烟气需要吸收的热量Q4，J/h为：
Q4＝C2*p1*(t脱硝-t6)。
第十温度检测装置T10检测第六输送管道L6内该位置的温度为t10，℃；调节第一流量控制装置M1，使得第六输送管道L6输送至第二输送管道L2的热气释放能量为Q4的热量。
Q4＝C5*p3*(t10-t脱硝)；其中：C5为加热段301排出热气的比热容，J/m3·℃，p3为第六输送管道L6的流量，m3/h；
得出：
Figure BDA0002109893090000122
调节第一流量控制装置M1，使得单位时间内第六输送管道L6的流量为p3；同时，第七温度检测装置T7检测第二输送管道L2内该位置的温度为t7；使得t7＝t脱硝。
实施例12
使用实施例8中所述方法的具体工艺为：
调节第二流量控制装置M2，使得热风炉4产生的热气中的经过第二输送管道L2输送至SCR反应器2，分解SCR反应器2中的亚硫酸铵。
实施例13
使用实施例9中所述方法的具体工艺为：
调节第八输送管道L8上的第三流量控制装置M3，将第二输送管道L2中的脱硫处理后的烟气中的30％输送至热风炉4的助燃气体入口，用于热风炉4的燃烧。
实施例14
重复实施例13，只是根据生产需要，设定热风炉单位时间内需要的燃料量为p4，m3/h；单位体积燃料燃烧需要的空气量为K，m3；调节第三流量控制装置M3，使得单位时间内输送至热风炉4的助燃气体入口的硫处理后的烟气为p5，m3/h。
Figure BDA0002109893090000131
其中：a为硫处理后的烟气与空气的氧含量换算比，取值为0.8；b为燃料在热风炉4中的燃烧系数，取值为0.9。
实施例15
采用实施例14的工艺，
1)主抽后原烟气，温度t1为165℃；
2)通过第一的吸热端(水媒介换热器)后降到t2；t2为115℃-130℃；
3)再补入冷空气后温度降为t3；调节第四流量控制装置M4，使得t3为110℃-125℃的范围内；
4)温度为t3的烟气进入活性炭脱硫塔，进行脱硫处理；
5)经过活性炭吸附塔后，烟气温度为t4，与温度t3相同；
6)经过第一的放热端，烟气温度升为t5，t5为163℃；
7)再经过第二(SCR气气换热器)，烟气温度升为t6，t6为173℃；
8)温度为t6的烟气与热风炉外排烟气混合，烟气升温到t7；
9)调节第一流量控制装置M1，使得t7升到t脱硝(180℃)，烟气加入SCR反应器(最佳反应温度180-190℃)；
10)温度t7＝t脱硝的烟气进入SCR反应器，进行脱硝处理；
11)经过SCR反应器后的烟气温度t8，t8为180-190℃；
12)温度为t8的净烟气经过第二后，温度降为t9，t9约为160℃，然后排放。
该工艺中，原烟气首先经过第一换热器将热量传递给脱硫后的烟气，然后再根据活性炭吸附塔脱硫工艺的需要，再换热后的原烟气中补入适量的空气，调节第四流量控制装置M4，使得进入活性炭吸附塔的原烟气温度为110℃-125℃的范围内，该温度范围为最适合活性炭吸附塔对烟气的脱硫温度，从而保证了脱硫效率。
将经过SCR反应器后即将排放的净烟气中的热量通过第二换热器传递给脱硫后的烟气，充分利用热量资源，节约能源的同时，减少热量的损失。
在通过第一换热器和第二换热器换热后的脱硫后的烟气，该烟气的温度得到了提升，然后根据该烟气的温度、SCR反应器中最适合脱硝的温度，将从加热段301排出热气中的一部分或全部于该烟气混合，调节第一流量控制装置M1，使得进入SCR反应器的烟气温度升到t脱硝(最佳反应温度180-190℃)；该温度范围为最适合SCR反应器对烟气的脱硝温度，从而保证了脱硝效率。
以280m2烧结机为例，烧结主抽出口的原烟气量约为100万Nm3/h，主抽出口原烟气的温度约为165℃，将烟气温度降低到125℃，需要补充空气量(按常温为20℃考虑)为(为简便计算，空气与烟气的比热容按一致来考虑，下同)：
100万m3/h×(165-125)℃/(125-20)℃＝38万Nm3/h；
补入冷空气后，烟气量变为138(100+38)万Nm3/h。
如果改为本发明的工艺，经过第一换热器后，原烟气的温度降至112℃，进入活性炭吸附塔前，只需要将112℃烟气温度降低到105℃，需要补冷空气量为：
100万m3/h×(112-105)℃/(105-20)℃＝8.2万Nm3/h；
补入冷空气后，烟气量变为108.2(100+8.2)万Nm3/h。
进入吸附塔(以及SCR反应器)的烟气减少了21.6％，(138-108.2)/138＝21.6％。
采用本发明的工艺，烟气处理量减少21.6％；同时，第一换热器可以从100万Nm3/h的原烟气中吸收(165-112℃)的热量，将该部分热量传递给脱硫后的烟气。
此外，烟气量减少了21.6％，而活性炭吸附塔与SCR反应器大小设置一般按空塔流速及污染物浓度来设计装置的大小。按实际生产设计，采用本发明的工艺，吸附塔装置可缩小11％，SCR反应器可缩小11％。
采用本发明的工艺，通过第一换热器从原烟气中吸收的热量可以将脱硫后的烟气的温度提升51℃，然后再经过第二换热器，第二换热器从净烟气中吸收的热量可以将脱硫后的烟气的温度继续提升10℃，从而使得经过第一换热器和第二换热器后的脱硫后的烟气的温度达到173℃。根据实际生产工艺，SCR反应器后的烟气温度为185℃左右，本发明的工艺从解析塔加热段301排出热气中的一部分引过来与该烟气混合，从解析塔加热段301排出热气温度为350℃：
108.2万Nm3/h×(185-173)℃/(350-173)℃＝7.3万Nm3/h；即每小时从解析塔加热段301排出热气中引入7.3万Nm3与换热后的脱硫后的烟气混合，即可使得进入SCR反应器后的烟气温度达到185℃左右。
使用本发明的工艺，在烧结停机检修时，解析塔也同步停机，这时打开第三流量控制装置M3，使得热风炉产生的热烟气进入SCR反应器，能使得SCR反应器内温度升到280℃，分解反应器中积累的亚硫酸铵等。
在本申请的优选方案中，考虑到烧结烟气中含氧量约为16％，且温度较高，为进一步减少进入系统的废气量，可采用脱硫后的烟气作为热风炉的助燃空气，这样进一步减少了废气量的排放，同时还利用了烟气的热量。
热风炉燃烧焦炉煤气时，热风炉的烟气量与助燃空气量相当；燃烧高炉煤气时，热风炉的烟气量约为助燃空气量的2倍。以处理100Nm3/h万烟气量的工程为例，活性炭解析塔加热段排出烟气量为80000Nm3/h。燃烧高炉煤气，可减少助燃空气量80000Nm3/h左右；燃烧高炉煤气，可减少助燃空气量40000Nm3/h左右。总体约减少烟气量4-8％。同时，与热风炉采用空气作为助燃气体相比较，本发明采用脱硫的烟气作为热风炉的助燃气体，脱硫的烟气具有110℃左右的温度，用该烟气作为助燃气体，可以充分利用该高温气体的热量，减少热风炉中燃料的使用量。

Claims (12)

1.一种组合式烟气净化工艺，该工艺包括以下步骤：
1)原烟气经过第一输送管道(L1)输送至活性炭吸附塔(1)进行脱硫处理，经过活性炭吸附塔(1)脱硫处理后的烟气经过第二输送管道(L2)输送至SCR反应器(2)进行脱硝处理，经过SCR反应器(2)脱硝处理后的净烟气经过第三输送管道(L3)输出；
2)在活性炭吸附塔(1)中吸附了污染物的活性炭经过第一活性炭输送装置(U1)输送至活性炭解析塔(3)进行解析、活化，经过活性炭解析塔(3)解析、活化后的活性炭经过第二活性炭输送装置(U2)输送至活性炭吸附塔(1)用于脱硫，如此循环；
3)活性炭解析塔(3)从上到下依次设有加热段(301)、SRG段(302)、冷却段(303)；热风炉(4)的烟气出口通过第四输送管道(L4)与加热段(301)的进气口连接，加热段(301)的出气口通过第五输送管道(L5)与热风炉(4)的烟气入口连接；
4)第一输送管道(L1)和第二输送管道(L2)上设有第一换热器(5)，第一换热器(5)将原烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气，实现降低原烟气的温度、升高脱硫处理后烟气的温度；
5)第二输送管道(L2)和第三输送管道(L3)上设有第二换热器(6)，第二换热器(6)将净烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气，实现降低净烟气的温度、升高脱硫处理后烟气的温度；
6)第五输送管道(L5)分出一条支路为第六输送管道(L6)，第六输送管道(L6)将从加热段(301)排出热气中的一部分或全部输送到第二输送管道(L2)；
第四输送管道(L4)分出条支路第七输送管道(L7)，第七输送管道(L7)将热风炉(4)产生的热气中的一部分或全部输送到第二输送管道(L2)；第二输送管道(L2)分出一条支路第八输送管道(L8)，热风炉(4)上设有燃气入口和助燃气体入口，第八输送管道(L8)将第二输送管道(L2)中的脱硫处理后的烟气中的一部分输送至热风炉(4)的助燃气体入口。
2.根据权利要求1所述的组合式烟气净化工艺，其特征在于：第一输送管道(L1)上还设有空气补入口，空气补入口与空气输送管道(L0)连接。
3.根据权利要求2所述的组合式烟气净化工艺，其特征在于：第一换热器(5)与第二输送管道(L2)的连接位置位于第二换热器(6)与第二输送管道(L2)的连接位置的上游；和/或
第六输送管道(L6)连接至第二输送管道(L2)的位置位于第二换热器(6)与第二输送管道(L2)的连接位置的下游；和/或
空气补入口的位置位于第一换热器(5)与第一输送管道(L1)连接位置的下游。
4.根据权利要求3所述的组合式烟气净化工艺，其特征在于：第二输送管道(L2)分出第八输送管道(L8)的位置位于第一换热器(5)与第二输送管道(L2)的连接位置的下游，并且位于第二换热器(6)与第二输送管道(L2)的连接位置的上游；或
第二输送管道(L2)分出第八输送管道(L8)的位置位于第一换热器(5)与第二输送管道(L2)的连接位置的上游。
5.根据权利要求4所述的组合式烟气净化工艺，其特征在于：所述第一换热器(5)为MGGH换热器，第二换热器(6)为SCR-GGH换热器。
6.根据权利要求4所述的组合式烟气净化工艺，其特征在于：第一输送管道(L1)上、第一换热器(5)与第一输送管道(L1)连接位置的上游设有第一温度检测装置(T1)和第一流量检测装置(P1)；第一输送管道(L1)上、第一换热器(5)与第一输送管道(L1)连接位置的下游、空气补入口的上游设有第二温度检测装置(T2)；第一输送管道(L1)上、空气补入口的下游设有第三温度检测装置(T3)；第二输送管道(L2)上、第一换热器(5)与第二输送管道(L2)的连接位置的上游设有第四温度检测装置(T4)；第二输送管道(L2)上、第一换热器(5)与第二输送管道(L2)的连接位置的下游、第二换热器(6)与第二输送管道(L2)的连接位置的上游设有第五温度检测装置(T5)；第二输送管道(L2)上、第二换热器(6)与第二输送管道(L2)的连接位置的下游、第六输送管道(L6)连接第二输送管道(L2)的上游设有第六温度检测装置(T6)；第二输送管道(L2)上、第六输送管道(L6)连接第二输送管道(L2)的下游设有第七温度检测装置(T7)；第三输送管道(L3)上、第三输送管道(L3)与第二换热器(6)的连接位置的上游设有第八温度检测装置(T8)；第三输送管道(L3)上、第三输送管道(L3)与第二换热器(6)的连接位置的下游设有第九温度检测装置(T9)。
7.根据权利要求6所述的组合式烟气净化工艺，其特征在于：第六输送管道(L6)上设有第十温度检测装置(T10)和第一流量控制装置(M1)；和/或
第七输送管道(L7)上设有第二流量控制装置(M2)；和/或
第八输送管道(L8)上设有第三流量控制装置(M3)；和/或
空气输送管道(L0)上设有第四流量控制装置(M4)。
8.根据权利要求7所述的组合式烟气净化工艺，其特征在于：第一温度检测装置(T1)检测第一输送管道(L1)内该位置的温度为t1，℃；第一流量检测装置(P1)检测第一输送管道(L1)内的流量为p1，m3/h；第二温度检测装置(T2)检测第一输送管道(L1)内该位置的温度为t2，℃；第四温度检测装置(T4)检测第二输送管道(L2)内该位置的温度为t4，℃；第五温度检测装置(T5)检测第二输送管道(L2)内该位置的温度为t5，℃；
单位时间内，第一换热器(5)从原烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气的热量Q1，J/h为：
Q1＝C1*p1*(t1-t2)＝C2*p1*(t5-t4)；其中：C1为原烟气的比热容，J/m3·℃，C2为脱硫处理后烟气的比热容，J/m3·℃；
第六温度检测装置(T6)检测第二输送管道(L2)内该位置的温度为t6，℃；第八温度检测装置(T8)检测第三输送管道(L3)内该位置的温度为t8，℃；第九温度检测装置(T9)检测第三输送管道(L3)内该位置的温度为t9，℃；
单位时间内，第二换热器(6)从净烟气中的热量传送给脱硫处理后的烟气的热量Q2，J/h为：
Q2＝C2*p1*(t6-t5)＝C3*p1*(t8-t9)；其中：C3为净烟气的比热容，J/m3·℃；
根据生产需要设定进入活性炭吸附塔(1)的温度为t脱硫，进入活性炭吸附塔(1)的原烟气需要释放的热量Q3，J/h为：
Q3＝C1*p1*(t2-t脱硫)；
调节第四流量控制装置(M4)，使得经过空气输送管道(L0)从空气补入口补入第一输送管道(L1)内的空气吸收能量为Q3的热量：
Q3＝C4*p2*(t脱硫-25)；其中：C4为空气的比热容，J/m3·℃，p2为空气输送管道(L0)的流量，m3/h；
得出：
Figure FDA0003677112100000031
调节第四流量控制装置(M4)，使得单位时间内空气输送管道(L0)的流量为p2；同时，第三温度检测装置(T3)检测第一输送管道(L1)内该位置的温度为t3，℃；使得t3＝t脱硫。
9.根据权利要求8所述的组合式烟气净化工艺，其特征在于：根据生产需要设定进入SCR反应器(2)进行脱硝处理的温度为t脱硝，进入SCR反应器(2)的脱硫后烟气需要吸收的热量Q4，J/h为：
Q4＝C2*p1*(t脱硝-t6)；
第十温度检测装置(T10)检测第六输送管道(L6)内该位置的温度为t10，℃；调节第一流量控制装置(M1)，使得第六输送管道(L6)输送至第二输送管道(L2)的热气释放能量为Q4的热量；
Q4＝C5*p3*(t10-t脱硝)；其中：C5为加热段(301)排出热气的比热容，J/m3·℃，p3为第六输送管道(L6)的流量，m3/h；
得出：
Figure FDA0003677112100000041
调节第一流量控制装置(M1)，使得单位时间内第六输送管道(L6)的流量为p3；同时，第七温度检测装置(T7)检测第二输送管道(L2)内该位置的温度为t7；使得t7＝t脱硝。
10.根据权利要求9所述的组合式烟气净化工艺，其特征在于：调节第二流量控制装置(M2)，使得热风炉(4)产生的热气中的经过第二输送管道(L2)输送至SCR反应器(2)，分解SCR反应器(2)中的亚硫酸铵；和/或
调节第八输送管道(L8)上的第三流量控制装置(M3)，将第二输送管道(L2)中的脱硫处理后的烟气中的一部分输送至热风炉(4)的助燃气体入口，用于热风炉(4)的燃烧；根据生产需要，设定热风炉单位时间内需要的燃料量为p4，m3/h；单位体积燃料燃烧需要的空气量为K，m3；调节第三流量控制装置(M3)，使得单位时间内输送至热风炉(4)的助燃气体入口的硫处理后的烟气为p5，m3/h；
Figure FDA0003677112100000042
其中：a为硫处理后的烟气与空气的氧含量换算比，为0.5-1；b为燃料在热风炉(4)中的燃烧系数，为0.5-0.99。
11.根据权利要求10所述的组合式烟气净化工艺，其特征在于：a为0.6-0.95；b为0.55-0.98。
12.根据权利要求10所述的组合式烟气净化工艺，其特征在于：a为0.7-0.9；b为0.6-0.97。
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