CN113509827A - 一种烧结烟气多污染物治理工艺中温度控制的方法 - Google Patents

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Abstract

一种烧结烟气多污染物治理工艺中温度控制的方法，该方法包括以下步骤：1)烧结烟气在脱硫塔内经活性炭吸附脱硫后进入脱硝塔，并在脱硝塔内经活性炭吸附脱硝后进入脱氯塔，最后从脱氯塔排出；2)活性炭在解析塔、筛分系统、脱硝塔和脱硫塔之间循环；在脱硫塔入口处设置检测装置，获取脱硫塔入口的烧结烟气状态数据；所述烧结烟气状态数据包括烧结烟气总流量及烧结烟气中各气体组分的浓度，从而确定循环的活性炭质量；根据活性炭对各气体的吸附容量和各气体的初始浓度，计算烧结烟气进入脱硝塔和脱氯塔时的温度范围。本发明计算烧结烟气多污染物治理工艺中脱硝塔处的温度范围，有效防止氯化铵结晶堵塞烟气流通通道，降低成本。

Description

一种烧结烟气多污染物治理工艺中温度控制的方法
技术领域
本发明涉及一种烟气治理中温度控制的方法，具体涉及一种烧结烟气多污染物治理工艺中温度控制的方法，属于烧结烟气治理领域。
背景技术
氯化氢是钢铁工业中仅次于SO2、NOx、粉尘和氟化物的第五大大气污染物。其中烧结是钢铁行业的氯化氢气体主要排放源，烧结过程中的氯主要来自矿石、煤燃料和熔剂，其排放浓度多为20～60mg/Nm3(个情况可达130mg/Nm3以上)，主要取决于氯的总输入量。一般来说，同样的矿石、煤和熔剂，沿海地区要高于内陆地区，因为沿海地区降水中含氯离子浓度高；如果将脱硫废水(含氯离子浓度很高)用于原料场洒水抑尘，烧结烟气中的HCl浓度也将升高，容易形成氯的闭路循环，同时还将导致二噁英生成量大幅度增加，而采用半干法脱硫时，生成的脱硫灰中含有氯化钙，最终会影响脱硫灰的资源化利用效率，同时由于氯化氢极易溶于水，酸露点低，很容易腐蚀下游设备，通过研究氯化氢在烧结烟气中的释放规律，从源头减少氯化氢的排放，控制进入下游烟气净化工序的氯化氢浓度，是保证下游工艺及设备运行安全的重点。
此外，固废采用焚烧或热解的方法进行处理时，产生的烟气中含有大量的氯化物，也是现有处理固废的一大难题。
在活性炭吸附过程中，SO2优先吸附、其次为氯化氢、最后为NOx。在当前活性炭双级吸附工艺中，脱硫塔优先吸附SO2，基本上不能吸附氯化氢，脱硝塔入口主要存在有NOx及HCl气体，而为实现烟气脱硝，需要在脱硝塔入口加入NH3，当脱硝塔入口温度较低时，会发生氯化氢与氨气结合生成氯化铵，堵塞并腐蚀二级吸附塔入口百叶窗及管路；当脱硝塔入口温度高时，氯化氢又仅以物理吸附的形式存在活性炭之间，难以对氯化氢实现完全脱除。
发明内容
针对现有技术中脱硝塔容易产生结晶的问题，本发明针对烧结烟气污染物组分波动大的特点，结合不同污染物在活性炭表面的吸附规律，并基于氯化铵结晶温度曲线，对现有双级活性炭烟气净化工艺改进优化，并形成一种控制方式，最终实现SO2、NOx、HCl的高效、低成本脱除。
根据本发明的实施方案，提供一种烧结烟气多污染物治理工艺中温度控制的方法。
一种烧结烟气多污染物治理工艺中温度控制的方法，该方法包括以下步骤：
1)烧结烟气在脱硫塔内经活性炭吸附脱硫后进入脱硝塔，并在脱硝塔内经活性炭吸附脱硝后进入脱氯塔，最后从脱氯塔排出；
2)活性炭在解析塔、脱硝塔和脱硫塔之间循环；
其特征在于：在脱硫塔入口处设置检测装置，获取脱硫塔入口的烧结烟气状态数据。所述烧结烟气状态数据包括烧结烟气总流量及烧结烟气中各气体组分的初始浓度，从而确定循环的活性炭流量。根据活性炭对各气体的吸附容量和烧结烟气中各气体组分的初始浓度，计算烧结烟气分别进入脱硝塔和脱氯塔时的安全温度范围，控制烧结烟气分别进入脱硝塔和脱氯塔时的温度处于安全温度范围内。
优选的是，确定循环的活性炭流量具体为：根据烧结烟气总流量及烧结烟气中二氧化硫的含量，确定活性炭的循环量。
优选的是，根据活性炭对各气体的吸附容量和烧结烟气中各气体组分的初始浓度，计算烧结烟气进入脱硝塔和脱氯塔时的安全温度范围具体为：检测烧结烟气的烟气总流量、烧结烟气内氮氧化物和氯化氢各气体的初始浓度，并根据活性炭对不同气体组分的吸附容量计算氮氧化物和氯化氢在脱硝塔、脱氯塔入口处的分压。根据氮氧化物和氯化氢在脱硝塔、脱氯塔入口处的分压及氯化铵结晶温度曲线，计算氯化铵分别在脱硝塔、脱氯塔入口处的实时结晶温度。最后得出烧结烟气分别进入脱硝塔、脱氯塔入口处的安全温度范围。
在本发明中，测得脱硫塔入口的烧结烟气总流量Q、烟气中SO2浓度c1，可得：
Figure BDA0003027332140000021
式中，W1为循环的活性炭流量，kg/h。Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h。c1为脱硫塔入口烧结烟气中SO2浓度，mg/Nm3。a1为活性炭对SO2吸附容量，mg/kg-AC。
在本发明中，测得脱硫塔入口处烧结烟气中HCl浓度c2、NOx浓度c3，计算氯化铵在脱硝塔入口处的实时结晶温度，得出烧结烟气进入脱硝塔入口处的安全温度范围，具体为：
a1)在循环的活性炭流量为W1的条件下，活性炭在脱硫塔内对烧结烟气中各组分有吸附作用，根据活性炭对HCl的吸附容量，可得脱硫塔出口处HCl浓度c2a为：
Figure BDA0003027332140000022
式中，Q为脱硫塔入口处烧结烟气的流量，Nm3/h。c2为脱硫塔入口处烧结烟气中HCl浓度，mg/Nm3。a2为活性炭对HCl吸附容量，mg/kg-AC。
a2)根据活性炭对NOx的吸附容量，脱硫塔出口处NOx浓度c3a为：
Figure BDA0003027332140000031
式中，Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h；c3为脱硫塔入口烧结烟气中NOx浓度，mg/Nm3；a3为脱硫塔内活性炭对NOx吸附容量，mg/kg-AC。
a3)烧结烟气从脱硫塔排出后引入脱硝塔，在脱硝塔入口处的烧结烟气中加入NH3。加入NH3的体积分数与脱硫塔出口处烧结烟气中NOx的体积分数相等，即：
Figure BDA0003027332140000032
式中，cNH3a为脱硝塔入口处NH3的喷入浓度，mg/Nm3。c3a为脱硝塔入口处烟气中NOx的浓度，mg/Nm3。
a4)脱硝塔入口处NH3气体分压为：
Figure BDA0003027332140000033
a5)脱硝塔入口处HCl气体分压为：
Figure BDA0003027332140000034
a6)根据氯化铵结晶温度曲线及脱硝塔入口处NH3和HCl气体分压，可得脱硝塔入口处氯化铵的实时结晶温度T1，K；T1为：
Figure BDA0003027332140000035
a7)脱硝塔中活性炭的自燃温度为T自燃。进入脱硝塔的烟气安全温度T脱硝应高于氯化铵结晶温度并低于活性炭自燃温度，故进入脱硝塔烟气的安全温度T脱硝范围为T1＜T脱硝＜T自燃。
优选的是，计算氯化铵在脱氯塔入口处的结晶温度，得出烧结烟气进入脱氯塔入口处的安全温度范围，具体为：
b1)活性炭在脱硝塔内对烧结烟气中各组分有吸附作用，根据活性炭对HCl的吸附容量，可得脱硝塔出口处HCl浓度：
Figure BDA0003027332140000036
b2)根据脱硝塔内活性炭对NOx的吸附容量，脱硝塔出口处NOx浓度c3b为：
Figure BDA0003027332140000037
式中，Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h；c3为脱硫塔入口烧结烟气中NOx浓度，mg/Nm3；a4为脱硝塔内活性炭对NOx吸附容量，mg/kg-AC；
b3)脱硝塔中脱硝化学方程式为：
NOx+NH3+O2→N2+H2O…………(方程式1)
由于脱硝塔入口处烟气中NH3与NOx体积分数相等，且NH3和NOx在脱硝塔中消耗量相等，脱氯塔入口处烟气中氨气浓度为：
Figure BDA0003027332140000041
式中，cNH3b为脱氯塔入口处烟气中NH3浓度，mg/Nm3。c3b为脱硝塔出口NOx的浓度。b4)脱硝塔出口HCl气体分压为：
Figure BDA0003027332140000042
b5)脱硝塔出口NH3气体分压为：
Figure BDA0003027332140000043
b6)根据脱硝塔出口HCl及NH3的气体分压和氯化铵结晶温度曲线，脱氯塔入口处氯化铵的实时结晶温度T2，K；T2为：
Figure BDA0003027332140000044
b6)计算进入脱氯塔的烟气的安全温度范围T脱氯范围为：T脱氯＜T2。
优选的是，控制烧结烟气进入脱硝塔时的温度处于安全温度范围内，具体为：
c1)检测脱硝塔入口处烟气的实时温度T3是否在安全温度T脱硝范围内；
c2)若脱硝塔入口处烟气的实时温度过低，则提高进入脱硝塔烟气的温度；
c3)若脱硝塔入口处烟气的实时温度过高，则降低进入脱硝塔烟气的温度。
优选的是，步骤c2)所述提高进入脱硝塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱硝塔之前，向进入脱硝塔的烟气中引入热风，使得脱硝塔入口处烟气的实时温度T3在安全温度T脱硝范围内。作为优选，所述热风为解析塔外排热风。
优选的是，步骤c3)所述降低进入脱硝塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱硝塔之前，向进入脱硝塔的烟气中兑入冷风，使得脱硝塔入口处烟气的实时温度T3在安全温度T脱硝范围内。作为优选，所述冷风为常温空气或通过换热器降温后的介质。
优选的是，控制烧结烟气进入脱氯塔时的温度处于安全温度范围内，具体为：
d1)检测脱氯塔入口处烟气的实时温度T4是否在安全温度T脱氯范围内；
d2)若脱氯塔入口处烟气的实时温度过低，则提高进入脱氯塔烟气的温度；
d3)若脱氯塔入口处烟气的实时温度过高，则降低进入脱氯塔烟气的温度。
优选的是，步骤d2)所述提高进入脱氯塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱氯塔之前，向进入脱氯塔的烟气中引入热风，使得脱氯塔入口处烟气的实时温度T4在安全温度T脱氯范围内。作为优选，所述热风为解析塔外排热风。
优选的是，步骤d3)所述降低进入脱氯塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱氯塔之前，向进入脱氯塔的烟气中兑入冷风，使得脱氯塔入口处烟气的实时温度T4在安全温度T脱氯范围内。作为优选，所述冷风为常温空气或通过换热器降温后的介质。
优选的是，脱硫塔和脱硝塔内活性炭采取错流或逆流的形式与烟气接触。
优选的是，脱氯塔内采用活性炭吸附脱除氯化氢。脱氯塔内设置活性炭固定床或流化床。作为优选，从解析塔排出的活性炭经过筛分系统时，筛分出的小颗粒活性炭输送至脱氯塔。
烧结烟气中存在多种污染物，包括SO2、NOx、粉尘、氟化物、氯化物。采用活性炭处理含有污染物的烟气，活性炭对SO2的吸附容量大于对NOx的吸附容量，烧结烟气中大部分SO2在脱硫塔内经活性炭吸附后烧结烟气排出脱硫塔。向进入脱硝塔入口前的烧结烟气中喷入氨气，烧结烟气中的NOx在脱硝塔中发生反应。脱硝后的烧结烟气与脱硝塔内的多余氨气一同通入脱氯塔，脱氯塔内的活性炭吸附烧结烟气中的氯化氢，同时与氨气反应生成氯化铵结晶，达到脱氯的效果。在本发明中，脱硝塔入口处的烟气温度应高于氯化铵的实时结晶温度，同时为防止活性炭自燃，脱硝塔入口处的烟气温度应低于活性炭运行的安全温度。为实现烟气中所有污染物的完全脱除，又要精准控制脱氯塔入口处的烟气温度，脱氯塔入口处的烟气温度不能高于脱氯塔入口烟气组分形成氯化铵的实时结晶温度。
在本发明中，测量脱硫塔入口的烧结烟气中二氧化硫的含量，根据二氧化硫的排放要求和活性炭对二氧化硫的吸附容量，确定系统中循环的活性炭总流量。根据计算出的系统中循环的活性炭流量和活性炭对各气体的吸附容量和烧结烟气中氮氧化物和氯化氢的初始浓度，从而可以精确计算出脱硫塔出口烧结烟气中氮氧化物和氯化氢的浓度。根据脱硫塔出口处氮氧化物和氯化氢的浓度即可得到脱硝塔入口处HCl和NH3的气体分压。根据氯化铵的结晶温度曲线和脱硫塔出口HCl和NH3的气体分压，可以计算出脱硝塔入口处氯化铵的实时结晶温度。为防止脱硝塔内氯化铵结晶，进入脱硝塔的烟气温度应高于氯化铵的实时结晶温度，同时为防止活性炭自燃，进入脱硝塔的烟气安全温度应低于活性炭自燃温度，即T1＜T脱硝＜T自燃。
在本发明中，系统中循环的活性炭流量与脱硝塔入口烟气组分有关，系统中循环的活性炭流量应能够完全吸收烧结烟气中的SO2。系统中循环的活性炭流量为：
Figure BDA0003027332140000051
式中，W1为循环的活性炭流量，kg/h。Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h。c1为脱硫塔入口烧结烟气中SO2浓度，mg/Nm3。a1为活性炭对SO2吸附容量，mg/kg-AC。
根据在当前系统中循环的活性炭流量、烧结烟气中氯化氢的浓度和活性炭对氯化氢的吸附容量，可得脱硫塔出口烧结烟气中氯化氢的浓度：
Figure BDA0003027332140000061
式中，Q为脱硫塔入口处烧结烟气的流量，Nm3/h。c2为脱硫塔入口处烧结烟气中HCl浓度，mg/Nm3。a2为活性炭对HCl吸附容量，mg/kg-AC。
同时，根据在当前系统中循环的活性炭流量、烧结烟气中氮氧化物的浓度和活性炭对氮氧化物的吸附容量，可得脱硫塔出口烧结烟气中氯化氢的浓度：
Figure BDA0003027332140000062
式中，Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h。c3为脱硫塔入口烧结烟气中NOx浓度，mg/Nm3。a3为脱硫塔内活性炭对NOx吸附容量，mg/kg-AC。
在本发明中，向进入脱硝塔之前的烧结烟气中加入，NH3在脱硝塔内与NOx发生反应达到脱硝的目的。其中，向脱硝塔中加入NH3的物质的量与NOx相等。可得：
Figure BDA0003027332140000063
式中，cNH3a为脱硝塔入口处NH3的喷入浓度，mg/Nm3。c3a为脱硝塔入口处烟气中NOx的浓度(同脱硫塔出口处NOx的浓度)，mg/Nm3。
由NH3和HCl的浓度可以计算出NH3和HCl在脱硝塔入口处的气体分压：
Figure BDA0003027332140000064
Figure BDA0003027332140000065
根据氯化铵的温度结晶曲线和NH3和HCl在脱硝塔入口处的气体分压计算得氯化铵在脱硝塔入口处的实时结晶温度T1，K：
Figure BDA0003027332140000066
同理，根据上述脱硝塔入口处各烟气组分的浓度和活性炭吸附容量，计算脱氯塔入口处烟气中HCl的浓度和分压：
Figure BDA0003027332140000067
Figure BDA0003027332140000068
在脱硝塔中，NH3和NOx发生反应的物质的量比是1：1。NH3和NOx在脱硝塔入口处物质的量相等，因此在脱硝塔出口处NH3和NOx的物质的量也相等，可得NH3在脱硝塔出口处的浓度和分压：
Figure BDA0003027332140000071
Figure BDA0003027332140000072
Figure BDA0003027332140000073
根据式10和式11，得到脱氯塔入口处氯化铵的结晶温度：
Figure BDA0003027332140000074
在本发明中，脱硝塔的温度范围为T1＜T脱硝＜T自燃。脱氯塔的温度范围为T脱氯＜T2。
在本发明中，脱硫塔出口与脱硝塔入口连接，可以认为脱硫塔出口的烟气状态与脱硝塔入口的烟气状态相同。同样地，可以认为脱硝塔出口的烟气状态与脱氯塔入口的烟气状态相同。
在本发明中，从脱硝塔排出的多余NH3在脱氯塔内与HCl反应形成氯化铵结晶，同时活性炭在脱氯塔中吸附HCl。在脱氯塔中，NH3减少了脱氯塔中活性炭的使用量。与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、通过计算烧结烟气多污染物治理工艺中脱硝塔处的温度范围，能有效防止氯化铵结晶堵塞烟气流通通道，保证系统正常运行。
2、通过计算烧结烟气多污染物治理工艺中脱氯塔处的温度范围，能够利用脱硝塔中剩余的氨气与氯化氢结合，减少活性炭用量，降低成本。
3、烧结烟气中烟气组分改变时，能根据烟气组分计算并改变脱硝塔、脱氯塔中的温度。
4、本发明的技术方案用于处理固废产生的烟气，由于固废处理产生的烟气中氯化物含量较高，采用本发明的技术方案对该烟气进行处理，效果尤其突出。
附图说明
图1为本发明中一种烧结烟气多污染物治理工艺中脱硝塔内温度控制的流程图；
图2为本发明中一种烧结烟气多污染物治理工艺中脱氯塔内温度控制的流程图。
具体实施方式
根据本发明的实施方案，提供一种烧结烟气多污染物治理工艺中温度控制的方法。
一种烧结烟气多污染物治理工艺中温度控制的方法，该方法包括以下步骤：
1)烧结烟气在脱硫塔内经活性炭吸附脱硫后进入脱硝塔，并在脱硝塔内经活性炭吸附脱硝后进入脱氯塔，最后从脱氯塔排出；
2)活性炭在解析塔、脱硝塔和脱硫塔之间循环；
其特征在于：在脱硫塔入口处设置检测装置，获取脱硫塔入口的烧结烟气状态数据。所述烧结烟气状态数据包括烧结烟气总流量及烧结烟气中各气体组分的初始浓度，从而确定循环的活性炭流量。根据活性炭对各气体的吸附容量和烧结烟气中各气体组分的初始浓度，计算烧结烟气分别进入脱硝塔和脱氯塔时的安全温度范围，控制烧结烟气分别进入脱硝塔和脱氯塔时的温度处于安全温度范围内。
优选的是，确定循环的活性炭流量具体为：根据烧结烟气总流量及烧结烟气中二氧化硫的含量，确定活性炭的循环量。
优选的是，根据活性炭对各气体的吸附容量和烧结烟气中各气体组分的初始浓度，计算烧结烟气进入脱硝塔和脱氯塔时的安全温度范围具体为：检测烧结烟气的烟气总流量、烧结烟气内氮氧化物和氯化氢各气体的初始浓度，并根据活性炭对不同气体组分的吸附容量计算氮氧化物和氯化氢在脱硝塔、脱氯塔入口处的分压。根据氮氧化物和氯化氢在脱硝塔、脱氯塔入口处的分压及氯化铵结晶温度曲线，计算氯化铵分别在脱硝塔、脱氯塔入口处的实时结晶温度。最后得出烧结烟气分别进入脱硝塔、脱氯塔入口处的安全温度范围。
优选的是，测得脱硫塔入口的烧结烟气总流量Q、烟气中SO2浓度c1，可得：
Figure BDA0003027332140000081
式中，W1为循环的活性炭流量，kg/h。Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h。c1为脱硫塔入口烧结烟气中SO2浓度，mg/Nm3。a1为活性炭对SO2吸附容量，mg/kg-AC。
优选的是，测得脱硫塔入口处烧结烟气中HCl浓度c2、NOx浓度c3，计算氯化铵在脱硝塔入口处的实时结晶温度，得出烧结烟气进入脱硝塔入口处的安全温度范围，具体为：
a1)在循环的活性炭流量为W1的条件下，活性炭在脱硫塔内对烧结烟气中各组分有吸附作用，根据活性炭对HCl的吸附容量，可得脱硫塔出口处HCl浓度c2a为：
Figure BDA0003027332140000082
式中，Q为脱硫塔入口处烧结烟气的流量，Nm3/h；c2为脱硫塔入口处烧结烟气中HCl浓度，mg/Nm3；a2为活性炭对HCl吸附容量，mg/kg-AC；
a2)根据活性炭对NOx的吸附容量，脱硫塔出口处NOx浓度c3a为：
Figure BDA0003027332140000091
式中，Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h；c3为脱硫塔入口烧结烟气中NOx浓度，mg/Nm3；a3为脱硫塔内活性炭对NOx吸附容量，mg/kg-AC。
优选的是，所述计算脱硝塔内标准温度范围还包括：
a3)烧结烟气从脱硫塔排出后引入脱硝塔，在脱硝塔入口处的烧结烟气中加入NH3；加入NH3的体积分数与脱硫塔出口处烧结烟气中NOx的体积分数相等，即：
Figure BDA0003027332140000092
式中，cNH3a为脱硝塔入口处NH3的喷入浓度，mg/Nm3；c3a为脱硝塔入口处烟气中NOx的浓度，mg/Nm3；
a4)脱硝塔入口处NH3气体分压为：
Figure BDA0003027332140000093
a5)脱硝塔入口处HCl气体分压为：
Figure BDA0003027332140000094
a6)根据氯化铵结晶温度曲线及脱硝塔入口处NH3和HCl气体分压，可得脱硝塔入口处氯化铵的实时结晶温度T1，K；T1为：
Figure BDA0003027332140000095
a7)脱硝塔中粉末活性炭的自燃温度为T自燃；进入脱硝塔的烟气安全温度T脱硝应高于氯化铵结晶温度并低于活性炭自燃温度，故进入脱硝塔烟气的安全温度T脱硝范围为T1＜T脱硝＜T自燃。
优选的是，计算氯化铵在脱氯塔入口处的结晶温度，得出烧结烟气进入脱氯塔入口处的安全温度范围，具体为：
b1)活性炭在脱硝塔内对烧结烟气中各组分有吸附作用，根据活性炭对HCl的吸附容量，可得脱硝塔出口处HCl浓度：
Figure BDA0003027332140000096
b2)根据脱硝塔内活性炭对NOx的吸附容量，脱硝塔出口处NOx浓度c3b为：
Figure BDA0003027332140000101
式中，Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h；c3为脱硫塔入口烧结烟气中NOx浓度，mg/Nm3；a4为脱硝塔内活性炭对NOx吸附容量，mg/kg-AC；b3)脱硝塔中脱硝化学方程式为：
NOx+NH3+O2→N2+H2O…………(方程式1)
由于脱硝塔入口处烟气中NH3与NOx体积分数相等，且NH3和NOx在脱硝塔中消耗量相等，脱氯塔入口处烟气中氨气浓度为：
Figure BDA0003027332140000102
式中，cNH3b为脱氯塔入口处烟气中NH3浓度，mg/Nm3；c3b为脱硝塔出口NOx的浓度。b4)脱硝塔出口HCl气体分压为：
Figure BDA0003027332140000103
b5)脱硝塔出口NH3气体分压为：
Figure BDA0003027332140000104
b6)根据脱硝塔出口HCl及NH3的气体分压和氯化铵结晶温度曲线，脱氯塔入口处氯化铵的实时结晶温度T2，K；T2为：
Figure BDA0003027332140000105
b6)计算进入脱氯塔的烟气的安全温度范围T脱氯为：T脱氯＜T2。
优选的是，控制烧结烟气进入脱硝塔时的温度处于安全温度范围内，具体为：
c1)检测脱硝塔入口处烟气的实时温度T3是否在安全温度范围T脱硝内；
c2)若脱硝塔入口处烟气的实时温度过低，则提高进入脱硝塔烟气的温度；
c3)若脱硝塔入口处烟气的实时温度过高，则降低进入脱硝塔烟气的温度。
优选的是，步骤c2)所述提高进入脱硝塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱硝塔之前，向进入脱硝塔的烟气中引入热风，使得脱硝塔入口处烟气的实时温度T3在安全温度T脱硝范围内；作为优选，所述热风为解析塔外排热风进行循环；
步骤c3)所述降低进入脱硝塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱硝塔之前，向进入脱硝塔的烟气中兑入冷风，使得脱硝塔入口处烟气的实时温度T3在安全温度T脱硝范围内；作为优选，所述冷风为常温空气或通过换热器降温后的介质。
优选的是，控制烧结烟气进入脱氯塔时的温度处于安全温度范围内，具体为：
d1)检测脱氯塔入口处烟气的实时温度T4是否在安全温度T脱氯范围内；
d2)若脱氯塔入口处烟气的实时温度过低，则提高进入脱氯塔烟气的温度；
d3)若脱氯塔入口处烟气的实时温度过高，则降低进入脱氯塔烟气的温度。
优选的是，步骤d2)所述提高进入脱氯塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱氯塔之前，向进入脱氯塔的烟气中引入热风，使得脱氯塔入口处烟气的实时温度T4在安全温度T脱氯范围内。作为优选，所述热风为解析塔外排热风。
步骤d3)所述降低进入脱氯塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱氯塔之前，向进入脱氯塔的烟气中兑入冷风，使得脱氯塔入口处烟气的实时温度T4在安全温度T脱氯范围内。作为优选，所述冷风为常温空气或通过换热器降温后的介质。
优选的是，脱硫塔和脱硝塔内活性炭采取错流或逆流的形式与烟气接触。
优选的是，脱氯塔内采用活性炭吸附脱除氯化氢；脱氯塔内设置活性炭固定床或流化床。作为优选，从解析塔排出的活性炭经过筛分系统时，筛分出的小颗粒活性炭输送至脱氯塔。
实施例1
一种烧结烟气多污染物治理工艺中温度控制的方法，该方法包括以下步骤：
1)烧结烟气在脱硫塔内经活性炭吸附脱硫后进入脱硝塔，并在脱硝塔内经活性炭吸附脱硝后进入脱氯塔，最后从脱氯塔排出；
2)活性炭在解析塔、脱硝塔和脱硫塔之间循环；
其特征在于：在脱硫塔入口处设置检测装置，获取脱硫塔入口的烧结烟气状态数据；所述烧结烟气状态数据包括烧结烟气总流量及烧结烟气中各气体组分的初始浓度，从而确定循环的活性炭流量；根据活性炭对各气体的吸附容量和烧结烟气中各气体组分的初始浓度，计算烧结烟气分别进入脱硝塔和脱氯塔时的安全温度范围，控制烧结烟气分别进入脱硝塔和脱氯塔时的温度处于安全温度范围内。
实施例2
重复实施例1，只是确定循环的活性炭流量具体为：根据烧结烟气总流量及烧结烟气中二氧化硫的含量，确定活性炭的循环量。根据活性炭对各气体的吸附容量和烧结烟气中各气体组分的初始浓度，计算烧结烟气进入脱硝塔和脱氯塔时的安全温度范围具体为：检测烧结烟气的烟气总流量、烧结烟气内氮氧化物和氯化氢的初始浓度，并根据活性炭对不同气体组分的吸附容量计算氮氧化物和氯化氢在脱硝塔、脱氯塔入口处的分压；根据氮氧化物和氯化氢在脱硝塔、脱氯塔入口处的分压及氯化铵结晶温度曲线，计算氯化铵分别在脱硝塔、脱氯塔入口处的实时结晶温度；最后得出烧结烟气分别进入脱硝塔、脱氯塔入口处的安全温度范围。
实施例3
重复实施例2，只是测得脱硫塔入口的烧结烟气总流量Q、烟气中SO2浓度c1，可得：
Figure BDA0003027332140000121
式中，Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h。c1为脱硫塔入口烧结烟气中SO2浓度，mg/Nm3。a1为活性炭对SO2吸附容量，mg/kg-AC。
实施例4
测得脱硫塔入口处烧结烟气中HCl浓度c2、NOx浓度c3，计算氯化铵在脱硝塔入口处的实时结晶温度，得出烧结烟气进入脱硝塔入口处的安全温度范围，具体为：
a1)在循环的活性炭流量为W1的条件下，活性炭在脱硫塔内对烧结烟气中各组分有吸附作用，根据活性炭对HCl的吸附容量，可得脱硫塔出口处HCl浓度c2a为：
Figure BDA0003027332140000122
式中，Q为脱硫塔入口处烧结烟气的流量，Nm3/h；c2为脱硫塔入口处烧结烟气中HCl浓度，mg/Nm3；a2为活性炭对HCl吸附容量，mg/kg-AC；
a2)根据活性炭对NOx的吸附容量，脱硫塔出口处NOx浓度c3a为：
Figure BDA0003027332140000123
式中，Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h；c3为脱硫塔入口烧结烟气中NOx浓度，mg/Nm3；a3为脱硫塔内活性炭对NOx吸附容量，mg/kg-AC；
a3)烧结烟气从脱硫塔排出后引入脱硝塔，在脱硝塔入口处的烧结烟气中加入NH3；加入NH3的体积分数与脱硫塔出口处烧结烟气中NOx的体积分数相等，即：
Figure BDA0003027332140000124
式中，cNH3a为脱硝塔入口处NH3的喷入浓度，mg/Nm3；c3a为脱硝塔入口处烟气中NOx的浓度，mg/Nm3；
a4)脱硝塔入口处NH3气体分压为：
Figure BDA0003027332140000125
a5)脱硝塔入口处HCl气体分压为：
Figure BDA0003027332140000126
a6)根据氯化铵结晶温度曲线及脱硝塔入口处NH3和HCl气体分压，可得脱硝塔入口处氯化铵的实时结晶温度T1，K；T1为：
Figure BDA0003027332140000131
a7)脱硝塔中活性炭的自燃温度为T自燃；进入脱硝塔的烟气安全温度T脱硝应高于氯化铵结晶温度并低于活性炭自燃温度，故进入脱硝塔烟气的安全温度T脱硝范围为T1＜T脱硝＜T自燃。
实施例5
重复实施例4，只是计算氯化铵在脱氯塔入口处的结晶温度，得出烧结烟气进入脱氯塔入口处的安全温度范围，具体为：
b1)活性炭在脱硝塔内对烧结烟气中各组分有吸附作用，根据活性炭对HCl的吸附容量，可得脱硝塔出口处HCl浓度：
Figure BDA0003027332140000132
b2)根据脱硝塔内活性炭对NOx的吸附容量，脱硝塔出口处NOx浓度c3b为：
Figure BDA0003027332140000133
式中，Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h；c3为脱硫塔入口烧结烟气中NOx浓度，mg/Nm3；a4为脱硝塔内活性炭对NOx吸附容量，mg/kg-AC；
b3)脱硝塔中脱硝化学方程式为：
NOx+NH3+O2→N2+H2O…………(方程式1)
由于脱硝塔入口处烟气中NH3与NOx体积分数相等，且NH3和NOx在脱硝塔中消耗量相等，脱氯塔入口处烟气中氨气浓度为：
Figure BDA0003027332140000134
式中，cNH3b为脱氯塔入口处烟气中NH3浓度，mg/Nm3；c3b为脱硝塔出口NOx的浓度；
b4)脱硝塔出口HCl气体分压为：
Figure BDA0003027332140000135
b5)脱硝塔出口NH3气体分压为：
Figure BDA0003027332140000136
b6)根据脱硝塔出口HCl及NH3的气体分压和氯化铵结晶温度曲线，脱氯塔入口处氯化铵的实时结晶温度T2，K；T2为：
Figure BDA0003027332140000141
b6)计算进入脱氯塔的烟气的安全温度范围T脱氯为：T脱氯＜T2。
实施例6
重复实施例5，只是控制烧结烟气进入脱硝塔时的温度处于安全温度范围内，具体为：
c1)检测脱硝塔入口处烟气的实时温度T3是否在安全温度T脱硝范围内；
c2)若脱硝塔入口处烟气的实时温度过低，则提高进入脱硝塔烟气的温度；
c3)若脱硝塔入口处烟气的实时温度过高，则降低进入脱硝塔烟气的温度。
控制烧结烟气进入脱氯塔时的温度处于安全温度范围内，具体为：
d1)检测脱氯塔入口处烟气的实时温度T4是否在安全温度T脱氯范围内；
d2)若脱氯塔入口处烟气的实时温度过低，则提高进入脱氯塔烟气的温度；
d3)若脱氯塔入口处烟气的实时温度过高，则降低进入脱氯塔烟气的温度。
实施例7
重复实施例6，只是步骤c2)所述提高进入脱硝塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱硝塔之前，向进入脱硝塔的烟气中引入热风，使得脱硝塔入口处烟气的实时温度T3在安全温度T脱硝范围内；所述热风为解析塔外排热风，；
步骤c3)所述降低进入脱硝塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱硝塔之前，向进入脱硝塔的烟气中兑入冷风，使得脱硝塔入口处烟气的实时温度T3在安全温度T脱硝范围内；所述冷风为常温空气或通过换热器降温后的介质。
实施例8
重复实施例7，只是步骤d2)所述提高进入脱氯塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱氯塔之前，向进入脱氯塔的烟气中引入热风，使得脱氯塔入口处烟气的实时温度T4在安全温度T脱氯范围内；所述热风为解析塔外排热风；
步骤d3)所述降低进入脱氯塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱氯塔之前，向进入脱氯塔的烟气中兑入冷风，使得脱氯塔入口处烟气的实时温度T4在安全温度T脱氯范围内；所述冷风为常温空气或通过换热器降温后的介质。
实施例9
重复实施例8，只是脱硫塔和脱硝塔内活性炭采取错流或逆流的形式与烟气接触。
脱氯塔内采用活性炭吸附脱除氯化氢；脱氯塔内设置活性炭固定床或流化床。从解析塔排出的活性炭经过筛分系统时，筛分出的小颗粒活性炭输送至脱氯塔。
应用实施例
采用实施例9中所述的方法，测得脱硫塔入口的烧结烟气总流量Q、烟气中SO2浓度c1，可得：
Figure BDA0003027332140000151
式中，W1为循环的活性炭流量，kg/h；Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Q＝600000Nm3/h；c1为脱硫塔入口烧结烟气中SO2浓度，c1＝800mg/Nm3；a1为活性炭对SO2吸附容量，a1＝25000mg/kg-AC。
测得脱硫塔入口处烧结烟气中HCl浓度c2、NOx浓度c3，计算氯化铵在脱硝塔入口处的实时结晶温度，得出烧结烟气进入脱硝塔入口处的安全温度范围，具体为：
a1)活性炭在脱硫塔内对烧结烟气中各组分有吸附作用，根据活性炭对HCl的吸附容量，可得脱硫塔出口处HCl浓度：
Figure BDA0003027332140000152
式中，c2为脱硫塔入口处烧结烟气中HCl浓度，c2＝80mg/Nm3；a2为活性炭对HCl吸附容量，a2＝200mg/kg-AC；
a2)根据活性炭对NOx的吸附容量，脱硫塔出口处NOx浓度c3a为：
Figure BDA0003027332140000153
式中，c3为脱硫塔入口烧结烟气中NOx浓度，c3＝250mg/Nm3。a3为脱硫塔内活性炭对NOx吸附容量，a3＝200mg/kg-AC。
a3)烧结烟气从脱硫塔排出后引入脱硝塔，在脱硝塔入口处的烧结烟气中加入NH3。加入NH3的体积分数与脱硫塔出口处烧结烟气中NOx的体积分数相等，即：
Figure BDA0003027332140000154
式中，c3a为脱硝塔入口处烟气中NOx的浓度，c3a＝243.6mg/Nm3。
a4)脱硝塔入口处NH3气体分压为：
Figure BDA0003027332140000155
a5)脱硝塔入口处HCl气体分压为：
Figure BDA0003027332140000156
a6)根据氯化铵结晶温度曲线及脱硝塔入口处NH3和HCl气体分压，可得脱硝塔入口处氯化铵的实时结晶温度T1，K；T1为：
Figure BDA0003027332140000161
a7)脱硝塔中活性炭的自燃温度为160℃。脱硝塔温度T脱硝应高于氯化铵结晶温度并低于活性炭自燃温度，故控制脱硝塔温度T脱硝范围为123.28＜T脱硝＜160℃。
计算氯化铵在脱氯塔入口处的结晶温度，得出烧结烟气进入脱氯塔入口处的安全温度范围，具体为：b1)活性炭在脱硝塔内对烧结烟气中各组分有吸附作用，根据活性炭对HCl的吸附容量，可得脱硝塔出口处HCl浓度：
Figure BDA0003027332140000162
b2)根据脱硝塔内活性炭对NOx的吸附容量，脱硝塔出口处NOx浓度c3b为：
Figure BDA0003027332140000163
式中，Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h；c3为脱硫塔入口烧结烟气中NOx浓度，mg/Nm3；a4为脱硝塔内活性炭对NOx吸附容量，a4＝7000mg/kg-AC；
b3)脱硝塔中脱硝化学方程式为：
NOx+NH3+O2→N2+H2O…………(方程式1)
由于脱硝塔入口处烟气中NH3与NOx体积分数相等，且NH3和NOx在脱硝塔中消耗量相等，脱氯塔入口处烟气中氨气浓度为：
Figure BDA0003027332140000164
式中,c3b为脱硝塔出口NOx的浓度。
b4)脱硝塔出口HCl气体分压为：
Figure BDA0003027332140000165
b5)脱硝塔出口NH3气体分压为：
Figure BDA0003027332140000166
b6)根据脱硝塔出口HCl及NH3的气体分压和氯化铵结晶温度曲线，脱氯塔入口处氯化铵的实时结晶温度T2，K；T2为：
Figure BDA0003027332140000167
b6)进入脱氯塔的烟气的安全温度范围T脱氯为：T脱氯＜104℃。
c1)检测脱硝塔入口处烟气的实时温度T3为156.53，在安全温度范围内。
d1)检测脱氯塔入口处烟气的实时温度T4为115℃，T4＞104℃。
d2)向烟气中加入常温空气，降低进入脱氯塔烟气的温度，使T4在安全温度范围内。

Claims (10)

1.一种烧结烟气多污染物治理工艺中温度控制的方法，该方法包括以下步骤：
1)烧结烟气在脱硫塔内经活性炭吸附脱硫后进入脱硝塔，并在脱硝塔内经活性炭吸附脱硝后进入脱氯塔，最后从脱氯塔排出；
2)活性炭在解析塔、脱硝塔和脱硫塔之间循环；
其特征在于：在脱硫塔入口处设置检测装置，获取脱硫塔入口的烧结烟气状态数据；所述烧结烟气状态数据包括烧结烟气总流量及烧结烟气中各气体组分的初始浓度，从而确定循环的活性炭流量；根据活性炭对各气体的吸附容量和烧结烟气中各气体组分的初始浓度，计算烧结烟气分别进入脱硝塔和脱氯塔时的安全温度范围，控制烧结烟气分别进入脱硝塔和脱氯塔时的温度处于安全温度范围内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：确定循环的活性炭流量具体为：根据烧结烟气总流量及烧结烟气中二氧化硫的含量，确定活性炭的循环量；和/或
根据活性炭对各气体的吸附容量和烧结烟气中各气体组分的初始浓度，计算烧结烟气进入脱硝塔和脱氯塔时的安全温度范围具体为：检测烧结烟气的烟气总流量、烧结烟气内氮氧化物和氯化氢的初始浓度，并根据活性炭对不同气体组分的吸附容量计算氮氧化物和氯化氢在脱硝塔、脱氯塔入口处的分压；根据氮氧化物和氯化氢在脱硝塔、脱氯塔入口处的分压及氯化铵结晶温度曲线，计算氯化铵分别在脱硝塔、脱氯塔入口处的实时结晶温度；最后得出烧结烟气分别进入脱硝塔、脱氯塔入口处的安全温度范围。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：测得脱硫塔入口的烧结烟气总流量Q、烟气中SO2浓度c1，可得：
Figure FDA0003027332130000011
式中，W1为循环的活性炭流量，kg/h；Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h；c1为脱硫塔入口烧结烟气中SO2浓度，mg/Nm3；a1为活性炭对SO2吸附容量，mg/kg-AC。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：测得脱硫塔入口处烧结烟气中HCl浓度c2、NOx浓度c3，计算氯化铵在脱硝塔入口处的实时结晶温度，得出烧结烟气进入脱硝塔入口处的安全温度范围，具体为：
a1)在循环的活性炭流量为W1的条件下，活性炭在脱硫塔内对烧结烟气中各组分有吸附作用，根据活性炭对HCl的吸附容量，可得脱硫塔出口处HCl浓度c2a为：
Figure FDA0003027332130000012
式中，Q为脱硫塔入口处烧结烟气的流量，Nm3/h；c2为脱硫塔入口处烧结烟气中HCl浓度，mg/Nm3；a2为活性炭对HCl吸附容量，mg/kg-AC；
a2)根据活性炭对NOx的吸附容量，脱硫塔出口处NOx浓度c3a为：
Figure FDA0003027332130000021
式中，Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h；c3为脱硫塔入口烧结烟气中NOx浓度，mg/Nm3；a3为脱硫塔内活性炭对NOx吸附容量，mg/kg-AC；
a3)烧结烟气从脱硫塔排出后引入脱硝塔，在脱硝塔入口处的烧结烟气中加入NH3；加入NH3的体积分数与脱硫塔出口处烧结烟气中NOx的体积分数相等，即：
Figure FDA0003027332130000022
式中，cNH3a为脱硝塔入口处NH3的喷入浓度，mg/Nm3；c3a为脱硝塔入口处烟气中NOx的浓度，mg/Nm3；
a4)脱硝塔入口处NH3气体分压为：
Figure FDA0003027332130000023
a5)脱硝塔入口处HCl气体分压为：
Figure FDA0003027332130000024
a6)根据氯化铵结晶温度曲线及脱硝塔入口处NH3和HCl气体分压，可得脱硝塔入口处氯化铵的实时结晶温度T1，K；T1为：
Figure FDA0003027332130000025
a7)脱硝塔中活性炭的自燃温度为T自燃；进入脱硝塔的烟气安全温度T脱硝应高于氯化铵结晶温度并低于活性炭自燃温度，故进入脱硝塔烟气的安全温度T脱硝范围为T1＜T脱硝＜T自燃。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：计算氯化铵在脱氯塔入口处的结晶温度，得出烧结烟气进入脱氯塔入口处的安全温度范围，具体为：
b1)活性炭在脱硝塔内对烧结烟气中各组分有吸附作用，根据活性炭对HCl的吸附容量，可得脱硝塔出口处HCl浓度：
Figure FDA0003027332130000026
b2)根据脱硝塔内活性炭对NOx的吸附容量，脱硝塔出口处NOx浓度c3b为：
Figure FDA0003027332130000031
式中，Q为脱硫塔入口的烧结烟气流量，Nm3/h；c3为脱硫塔入口烧结烟气中NOx浓度，mg/Nm3；a4为脱硝塔内活性炭对NOx吸附容量，mg/kg-AC；
b3)脱硝塔中脱硝化学方程式为：
NOx+NH3+O2→N2+H2O…………(方程式1)
由于脱硝塔入口处烟气中NH3与NOx体积分数相等，且NH3和NOx在脱硝塔中消耗量相等，脱氯塔入口处烟气中氨气浓度为：
Figure FDA0003027332130000032
式中，cNH3b为脱氯塔入口处烟气中NH3浓度，mg/Nm3；c3b为脱硝塔出口NOx的浓度；
b4)脱硝塔出口HCl气体分压为：
Figure FDA0003027332130000033
b5)脱硝塔出口NH3气体分压为：
Figure FDA0003027332130000034
b6)根据脱硝塔出口HCl及NH3的气体分压和氯化铵结晶温度曲线，脱氯塔入口处氯化铵的实时结晶温度T2，K；T2为：
Figure FDA0003027332130000035
b6)计算进入脱氯塔的烟气的安全温度范围T脱氯为：T脱氯＜T2。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的方法，其特征在于：控制烧结烟气进入脱硝塔时的温度处于安全温度范围内，具体为：
c1)检测脱硝塔入口处烟气的实时温度T3是否在安全温度T脱硝范围内；
c2)若脱硝塔入口处烟气的实时温度过低，则提高进入脱硝塔烟气的温度；
c3)若脱硝塔入口处烟气的实时温度过高，则降低进入脱硝塔烟气的温度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤c2)所述提高进入脱硝塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱硝塔之前，向进入脱硝塔的烟气中引入热风，使得脱硝塔入口处烟气的实时温度T3在安全温度T脱硝范围内；作为优选，所述热风为解析塔外排热风，；
步骤c3)所述降低进入脱硝塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱硝塔之前，向进入脱硝塔的烟气中兑入冷风，使得脱硝塔入口处烟气的实时温度T3在安全温度T脱硝范围内；作为优选，所述冷风为常温空气或通过换热器降温后的介质。
8.根据权利要求2-5中任一项所述的方法，其特征在于：控制烧结烟气进入脱氯塔时的温度处于安全温度范围内，具体为：
d1)检测脱氯塔入口处烟气的实时温度T4是否在安全温度T脱氯范围内；
d2)若脱氯塔入口处烟气的实时温度过低，则提高进入脱氯塔烟气的温度；
d3)若脱氯塔入口处烟气的实时温度过高，则降低进入脱氯塔烟气的温度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤d2)所述提高进入脱氯塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱氯塔之前，向进入脱氯塔的烟气中引入热风，使得脱氯塔入口处烟气的实时温度T4在安全温度T脱氯范围内；作为优选，所述热风为解析塔外排热风；
步骤d3)所述降低进入脱氯塔烟气的温度具体为：在烟气进入脱氯塔之前，向进入脱氯塔的烟气中兑入冷风，使得脱氯塔入口处烟气的实时温度T4在安全温度T脱氯范围内；作为优选，所述冷风为常温空气或通过换热器降温后的介质。
10.根据权利要求2-9中任一项所述的方法，其特征在于：脱硫塔和脱硝塔内活性炭采取错流或逆流的形式与烟气接触；和/或
脱氯塔内采用活性炭吸附脱除氯化氢；脱氯塔内设置活性炭固定床或流化床；作为优选，从解析塔排出的活性炭经过筛分系统时，筛分出的小颗粒活性炭输送至脱氯塔。
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