CN112403232A - 一种烟气多污染物协同净化工艺方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种烟气多污染物协同净化工艺方法，该方法包括以下步骤：1)往原烟气喷入氨气，氨气与原烟气混合；2)氨气与原烟气的混合气体经过脱硫吸附处理，实现原烟气脱硫精处理，得到精脱硫后烟气；3)经过步骤2)精脱硫后烟气经过SCR脱硝处理，实现烟气脱硝处理；4)将经过步骤3)脱硝处理后的烟气经过CO催化氧化处理装置，实现烟气脱CO处理。本发明提供的技术方案，通过脱硫吸附处理，在烟气进行脱硝之前，将烟气精脱硫，防止二氧化硫让SCR催化剂中毒，提高脱硫脱硝的效率，降低生产企业的生产成本，提高产品质量。

Description

一种烟气多污染物协同净化工艺方法及装置
技术领域
本发明涉及一种烟气净化方法，具体涉及一种烟气多污染物协同净化工艺方法，属于烧结装置技术领域。本发明还涉及一种烟气多污染物协同净化装置。
背景技术
对于工业烟气、尤其钢铁工业的烧结机烟气而言，烟气脱硫脱硝技术是应用于多氮氧化物、硫氧化物生成化工工业的一项烟气净化技术。氮氧化物、硫氧化物是空气污染的主要来源之一。烟气同时脱硫脱硝技术目前大多处于研究和工业示范阶段，但由于其在一套系统中能同时实现脱硫和脱硝，特别是随着对NOX控制标准的不断严格化，同时脱硫脱硝技术正受到各国的日益重视。
烧结技术广泛应用于矿物冶炼的生产过程中。现有技术中，烧结产生的烟气基本满足烧结烟气的排放标准，但经研究发现，在烧结过程中，存在一种烟气，其二氧化硫浓度低，氮氧化物和一氧化碳的浓度高。由于脱硫过程中，脱硫不彻底，导致即将脱硝的烟气中含有一定量的二氧化硫，而烟气中的二氧化硫能够使得SCR催化剂失活，从而导致脱硝过程中，消耗大量的SCR催化剂，二氧化硫导致SCR催化剂堵塞中毒，严重影响脱硝效率；也提高了企业的生产成本。
因此，如何提供一种烟气多污染物协同净化工艺方法，能够对烧结烟气中的硫氧化物实现精脱硫，从而降低脱硝过程中SCR催化剂的使用，能够降企业的生产成本，是本领域技术人员亟待解决技术问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于通过脱硫吸附处理，在烟气进行脱硝之前，将烟气精脱硫，防止二氧化硫让SCR催化剂中毒，提高脱硫脱硝的效率，降低生产企业的生产成本，提高产品质量。本发明提供一种烟气多污染物协同净化工艺方法，该方法包括以下步骤：1)往原烟气喷入氨气，氨气与原烟气混合；2)氨气与原烟气的混合气体经过脱硫吸附处理，实现原烟气脱硫精处理，得到精脱硫后烟气；3)经过步骤2)精脱硫后烟气经过SCR脱硝处理，实现烟气脱硝处理；4)将经过步骤3)脱硝处理后的烟气经过CO催化氧化处理装置，实现烟气脱CO处理。相对于烟气中二氧化硫的含量，喷入的氨气是大大过量的，实现过量的氨气脱除少量的二氧化硫，实现精脱硫脱除效果。同时，采用吸附层，除去烟气中二氧化硫与氨气反应的产物(硫酸铵或硫酸氢铵)，保证进入SCR处理系统前烟气中二氧化硫的含量甚微，从而保证烟气的脱硝效率。
根据本发明的第一种实施方案，提供一种烟气多污染物协同净化工艺方法：
一种烟气多污染物协同净化工艺方法，该方法包括以下步骤：
1)往原烟气喷入氨气，氨气与原烟气混合；
2)氨气与原烟气的混合气体经过脱硫吸附处理，实现原烟气脱硫精处理，得到精脱硫后烟气；
3)经过步骤2)精脱硫后烟气经过SCR脱硝处理，实现烟气脱硝处理；
4)将经过步骤3)脱硝处理后的烟气经过CO催化氧化处理装置，实现烟气脱CO处理。
作为优选，该方法还包括：
5)将经过步骤4)脱CO处理后的烟气再次经过SCR脱硝处理，实现脱硝精处理，得到净烟气。
作为优选，所述原烟气中硫氧化物的含量低于100mg/m3，优选低于80mg/m3，更优选低于50mg/m3；经过步骤2)的脱硫精处理后，精脱硫后烟气中硫氧化物的含量低于10mg/m3，优选低于8mg/m3，更优选低于5mg/m3。
作为优选，所述原烟气为烧结烟气经过脱硫处理后的烟气；原烟气的温度低于320℃，优选为低于300℃，更优选为低于280℃。
作为优选，步骤1)中氨气的喷入量为脱除原烟气中硫氧化物和氮氧化物所需氨气总量的 1-2倍，优选为1.05-1.5倍，更优选为1.1-1.2倍。
作为优选，步骤1)中所述喷入氨气具体为：将氨气与热介质混合后喷入原烟气中，氨气与热介质的混合气体再与原烟气进行混合。
作为优选，所述热介质为热空气或步骤5)得到的净烟气。
作为优选，原烟气输送管道与净烟气输送管道上设有换热器，原烟气经过换热器换热升温后再经过步骤1)处理，净烟气经过换热器换热降温后再排放或与氨气混合。
作为优选，所述换热器为GGH换热器。
作为优选，该方法还包括：
6)检测原烟气中硫氧化物的浓度，标记为C硫氧化物，％；检测原烟气中氮氧化物的浓度，标记为C氮氧化物，％；检测净烟气排放中氨气的浓度，标记为C氨逃逸，％；检测原烟气的流量，标记为Q烟气；步骤1)中氨气的喷入量为
Figure BDA0002260666990000021
Figure BDA0002260666990000031
其中：a为烟气中二氧化硫消耗氨气的反应系数，a的值为0.4-1.5，优选a的值为0.5-1.2，更优选a的值为0.6-1；b为烟气中氮氧化物消耗氨气的反应系数，b的值为0.5-2；优选b的值为0.6-1.5；更优选b的值为0.7-1.2。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种烟气多污染物协同净化装置：
一种烟气多污染物协同净化装置，该装置包括：脱硫吸附处理装置、SCR脱硝处理装置、 CO催化氧化处理装置、喷氨装置；原烟气输送管道连接至脱硫吸附处理装置的进气口，脱硫吸附处理装置的出气口经过精脱硫后烟气输送管道连接至SCR脱硝处理装置的进气口，SCR 脱硝处理装置的出气口通过脱硝烟气输送管道连接至CO催化氧化处理装置的进气口；喷氨装置设置在原烟气输送管道内，氨气经由氨气输送管道连接至喷氨装置。
作为优选，该装置还包括第二SCR脱硝处理装置；CO催化氧化处理装置的排气口通过脱CO烟气输送管道连接至第二SCR脱硝处理装置的进气口，第二SCR脱硝处理装置的排气口与净烟气输送管道连接。
作为优选，该装置还包括氨气混合器，氨气输送管道和热介质输送管道连接至氨气混合器的进气口，氨气混合器的出气口通过氨气与热介质混合气体输送管道连接至喷氨装置。
作为优选，该装置还包括换热器，换热器分别与原烟气输送管道、净烟气输送管道连接，且换热器与原烟气输送管道的连接位置位于喷氨装置的上游。
作为优选，热介质输送管道的上游连接净烟气输送管道。
作为优选，所述脱硫吸附处理装置内设有脱硫吸附层或分子筛；所述脱硫吸附层或分子筛为氧化钙和/或活性炭。
作为优选，所述换热器为GGH换热器。
作为优选，原烟气输送管道上设有：烟气流量监测传感器、硫氧化物浓度监测传感器、氮氧化物浓度监测传感器；氨气输送管道上设有氨气流量监测传感器；净烟气输送管道上设有氨气浓度检测装置；烟气流量监测传感器检测原烟气的流量，标记为Q烟气；硫氧化物浓度监测传感器检测原烟气中硫氧化物的浓度，标记为C硫氧化物，％；氮氧化物浓度监测传感器检测原烟气中氮氧化物的浓度，标记为C氮氧化物，％；氨气浓度检测装置检测净烟气排放中氨气的浓度，标记为C氨逃逸，％；
通过计算：
Figure BDA0002260666990000045
其中：a为烟气中二氧化硫消耗氨气的反应系数，a的值为0.4-1.5，优选a的值为0.5-1.2，更优选a的值为0.6-1；b为烟气中氮氧化物消耗氨气的反应系数，b的值为0.5-2；优选b的值为0.6-1.5；更优选b的值为0.7-1.2；控制氨气流量监测传感器的读数为
Figure BDA0002260666990000041
本申请发明人通过研究发现，烟气中硫氧化物(例如二氧化硫)的存在，严重影响烟气中氮氧化物的脱除。现有技术中，部分工艺产生烟气中硫氧化物的含量较低，但是氮氧化物的含量较高；此类烟气中硫氧化物的含量符合排放的标准，只需要经过脱硝处理即可达到烟气的排放标准。但是，发明人在工程实践中发现，此类烟气的脱硝效率较低。经过研究发现，影响烟气脱硝效率的主要因素为烟气中硫氧化物的存在，硫氧化物严重的影响了对烟气中氮氧化物的脱除。
氨气与二氧化硫反应方程式为：
2NH3+SO2+2H2O＝(NH4)2SO3
本发明的技术方案，针对硫氧化物含量低、氮氧化物含量高的烟气，提出了一种多污染物协同净化处理的工艺方法。通过在原烟气中喷入过量的氨气(相比较于烟气中硫氧化物的含量)，然后采用吸附处理的方式，经过脱硫精处理，大大进一步降低烟气中硫氧化物的含量，然后再经过脱硝处理。通过本申请的技术方案，由于原烟气中硫氧化物的含量本身较低，通过喷入大量的氨气，利用高浓度的氨气脱除烟气中低浓度的硫氧化物，然后经过脱硫吸附层处理，硫氧化物以硫酸氢铵或硫酸铵存在于吸附层中，烟气得以精脱硫，经过精脱硫后的烟气中硫氧化物的含量进一步降低，从而保证了烟气的脱硝效率。
需要说明的是，氨气的需求量
Figure BDA0002260666990000043
为，
Figure BDA0002260666990000044
通过检测得到Q烟气、C硫氧化物、C氮氧化物和C氨逃逸的数值，按照上述公式计算既可以得到所需过量的氨气的量
Figure BDA0002260666990000042
此外，本申请的技术方案中，如果原烟气中硫氧化物的含量较高，喷入大量的氨气，将造成氨气的大量逃逸，而且影响本身的脱硫效果，也将影响后续的脱硝效率。因此，本申请的技术方案特别适用于硫氧化物含量较低(低于100mg/m3，优选低于80mg/m3，更优选低于 50mg/m3)、氮氧化物含量较高(一般介于100mg/m3～1000mg/m3)的烟气。
通过本申请的技术方案，针对硫氧化物含量较低的烟气，首先往原烟气中喷入大量的氨气，然后经过吸附层进行脱硫精处理；再进行脱硝处理。大大降低了脱硝处理的温度，提高了脱硝处理的效率。采用本申请的技术方案，脱硝处理温度为150-220℃；经过脱硝处理后烟气中氮氧化物的含量低于30mg/m3。
另外，通过研究发现，少量的硫氧化物也可导致CO催化氧化剂快速失活；烟气中硫氧化物的含量较高，严重影响对烟气中CO的脱除效果。本发明的技术方案通过对烟气中硫氧化物进行精处理，控制烟气中硫氧化物的含量低于10mg/m3(优选低于8mg/m3，更优选低于5mg/m3)，避免了烟气中硫氧化物对CO催化氧化剂的影响。
本发明采用首先对烟气进行脱硫精处理的技术方案，避免了整个脱硝脱碳过程中硫氧化物的影响，从而保证了烟气的脱硝脱碳效率，减少了排放气体中污染物的含量，大大减轻了烟气处理的成本。通过研究发现，由于烟气中二氧化硫的存在，严重影响烟气的脱硝效率。烟气中二氧化硫的含量越高，SCR脱硝率越低，SCR催化剂越容易中毒。反之，烟气中二氧化硫的含量越低，SCR脱硝率越高，SCR催化剂越稳定。如果烟气中二氧化硫含量较高，在脱硝过程中，烟气中的二氧化硫与氨气反应，生成大量的硫酸铵或硫酸氢铵，而硫酸铵或硫酸氢铵极易堵塞SCR催化剂的反应通道，因此，进行SCR脱硝之前，尽量减少烟气中二氧化硫的含量，将大大有利于后续的脱硝过程。
此外，研究发现，CO催化氧化剂为更敏感的催化剂，少量二氧化硫即可导致CO催化剂快速失活。经过实验发现，烟气中二氧化硫的含量大于10mg/m3时，CO催化氧化剂受影响较大。本发明通过吸附层对烟气的处理，控制进入SCR反应器前的烟气中二氧化硫的含量低于10mg/m3，从而保证了CO催化氧化剂的安全，进而保证了对烟气的脱碳效果。
本发明技术方案处理的烟气由于硫氧化物本身含量较低，可以根据工艺需要，喷入过量的氨气(相比较于烟气中硫氧化物的含量)，实现烟气中硫氧化物的脱硫精处理。作为优选，喷入的氨气可以先与热介质混合后再与原烟气混合，提高烟气与原烟气中硫氧化物的反应效率，保证对烟气中硫氧化物的脱除效果。进一步优选，热介质采用经过整个处理后的净烟气，利用净烟气中的热量，实现资源的综合利用。
在本发明中，在原烟气输送管道与净烟气输送管道上设有换热器，充分利用脱硝处理后烟气中的热量，由于脱硝反应是一个放热反应，经过脱硝处理后烟气的温度较高，利用该部分热量，用于加热脱硝前烟气的温度，进一步保证了烟气精脱硫、脱硝处理的效果。
在本发明中，将经过脱CO处理后的烟气再次经过SCR脱硝处理，进一步脱除烟气中的氮氧化物，实现脱硝精处理，得到净烟气。
在本发明中，通过精确检测原烟气中硫氧化物的浓度，检测原烟气中氮氧化物的浓度，检测净烟气排放中氨气的浓度，检测原烟气的流量；可以精确控制往原烟气中喷入的氨气量，从而保证脱硫精处理、脱硝处理的效果，而且减少氨气的逃逸，避免危险事故的发生，也减轻对环境的污染。
在本申请的第二个方案中，脱硫吸附处理装置、SCR脱硝处理装置、CO催化氧化处理装置依次连通；所述喷氨装置向原烟气输送管道内喷入氨气得到氨气与原烟气的混合气体；然后原烟气输送管道将氨气与原烟气的混合气体导入脱硫吸附处理装置的进气口进行精脱硫处理。经过精脱硫处理后的烟气进入SCR脱硝处理装置进行脱硝处理；经过精脱硝处理后的烟气进入CO催化氧化处理装置进行脱CO处理。通过本申请提供的烟气多污染物协同净化装置，能够按顺序的脱出烧结烟气中的硫氧化物、氮氧化物和碳氧化物，且通过通入过量的氨气对低浓度的硫氧化物进行处理，确保将硫氧化物完全脱出，防止造成SCR催化剂中毒。该装置有效地提高了脱硫、脱硝和脱碳的效率，降低了企业的生产成本。
在本申请的第二个方案中，经过CO催化氧化处理装置处理的烟气通入第二SCR脱硝处理装置。第二SCR脱硝处理装置，对烟气中残留的氮氧化物进行处理，最后通过净烟气输送管道排出。提高了本发明的脱硝效率。
在本申请的第二个方案中，喷氨装置喷出的含氨气体，来源于氨气混合器。通过氨气混合器将高纯度氨气混入热介质中(热介质优选为热空气)，形成氨气与热介质混合气体。并通过氨气与热介质混合气体输送管道与喷氨装置连接。
需要说明的是，氨气与热介质混合气体中，氨气的浓度为安全浓度，能够有效防止氨气发生爆炸。通过混合使得氨气与热介质混合气体的温度与烧结烟气的温度基本一致，能够防止氨气突然进入高温环境发生爆炸，或防止烧结烟气遇到较冷的氨气产生凝结。烧结烟气冷凝后产生高酸性的硫化物液体，将会腐蚀烟气管道。
在本申请的第二个方案中，通过换热器将净烟气输送管道内的气体的热量转换至原烟气输送管道中，从而回收利用SCR脱硝处理装置中产生的热量。
在本申请的第二个方案中，净烟气输送管道的气体又通入热介质输送管道中与氨气混合。降低生产气体的产热能源消耗。
在本申请的第二个方案中，脱硫吸附处理装置内为氧化钙或活性炭，能够有效地去除烟气中的硫单质。
在本申请的第二个方案中，通过检测原烟气的流量，硫氧化物和氮氧化物的含量，能够准确的控制氨气的喷入量。
在本发明中，通过设置吸附层，还可以通过吸附层除去烟气中的粉尘颗粒。也就是说，吸附层还起到除尘装置的作用。先通过吸附层的设置，进一步降低烟气中的粉尘含量，从而避免了粉尘对SCR催化剂和CO催化氧化剂的影响，避免了粉尘堵塞SCR催化剂和CO催化氧化剂，进一步保证了对烟气的脱硝脱碳效果。
在本发明中，脱硫吸附处理装置的高度为1-50m，优选为2-30m，更优选为3-20m。
在本发明中，SCR脱硝处理装置的高度为1-50m，优选为2-30m，更优选为3-20m。
在本发明中，CO催化氧化处理装置的高度为1-50m，优选为2-30m，更优选为3-20m。
在本发明中，喷氨装置为氨气雾化器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本申请提供的技术方案，能够提高烧结烟气的脱硫率，防止SCR催化剂失活，极大降低企业生产成本；
2、本申请提供的技术方案，能够实现精脱硝，提高脱硝脱碳率，降低企业成本。
附图说明
图1为本发明的实施例中喷氨精脱硫工艺的流程示意图；
图2为本发明的实施例中烟气多污染物协同净化工艺方法的整体流程示意图；
图3为本发明的实施例中烟气多污染物协同净化装置的连接结构示意图；
图4为本发明的实施例中设置有第二SCR脱硝处理装置的结构示意图；
图5为本发明的实施例中设置有换热器的结构示意图；
图6为本发明的实施例中设置有第二SCR脱硝处理装置和换热器的结构示意图。
附图标记：
1：脱硫吸附处理装置；2：SCR脱硝处理装置；3：CO催化氧化处理装置；4：喷氨装置；5：第二SCR脱硝处理装置；6：氨气混合器；7：换热器；
L1：原烟气输送管道；L4：氨气输送管道；L5：CO烟气输送管道；L6：净烟气输送管道；L7：热介质输送管道；L8：热介质混合气体输送管道；
Q1：烟气流量监测传感器；C1：硫氧化物浓度监测传感器；C2：氮氧化物浓度监测传感器；Q3：氨气流量监测传感器；C3：氨气浓度检测装置。
具体实施方式
根据本发明的第一种实施方案，提供一种烟气多污染物协同净化工艺方法：
一种烟气多污染物协同净化工艺方法，该方法包括以下步骤：
1)往原烟气喷入氨气，氨气与原烟气混合。
2)氨气与原烟气的混合气体经过脱硫吸附处理，实现原烟气脱硫精处理，得到精脱硫后烟气。
3)经过步骤2)精脱硫后烟气经过SCR脱硝处理，实现烟气脱硝处理。
4)将经过步骤3)脱硝处理后的烟气经过CO催化氧化处理装置，实现烟气脱CO处理。
作为优选，该方法还包括：
5)将经过步骤4)脱CO处理后的烟气再次经过SCR脱硝处理，实现脱硝精处理，得到净烟气。
作为优选，所述原烟气中硫氧化物的含量低于100mg/m3，优选低于80mg/m3，更优选低于50mg/m3。经过步骤2)的脱硫精处理后，精脱硫后烟气中硫氧化物的含量低于10mg/m3，优选低于8mg/m3，更优选低于5mg/m3。
作为优选，所述原烟气为烧结烟气经过脱硫处理后的烟气。原烟气的温度低于320℃，优选为低于300℃，更优选为低于280℃。
作为优选，步骤1)中氨气的喷入量为脱除原烟气中硫氧化物和氮氧化物所需氨气总量的 1-2倍，优选为1.05-1.5倍，更优选为1.1-1.2倍。
作为优选，步骤1)中所述喷入氨气具体为：将氨气与热介质混合后喷入原烟气中，氨气与热介质的混合气体再与原烟气进行混合。
作为优选，所述热介质为热空气或步骤5)得到的净烟气。
作为优选，原烟气输送管道与净烟气输送管道上设有换热器，原烟气经过换热器换热升温后再经过步骤1)处理，净烟气经过换热器换热降温后再排放或与氨气混合。
作为优选，所述换热器为GGH换热器。
作为优选，该方法还包括：
6)检测原烟气中硫氧化物的浓度，标记为C硫氧化物，％。检测原烟气中氮氧化物的浓度，标记为C氮氧化物，％。检测净烟气排放中氨气的浓度，标记为C氨逃逸，％。检测原烟气的流量，标记为Q烟气。步骤1)中氨气的喷入量为
Figure BDA0002260666990000081
Figure BDA0002260666990000082
其中：a为烟气中二氧化硫消耗氨气的反应系数，a的值为0.4-1.5，优选a的值为0.5-1.2，更优选a的值为0.6-1。b为烟气中氮氧化物消耗氨气的反应系数，b的值为0.5-2。优选b的值为0.6-1.5。更优选b的值为0.7-1.2。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种烟气多污染物协同净化装置：
一种烟气多污染物协同净化装置，该装置包括：脱硫吸附处理装置(1)、SCR脱硝处理装置(2)、CO催化氧化处理装置(3)、喷氨装置(4)。原烟气输送管道(L1)连接至脱硫吸附处理装置(1)的进气口，脱硫吸附处理装置(1)的出气口经过精脱硫后烟气输送管道连接至SCR脱硝处理装置(2)的进气口，SCR脱硝处理装置(2)的出气口通过脱硝烟气输送管道连接至CO催化氧化处理装置(3)的进气口。喷氨装置(4)设置在原烟气输送管道 (L1)内，氨气经由氨气输送管道(L4)连接至喷氨装置(4)。
作为优选，该装置还包括第二SCR脱硝处理装置(5)。CO催化氧化处理装置(3)的排气口通过脱CO烟气输送管道(L5)连接至第二SCR脱硝处理装置(5)的进气口，第二SCR 脱硝处理装置(5)的排气口与净烟气输送管道(L6)连接。
作为优选，该装置还包括氨气混合器(6)，氨气输送管道(L4)和热介质输送管道(L7) 连接至氨气混合器(6)的进气口，氨气混合器(6)的出气口通过氨气与热介质混合气体输送管道(L8)连接至喷氨装置(4)。
作为优选，该装置还包括换热器(7)，换热器(7)分别与原烟气输送管道(L1)、净烟气输送管道(L6)连接，且换热器(7)与原烟气输送管道(L1)的连接位置位于喷氨装置 (4)的上游。
作为优选，热介质输送管道(L7)的上游连接净烟气输送管道(L6)。
作为优选，所述脱硫吸附处理装置(1)内设有脱硫吸附层或分子筛。所述脱硫吸附层或分子筛为氧化钙和/或活性炭。
作为优选，所述换热器(7)为GGH换热器。
作为优选，原烟气输送管道(L1)上设有：烟气流量监测传感器(Q1)、硫氧化物浓度监测传感器(C1)、氮氧化物浓度监测传感器(C2)。氨气输送管道(L4)上设有氨气流量监测传感器(Q3)。净烟气输送管道(L6)上设有氨气浓度检测装置(C3)。烟气流量监测传感器(Q1)检测原烟气的流量，标记为Q烟气。硫氧化物浓度监测传感器(C1)检测原烟气中硫氧化物的浓度，标记为C硫氧化物，％。氮氧化物浓度监测传感器(C2)检测原烟气中氮氧化物的浓度，标记为C氮氧化物，％。氨气浓度检测装置(C3)检测净烟气排放中氨气的浓度，标记为C氨逃逸，％。
通过计算：
Figure BDA0002260666990000102
其中：a为烟气中二氧化硫消耗氨气的反应系数，a的值为0.4-1.5，优选a的值为0.5-1.2，更优选a的值为0.6-1。b为烟气中氮氧化物消耗氨气的反应系数，b的值为0.5-2。优选b的值为0.6-1.5。更优选b的值为0.7-1.2。控制氨气流量监测传感器(Q3)的读数为
Figure BDA0002260666990000101
实施例1
一种烟气多污染物协同净化工艺方法，该方法包括以下步骤：
1)往原烟气喷入氨气，氨气与原烟气混合。
2)氨气与原烟气的混合气体经过脱硫吸附处理，实现原烟气脱硫精处理，得到精脱硫后烟气。
3)经过步骤2)精脱硫后烟气经过SCR脱硝处理，实现烟气脱硝处理。
4)将经过步骤3)脱硝处理后的烟气经过CO催化氧化处理装置，实现烟气脱CO处理。
实施例2
重复实施例1，只是该方法还包括：
5)将经过步骤4)脱CO处理后的烟气再次经过SCR脱硝处理，实现脱硝精处理，得到净烟气。
实施例3
重复实施例2，只是所述原烟气中硫氧化物的含量低于100mg/m3。经过步骤2)的脱硫精处理后，精脱硫后烟气中硫氧化物的含量低于5mg/m3。所述原烟气为烧结烟气经过脱硫处理后的烟气。原烟气的温度低于280℃。步骤1)中氨气的喷入量为脱除原烟气中硫氧化物和氮氧化物所需氨气总量的1.2倍。
实施例4
重复实施例3，只是步骤1)中所述喷入氨气具体为：将氨气与热介质混合后喷入原烟气中，氨气与热介质的混合气体再与原烟气进行混合。所述热介质为热空气或步骤5)得到的净烟气。
实施例5
重复实施例4，只是原烟气输送管道与净烟气输送管道上设有换热器，原烟气经过换热器换热升温后再经过步骤1)处理，净烟气经过换热器换热降温后再排放或与氨气混合。所述换热器为GGH换热器。
实施例6
重复实施例5，只是该方法还包括：
6)检测原烟气中硫氧化物的浓度，标记为C硫氧化物，％。检测原烟气中氮氧化物的浓度，标记为C氮氧化物，％。检测净烟气排放中氨气的浓度，标记为C氨逃逸，％。检测原烟气的流量，标记为Q烟气。步骤1)中氨气的喷入量为
Figure BDA0002260666990000112
Figure BDA0002260666990000111
其中：a为烟气中二氧化硫消耗氨气的反应系数，a的值为0.8。b为烟气中氮氧化物消耗氨气的反应系数，b的值为1.1。
实施例7
一种烟气多污染物协同净化装置，该装置包括：脱硫吸附处理装置(1)、SCR脱硝处理装置(2)、CO催化氧化处理装置(3)、喷氨装置(4)。原烟气输送管道(L1)连接至脱硫吸附处理装置(1)的进气口，脱硫吸附处理装置(1)的出气口经过精脱硫后烟气输送管道连接至SCR脱硝处理装置(2)的进气口，SCR脱硝处理装置(2)的出气口通过脱硝烟气输送管道连接至CO催化氧化处理装置(3)的进气口。喷氨装置(4)设置在原烟气输送管道 (L1)内，氨气经由氨气输送管道(L4)连接至喷氨装置(4)。
实施例8
重复实施例7，只是该装置还包括第二SCR脱硝处理装置(5)。CO催化氧化处理装置(3)的排气口通过脱CO烟气输送管道(L5)连接至第二SCR脱硝处理装置(5)的进气口，第二SCR脱硝处理装置(5)的排气口与净烟气输送管道(L6)连接。
实施例9
重复实施例8，只是该装置还包括氨气混合器(6)，氨气输送管道(L4)和热介质输送管道(L7)连接至氨气混合器(6)的进气口，氨气混合器(6)的出气口通过氨气与热介质混合气体输送管道(L8)连接至喷氨装置(4)。
实施例10
重复实施例9，只是该装置还包括换热器(7)，换热器(7)分别与原烟气输送管道(L1)、净烟气输送管道(L6)连接，且换热器(7)与原烟气输送管道(L1)的连接位置位于喷氨装置(4)的上游。热介质输送管道(L7)的上游连接净烟气输送管道(L6)。
实施例11
重复实施例10，只是所述脱硫吸附处理装置(1)内设有脱硫吸附层或分子筛。所述脱硫吸附层或分子筛为氧化钙和/或活性炭。所述换热器(7)为GGH换热器。
实施例12
重复实施例11，只是原烟气输送管道(L1)上设有：烟气流量监测传感器(Q1)、硫氧化物浓度监测传感器(C1)、氮氧化物浓度监测传感器(C2)。氨气输送管道(L4)上设有氨气流量监测传感器(Q3)。净烟气输送管道(L6)上设有氨气浓度检测装置(C3)。烟气流量监测传感器(Q1)检测原烟气的流量，标记为Q烟气。硫氧化物浓度监测传感器(C1)检测原烟气中硫氧化物的浓度，标记为C硫氧化物，％。氮氧化物浓度监测传感器(C2)检测原烟气中氮氧化物的浓度，标记为C氮氧化物，％。氨气浓度检测装置(C3)检测净烟气排放中氨气的浓度，标记为C氨逃逸，％。
通过计算：
Figure BDA0002260666990000123
其中：a为烟气中二氧化硫消耗氨气的反应系数，a的值为0.8。b为烟气中氮氧化物消耗氨气的反应系数，b的值为1.1。控制氨气流量监测传感器(Q3)的读数为
Figure BDA0002260666990000121
根据实施例进行实验：
定量获取含有不同物质浓度的模拟烟气，模拟烟气中包含：二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳。对不同的模拟烟气施以充足氨气的条件下，检测经过精脱硫处理和不经过精脱硫处理情况下NOX和CO的脱除效率。
NOX脱除的实验对比数据如下：
Figure BDA0002260666990000122
Figure BDA0002260666990000131
注：
Figure BDA0002260666990000132
通过实验发现，采用本申请的技术方案，在SCR脱硝处理之前，通过设置吸附层，实现烟气的精脱硫处理，大大提高了SCR的脱硝率；同时，在相对较低的温度条件下，SCR的脱硝效果也能得到保证，从而可以降低脱硝反应温度，大大降低脱硝成本。
CO脱除的实验对比数据如下：
Figure BDA0002260666990000133
Figure BDA0002260666990000141
注：
Figure BDA0002260666990000142
根据实验数据可得出：预先通入氨气后通过精脱硫工艺去除烟气中的二氧化硫后，能够防止CO催化氧化剂中毒，相对提高进入CO催化氧化装置的烧结烟气中CO的浓度，从而提高CO催化氧化装置脱碳的效率；在采用低温CO催化氧化剂的前提下，在低温环境中也能实现较高的脱碳效率。

Claims (11)

1.一种烟气多污染物协同净化工艺方法，该方法包括以下步骤：
1)往原烟气喷入氨气，氨气与原烟气混合；
2)氨气与原烟气的混合气体经过脱硫吸附处理，实现原烟气脱硫精处理，得到精脱硫后烟气；
3)经过步骤2)精脱硫后烟气经过SCR脱硝处理，实现烟气脱硝处理；
4)将经过步骤3)脱硝处理后的烟气经过CO催化氧化处理装置，实现烟气脱CO处理。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于：该方法还包括：
5)将经过步骤4)脱CO处理后的烟气再次经过SCR脱硝处理，实现脱硝精处理，得到净烟气。
3.根据权利要求1或2所述的工艺方法，其特征在于：所述原烟气中硫氧化物的含量低于100mg/m3，优选低于80mg/m3，更优选低于50mg/m3；经过步骤2)的脱硫精处理后，精脱硫后烟气中硫氧化物的含量低于10mg/m3，优选低于8mg/m3，更优选低于5mg/m3；和/或
所述原烟气为烧结烟气经过脱硫处理后的烟气；原烟气的温度低于320℃，优选为低于300℃，更优选为低于280℃。
4.根据权利要求2或3所述的工艺方法，其特征在于：步骤1)中氨气的喷入量为脱除原烟气中硫氧化物和氮氧化物所需氨气总量的1-2倍，优选为1.05-1.5倍，更优选为1.1-1.2倍；和/或
步骤1)中所述喷入氨气具体为：将氨气与热介质混合后喷入原烟气中，氨气与热介质的混合气体再与原烟气进行混合；作为优选，所述热介质为热空气或步骤5)得到的净烟气。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的工艺方法，其特征在于：原烟气输送管道与净烟气输送管道上设有换热器，原烟气经过换热器换热升温后再经过步骤1)处理，净烟气经过换热器换热降温后再排放或与氨气混合；作为优选，所述换热器为GGH换热器。
6.根据权利要求4所述的工艺方法，其特征在于：该方法还包括：
6)检测原烟气中硫氧化物的浓度，标记为C硫氧化物，％；检测原烟气中氮氧化物的浓度，标记为C氮氧化物，％；检测净烟气排放中氨气的浓度，标记为C氨逃逸，％；检测原烟气的流量，标记为Q烟气；步骤1)中氨气的喷入量为
Figure FDA0002260666980000011
Figure FDA0002260666980000012
其中：a为烟气中二氧化硫消耗氨气的反应系数，a的值为0.4-1.5，优选a的值为0.5-1.2，更优选a的值为0.6-1；b为烟气中氮氧化物消耗氨气的反应系数，b的值为0.5-2；优选b的值为0.6-1.5；更优选b的值为0.7-1.2。
7.一种烟气多污染物协同净化装置，其特征在于：该装置包括：脱硫吸附处理装置(1)、SCR脱硝处理装置(2)、CO催化氧化处理装置(3)、喷氨装置(4)；原烟气输送管道(L1)连接至脱硫吸附处理装置(1)的进气口，脱硫吸附处理装置(1)的出气口经过精脱硫后烟气输送管道连接至SCR脱硝处理装置(2)的进气口，SCR脱硝处理装置(2)的出气口通过脱硝烟气输送管道连接至CO催化氧化处理装置(3)的进气口；喷氨装置(4)设置在原烟气输送管道(L1)内，氨气经由氨气输送管道(L4)连接至喷氨装置(4)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：该装置还包括第二SCR脱硝处理装置(5)；CO催化氧化处理装置(3)的排气口通过脱CO烟气输送管道(L5)连接至第二SCR脱硝处理装置(5)的进气口，第二SCR脱硝处理装置(5)的排气口与净烟气输送管道(L6)连接；和/或
该装置还包括氨气混合器(6)，氨气输送管道(L4)和热介质输送管道(L7)连接至氨气混合器(6)的进气口，氨气混合器(6)的出气口通过氨气与热介质混合气体输送管道(L8)连接至喷氨装置(4)。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：该装置还包括换热器(7)，换热器(7)分别与原烟气输送管道(L1)、净烟气输送管道(L6)连接，且换热器(7)与原烟气输送管道(L1)的连接位置位于喷氨装置(4)的上游；和/或
热介质输送管道(L7)的上游连接净烟气输送管道(L6)。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述脱硫吸附处理装置(1)内设有脱硫吸附层或分子筛；所述脱硫吸附层或分子筛为氧化钙和/或活性炭；和/或
所述换热器(7)为GGH换热器。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的装置，其特征在于：原烟气输送管道(L1)上设有：烟气流量监测传感器(Q1)、硫氧化物浓度监测传感器(C1)、氮氧化物浓度监测传感器(C2)；氨气输送管道(L4)上设有氨气流量监测传感器(Q3)；净烟气输送管道(L6)上设有氨气浓度检测装置(C3)；烟气流量监测传感器(Q1)检测原烟气的流量，标记为Q烟气；硫氧化物浓度监测传感器(C1)检测原烟气中硫氧化物的浓度，标记为C硫氧化物，％；氮氧化物浓度监测传感器(C2)检测原烟气中氮氧化物的浓度，标记为C氮氧化物，％；氨气浓度检测装置(C3)检测净烟气排放中氨气的浓度，标记为C氨逃逸，％；
通过计算：
Figure FDA0002260666980000032
其中：a为烟气中二氧化硫消耗氨气的反应系数，a的值为0.4-1.5，优选a的值为0.5-1.2，更优选a的值为0.6-1；b为烟气中氮氧化物消耗氨气的反应系数，b的值为0.5-2；优选b的值为0.6-1.5；更优选b的值为0.7-1.2；
控制氨气流量监测传感器(Q3)的读数为
Figure FDA0002260666980000031
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CN114931856A (zh) * 2022-06-23 2022-08-23 山东保蓝环保工程有限公司 一种小型燃气锅炉低温协同处理CO及NOx系统

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