CN115950270A - 一种加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于废气处理系统领域，提供了一种加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，包括加热炉；加热炉分别设有煤烟出气口与空烟出气口；煤烟出气口与空烟出气口分别连接一烟气处理组件；所述烟气处理组件包括依次连通的脱硫处理反应器、加热换热器、脱硝还原剂、脱硝脱碳反应器、烟气引风机及烟囱；加热换热器管道连接一燃气升温装置。借此，本发明可以对煤烟烟气、空烟烟气分别进行脱硫脱硝协同一氧化碳脱除处理，避免煤烟烟气与空烟烟气混合后易燃爆的问题，并且协同考虑一氧化碳的脱除处理，减少一氧化碳的排放量的同时，也减少升温加热装置的燃气耗量和脱硝还原剂的使用，减少碳排放。
Description
技术领域
本发明涉及废气处理系统领域，尤其涉及一种加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统及工艺。
背景技术
轧钢加热炉是轧钢过程中所需的关键设备，污染物主要是通过燃烧煤气(高炉煤气、转炉煤气等)燃烧后产生的粉尘、NOx、SO2等污染物。随着环保部门要求推进实施钢铁行业超低排放改造。轧钢加热炉污染物排放指标在基准含氧量下，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物小时均值排放浓度分别不高于10mg/m3、30mg/m3、50mg/m3。
轧钢加热炉的特点：每座加热炉单独具有煤烟烟气、空气烟气两个排烟系统，通常煤烟烟气中一氧化碳含量高、空烟烟气中含有大量的O2，且煤烟烟气与空烟烟气不允许混合排放，混合排放处理会有燃爆或爆炸的风险；
加热炉排烟温度低，通常为70～150℃，一般加热炉脱硫不采用湿法脱硫或半干法脱硫，主要采用SDS脱硫+布袋除尘器的脱硫+SCR脱硝工艺。此工艺散热面积大，占地面积大、投资高、副产物处理困难的缺点，同时在“双碳”背景下，各地要求对烟气中高含量的一氧化碳需要进行处理，故亟需一种适用于加热炉低温烟气脱硫脱硝脱一氧化碳系统及工艺，同时兼具满足排放要求和工艺安全，降低投资成本及运行成本。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统及工艺，其可以对煤烟烟气、空烟烟气分别进行脱硫脱硝协同一氧化碳脱除处理，避免煤烟烟气与空烟烟气混合后易燃爆的问题，并且协同考虑一氧化碳的脱除处理，减少一氧化碳的排放量的同时，也减少升温加热装置的燃气耗量和脱硝还原剂的使用。
为了实现上述目的，本发明提供一种加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，包括加热炉；所述加热炉上分别设有煤烟出气口与空烟出气口；所述煤烟出气口与空烟出气口分别连接一烟气处理组件；所述烟气处理组件包括通过管道依次连通的脱硫处理反应器、加热换热器、脱硝还原剂、脱硝脱碳反应器、烟气引风机及烟囱；所述脱硝脱碳反应器内部由烟气进口到烟气出口方向依次设有一氧化碳催化剂及脱硝催化剂；所述加热换热器管道连接一燃气升温装置。
根据本发明的加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，两组所述加热换热器通过管道连接同一燃气升温装置；所述加热换热器的燃气出口管道连接空烟出气口处。
根据本发明的加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，所述加热换热器与脱硫处理反应器之间设有GGH换热器；所述煤烟GGH换热器的一端安装于脱硝脱碳反应器的出口管道、另一端安装于脱硫处理反应器的出口管道。
根据本发明的加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳工艺，包括加热炉燃烧并产生煤烟烟气与空气烟气；对流出的煤烟烟气与空气烟气分别进行烟气处理；其中，烟气处理过程依次为脱硫处理、脱一氧化碳处理及脱硝处理。
根据本发明的加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，脱硫处理反应器采用固定床式脱硫反应器，其内部设有用于对烟气脱硫的固体颗粒状脱硫剂。
根据本发明的加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳工艺，对煤烟烟气或空气烟气的一氧化碳处理工艺，采用催化氧化工艺，将烟气中一氧化碳和氧气通过催化剂的作用氧化为二氧化碳，同时放出大量热量，提高烟气温度，减少加热煤气耗量。
根据本发明的加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳工艺，对煤烟烟气或空气烟气的氮氧化物处理工艺，采用催化还原工艺，将烟气中氮氧化物和喷入的氨通过催化剂的作用还原为氮气和水。
本发明提供了一种加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，包括加热炉；所述加热炉上分别设有煤烟出气口与空烟出气口，加热炉排烟分为煤烟(煤烟烟气)和空烟(空烟烟气)，其二者不能混合，分别由煤烟出气口和空烟出气口排出；所述煤烟出气口与空烟出气口分别连接一烟气处理组件；对煤烟烟气、空烟烟气分别进行脱硫脱硝协同一氧化碳脱除处理，避免煤烟烟气与空烟烟气混合后易燃爆的问题。所述烟气处理组件包括通过管道依次连通的脱硫处理反应器、加热换热器、脱硝还原剂、脱硝脱碳反应器、烟气引风机及烟囱；所述脱硝脱碳反应器内部由烟气进口到烟气出口方向依次设有一氧化碳催化剂及脱硝催化剂；所述煤烟加热换热器管道连接一燃气升温装置。其中，煤烟进入煤烟脱硫反应器，空烟进入空烟脱硫反应器，煤烟脱硫反应器及空烟脱硫反应器均采用固定床式脱硫反应器，脱硫反应器中装填有固体颗粒状脱硫剂，煤烟烟气和空烟烟气横向穿过脱硫剂进行脱硫，然后进入后续脱碳脱硝装置，装置内从上到下安装有模块化的催化剂，分别对一氧化碳和氮氧化物进行催化处理。本发明可以(1)对煤烟烟气、空烟烟气分别进行脱硫脱硝协同一氧化碳脱除处理，避免煤烟烟气与空烟烟气混合后易燃爆的问题。(2)协同考虑一氧化碳的脱除处理，减少一氧化碳的排放量的同时，也减少升温加热装置的燃气耗量和脱硝还原剂的使用。(3)采用GGH换热器技术，回收尾部烟气余热，减少热量损失。(4)升温加热装置产生的烟气最终混合到空烟中，解决传统升温加热装置燃气燃烧产生多余的污染的技术问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
在图中，1-加热炉；2-煤烟烟道；3-煤烟脱硫反应器；4-燃气升温装置；5-脱硝还原剂；6-煤烟脱硝脱碳反应器；7-一氧化碳催化剂；8-脱硝催化剂；9-煤烟加热换热器；10-煤烟GGH换热器；11-煤烟引风机；12-煤烟烟囱；13-空烟烟道；14-空烟脱硫反应器；15-空烟GGH换热器；16-空烟脱硝脱碳反应器；17-空烟加热换热器；18-空烟引风机；19-空烟烟囱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，本发明提供了一种加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，该加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统包括加热炉1；所述加热炉1上分别设有煤烟出气口2与空烟出气口13，加热炉1排烟分为煤烟(煤烟烟气)和空烟(空烟烟气)，其二者不能混合，分别由煤烟出气口2和空烟出气口13排出；所述煤烟出气口2与空烟出气口13分别连接一烟气处理组件；对煤烟烟气、空烟烟气分别进行脱硫脱硝协同一氧化碳脱除处理，避免煤烟烟气与空烟烟气混合后易燃爆的问题。
所述烟气处理组件包括通过管道依次连通的脱硫处理反应器、加热换热器、脱硝还原剂、脱硝脱碳反应器、烟气引风机及烟囱；所述脱硝脱碳反应器内部由烟气进口到烟气出口方向依次设有一氧化碳催化剂及脱硝催化剂；所述煤烟加热换热器管道连接一燃气升温装置。其中，煤烟进入煤烟脱硫反应器，空烟进入空烟脱硫反应器，煤烟脱硫反应器及空烟脱硫反应器均采用固定床式脱硫反应器，脱硫反应器中装填有固体颗粒状脱硫剂，煤烟烟气和空烟烟气横向穿过脱硫剂进行脱硫，然后进入后续脱碳脱硝装置，装置内从上到下安装有模块化的催化剂，分别对一氧化碳和氮氧化物进行催化处理。
所述加热换热器管道连接一燃气升温装置，利用燃气升温装置对需处理的烟气升温至280℃～420℃，保证在后续脱硝工序的正常温度条件。其中，两组所述加热换热器通过管道连接同一燃气升温装置；所述加热换热器的燃气出口管道连接空烟出气口处。采用一套升温加热装置同时对煤烟、空烟烟气进行加热，系统简单，实现能源的节约，其中加热器采用换热器间接加热，消除危险。同时，燃气升温装置所产生的高温气体(该高温气体内部会产生多余的燃烧污染，例如燃烧不充分的一氧化碳)经过加热换热器换热后流入至空烟出气口处，与加热炉所产生空烟一起净化处理。
所述加热换热器与脱硫处理反应器之间设有GGH换热器；所述GGH换热器的一端安装于脱硝脱碳反应器的出口管道、另一端安装于脱硫处理反应器的出口管道。利用GGH换热器进行烟气的余热回收，由于烟气进入脱硝脱碳反应器，一氧化碳催化氧化后会释放高温，通过GGH换热器将这部分高温传递至脱硝催化剂入口，提高脱硝反应温度，同时热量传递至反应器出口，实现对烟气脱碳脱硝前的升温余热，缩短燃气升温装置的升温过程。
在本实例中，煤烟烟气从脱硫反应器3排出后，首先与煤烟脱碳脱硝反应器6出来的洁净烟气通过煤烟GGH换热器10进行换热，回收尾部烟气中的热量，同时预热煤烟脱碳脱硝反应器6前的烟气，然后通过燃气升温装置4产生高温烟气，高温烟气通过煤烟加热换热器9对煤烟进行加热，使其达到催化剂反应的最低温度要求，然后进入煤烟脱碳脱硝反应器6中(所述煤烟脱碳脱硝反应器6内盛有一氧化碳催化剂7及脱硝催化剂8)，先通过一氧化碳催化剂7对烟气中的一氧化碳进行催化反应，一氧化碳催化反应时放出大量的热量，可减少燃气升温装置4的燃气用量，同时一氧化碳具有还原性，在催化剂的作用下，可部分代替脱硝还原剂5对NOx进行还原反应，减少脱硝还原剂的用量。进一步烟气被脱硝催化剂8催化，反应完成后，通过煤烟GGH换热器10对脱硫后的原烟气进行加热。然后通过煤烟引风机11加压后通过煤烟烟囱12排放。
空烟烟气从空烟脱硫反应器14排出后，首先与空烟脱碳脱硝反应器16出来的洁净烟气通过空烟GGH换热器15进行换热，回收尾部烟气中的热量，同时预热空烟脱碳脱硝反应器16前的烟气，然后通过燃气升温装置4产生高温烟气在加热煤烟后，高温烟气再通过空烟加热换热器17对空烟进行加热，使其达到催化剂反应的最低温度要求，同时高温烟气降温后输送至空烟脱硫反应器14前的空烟出气口13中。加热后的空烟烟气进入空烟脱碳脱硝反应器16中，先通过一氧化碳催化剂对烟气中的一氧化碳进行催化反应，一氧化碳催化反应时放出大量的热量，可减少燃气升温装置4的燃气用量，同时一氧化碳具有还原性，在催化剂的作用下，可部分代替脱硝还原剂对NOx进行还原反应，减少脱硝还原剂的用量。反应完成后，通过空烟GGH换热器15对脱硫后的原烟气进行加热。然后通过空烟引风机18加压后通过空烟烟囱19排放。
本发明还提供了一种加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳工艺，包括加热炉1燃烧并产生煤烟烟气与空气烟气；对流出的煤烟烟气与空气烟气分别进行烟气处理；其中，烟气处理过程依次为脱硫处理、脱一氧化碳处理及脱硝处理，采用先脱硫，降低一氧化碳催化剂和脱硝催化剂堵塞的风险；再脱除一氧化碳，最后脱硝，一氧化碳催化反应放热，同时一氧化碳具有还原性，可部分代替脱硝还原剂对NOx进行还原反应，可以提升脱硝前烟气温度，减少煤气和脱硝还原剂的耗量。对煤烟烟气或空气烟气的所述脱硫处理，采用固体颗粒脱硫处理，脱硫工艺采用新型的固体钙基脱硫剂脱硫工艺，脱硫部分不需要升温即可满足要求。
综上所述，本发明提供了一种加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，包括加热炉；所述加热炉上分别设有煤烟出气口与空烟出气口，加热炉排烟分为煤烟(煤烟烟气)和空烟(空烟烟气)，其二者不能混合，分别由煤烟出气口和空烟出气口排出；所述煤烟出气口与空烟出气口分别连接一烟气处理组件；对煤烟烟气、空烟烟气分别进行脱硫脱硝协同一氧化碳脱除处理，避免煤烟烟气与空烟烟气混合后易燃爆的问题。所述烟气处理组件包括通过管道依次连通的脱硫处理反应器、加热换热器、脱硝还原剂、脱硝脱碳反应器、烟气引风机及烟囱；所述脱硝脱碳反应器内部由烟气进口到烟气出口方向依次设有一氧化碳催化剂及脱硝催化剂；所述煤烟加热换热器管道连接一燃气升温装置。其中，煤烟进入煤烟脱硫反应器，空烟进入空烟脱硫反应器，煤烟脱硫反应器及空烟脱硫反应器均采用固定床式脱硫反应器，脱硫反应器中装填有固体颗粒状脱硫剂，煤烟烟气和空烟烟气横向穿过脱硫剂进行脱硫，然后进入后续脱碳脱硝装置，装置内从上到下安装有模块化的催化剂，分别对一氧化碳和氮氧化物进行催化处理。本发明可以(1)对煤烟烟气、空烟烟气分别进行脱硫脱硝协同一氧化碳脱除处理，避免煤烟烟气与空烟烟气混合后易燃爆的问题。(2)协同考虑一氧化碳的脱除处理，减少一氧化碳的排放量的同时，也减少升温加热装置的燃气耗量和脱硝还原剂的使用。(3)采用GGH换热器技术，回收尾部烟气余热，减少热量损失。(4)升温加热装置产生的烟气最终混合到空烟中，解决传统升温加热装置燃气燃烧产生多余的污染的技术问题。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，其特征在于，包括加热炉；
所述加热炉上分别设有煤烟出气口与空烟出气口；
所述煤烟出气口与空烟出气口分别连接一烟气处理组件；
所述烟气处理组件包括通过管道依次连通的脱硫处理反应器、加热换热器、脱硝还原剂、脱硝脱碳反应器、烟气引风机及烟囱；所述脱硝脱碳反应器内部由烟气进口到烟气出口方向依次设有一氧化碳催化剂及氮氧化物催化剂；
所述加热换热器管道连接一燃气升温装置。
2.根据权利要求1所述的加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，其特征在于，两组所述加热换热器通过管道连接同一燃气升温装置；所述加热换热器的燃气出口管道连接空烟出气口处。
3.根据权利要求1所述的加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，其特征在于，所述加热换热器与脱硫处理反应器之间设有GGH换热器；
所述煤烟GGH换热器的一端安装于脱硝脱碳反应器的出口管道、另一端安装于脱硫处理反应器的出口管道。
4.根据权利要求1所述的加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，其特征在于，脱硫处理反应器采用固定床式脱硫反应器，其内部设有用于对烟气脱硫的固体颗粒状脱硫剂。
5.一种加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳工艺，基于权利要求1～4任意一项所述的加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳系统，其特征在于，包括：
加热炉燃烧并产生煤烟烟气与空气烟气；
对流出的煤烟烟气与空气烟气分别进行烟气处理；其中，烟气处理过程依次为脱硫处理、脱一氧化碳处理及脱硝处理。
6.根据权利要求5所述的加热炉脱硫脱硝协同脱除一氧化碳工艺，其特征在于，对煤烟烟气或空气烟气的脱硫处理工艺，采用新型的固体钙基脱硫剂脱硫工艺；对一氧化碳处理采用催化氧化工艺；对氮氧化物处理工艺采用催化还原工艺。
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|---|---|---|---|---|
| CN117797625A (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-02 | 山西蓝天美誉环保科技有限公司 | 一种烟气脱硫脱硝系统 |
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2022
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Cited By (2)
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| CN117797625B (zh) * | 2024-02-29 | 2024-05-07 | 山西蓝天美誉环保科技有限公司 | 一种烟气脱硫脱硝系统 |
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