CN112516772A - 一种粗苯管式炉尾气洁净系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及粗苯管式炉尾气无害化处理技术领域，尤其涉及一种粗苯管式炉尾气洁净系统及工艺。包括脱硫剂装置、除尘脱硝一体化装置与烟囱；粗苯管式炉通过第一烟气管道与除尘脱硝一体化装置相连，脱硫剂装置通过脱硫剂输送管道与第一烟气管道相连，脱硫剂输送管道上设有脱硫剂输送风机；除尘脱硝一体化装置通过第二烟气管道与烟囱相连，第二烟气管道上设有引风机。采用SDS干法脱硫+SCR选择性催化还原法脱硝相结合的工艺，通过脱硫脱硝除尘一体化工艺，实现洁净粗苯管式炉尾气同时高效脱硫脱硝去除颗粒物。脱硫脱硝效率高，结构简单，系统集成化，脱硫脱硝效率高。

Description

一种粗苯管式炉尾气洁净系统及工艺
技术领域
本发明涉及粗苯管式炉尾气无害化处理技术领域，尤其涉及一种粗苯管式炉尾气洁净系统及工艺。
背景技术
自2012年，国家颁布《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)(以下简称“排放标准”)以来，各地方针对燃烧用COG工段如粗苯管式炉，排放先后提出了基于“排放标准”的更高的环保要求，以唐山地区为例，在《唐环气(2018)4号》文件中明确规定：燃烧用COG工段尾气中SO2排放浓度限值为15mg/Nm3，NOx排放浓度限值为100mg/Nm3，颗粒物排放浓度限值为10mg/Nm3，为了应对更加苛刻的环保要求，研发更加集成高效的粗苯管式炉尾气洁净工艺势在必行。
焦化厂粗苯管式炉尾气具有以下特点：
1、尾气温度较低：200～250℃；
2、尾气量小：10000～15000Nm3/h
3、尾气污染物浓度相对较低：SO2浓度：50～100mg/Nm3；
NOx浓度：150～200mg/Nm3。
电力、水泥、玻璃等行业对氮氧化合物的处理工艺已相当成熟，但焦化厂排放的粗苯管式炉尾气温度相对较低，尾气量较小，NOx、SO2浓度相对较低，如果采用传统脱硝工艺，必然受尾气温度低，初投资运行费用较高等因素的制约，无法满足排放标准的要求。
根据现有技术调研发现，当粗苯管式炉与焦炉烟囱设置在一侧，且距离较近，管路设置容易时，将粗苯管式炉尾气并入焦炉烟道气中，集中进行脱硫脱硝洁净处理，可使粗苯管式炉尾气达标排放；但是，当粗苯管式炉与焦炉烟囱分设焦炉两侧，或粗苯管式炉尾气因场地、管线限制无法顺利并入焦炉烟道气脱硫脱硝系统中时，粗苯管式炉尾气将面临着处理困难，排放不达标的困境，进而将影响整个煤气净化系统甚至整个焦炉系统的环保排放和使用。因此，研发结构形式简单、高效、集约型的粗苯管式炉尾气洁净工艺是十分必要的，同时也是一个很好的环保课题，具有良好的市场性和前瞻性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种粗苯管式炉尾气洁净系统及工艺，采用SDS干法脱硫+SCR选择性催化还原法脱硝相结合的工艺，通过脱硫脱硝除尘一体化工艺，实现洁净粗苯管式炉尾气同时高效脱硫脱硝去除颗粒物。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种粗苯管式炉尾气洁净系统，包括脱硫剂装置、除尘脱硝一体化装置与烟囱；粗苯管式炉通过第一烟气管道与除尘脱硝一体化装置相连，脱硫剂装置通过脱硫剂输送管道与第一烟气管道相连，脱硫剂输送管道上设有脱硫剂输送风机；除尘脱硝一体化装置通过第二烟气管道与烟囱相连，第二烟气管道上设有引风机。
所述脱硫剂装置包括脱硫剂粉仓与磨机，磨机与脱硫剂粉仓相连。
所述除尘脱硝一体化装置包括布袋除尘段与催化剂脱硝段，催化剂脱硝段固接在布袋除尘段上方。
所述除尘脱硝一体化装置还包括灰斗，灰斗固接在布袋除尘段下方。
所述引风机采用变频调速电机。
一种粗苯管式炉尾气洁净工艺，采用SDS干法脱硫+SCR选择性催化还原法脱硝相结合的工艺，具体包括如下步骤：
1)开启引风机，引风机将粗苯管式炉尾气从粗苯管式炉中吸出，通过第一烟气管道输送至除尘脱硝一体化装置内；
2)SDS干法脱硫：开启脱硫剂输送风机，采用NaHCO3干粉作为脱硫剂，NaHCO3干粉采用粒径<60目以下的细粉，NaHCO3干粉通过磨机磨至粒径<60目以下的细粉，将NaHCO3干粉通过管道输送至除尘脱硝一体化装置催化剂脱硝段；
大部分NaHCO3在高温环境中分解成Na2CO3，Na2CO3或NaHCO3与粗苯管式炉尾气中的SO2反应均生成Na2SO3，进而脱除粗苯管式炉尾气中的SO2，脱硫反应时长大于2S；
3)经过脱硫后的粗苯管式炉尾气进入除尘脱硝一体化装置中的布袋除尘段，在布袋除尘段中，尾气中剩余的少量SO2的和微过量的NaHCO3干粉继续进行干法脱硫反应，进而使脱硫效率大大提高；
4)同时布袋除尘段将粗苯管式炉尾气中的颗粒物、脱硫反应生成的Na2SO3生成物和未反应完的NaHCO3干粉同时过滤去除，进而使粗苯管式炉尾气颗粒物达标排放，收集后的粉尘等颗粒物可送至水泥厂等地利用；
5)SCR选择性催化还原法脱硝：脱硫除尘后的粗苯管式炉尾气进入除尘脱硝一体化装置中的催化剂层，在催化剂层喷入适量氨气，采用氨气作为还原剂，粗苯管式炉尾气与催化剂充分接触，在催化剂的作用下，粗苯管式炉尾气中的NOx被氨还原成N2，完成脱硝反应，去除粗苯管式炉尾气中的NOx；
6)洁净的粗苯管式炉尾气在引风机的作用下通过烟囱排放至大气，达标排放。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)脱硫脱硝一体化
通过在粗苯管式炉尾气输送管道中喷入极细的NaHCO3干粉，干法脱除尾气中绝大部分的SO2，大大降低了SO2的外排浓度，同时避免了采用传统脱硫工艺产生的尾气温降，进一步保证脱硝效率，延长脱硝催化剂的使用寿命。
2)脱硫脱硝效率高
脱硫反应发生在脱硝反应前，经除尘一体化装置下部的除尘系统，与上部的氨气催化剂脱硝反应分离，对后续的脱硝反应无不良影响，进而保证脱硝效率，延长催化剂使用寿命。
3)结构简单，系统集成化
脱硫剂制备系统仅有脱硫剂粉仓、磨机、输送风机组成；脱硫反应主要发生在粗苯管式炉尾气输送管道及除尘一体化装置中，无需另设脱硫塔；除尘一体化装置为单仓除尘器改造而成，整个系统集成化，占地面积小，总图布置简单，适应性强。
4)节省能源，降低运行费用及一次性投资
采用脱硫脱硝除尘一体化工艺，可高效脱除粗苯管式炉尾气中的SO2和NOx，不需要对尾气加热，节省能源与占地，降低运行费用及一次性投资。
附图说明
图1是本发明结构示意及工艺原理图。
图中：1-粗苯管式炉 2-除尘脱硝一体化装置 3-引风机 4-脱硫剂粉仓 5-磨机6-脱硫剂输送风机 7-烟囱 81-第一烟气管道 82-第二烟气管道 9-脱硫剂输送管道
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，一种粗苯管式炉尾气洁净系统，包括脱硫剂装置、除尘脱硝一体化装置2与烟囱7。粗苯管式炉1通过第一烟气管道81与除尘脱硝一体化装置2相连，脱硫剂装置通过脱硫剂输送管道9与第一烟气管道81相连，脱硫剂输送管道9上设有脱硫剂输送风机6；除尘脱硝一体化装置通2过第二烟气管道82与烟囱7相连，第二烟气管道82上设有引风机3。
脱硫剂装置包括脱硫剂粉仓4与磨机5，磨机5与脱硫剂粉仓4相连。脱硫系统可制备出脱硫用NaHCO3干粉，NaHCO3干粉通过磨机5磨至粒径<60目以下的细粉，NaHCO3细粉通过输送风机6送至除尘脱硝一体化装置2前的尾气管道中，进行脱硫反应。
除尘脱硝一体装置2设置在脱硫系统之后，引风机3之前，除尘脱硝一体化装置2包括布袋除尘段与催化剂脱硝段，催化剂脱硝段固接在布袋除尘段上方。除尘脱硝一体化装置2可由单仓布袋除尘器改造而成，即在原有单仓除尘器上部增加催化剂脱硝段，组成除尘脱硝一体化装置2。
除尘脱硝一体化装置2还包括灰斗，灰斗固接在布袋除尘段下方，可将收集的颗粒物、脱硫反应生成的Na2SO3等生成物和未反应完的NaHCO3干粉外送至水泥厂等地综合利用。
引风机3设置在除尘脱硝一体化装置2后，连接至烟囱7。引风机3配有变频电机，通过对引风机3变频调速，适应粗苯管式炉尾气1波动要求。引风机3可将洁净的粗苯管式炉1尾气在引风机3的作用下通过烟囱7排放至大气，达标排放。
一种粗苯管式炉尾气洁净工艺，采用SDS干法脱硫+SCR选择性催化还原法脱硝相结合的工艺，具体包括如下步骤：
1)开启引风机3，引风机3将粗苯管式炉尾气从粗苯管式炉1中吸出，通过第一烟气管道81输送至除尘脱硝一体化装置2内；
2)SDS干法脱硫：开启脱硫剂输送风机6，采用NaHCO3干粉作为脱硫剂，NaHCO3干粉采用粒径<60目以下的细粉，NaHCO3干粉通过磨机5磨至粒径<60目以下的细粉，将NaHCO3干粉通过管道输送至除尘脱硝一体化装置2催化剂脱硝段；
大部分NaHCO3在高温环境中分解成Na2CO3，Na2CO3或NaHCO3与粗苯管式炉尾气中的SO2反应均生成Na2SO3，进而脱除粗苯管式炉尾气中的SO2，脱硫反应时长大于2S；
3)经过脱硫后的粗苯管式炉尾气进入除尘脱硝一体化装置2中的布袋除尘段，在布袋除尘段中，尾气中剩余的少量SO2的和微过量的NaHCO3干粉继续进行干法脱硫反应，进而使脱硫效率大大提高；
4)同时布袋除尘段将粗苯管式炉尾气中的颗粒物、脱硫反应生成的Na2SO3生成物和未反应完的NaHCO3干粉同时过滤去除，进而使粗苯管式炉尾气颗粒物达标排放，收集后的粉尘等颗粒物可送至水泥厂等地利用；
5)SCR选择性催化还原法脱硝：脱硫除尘后的粗苯管式炉尾气进入除尘脱硝一体化装置2中的催化剂层，在催化剂层喷入适量氨气，采用氨气作为还原剂，粗苯管式炉尾气与催化剂充分接触，在催化剂的作用下，粗苯管式炉尾气中的NOx被氨还原成N2，完成脱硝反应，去除粗苯管式炉尾气中的NOx；
6)洁净的粗苯管式炉尾气在引风机3的作用下通过烟囱7排放至大气，达标排放。
本发明实现脱硫脱硝一体化，通过在粗苯管式炉尾气输送管道中喷入极细的NaHCO3干粉，干法脱除尾气中绝大部分的SO2，大大降低了SO2的外排浓度，同时避免了采用传统脱硫工艺产生的尾气温降，进一步保证脱硝效率，延长脱硝催化剂的使用寿命。
本发明脱硫脱硝效率高，脱硫反应发生在脱硝反应前，经除尘脱硝一体化装置2下部的除尘系统，与上部的氨气催化剂脱硝反应分离，对后续的脱硝反应无不良影响，进而保证脱硝效率，延长催化剂使用寿命。
本发明结构简单，系统集成化，脱硫剂制备系统仅有脱硫剂粉仓4、磨机5、脱硫剂输送风机6；脱硫反应主要发生在粗苯管式炉尾气输送管道及除尘脱硝一体化装置2中，无需另设脱硫塔；除尘脱硝一体化装置2为单仓除尘器改造而成，整个系统集成化，占地面积小，总图布置简单，适应性强。节省能源，降低运行费用及一次性投资
本发明采用脱硫脱硝除尘一体化工艺，可高效脱除粗苯管式炉尾气中的SO2和NOx，不需要对尾气加热，节省能源与占地，降低运行费用及一次性投资。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种粗苯管式炉尾气洁净系统，其特征在于，包括脱硫剂装置、除尘脱硝一体化装置与烟囱；粗苯管式炉通过第一烟气管道与除尘脱硝一体化装置相连，脱硫剂装置通过脱硫剂输送管道与第一烟气管道相连，脱硫剂输送管道上设有脱硫剂输送风机；除尘脱硝一体化装置通过第二烟气管道与烟囱相连，第二烟气管道上设有引风机。
2.根据权利要求1所述的一种粗苯管式炉尾气洁净系统，其特征在于，所述脱硫剂装置包括脱硫剂粉仓与磨机，磨机与脱硫剂粉仓相连。
3.根据权利要求1所述的一种粗苯管式炉尾气洁净系统，其特征在于，所述除尘脱硝一体化装置包括布袋除尘段与催化剂脱硝段，催化剂脱硝段固接在布袋除尘段上方。
4.根据权利要求3所述的一种粗苯管式炉尾气洁净系统，其特征在于，所述除尘脱硝一体化装置还包括灰斗，灰斗固接在布袋除尘段下方。
5.根据权利要求1所述的一种粗苯管式炉尾气洁净系统，其特征在于，所述引风机采用变频调速电机。
6.一种基于权利要求1或2或3或4或5所述粗苯管式炉尾气洁净系统的粗苯管式炉尾气洁净工艺，其特征在于，采用SDS干法脱硫+SCR选择性催化还原法脱硝相结合的工艺，具体包括如下步骤：
1)开启引风机，引风机将粗苯管式炉尾气从粗苯管式炉中吸出，通过第一烟气管道输送至除尘脱硝一体化装置内；
2)SDS干法脱硫：开启脱硫剂输送风机，采用NaHCO3干粉作为脱硫剂，将NaHCO3干粉通过管道输送至除尘脱硝一体化装置催化剂脱硝段；
大部分NaHCO3在高温环境中分解成Na2CO3，Na2CO3或NaHCO3与粗苯管式炉尾气中的SO2反应均生成Na2SO3，进而脱除粗苯管式炉尾气中的SO2，脱硫反应时长大于2S；
3)经过脱硫后的粗苯管式炉尾气进入除尘脱硝一体化装置中的布袋除尘段，在布袋除尘段中，尾气中剩余的少量SO2的和微过量的NaHCO3干粉继续进行干法脱硫反应；
4)同时布袋除尘段将粗苯管式炉尾气中的颗粒物、脱硫反应生成的Na2SO3生成物和未反应完的NaHCO3干粉同时过滤去除；
5)SCR选择性催化还原法脱硝：脱硫除尘后的粗苯管式炉尾气进入除尘脱硝一体化装置中的催化剂层，在催化剂层喷入适量氨气，采用氨气作为还原剂，粗苯管式炉尾气与催化剂充分接触，在催化剂的作用下，粗苯管式炉尾气中的NOx被氨还原成N2，完成脱硝反应，去除粗苯管式炉尾气中的NOx；
6)洁净的粗苯管式炉尾气在引风机的作用下通过烟囱排放至大气，达标排放。
7.根据权利要求6所述的粗苯管式炉尾气洁净工艺，其特征在于，步骤2所述NaHCO3干粉采用粒径<60目以下的细粉，NaHCO3干粉通过磨机磨至粒径<60目以下的细粉。
8.根据权利要求6所述的粗苯管式炉尾气洁净工艺，其特征在于，步骤4所述布袋除尘段将粗苯管式炉尾气中的颗粒物、脱硫反应生成的Na2SO3生成物和未反应完的NaHCO3干粉同时过滤去除后由灰斗收集，外送至生产企业综合利用。
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