CN113842760A - 一种烧结烟气处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种烧结烟气处理系统，包括依次连接设置的脱硫塔、湿式电除尘器和脱硝机构，所述的脱硫塔内由上至下间隔设置有若干层的喷淋层，并且每层喷淋层的下方都设置有导流板层，所述的导流板层包括沿着脱硫塔的塔体内壁一周设置的环形板，所述环形板向下倾斜于所述脱硫塔的塔体内壁，脱硝机构包括加热组件和SCR脱硝反应器，经湿式电除尘器除尘后的气体通入加热组件加热至预设温度后再通入SCR脱硝反应器处理。本发明能使得脱硫浆液更充分的与烟气接触，提高脱硫浆液的利用率，优化设计用于脱硝的催化剂，提高对氮氧化物的吸收，从而有效提高脱硫净化效率，降低排放污染。
Description
技术领域
本发明涉及气体净化处理技术领域，尤其涉及一种烧结烟气处理系统及方法。
背景技术
钢铁行业的大气污染物主要由烧结烟气产生，烧结烟气是将置于烧结台车上的各种粉状含铁原料、燃料和熔剂点火熔化、高温烧结成型过程中所产生的含有多种污染成分的气体，烧结烟气中的硫氧化物以及氮氧化物的含量极高。对烧结烟气的处理包括脱硫处理、脱硝处理等工序，脱硫处理通常会采用湿法脱硫，脱硝处理通常采用SCR脱硝，但现有的烧结烟气处理系统难以保障烟气与脱硫浆液的接触充分性，并且用于SCR脱硝的催化剂设计较差，对硫氧化物以及氮氧化物的脱除效率较低，净化效果较差，排放污染仍然较严重，难以满足环保要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种烧结烟气处理系统，解决目前技术中的烧结烟气处理系统对烟气中污染物的脱除效率低，净化效果差的问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
一种烧结烟气处理系统，包括依次连接设置的脱硫塔、湿式电除尘器和脱硝机构，所述的脱硫塔内由上至下间隔设置有若干层的喷淋层，并且每层喷淋层的下方都设置有导流板层，所述的导流板层包括沿着脱硫塔的塔体内壁一周设置的环形板，所述环形板向下倾斜于所述脱硫塔的塔体内壁，脱硝机构包括加热组件和SCR脱硝反应器，经湿式电除尘器除尘后的气体通入加热组件加热至预设温度后再通入SCR脱硝反应器处理。本发明所述的烧结烟气处理系统利用在每层喷淋层下方设置的导流板层来将沿着塔体内壁流下的脱硫浆液向塔体的中心区导流，脱硫浆液从塔体内壁下流至环形板上，再从环形板的径向内侧向塔体下方继续流动，并且所述的环形板呈倾斜状，能够减小脱硫浆液滴落时对环形板的冲刷，延长环形板的使用寿命，并且环形板还能阻断烟气沿着塔体的壁面流动，防止烟气“逃逸”，脱硫浆液在通过导流板层的环形板向塔体的中心区域汇集靠拢后，能使得脱硫浆液更充分的与烟气接触，提高脱硫浆液的利用率，从而提高脱硫净化效率，降低排放污染，湿法脱硫处理后气体的温度较低，将气体温度升高以保障脱硝处理效率和充分性，避免温度偏低导致催化剂的活性降低，从而影响脱硝效率，避免持续在低温下运行导致催化剂发生永久性损坏。
进一步的，所述的导流板层还包括围板和分配槽，所述的围板沿着环形板的径向内侧设置，所述围板、环形板以及脱硫塔的塔体内壁组合构成环形槽，在所述环形槽的径向内侧间隔设置有若干的与环形槽连通的分配槽，沿着塔体内壁流下的脱硫浆液先在环形槽蓄积，然后进入到分配槽，再从分配槽溢出后向塔体方向落下，从而使得脱硫浆液更充分均匀的沿着塔体的截面方向进行分布，从而提高脱硫浆液与烟气的接触充分性，提高净化效果。
进一步的，所述分配槽为直线形槽，并且均匀间隔设置在所述环形槽的径向内侧，结构简单，实施方便，便于将脱硫浆液均匀的沿着塔体的截面方向分布。
进一步的，所述分配槽的截面呈C形，并且分配槽的槽底沿着分配槽的长度方向间隔设置有若干的漏孔，脱硫浆液不仅从分配槽的槽口边缘溢出，还从底部的漏孔流出，能提高脱硫浆液的分布均匀性，同时能够避免脱硫浆液残留在分配槽中，提高脱硫浆液的利用充分性。
进一步的，所述导流板层的环形板、围板和分配槽的表面分别都设置有防腐蚀层，延长导流板层的使用寿命，避免导流板层发生腐蚀断裂而从塔体内脱落的状况，提高设备运行可靠性。
一种烧结烟气处理方法，采用上述的烧结烟气处理系统，并且所述脱硫塔的液气比为25～30L/m3，总喷淋量为30000～32000m3/h，液气比越大，脱硫效率越高，但成本会更高，在满足经济性的条件下保障脱硫效果达标。
进一步的，烟气通过全部喷淋层的总时间为3～4秒，烟气在脱硫塔中停留的时间越长脱硫越充分，但为了保障整体的处理效率，通过控制烟气的流速，使得流速与脱硫塔内喷淋层区域的长度进行匹配，在保障脱硫充分性的同时提高处理效率。
进一步的，所述SCR脱硝反应器中对烟气进行处理的温度为280～300℃，采用中温型催化剂，降低能耗的同时保障脱硝的效果。
进一步的，所述SCR脱硝反应器中所采用的催化剂的成分包括V2O5、MnO3和TiO2，其中V2O5的重量占比为1-5％，MnO3的重量占比为5-10％，TiO2主要为载体，脱硝效率高，价格相对低廉，提高净化处理的经济效益。
进一步的，所述催化剂在截面尺寸为150×150mm下的孔数为20～25孔，孔数越多，则比表面积越大，但扛堵塞能力越低，采用上述的孔数能保障烟气充分催化反应的同时保障催化剂具有良好的通畅性，避免催化剂快速发生堵塞，降低更换维护频率，降低净化处理成本。
与现有技术相比，本发明优点在于：
本发明所述的烧结烟气处理系统能使得脱硫浆液更充分的与烟气接触，提高脱硫浆液的利用率，优化设计用于脱硝的催化剂，提高对氮氧化物的吸收，从而有效提高脱硫、脱硝净化效率，降低排放污染。
附图说明
图1为本发明的烧结烟气处理系统的结构示意图；
图2为导流板层的结构示意图；
图3为分配槽的截面结构示意图。
图中：脱硫塔1；湿式电除尘器2；脱硝机构3；喷淋层4；加热组件31；SCR脱硝反应器32；导流板层5；环形板51；围板52；分配槽53；漏孔54。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开的一种烧结烟气处理系统，能使得烟气与脱硫浆液充分接触，最大限度的吸收烟气中的硫氧化物，并且优化设计用于脱硝的催化剂，提高对氮氧化物的吸收，提高净化效果，降低排放污染。
如图1所示，一种烧结烟气处理系统，主要包括依次连接设置的脱硫塔1、湿式电除尘器2和脱硝机构3，所述的脱硫塔1内由上至下间隔设置有若干层的喷淋层4，并且每层喷淋层4的下方都设置有导流板层5，所述的导流板层5包括沿着脱硫塔1的塔体内壁一周设置的环形板51，所述环形板51向下倾斜于所述脱硫塔1的塔体内壁，所述的脱硫塔1采用逆流式结构，烟气从脱硫塔1的下部通入到所述的脱硫塔1中，然后沿着脱硫塔1上升并通过喷淋层4所在的区域，最后从脱硫塔1顶部的气相出口排出并输送到湿式电除尘器2中，喷淋层4喷洒出的脱硫浆液会有一部喷洒到脱硫塔1的塔体内壁上然后就沿着塔体内壁向下滑落，这部分的脱硫浆液无法与烟气有效接触，从而造成脱硫浆液的浪费，降低了脱硫浆液的利用率，本实施例在每层喷淋层下方设置导流板层来将沿着塔体内壁流下的脱硫浆液向塔体的中心区域导流，使得原本沿着塔体内壁流下的脱硫浆液被回收利用，能够充分的与烟气接触，提高脱硫浆液的利用率，从而有效提高脱硫净化效率；
所述脱硝机构3包括加热组件31和SCR脱硝反应器32，经湿式电除尘器2除尘后的气体通入加热组件31加热至预设温度后再通入SCR脱硝反应器32处理，脱销处理需要保障一定的温度才能正常进行，温度低，反应速度慢；温度过高，催化剂烧结、损坏，湿法脱硫处理后气体的温度较低，因此需要将气体温度升高以保障脱硝处理效率和充分性。
在本实施例中，所述的导流板层5还包括围板52和分配槽53，所述的围板52沿着环形板51的径向内侧设置，所述围板52、环形板51以及脱硫塔1的塔体内壁组合构成环形槽，在所述环形槽的径向内侧间隔设置有若干的分配槽53，所述分配槽53为直线形槽并且与环形槽连通，所述分配槽53相互平行并且均匀间隔设置在所述环形槽的径向内侧，沿着塔体内壁流下的脱硫浆液进入到环形槽中蓄积，然后进入到分配槽，脱硫浆液在环形槽、分配槽中蓄积满之后便会从槽口溢出，所述环形槽在塔体径向方向上的内侧即为围板52，所述围板沿着塔体的周向，也就是说，脱硫浆液从环形槽中漫出时是沿着塔体的整个周向进行漫出，确保了脱硫浆液在塔体周向上的分布均匀性，提高脱硫浆液与烟气的接触均匀性，并且还设置有与环形槽连通的分配槽，所述分配槽实际就是沿着塔体的截面方向均匀分布，从而环形槽中的脱硫浆液进入分配槽后再从分配槽溢出落下，能提高脱硫浆液在塔体整个截面上的均匀性，进一步的提高脱硫浆液与烟气的接触均匀性和充分性，提高脱硫浆液的利用充分性，提高净化效果。
并且，所述导流板层5的环形板51、围板52和分配槽53的表面分别都设置有防腐蚀层，避免导流板层受到脱硫浆液的腐蚀，延长使用寿命；所述分配槽53的截面呈C形，并且分配槽53的槽底沿着分配槽53的长度方向间隔设置有若干的漏孔54，脱硫浆液不仅从分配槽的槽口溢出，还可以从漏孔下漏流出，进一步的提高脱硫浆液在塔体截面上的分布均匀性，并且能够避免脱硫浆液残留在分配槽中，避免脱硫浆液长期残存而加速对分配槽的腐蚀破坏。
采用上述的烧结烟气处理系统进行烧结烟气处理时，需要控制液气比以及烟气与脱硫浆液的接触时间来控制净化处理效率，理论上，液气比越高、烟气与脱硫浆液的接触时间越长，脱硫效率越高，但是不能无限制的增加液气比越高、烟气与脱硫浆液的接触时间，经济性和处理效率需要兼顾，在本实施例中，所述的喷淋层4设置有5层，并且还设置有备用的一层，为后续烟气含硫量升高预留升级空间，液气比为25～30L/m3，优选为25L/m3，总喷淋量为30000～32000m3/h，优选为30000m3/h，在保障净化效率的同时提高经济性和效率性，烟气与脱硫浆液的接触时间也就是烟气通过全部喷淋层的时间，这个时间与烟气的流速和喷淋层的整体长度有关，需要烟气的流速与喷淋层的整体长度进行匹配，使得烟气通过全部喷淋层4的总时间为3～4秒，能够有效保障脱硫净化的充分性和处理效率的平衡。
在本实施例中，脱销处理采用中温催化剂，所述SCR脱硝反应器32中对烟气进行处理的温度为280～300℃，所述催化剂的成分主要包括V2O5、MnO3和TiO2，TiO2为载体，其中的V2O5的重量占比为1-5％，MnO3的重量占比为5-10％，利用还原剂(NH3、尿素)在催化剂作用下,选择性地与NOx反应生成N2和H2O,而不是被O2氧化，从而将氮氧化物有效净化去除。
并且，所述催化剂在截面尺寸为150×150mm下的孔数为20～25孔，同等条件孔数越多，则比表面积越大，但扛堵塞能力越低，优选为25孔，在提高净化效果的同时避免催化剂过于快速堵塞，避免频繁更换催化剂，提高经济性。
采用上述的烧结烟气处理系统及方法后，脱硝率一般均能达到80％以上，气体中的氮含量从240mg/Nm3降到50mg/Nm3，SO2/SO3转化率，控制在≤1％，氨逃逸＜3ppm。
上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种烧结烟气处理系统，包括依次连接设置的脱硫塔(1)、湿式电除尘器(2)和脱硝机构(3)，其特征在于，所述的脱硫塔(1)内由上至下间隔设置有若干层的喷淋层(4)，并且每层喷淋层(4)的下方都设置有导流板层(5)，所述的导流板层(5)包括沿着脱硫塔(1)的塔体内壁一周设置的环形板(51)，所述环形板(51)向下倾斜于所述脱硫塔(1)的塔体内壁，脱硝机构(3)包括加热组件(31)和SCR脱硝反应器(32)，经湿式电除尘器(2)除尘后的气体通入加热组件(31)加热至预设温度后再通入SCR脱硝反应器(32)处理。
2.根据权利要求1所述的烧结烟气处理系统，其特征在于，所述的导流板层(5)还包括围板(52)和分配槽(53)，所述的围板(52)沿着环形板(51)的径向内侧设置，所述围板(52)、环形板(51)以及脱硫塔(1)的塔体内壁组合构成环形槽，在所述环形槽的径向内侧间隔设置有若干的与环形槽连通的分配槽(53)。
3.根据权利要求2所述的烧结烟气处理系统，其特征在于，所述分配槽(53)为直线形槽，并且均匀间隔设置在所述环形槽的径向内侧。
4.根据权利要求2所述的烧结烟气处理系统，其特征在于，所述分配槽(53)的截面呈C形，并且分配槽(53)的槽底沿着分配槽(53)的长度方向间隔设置有若干的漏孔(54)。
5.根据权利要求2所述的烧结烟气处理系统，其特征在于，所述导流板层(5)的环形板(51)、围板(52)和分配槽(53)的表面分别都设置有防腐蚀层。
6.一种烧结烟气处理方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的烧结烟气处理系统，并且所述脱硫塔(1)的液气比为25～30L/m3，总喷淋量为30000～32000m3/h。
7.根据权利要求6所述的烧结烟气处理方法，其特征在于，烟气通过全部喷淋层(4)的总时间为3～4秒。
8.根据权利要求6所述的烧结烟气处理方法，其特征在于，所述SCR脱硝反应器(32)中对烟气进行处理的温度为280～300℃。
9.根据权利要求6所述的烧结烟气处理方法，其特征在于，所述SCR脱硝反应器(32)中所采用的催化剂的成分包括V2O5、MnO3和TiO2，其中V2O5的重量占比为1-5％，MnO3的重量占比为5-10％。
10.根据权利要求9所述的烧结烟气处理方法，其特征在于，所述催化剂在截面尺寸为150×150mm下的孔数为20～25孔。
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