CN112675681A - 一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统及方法，所述系统包括脱硫剂储存及输出单元、高速风机、热脱硫灰除尘单元、SCR脱硝反应器、热脱硫灰输送单元、气力均化仓、罗茨风机、除尘单元、强力风机及烟囱；本发明在SDS干法脱硫及脱硝系统中增设一个高效流态化搅拌脱硫灰的气力均化仓，通过在线气体流态化均化过程，使脱硫灰的成分得到稳定，均化后的脱硫灰可以作为Na₂SO₄化工原料，从而实现了工业固废的回收利用，并使SDS干法脱硫的成本降低。

Description

一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统及方法

技术领域

本发明涉及焦炉烟气净化技术领域，尤其涉及一种基于SDS法除尘系统的脱硫灰均化系统及方法。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，炼焦行业产生的含有粉尘、SO₂、NOx等的烟气引起的污染问题日益严重。国家对大气污染物的环保排放要求越来越严格，相关企业治理污染物排放的力度也不断加大，冶金钢铁行业的烟气治理越来越受到重视。自2018年起，国家强制要求燃气锅炉实施更严格的排放标准并限制湿法脱硫工艺的应用，因此SDS干法脱硫工艺成为了国内大型钢联企业焦炉烟气脱硫的首选工艺。

相比其他脱硫工艺，SDS干法脱硫工艺具有流程短、一次性投资少、占地面积小、运行成本低、操作维护简单等优点，采用全干法处理烟气，有效避免了烟囱的大量白烟产生。脱硫系统的排烟温度高，基本与脱硫塔入口烟气温度一致。同时，SDS干法脱硫工艺具有良好的机组负荷调节适应性，可保证脱硫系统可靠稳定地连续运行。通过SDS干法脱硫结合SCR中低温脱硝技术净化后的焦炉烟气，排放时的污染成分浓度可满足GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》中的特别排放限值要求。

但是SDS干法脱硫后的副产物脱硫灰成分较复杂，主要成分包括Na₂SO₄、Na₂SO₃及Na₂CO₃，并且具有成分不稳定的缺点，富含Na₂SO₄的脱硫灰较难作为化工原料使用，不利于工业固废的回收利用及脱硫成本的降低。

本发明在SDS的管路系统并联一个高效流态化搅拌脱硫灰的气体均化系统，使脱硫灰的成分得到稳定，使其可以作为Na2SO4化工原料(Na2SO4的市场单价约600-1000元/t)，从而使SDS脱硫剂的使用成本降低(小苏打(NaHCO3)的市场单价约1400-1700元/t)。

发明内容

本发明提供了一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统及方法，在SDS干法脱硫及脱硝系统中增设一个高效流态化搅拌脱硫灰的气力均化仓，通过在线气体流态化均化过程，使脱硫灰的成分得到稳定，均化后的脱硫灰可以作为Na₂SO₄化工原料，从而实现了工业固废的回收利用，并使SDS干法脱硫的成本降低。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统，包括脱硫剂储存及输出单元、高速风机、热脱硫灰除尘单元、SCR脱硝反应器、热脱硫灰输送单元、气力均化仓、罗茨风机、除尘单元、强力风机及烟囱；

所述高速风机的出风口通过烟气脱硫管道连接热脱硫灰除尘单元的烟气入口，沿气体流动方向，烟气脱硫管道上依次设有脱硫剂喷入口和烟气入口；脱硫剂喷入口连接脱硫剂储存及输出单元；烟气入口连接自焦炉燃烧室引出的烟气管道；

所述热脱硫灰除尘单元的出灰口通过热脱硫灰输送单元连接气力均化仓顶部的脱硫灰入口，热脱硫灰除尘单元设气体出口通过气体输送管道一依次连接SCR脱硝反应器、强力风机及烟囱；

所述气力均化仓的底部设多个喷吹口通过流态化气体管道连接罗茨风机；气力均化仓的顶部设气体出口通过气体输送管道二连接除尘单元的气体入口，除尘单元的气体出口通过气体输送管道三连接SCR脱硝反应器下游的气体输送管道一。

所述脱硫剂储存及输出单元包括SDS粉仓、喂料计量秤及微型辊压机；SDS粉仓用于储存脱硫剂，SDS粉仓底部的脱硫剂出口通过脱硫剂输出管道连接烟气脱硫管道，沿脱硫剂输出方向，脱硫剂输出管道上依次设喂料计量秤及微型辊压机。

所述热脱硫灰除尘单元包括布袋除尘器一；布袋除尘器一并排设置2个，交替运行；布袋除尘器一的布袋采用玻璃纤维袋。

所述除尘单元包括布袋除尘器二；布袋除尘器二并排设置2个，交替运行。

所述热脱硫灰输送单元包括水平螺旋输送机、导料溜槽一、倾斜螺旋输送机及导料溜槽二；布袋除尘器一和布袋除尘器二并排设置，布袋除尘器一的底部、布袋除尘器二的底部分别设集灰斗，集灰斗的底部设出灰口与水平螺旋输送机的进料口相连；水平螺旋输送机的出料口通过导料溜槽一连接倾斜螺旋输送机底部的进料口，倾斜螺旋输送机顶部的出料口通过导料溜槽二连接气力均化仓顶部的脱硫灰入口。

所述气力均化仓由仓体、中心管、多个透气板组成；所述仓体的中心沿高向设中心管，对应中心管的仓体底部设喷吹口，通过喷吹气体主管道与流态化气体管道相连；所述仓体的下部沿周向设多个透气板，每个透气板对应的仓体高向空间为一个布气室；对应每个布气室的仓体底部分别设喷吹口，通过对应的喷吹气体分支管道与流态化气体管道相连；所述气力均化仓在对应中心管的正上方设能够升降的接口管，接口管在气力均化仓内的一端用于连接中心管，接口管的另一端通过均化脱硫灰输送管道连接储料筒库。

所述喷吹气体主管道上设止逆阀，所述喷吹气体分支管道上分别设阀门。

所述烟气管道另外通过备用管道连接烟囱。

一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝方法，包括如下过程：

1)焦炉烟气脱硫脱硝及除尘过程：

焦炉烟气自焦炉燃烧室引出后，通过烟气管道进入烟气脱硫管道；脱硫剂采用碳酸氢钠；储存在SDS粉仓中的脱硫剂按设定量经喂料计量秤计量后，喂入微型辊压机，磨细至粒度20μm以下；磨细后的脱硫剂在自身重力、相互吸引力、高速风机鼓入的高压空气共同作用下，形成粉体高度分散的两相流气体；两相流气体和焦炉烟气混合后，在焦炉烟气的加热作用下，使碳酸氢钠粉体失去水成为具有丰富纳米孔隙的碳酸钠粉体；碳酸钠粉体与焦炉烟气中的酸性气体和氧气发生中和与氧化反应，主要是SO₂反应，生成Na₂SO₄，即混合气体成为含Na₂SO₄的两相流气体；

含Na₂SO₄的两相流气体进入布袋除尘器一，除去热脱硫灰的焦炉烟气通过气体输送管道一进入SCR脱硝反应器进行脱硝反应，反应过程为：4NH₃+4NO+O₂→4N2+6H₂O、4NH₃+2NO₂+O₂→3N₂+6H₂O；脱硝后的焦炉烟气被强力风机强制吸入烟囱，然后排入大气；

布袋除尘器一中布袋上的粉尘积累到极限阻力后，进行清灰操作，使布袋上的脱硫灰落入集灰斗，集灰斗集满脱硫灰后，由水平螺旋输送机通过导料溜槽一送至倾斜螺旋输送机，再由导料溜槽二送至气力均化仓内；

2)脱硫灰的气体流态化均化过程：

在气力均化仓的底部，由罗茨风机鼓入的高压空气分成两部分：一部分通过喷吹气体主管道上的止逆阀进入中心管，带着脱硫灰粉体沿中心管由下向上运动；另一部分作为流态化气体，设流态化气体的总通入量为T，则按如下方式进入气力均化仓：通过对应阀门的控制，向n-1/n个布气室内通入(1/n)×T的流态化气体，使脱硫灰粉体流态化，对应的布气室称为联合布气室；另外，向1/n个布气室内通入(n-1/n)×T的流态化气体，使流态化的脱硫灰粉体向上运动，和相邻布气室上方的脱硫灰粉体发生摩擦混合，对应的布气室称为独立布气室；按此方式，沿顺时针或逆时针方向，各布气室依次作为独立布气室，其余布气室共同作为联合布气室，向气力均化仓22内通入对应量的流态化气体；

气体流态化均化过程中，多余的含尘气体自气力均化仓的气体出口排出，通过气体输送管道二进入布袋除尘器二进行除尘；除尘后的气体通过气体输送管道三进入气体输送管道一，与经过SCR脱硝后的气体汇合后作为净化后气体，在强力风机的作用下一起经烟囱排入大气；

3)均化后脱硫灰的储存过程：

气力均化仓中的脱硫灰粉体搅拌均匀后，将接口管落下与中心管相接，通过均化脱硫灰输送管道，将均化后的脱硫灰粉体输送到储料筒库；将罗茨风机鼓入的高压空气分成两部分：第一部分自各个喷吹气体分支管道吹入，通过透气板进入各个布气室内，使接近透气板的粉尘流态化；另一部分由喷吹气体主管道吹入中心管，带着流态化的粉尘沿中心管由下向上运动，将流态化的粉尘输入到储料筒库，完成均化脱硫灰粉体的储存过程。

一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝方法，还包括脱硫灰的集中均化过程；具体如下：

将系统外的焦炉烟气脱硫脱硝后的脱硫灰，从脱硫灰除尘器的集灰斗吸入散装罐车，由散装罐车将脱硫灰输送至气力均化仓，接口管下降与中心管相连，然后将散装罐车的出口连接到气力均化仓的脱硫灰入口，通过散装罐车的气力输送系统将散装罐车内未均化的脱硫灰加入到气力均化仓，通过气力搅拌进行流态化均化过程，均化后的脱硫灰按照过程3)所述方法，输送到储料筒库。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过流态化均化过程，能够对整个焦化厂不同SDS脱硫脱硝系统产生的脱硫灰进行处理，使脱硫灰的成分由波动变为稳定，使通常作为工业固废的脱硫灰变成了元明粉原料；

(2)采用流态化均化，高比表面积的元明粉颗粒形貌没有改变，从而在使用时具有较高的反应活性；

(3)搅拌脱硫灰过程中的粉尘通过袋式除尘器除尘后，清洁气体的气路和脱硝气体的气路并联后被强力排风机引出，通过烟囱排入大气，排放气体的温度得到降低；

(4)气力搅拌库可对整个焦化厂范围内的焦炉SDS脱硫灰进行集中均化处理，搅拌能力大，搅拌效果好，搅拌效率高，10分钟内就可将50～300吨脱硫灰的成分波动降低10倍以上；

(5)气力搅拌库可以作为粉体气力输送装置使用，使气体均化系统的使用性能得到提升。

附图说明

图1是本发明所述一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统的结构示意图。

图2是本发明所述脱硫灰除尘单元及脱硫灰气力均化单元的结构示意图。

图3是本发明所述气力均化仓中透气板的分布示意图。

图中：1.高速风机 2.SDS粉仓 3.喂料计量秤 4.微型辊压机 5.焦炉燃烧室 6.烟气管道 7.烟气脱硫管道 8.备用管道 9.布袋除尘器一 10.集灰斗 11.气体输送管道一12.SCR脱硝反应器 13.强力风机 14.烟囱 15.布袋除尘器二 16.水平螺旋输送机 17.导料溜槽一 18.倾斜螺旋输送机 19.导料溜槽二 20.气体输送管道二 21.气体输送管道三22.气力均化仓 22-1.仓体 22-2.中心管 22-3.透气板 23.罗茨风机 24.流态化气体管道25.喷吹气体主管道 26.喷吹气体分支管道 27.阀门 28.接口管 29.均化脱硫灰输出管道30.储料筒库 31.止逆阀

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、图2所示，本发明所述一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统，包括脱硫剂储存及输出单元、高速风机1、热脱硫灰除尘单元、SCR脱硝反应器12、热脱硫灰输送单元、气力均化仓22、罗茨风机23、除尘单元、强力风机13及烟囱14；

所述高速风机1的出风口通过烟气脱硫管道7连接热脱硫灰除尘单元的烟气入口，沿气体流动方向，烟气脱硫管道7上依次设有脱硫剂喷入口和烟气入口；脱硫剂喷入口连接脱硫剂储存及输出单元；烟气入口连接自焦炉燃烧室5引出的烟气管道6；

所述热脱硫灰除尘单元的出灰口通过热脱硫灰输送单元连接气力均化仓22顶部的脱硫灰入口，热脱硫灰除尘单元设气体出口通过气体输送管道一11依次连接SCR脱硝反应器12、强力风机13及烟囱14；

所述气力均化仓22的底部设多个喷吹口通过流态化气体管道24连接罗茨风机23；气力均化仓22的顶部设气体出口通过气体输送管道二20连接除尘单元的气体入口，除尘单元的气体出口通过气体输送管道三21连接SCR脱硝反应器12下游的气体输送管道一11。

所述脱硫剂储存及输出单元包括SDS粉仓2、喂料计量秤3及微型辊压机4；SDS粉仓2用于储存脱硫剂，SDS粉仓2底部的脱硫剂出口通过脱硫剂输出管道连接烟气脱硫管道7，沿脱硫剂输出方向，脱硫剂输出管道上依次设喂料计量秤3及微型辊压机4。

所述热脱硫灰除尘单元包括布袋除尘器一9；布袋除尘器一9并排设置2个，交替运行；布袋除尘器一9的布袋采用玻璃纤维袋。

所述除尘单元包括布袋除尘器二15；布袋除尘器二15并排设置2个，交替运行。

所述热脱硫灰输送单元包括水平螺旋输送机16、导料溜槽一17、倾斜螺旋输送机18及导料溜槽二19；布袋除尘器一9和布袋除尘器二15并排设置，布袋除尘器一9的底部、布袋除尘器二15的底部分别设集灰斗10，集灰斗10的底部设出灰口与水平螺旋输送机16的进料口相连；水平螺旋输送机16的出料口通过导料溜槽一17连接倾斜螺旋输送机18底部的进料口，倾斜螺旋输送机18顶部的出料口通过导料溜槽二19连接气力均化仓22顶部的脱硫灰入口。

所述气力均化仓22由仓体22-1、中心管22-2、多个透气板22-3组成；所述仓体22-1的中心沿高向设中心管22-2，对应中心管22-2的仓体22-1底部设喷吹口，通过喷吹气体主管道25与流态化气体管道24相连；所述仓体22-1的下部沿周向设多个透气板22-3(如图3所示)，每个透气板22-3对应的仓体22-1高向空间为一个布气室；对应每个布气室的仓体22-1底部分别设喷吹口，通过对应的喷吹气体分支管道26与流态化气体管道24相连；所述气力均化仓22在对应中心管22-2的正上方设能够升降的接口管28，接口管28在气力均化仓22内的一端用于连接中心管22-2，接口管28的另一端通过均化脱硫灰输送管道29连接储料筒库30。

所述喷吹气体主管道25上设止逆阀31，所述喷吹气体分支管道26上分别设阀门27。

所述烟气管道6另外通过备用管道8连接烟囱14。

一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝方法，包括如下过程：

1)焦炉烟气脱硫脱硝及除尘过程：

焦炉烟气自焦炉燃烧室5引出后，通过烟气管道6进入烟气脱硫管道7；脱硫剂采用碳酸氢钠；储存在SDS粉仓2中的脱硫剂按设定量经喂料计量秤3计量后，喂入微型辊压机4，磨细至粒度20μm以下；磨细后的脱硫剂在自身重力、相互吸引力、高速风机1鼓入的高压空气共同作用下，形成粉体高度分散的两相流气体；两相流气体和焦炉烟气混合后，在焦炉烟气的加热作用下，使碳酸氢钠粉体失去水成为具有丰富纳米孔隙的碳酸钠粉体；碳酸钠粉体与焦炉烟气中的酸性气体和氧气发生中和与氧化反应，主要是SO₂反应，生成Na₂SO₄，即混合气体成为含Na₂SO₄的两相流气体；

含Na₂SO₄的两相流气体进入布袋除尘器一9，除去热脱硫灰的焦炉烟气通过气体输送管道一11进入SCR脱硝反应器12进行脱硝反应，反应过程为：4NH₃+4NO+O₂→4N2+6H₂O、4NH₃+2NO₂+O₂→3N₂+6H₂O；脱硝后的焦炉烟气被强力风机13强制吸入烟囱14，然后排入大气；

布袋除尘器一9中布袋上的粉尘积累到极限阻力后，进行清灰操作，使布袋上的脱硫灰落入集灰斗10，集灰斗10集满脱硫灰后，由水平螺旋输送机16通过导料溜槽一17送至倾斜螺旋输送机18，再由导料溜槽二19送至气力均化仓22内；

2)脱硫灰的气体流态化均化过程：

在气力均化仓22的底部，由罗茨风机23鼓入的高压空气分成两部分：一部分通过喷吹气体主管道25上的止逆阀31进入中心管22-2，带着脱硫灰粉体沿中心管22-2由下向上运动；另一部分作为流态化气体，设流态化气体的总通入量为T，则按如下方式进入气力均化仓22：通过对应阀门27的控制，向n-1/n个布气室内通入(1/n)×T的流态化气体，使脱硫灰粉体流态化，对应的布气室称为联合布气室；另外，向1/n个布气室内通入(n-1/n)×T的流态化气体，使流态化的脱硫灰粉体向上运动，和相邻布气室上方的脱硫灰粉体发生摩擦混合，对应的布气室称为独立布气室；按此方式，沿顺时针或逆时针方向，各布气室依次作为独立布气室，其余布气室共同作为联合布气室，向气力均化仓22内通入对应量的流态化气体；

气体流态化均化过程中，多余的含尘气体自气力均化仓22的气体出口排出，通过气体输送管道二20进入布袋除尘器二15进行除尘；除尘后的气体通过气体输送管道三21进入气体输送管道一11，与经过SCR脱硝后的气体汇合后作为净化后气体，在强力风机13的作用下一起经烟囱14排入大气；

3)均化后脱硫灰的储存过程：

气力均化仓22中的脱硫灰粉体搅拌均匀后，将接口管28落下与中心管22-2相接，通过均化脱硫灰输送管道29，将均化后的脱硫灰粉体输送到储料筒库30；将罗茨风机23鼓入的高压空气分成两部分：第一部分自各个喷吹气体分支管道26吹入，通过透气板22-3进入各个布气室内，使接近透气板23的粉尘流态化；另一部分由喷吹气体主管道25吹入中心管22-2，带着流态化的粉尘沿中心管22-2由下向上运动，将流态化的粉尘输入到储料筒库30，完成均化脱硫灰粉体的储存过程。

一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝方法，还包括脱硫灰的集中均化过程；具体如下：

将系统外的焦炉烟气脱硫脱硝后的脱硫灰，从脱硫灰除尘器的集灰斗吸入散装罐车，由散装罐车将脱硫灰输送至气力均化仓22，接口管28下降与中心管22-2相连，然后将散装罐车的出口连接到气力均化仓22的脱硫灰入口，通过散装罐车的气力输送系统将散装罐车内未均化的脱硫灰加入到气力均化仓22，通过气力搅拌进行流态化均化过程，均化后的脱硫灰按照过程3)所述方法，输送到储料筒库30。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例】

如图1所示，本实施例中，一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统包含：(1)脱硫剂储存及输出单元；(2)焦炉烟气排出管道系统；(3)脱硫剂与焦炉烟气混合系统；(4)热脱硫灰除尘单元；(5)SCR脱硝反应器及自热脱硫灰除尘单元至SCR脱硝反应器的连接管道；(6)热脱硫灰输送单元；(7)气力均化仓；(8)气力均化仓后的除尘系统；(9)气力均化仓的出料系统。其中：

(1)脱硫剂储存及输出单元，用于脱硫剂的储存、预处理及喂料，包括SDS粉仓2、喂料计量秤3及微型辊压机4。

(2)焦炉烟气排气管道系统包括：焦炉燃烧室5、烟气管道6、烟气脱硫管道7及备用管道8。

(3)脱硫剂与焦炉烟气混合系统包括一台用于气、固流态化的高速风机1。

(4)热脱硫灰除尘单元包括2台布袋除尘器一9，即图2中的1#布袋除尘器、2#布袋除尘器，2台布袋除尘器一9交替运行。

(5)SCR脱硝反应器及自热脱硫灰除尘单元至SCR脱硝反应器的连接管道：包括气体输送管道一11、SCR脱硝反应器12。

(6)热脱硫灰输送单元：包括设于1#布袋除尘器、2#布袋除尘器、3#布袋除尘器、4#布袋除尘器下方的水平螺旋输送机16、导料溜槽一17、倾斜螺旋输送机18及导料溜槽二19。

(7)如图2、图3所示，气力均化仓22包括：仓体22-1、中心管22-2、四个相等大小的透气板22-3及其对应的充气室、喷吹气体主管道25、喷吹气体分支管道26(图2中只示出2个)、阀门27(图2中只示出2个)、止逆阀31、流态化气体管道24及罗茨风机23。

(8)气力均化仓后的除尘系统包括：2台布袋除尘器二15，即图2中的3#布袋除尘器、4#布袋除尘器，2台布袋除尘器二15交替运行；气体输送管道二20、气体输送管道三21、强力风机13及烟囱14。

(9)气力均化仓的出料系统包括接口管28、均化脱硫灰输出管道29及储料筒库30。

本实施例中，一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝方法具体如下：

(一)焦炉烟气脱硫脱硝及除尘过程；

焦炉烟气自焦炉燃烧室5引出后，通过烟气管道6进入烟气脱硫管道7；脱硫剂采用碳酸氢钠；储存在SDS粉仓2中的脱硫剂按设定量经喂料计量秤3计量后，喂入微型辊压机4，磨细至粒度20μm以下；磨细后的脱硫剂在自身重力、相互吸引力、高速风机1鼓入的高压空气共同作用下，形成粉体高度分散的两相流气体；两相流气体和焦炉烟气混合后，在焦炉烟气的加热作用下，使碳酸氢钠粉体失去水成为具有丰富纳米孔隙的碳酸钠粉体；碳酸钠粉体与焦炉烟气中的酸性气体和氧气发生中和与氧化反应，主要是SO₂反应，生成Na₂SO₄，即混合气体成为含Na₂SO₄的两相流气体；

含Na₂SO₄的两相流气体交替进入1#布袋除尘器或2#布袋除尘器，布袋采用耐高温与化学腐蚀的玻璃纤维袋；除去热脱硫灰的焦炉烟气通过气体输送管道一11进入SCR脱硝反应器12进行脱硝反应，反应过程为：4NH₃+4NO+O₂→4N2+6H₂O、4NH₃+2NO₂+O₂→3N₂+6H₂O；脱硝后的焦炉烟气被强力风机13强制吸入烟囱14，然后排入大气；

布袋除尘器一9中布袋上的粉尘积累到极限阻力后，进行清灰操作，使布袋上的脱硫灰落入集灰斗10，灰斗集10集满脱硫灰后，由水平螺旋输送机16通过导料溜槽一17送至倾斜螺旋输送机18，再由导料溜槽二19送至气力均化仓22内；

(二)脱硫灰的气体流态化均化过程：

在气力均化仓22的底部，由罗茨风机23鼓入的高压空气分成两部分：一部分通过喷吹气体主管道25上的止逆阀31进入中心管22-2，带着脱硫灰粉体沿中心管22-2由下向上运动；另一部分作为流态化气体，设流态化气体的总通入量为T，则按如下方式进入气力均化仓22：通过对应阀门27的控制，向3/4个布气室内通入(1/4)T的流态化气体，使脱硫灰粉体流态化；向1/4个布气室内通入(3/4)T的流态化气体，使流态化的脱硫灰粉体向上运动，和相邻布气室中的脱硫灰粉体发生摩擦混合；按此方式，沿顺时针或逆时针方向，各布气室依次作为独立布气室，其余布气室共同作为联合布气室，向气力均化仓22内通入对应量的流态化气体；

气体流态化均化过程中，多余的含尘气体自气力均化仓22的气体出口排出，通过气体输送管道二20进入布袋除尘器二15进行除尘；除尘后的气体通过气体输送管道三21进入气体输送管道一11，与经过SCR脱硝后的气体汇合后作为净化后气体，在强力风机13的作用下一起经烟囱14排入大气；

(三)均化后脱硫灰的储存过程：

气力均化仓22中的脱硫灰粉体搅拌均匀后，将接口管28落下与中心管22-2相接，通过均化脱硫灰输送管道29，将均化后的脱硫灰粉体输送到储料筒库30；将罗茨风机23鼓入的高压空气分成两部分：第一部分自各个喷吹气体分支管道26吹入，通过透气板22-3进入各个布气室内，使接近透气板22-3的粉尘流态化；另一部分由喷吹气体主管道25吹入中心管22-2，带着流态化的粉尘沿中心管22-2由下向上运动，将流态化的粉尘输入到储料筒库30，完成均化脱硫灰粉体的储存过程。

储存的脱硫灰成分稳定，可以作为工业级元明粉原料或混凝土早强剂和防冻剂等用途的使用。

(四)脱硫灰的集中均化过程：

将系统外的焦炉烟气脱硫脱硝后的脱硫灰，从脱硫灰除尘器的集灰斗吸入散装罐车，由散装罐车将脱硫灰输送至气力均化仓22，接口管28下降与中心管22-2相连，然后将散装罐车的出口连接到气力均化仓22的脱硫灰入口，通过散装罐车的气力输送系统将散装罐车内未均化的脱硫灰加入到气力均化仓22，通过气力搅拌进行流态化均化过程，均化后的脱硫灰按照过程3)所述方法，输送到储料筒库30，进行吨袋袋装或散装后给用户使用。

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 (10)

1.一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，包括脱硫剂储存及输出单元、高速风机、热脱硫灰除尘单元、SCR脱硝反应器、热脱硫灰输送单元、气力均化仓、罗茨风机、除尘单元、强力风机及烟囱；

所述高速风机的出风口通过烟气脱硫管道连接热脱硫灰除尘单元的烟气入口，沿气体流动方向，烟气脱硫管道上依次设有脱硫剂喷入口和烟气入口；脱硫剂喷入口连接脱硫剂储存及输出单元；烟气入口连接自焦炉燃烧室引出的烟气管道；

所述热脱硫灰除尘单元的出灰口通过热脱硫灰输送单元连接气力均化仓顶部的脱硫灰入口，热脱硫灰除尘单元设气体出口通过气体输送管道一依次连接SCR脱硝反应器、强力风机及烟囱；

所述气力均化仓的底部设多个喷吹口通过流态化气体管道连接罗茨风机；气力均化仓的顶部设气体出口通过气体输送管道二连接除尘单元的气体入口，除尘单元的气体出口通过气体输送管道三连接SCR脱硝反应器下游的气体输送管道一。

2.根据权利要求1所述的一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述脱硫剂储存及输出单元包括SDS粉仓、喂料计量秤及微型辊压机；SDS粉仓用于储存脱硫剂，SDS粉仓底部的脱硫剂出口通过脱硫剂输出管道连接烟气脱硫管道，沿脱硫剂输出方向，脱硫剂输出管道上依次设喂料计量秤及微型辊压机。

3.根据权利要求1所述的一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述热脱硫灰除尘单元包括布袋除尘器一；布袋除尘器一并排设置2个，交替运行；布袋除尘器一的布袋采用玻璃纤维袋。

4.根据权利要求1所述的一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述除尘单元包括布袋除尘器二；布袋除尘器二并排设置2个，交替运行。

5.根据权利要求1所述的一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述热脱硫灰输送单元包括水平螺旋输送机、导料溜槽一、倾斜螺旋输送机及导料溜槽二；布袋除尘器一和布袋除尘器二并排设置，布袋除尘器一的底部、布袋除尘器二的底部分别设集灰斗，集灰斗的底部设出灰口与水平螺旋输送机的进料口相连；水平螺旋输送机的出料口通过导料溜槽一连接倾斜螺旋输送机底部的进料口，倾斜螺旋输送机顶部的出料口通过导料溜槽二连接气力均化仓顶部的脱硫灰入口。

6.根据权利要求1所述的一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述气力均化仓由仓体、中心管、多个透气板组成；所述仓体的中心沿高向设中心管，对应中心管的仓体底部设喷吹口，通过喷吹气体主管道与流态化气体管道相连；所述仓体的下部沿周向设多个透气板，每个透气板对应的仓体高向空间为一个布气室；对应每个布气室的仓体底部分别设喷吹口，通过对应的喷吹气体分支管道与流态化气体管道相连；所述气力均化仓在对应中心管的正上方设能够升降的接口管，接口管在气力均化仓内的一端用于连接中心管，接口管的另一端通过均化脱硫灰输送管道连接储料筒库。

7.根据权利要求6所述的一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述喷吹气体主管道上设止逆阀，所述喷吹气体分支管道上分别设阀门。

8.根据权利要求1所述的一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述烟气管道另外通过备用管道连接烟囱。

9.基于权利要求1～8任意一种所述系统的流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，包括如下过程：

1)焦炉烟气脱硫脱硝及除尘过程：

焦炉烟气自焦炉燃烧室引出后，通过烟气管道进入烟气脱硫管道；脱硫剂采用碳酸氢钠；储存在SDS粉仓中的脱硫剂按设定量经喂料计量秤计量后，喂入微型辊压机，磨细至粒度20μm以下；磨细后的脱硫剂在自身重力、相互吸引力、高速风机鼓入的高压空气共同作用下，形成粉体高度分散的两相流气体；两相流气体和焦炉烟气混合后，在焦炉烟气的加热作用下，使碳酸氢钠粉体失去水成为具有丰富纳米孔隙的碳酸钠粉体；碳酸钠粉体与焦炉烟气中的酸性气体和氧气发生中和与氧化反应，主要是SO₂反应，生成Na₂SO₄，即混合气体成为含Na₂SO₄的两相流气体；

含Na₂SO₄的两相流气体进入布袋除尘器一，除去热脱硫灰的焦炉烟气通过气体输送管道一进入SCR脱硝反应器进行脱硝反应，反应过程为：4NH₃+4NO+O₂→4N2+6H₂O、4NH₃+2NO₂+O₂→3N₂+6H₂O；脱硝后的焦炉烟气被强力风机强制吸入烟囱，然后排入大气；

布袋除尘器一中布袋上的粉尘积累到极限阻力后，进行清灰操作，使布袋上的脱硫灰落入集灰斗，集灰斗集满脱硫灰后，由水平螺旋输送机通过导料溜槽一送至倾斜螺旋输送机，再由导料溜槽二送至气力均化仓内；

2)脱硫灰的气体流态化均化过程：

在气力均化仓的底部，由罗茨风机鼓入的高压空气分成两部分：一部分通过喷吹气体主管道上的止逆阀进入中心管，带着脱硫灰粉体沿中心管由下向上运动；另一部分作为流态化气体，设流态化气体的总通入量为T，则按如下方式进入气力均化仓：通过对应阀门的控制，向n-1/n个布气室内通入(1/n)×T的流态化气体，使脱硫灰粉体流态化，对应的布气室称为联合布气室；另外，向1/n个布气室内通入(n-1/n)×T的流态化气体，使流态化的脱硫灰粉体向上运动，和相邻布气室上方的脱硫灰粉体发生摩擦混合，对应的布气室称为独立布气室；按此方式，沿顺时针或逆时针方向，各布气室依次作为独立布气室，其余布气室共同作为联合布气室，向气力均化仓22内通入对应量的流态化气体；

气体流态化均化过程中，多余的含尘气体自气力均化仓的气体出口排出，通过气体输送管道二进入布袋除尘器二进行除尘；除尘后的气体通过气体输送管道三进入气体输送管道一，与经过SCR脱硝后的气体汇合后作为净化后气体，在强力风机的作用下一起经烟囱排入大气；

3)均化后脱硫灰的储存过程：

气力均化仓中的脱硫灰粉体搅拌均匀后，将接口管落下与中心管相接，通过均化脱硫灰输送管道，将均化后的脱硫灰粉体输送到储料筒库；将罗茨风机鼓入的高压空气分成两部分：第一部分自各个喷吹气体分支管道吹入，通过透气板进入各个布气室内，使接近透气板的粉尘流态化；另一部分由喷吹气体主管道吹入中心管，带着流态化的粉尘沿中心管由下向上运动，将流态化的粉尘输入到储料筒库，完成均化脱硫灰粉体的储存过程。

10.根据权利要求9所述的一种流态化均化脱硫灰的焦炉烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，还包括脱硫灰的集中均化过程；具体如下：

将系统外的焦炉烟气脱硫脱硝后的脱硫灰，从脱硫灰除尘器的集灰斗吸入散装罐车，由散装罐车将脱硫灰输送至气力均化仓，接口管下降与中心管相连，然后将散装罐车的出口连接到气力均化仓的脱硫灰入口，通过散装罐车的气力输送系统将散装罐车内未均化的脱硫灰加入到气力均化仓，通过气力搅拌进行流态化均化过程，均化后的脱硫灰按照过程3)所述方法，输送到储料筒库。

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