CN205145971U - 一种焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，属于焦炉烟气净化技术领域。所述系统包括袋式除尘器(7)，回转式烟气换热器(8)，燃烧室(5)，SCR脱硝反应器(11)，空气预热器(9)，脱硫塔(12)、烟囱(6)及氨气/空气混合系统。本实用新型能够同时实现对颗粒物粉尘杂质、氮氧化物及硫化物的去除，各步骤相互配合有效地提高了工作效率及装置利用率；本实用新型采用回转式烟气换热器利用SCR脱硝反应器出口的烟气温度对新鲜烟气进行加热，并与空气预热器二次换热，充分回收热量，节约燃气用量，降低运行成本。本实用新型是一种适用性广、安全可靠、脱硫脱硝效率高、热量利用率高、运行成本低的焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统。
Description
技术领域
本实用新型属于焦炉烟气净化技术领域，特别涉及一种焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统。
背景技术
焦炉烟囱排放的大气污染物为焦炉煤气燃烧后产生的废气，主要有SO2、NOx及烟尘等，污染物呈有组织高架点源连续性排放，是污染最为严重的行业之一。随着国家对大气污染治理的日益重视，焦炉烟气污染物的治理已迫在眉睫。依据《炼焦化学工业污染物排放标准(GB16171—2012)》规定，自2015年1月1日起，现有焦化企业需执行颗粒物浓度30mg/m3、二氧化硫50mg/m3、氮氧化物500mg/m3的排放限值，依此标准仅有少数企业能够达标。通常经过脱硫除尘后，颗粒物及二氧化硫可达到排放标准。但对于标准规定的“大气污染特别排放限值”，将焦炉烟囱氮氧化物排放限值设定在150mg/m3，现有及新建焦炉若不采取措施，烟气均无法达标排放。焦炉烟气的治理，应在尽量不影响焦炉正常运行的前提下，使脱硫脱硝除尘效率满足国家和焦化行业的排放标准，同时最大限度地利用余热。
目前焦炉烟气脱硫脱硝除尘装置大部分是分开处理的：脱硫主要采用氨法、双碱法、氧化镁法、氢氧化镁法、柠檬酸钠法等；脱硝主要采用选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)以及两种方法联合使用(SCR-SNCR)。
现在国内焦炉烟气脱硫主要采用石灰石-石膏法，这种脱硫方法不仅投资较大，消耗大量的石灰石，且产生了大量价值不高的石膏和脱硫废水。而氨法脱硫是一种高效、低耗能的湿法脱硫方式，脱硫效率高，原料来源广。而且，在炼焦生产中会产生大量的剩余氨水，这些剩余氨水经过除油、脱酚等工艺后可得到浓度较高的氨水。因此，在焦化企业，采用氨法脱硫可以做到就地取材，大幅减少运行成本。
而当前焦炉烟气脱硝尚无成熟工艺技术可供采用，尚需借鉴其他行业脱硝技术，主要是燃煤电厂常用的SCR脱硝技术。SCR是目前最成熟的烟气脱硝技术，广泛应用在国内外工程中，已成为燃煤电厂烟气脱硝的主流技术。虽然烟气脱硝技术在燃煤电厂行业较为成熟，但焦化行业的现场工况与燃煤电厂行业相差很大，照搬燃煤电厂行业脱硝技术难以行得通。SCR脱硝技术的操作温度在300℃～420℃，燃煤电厂省煤器出口温度在满负荷下高于350℃，即使在50％负荷下也高于320℃；而焦炉烟气进入总烟道的温度在260℃～270℃，有热回收装置的烟气经过热回收后温度降至160℃～170℃。与此同时，适用于中低温(低于280℃)的SCR脱硝技术尚面临诸多问题，例如：成本高、催化剂活性不高、催化剂易中毒、抗SO2性能差，尤其是生成硫酸氢铵等物质易附着在催化剂表面，堵塞催化剂内孔道，降低催化剂的比表面积，造成催化活性降低，使用寿命减短。因此，中低温SCR脱硝技术很难适用于焦炉烟气脱硝行业，而针对焦炉烟气脱硝，须将焦炉烟气的温度提升至SCR催化剂作用温度区间(300℃～420℃)，才能保证较高的脱硝效率，达到排放标准。
现有的燃煤电厂SCR烟气脱硝工艺多采用高尘布置方式，即SCR反应器布置在锅炉省煤器和空气预热器之间，从锅炉省煤器引出的烟气经过SCR反应器后进入空气预热器。而焦化烟气中粉尘主要是煤尘和焦尘，其含量高、成分复杂，若采用高尘布置方式，易造成催化剂堵塞、磨损及碱金属中毒，严重时会导致停炉，造成重大损失。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型提供一种适用性广、安全可靠、可行性强、脱硫脱硝效率高、热量利用率高、运行成本低的焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统。本实用新型通过以下技术方案来实现：
一种焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，包括依次连接的袋式除尘器，回转式烟气换热器，燃烧室，SCR脱硝反应器，空气预热器，脱硫塔及烟囱，所述系统还包括与SCR脱硝反应器连接的氨气/空气混合系统，所述回转式烟气换热器还分别与SCR脱硝反应器及空气预热器连接。
袋式除尘器的作用是对焦炉烟气中的颗粒物及粉尘进行去除，防止后续脱硝工序中由于粉尘引起的结垢降低脱硝催化剂使用寿命及粉尘中碱金属引起的催化剂中毒。回转式烟气换热器的作用是利用从SCR脱硝反应器出口烟气的热量对新鲜烟气进行加热，以回收利用热量，节约燃气的用量，降低运行成本。燃烧室的作用是对烟气进行燃烧加热，以达到SCR脱硝反应催化剂的催化活性区间，空气预热器是利用烟气余热对空气进行加热，节约能量。脱硫塔的作用是对烟气中的硫化物进行脱除，脱硫达标后通过烟囱排放，即完成对焦炉烟气的脱硫脱硝除尘。
作为本实用新型的一种优选，所述氨气/空气混合系统包括依次连接的氨泵，蒸发器，氨气/空气混合器及稀释风机。氨气/空气混合系统的作用提供SCR脱硝反应所需要的还原剂。氨水经氨泵输送至蒸发器，在蒸发器中蒸发为氨气与经稀释风机产生的空气在氨气/空气混合器中混合，然后经管道输送至SCR脱硝反应器。
作为本实用新型的一种优选，所述SCR脱硝反应器与氨气/空气混合器之间还设置有喷氨格栅及静态混合器。设置喷氨格栅及静态混合器的目的是提高氨气/空气混合气与焦炉烟气的混合均匀度，将氨气/空气混合气均匀送入烟气输送管道，并在静态混合器中与焦炉烟气进一步混合均匀后进入SCR脱硝反应器。
作为本实用新型的一种优选，所述系统还包括与空气预热器连接的空气风机。空气风机的目的是为燃烧室提供燃烧所需空气。
作为本实用新型的一种优选，所述空气预热器与燃烧室之间设置有连接管道。从空气风机出来的空气经预热器加热后，通过连接管道与燃气混合，然后输送至燃烧室进行燃烧对焦炉烟气进行加热。
作为本实用新型的一种优选，所述氨泵与脱硫塔之间设置有连接管道。在氨泵和脱硫塔之间设置有连接管道是为了将氨水输送至脱硫塔对烟气中的硫化物进行脱除。
与现有技术相比，本实用新型具有以下效果：本实用新型采用焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，能够同时实现对焦炉烟气中的颗粒物粉尘杂质、氮氧化物及硫化物的去除，各步骤相互配合，有效地提高了工作效率及装置利用率；本实用新型采用回转式烟气换热器利用SCR脱硝反应器出口的烟气温度对新鲜烟气进行加热，并与空气预热器二次换热，充分回收利用其热量，节约燃气用量，降低运行成本。本实用新型是一种适用性广、安全可靠、脱硫脱硝效率高、热量利用率高、运行成本低的焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统。
附图说明
图1为本实用新型焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统流程图。
附图标记：1－氨泵；2－蒸发器；3－氨气/空气混合器；4－稀释风机；5－燃烧室；6－烟囱；7－袋式除尘器；8－回转式烟气换热器；9－空气预热器；10－空气风机；11－SCR脱硝反应器；12－脱硫塔。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
一种焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，包括除尘、脱硝及脱硫系统，具体步骤如下：
1)焦炉烟气在引风机作用下，通过管道输送至袋式除尘器7进行除尘，以除去其中的颗粒物粉尘等杂质。其中，袋式除尘器的除尘效率为99.5％，除尘器出口烟尘浓度为30mg/m3。
2)经过除尘的焦炉烟气经管道输送至回转式烟气换热器8，经与SCR脱硝反应器11出口烟气换热升温后，进入燃烧室5。与来自厂区的焦炉煤气、空气与焦炉烟气一同进入燃烧室5进行燃烧，使焦炉烟气温度升高至320℃。
3)焦化厂蒸氨工序产生的氨水经氨泵1输送至蒸发器2，在蒸发器2中蒸发为氨气与经稀释风机4产生的空气在氨气/空气混合器3中混合，并通过喷氨格栅均匀送入烟气输送管道，送至静态混合器中与加热后的焦炉烟气进一步混合。将混合后的气体通入SCR脱硝反应器11，在SCR脱硝反应器中进行氮氧化物的脱除。其中，氮氧化物的脱除率为90％，SCR脱硝反应器11出口氮氧化合物的浓度为80mg/m3。
4)反应后的焦炉烟气自SCR脱硝反应器11出口进入回转式烟气换热器8，利用其自身热量加热新鲜的焦炉烟气，并通过空气预热器9预热空气(空气通过空气风机10进入空气预热器9)以充分利用其热量。空气预热器换热后烟气温度为180℃，然后通过散热降温使焦炉烟气温度降至80℃。
5)烟气经降温后进入脱硫塔12进行氨法脱硫。所用的湿法脱硫脱硫剂为氨水，脱硫后的焦炉烟气中二氧化硫浓度为50mg/m3，烟尘浓度为15mg/m3，温度为70℃。将经过脱硝脱硫后的烟气通过烟囱6排放，脱硫塔内反应生成的硫酸氢铵等物质，排出脱硫塔后以氮肥的形式使用。
实施例2：
一种焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，包括除尘、脱硝及脱硫系统，具体步骤如下：
1)焦炉烟气在引风机作用下，通过管道输送至袋式除尘器7进行除尘，以除去其中的颗粒物粉尘等杂质。其中，袋式除尘器的除尘效率为99.8％，除尘器出口烟尘浓度为25mg/m3。
2)经过除尘的焦炉烟气经管道输送至回转式烟气换热器8，经与SCR脱硝反应器11出口烟气换热升温后，进入燃烧室5，与来自厂区的焦炉煤气、空气与焦炉烟气一同进入燃烧室5进行燃烧，使焦炉烟气温度升高至400℃。
3)焦化厂蒸氨工序产生的氨水经氨泵1输送至蒸发器2，在蒸发器2中蒸发为氨气与经稀释风机4产生的空气在氨气/空气混合器3中混合，并通过喷氨格栅均匀送入烟气输送管道，送至静态混合器中与加热后的焦炉烟气进一步混合。将混合后的气体通入SCR脱硝反应器11，在SCR脱硝反应器中将氮氧化物进行脱除。其中，氮氧化物的脱除率为93％，SCR脱硝反应器11出口氮氧化合物的浓度为95mg/m3。
4)反应后的焦炉烟气自SCR脱硝反应器11出口进入回转式烟气换热器8，利用其自身热量加热新鲜的焦炉烟气，并通过空气预热器9预热空气(空气通过空气风机10进入空气预热器9)以充分利用其热量。空气预热器换热后烟气温度为165℃，然后通过散热降温使焦炉烟气温度降至60℃。
5)烟气经降温后进入脱硫塔12进行氨法脱硫。所用的湿法脱硫脱硫剂为氨水，脱硫后的焦炉烟气中二氧化硫浓度为45mg/m3，烟尘浓度为12mg/m3，温度为55℃。将经过脱硝脱硫后的烟气通过烟囱6排放，脱硫塔内反应生成的硫酸氢铵等物质，排出脱硫塔后以氮肥的形式使用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，包括依次连接的袋式除尘器(7)，回转式烟气换热器(8)，燃烧室(5)，SCR脱硝反应器(11)，空气预热器(9)，脱硫塔(12)及烟囱(6)，其特征在于，所述系统还包括与SCR脱硝反应器(11)连接的氨气/空气混合系统，所述回转式烟气换热器(8)还分别与SCR脱硝反应器(11)及空气预热器(9)连接。
2.如权利要求1所述一种焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，其特征在于，所述氨气/空气混合系统包括依次连接的氨泵(1)，蒸发器(2)，氨气/空气混合器(3)及稀释风机(4)。
3.如权利要求1所述一种焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，其特征在于，所述SCR脱硝反应器(11)与氨气/空气混合器(3)之间还设置有喷氨格栅及静态混合器。
4.如权利要求1所述一种焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，其特征在于，所述焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统还包括与空气预热器(9)连接的空气风机(10)。
5.如权利要求1所述一种焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，其特征在于，所述空气预热器(9)与燃烧室(5)之间设置有连接管道。
6.如权利要求2所述一种焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化系统，其特征在于，所述氨泵(1)与脱硫塔(12)之间设置有连接管道。
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| CN106823725A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-06-13 | 河北唯沃环境工程科技有限公司 | 一种新型焦炉烟气脱硫脱硝的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |