CN205700077U - 一种脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置 - Google Patents

一种脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置，至少包括一座反应塔所述反应塔的下部设有与焦炉烟道废气连通的烟气入口管，顶部设有与烟囱连通的烟气出口管；在烟气入口管下方的反应塔内设有混合液池；在烟气入口管上方的反应塔内自下而上设有碱液喷淋管、除雾器、除雾器冲洗喷淋管，在焦炉烟道与烟气入口管之间通过管道连接有喷臭氧格栅及增压风机；喷臭氧格栅与臭氧发生器连通，臭氧发生器通过电离将输入空气电离成臭氧经增压风机送入反应塔腔体内；混合液池连通反应塔外的氧化风机；混合液池的外部连接有氨水泵与氨水储罐连通；混合液池的底部出液口连接有混合液排出泵；通过混合液排出泵与铵盐及催化剂回收系统连通。

Description

一种脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置
技术领域
本实用新型属于炼焦行业污染物减排控制技术领域，具体涉及一种脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置。
背景技术
焦炭是煤炭转化的一个主要附产品，主要用于高炉炼铁，是钢铁工业的重要原料。焦炭是由煤在炭化室中隔绝空气加热，经过一系列物理变化及化学反应而生成的。在焦炭干馏过程中生成的焦炉煤气中含有硫化物及氮氧化物等污染物；经过初步净化脱除大部分的无机硫（H2S）后加以利用。接近一半的焦炉煤气回炉用于炭化室的加热，焦炉煤气中剩余的H2S及有机硫成分燃烧后转化成SO2；由于燃烧温度较高，燃烧过程也生成了大量的氮氧化物。这些二氧化硫（SO2）及氮氧化物（NOX）随着燃烧后的废气经烟道及烟囱排入大气中，对环境造成了严重的污染及破坏。
多年以来我国对焦炉烟道废气中的二氧化硫（SO2）及氮氧化物（NOX）都没有采取减排措施，也没有研发出切实可行的减排工艺及技术。2012年6月27日环境保护部会同国家质量监督检验总局共同发布了《炼焦化学工业污染物排放标准》，并于2012年10月1日起实施。国内各焦化厂排放的烟道废气中SO2及NOX的含量都超过了新《标准》的要求范围，因此焦炉烟道废气脱硫脱硝改造成了一项紧迫的任务；对焦炉烟道废气脱硫脱硝技术及工艺的研究也显得迫切且意义重大。
发明内容
为克服现有的技术空缺，本实用新型的目的在于提供一种脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置，使外排烟气达到国家及相关部门的要求标准；并且与其它传统工艺设备相比综合成本降低；运行过程中生成的铵盐化肥能够形成一定的经济收益，大大降低了设备的综合运行成本。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置，其特征在于：至少包括一座反应塔所述反应塔的下部设有与焦炉烟道废气连通的烟气入口管，顶部设有与烟囱连通的烟气出口管；在所述烟气入口管下方的反应塔内设有混合液池；在所述烟气入口管上方的反应塔内自下而上设有碱液喷淋管、除雾器、除雾器冲洗喷淋管，在焦炉烟道与烟气入口管之间通过管道连接有喷臭氧格栅及增压风机；所述喷臭氧格栅与臭氧发生器连通，臭氧发生器通过电离将输入空气电离成臭氧经增压风机送入反应塔腔体内；所述混合液池连通反应塔外的氧化风机；所述混合液池的外部连接有氨水泵与氨水储罐连通；所述混合液池的底部出液口连接有混合液排出泵；通过混合液排出泵与铵盐及催化剂回收系统连通。
所述除雾器冲洗喷淋管经反应塔外的除雾器冲洗泵与外供工艺水源连通，除雾器冲洗喷淋管能保证从上下两面对除雾器进行冲洗。
所述的铵盐及催化剂回收系统至少包括过滤器、重力分离器、盐液储罐、化肥结晶干燥设备；所述的混合液排出泵的出口与所述过滤器入口连通，过滤器的出液口与重力分离器的入口连通，重相出口与盐液储罐的入口连通，盐液储罐的出口与化肥结晶干燥设备连通；重力分离器的轻相出口和化肥结晶干燥设备第一出口与反应塔连通，化肥结晶干燥设备第二出口排出铵盐化肥；过滤器的粉尘固杂经下端口排出。
所述的碱液喷淋管经多路碱液循环泵与混合液池连通。
本实用新型通过预先对焦炉烟道废气中不溶于水的NO（占NOX中90%以上）进行氧化生成NO2，使之与二氧化硫同时溶于水生成亚酸盐从而被捕捉脱除。相当于省掉一套脱硝装置，使得整套设备投资减少，能耗降低，占地面积减小。该装置具有很高的脱硫脱硝效率，二氧化硫脱除率在98%以上；根据实际需要，NOX脱除率可灵活调整，可轻松达到85%以上的脱除率。经过该装置处理的焦炉烟道废气完全符合《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求。吸收脱除的二氧化硫及氮氧化物最终转化为铵盐化肥，作为副产品销售，降低了整套装置的综合运行成本。
附图说明
图1为可同时脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置的结构示意图。
图中标号：1-臭氧发生器；2-喷臭氧隔栅；3-增压风机；4-烟气入口管；5-氨水储罐；6-氨水泵；7-氧化风机；8-反应塔；9-碱液喷淋管；10-除雾器；11-除雾器冲洗喷淋管；12-烟气出口管；13-除雾器冲洗泵；14-混合液池；15-混合液排出泵；16-碱液循环泵；17-过滤器；18-重力分离器；19-盐液储罐；20-化肥结晶干燥设备。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行进一步说明，但是本实用新型不仅限于下述的实施情形。
由图1可知，一种脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置，其特征在于：至少包括一座反应塔8，所述反应塔8的下部设有与焦炉烟道废气连通的烟气入口管4，顶部设有与烟囱连通的烟气出口管12；在所述烟气入口管4下方的反应塔内设有混合液池14；在所述烟气入口管4上方的反应塔内自下而上设有碱液喷淋管9、除雾器10、除雾器冲洗喷淋管11，在焦炉烟道与烟气入口管4之间通过管道连接有喷臭氧格栅2及增压风机3；所述喷臭氧格栅2与臭氧发生器1连通，臭氧发生器1通过电离将输入空气电离成臭氧经增压风机3送入反应塔8腔体内；所述混合液池14连通反应塔外的氧化风机7；所述混合液池14的外部连接有氨水泵6与氨水储罐5连通；所述混合液池14的底部出液口连接有混合液排出泵15；通过混合液排出泵15与铵盐及催化剂回收系统连通。
所述除雾器冲洗喷淋管11经反应塔外的除雾器冲洗泵13与外供工艺水源连通，除雾器冲洗喷淋管11能保证从上下两面对除雾器10进行冲洗。
所述的铵盐及催化剂回收系统至少包括过滤器17、重力分离器18、盐液储罐19、化肥结晶干燥设备20；所述的混合液排出泵15的出口与所述过滤器17入口连通，过滤器17的出液口与重力分离器18的入口连通，重相出口与盐液储罐19的入口连通，盐液储罐19的出口与化肥结晶干燥设备20连通；重力分离器18的轻相出口和化肥结晶干燥设备20第一出口与反应塔8连通，化肥结晶干燥设备20第二出口排出铵盐化肥；过滤器17的粉尘固杂经下端口排出。
所述的碱液喷淋管9经多路碱液循环泵16与混合液池14连通。
在使用时，焦炉烟道废气先经过喷臭氧隔栅2，废气中的NO（NOX中的主要成分）与均匀喷出的臭氧混合被氧化成可溶于水的NO2，废气再进入增压风机3加压后经烟气入口管4进入反应塔8内。进入反应塔内的废气自下而上流动，与从碱液喷淋管9喷出的碱性浆液（自上而下）充分混合；废气中的二氧化硫及二氧化氮与碱性浆液中的NH3·H2O反应，被从废气中脱除出来；湿润的烟气再向上经过两层除雾器10，夹带的液体成分及粉尘等被拦截下来，洁净达标的烟气经烟气出口管12进入烟囱排空。自碱液喷淋管9喷出的碱性浆液吸收废气中的二氧化硫及二氧化氮后向下落入混合液池14，再经碱液循环泵16送入碱液喷淋管9循环使用。利用氧化风机鼓入混合液池14中的氧气将混合液中不稳定的亚硫酸铵及亚硝酸铵氧化成稳定的硫酸铵及硝酸铵；当混合液中硫酸铵及硝酸铵达到一定的比例后，经混合液排出泵15排出池外，送入铵盐及催化剂回收系统。由于在碱性混合液加入了一种催化剂，该催化剂能够促进二氧化硫（二氧化氮）溶于水并与NH3反应生成亚硫酸铵（亚硝酸铵），从而大大提高了二氧化硫（二氧化氮）的脱除率。湿润的烟气自下而上经过除雾器10时夹带的液体成分及粉尘被吸附在除雾器的脊板上，随着粉尘等的吸附堆积，除雾器的通道减小，系统阻力增大；开启除雾器冲洗泵13，外接的工艺水经除雾器冲洗喷淋管11喷出，对除雾器进行冲洗，冲洗水向下落入混合液池14中，补充混合液中因烟气夹带而减少的水分。混合液中的碱源来自于塔外的氨水储罐5，经氨水泵6送入混合液池14中；氨水可由焦化厂的循环氨水系统提供。自喷臭氧隔栅2喷出的臭氧来自于臭氧发生器1，臭氧发生器1以空气为原料置备出臭氧。经混合液排出泵15排出池外的混合液中主要成分为硫酸铵及硝酸铵、催化剂、NH3·H2O、粉尘等固体杂质；混合液先进入过滤器17，其中的粉尘等固体杂质被过滤分离外排，干净的混合液被送入重力分离器18中；轻相的催化剂与重相的盐液分层，上层的催化剂回流入混合液池14中重复使用；重相的盐液送入盐液储罐19中；当盐液储罐19中的盐液达到一定的量后，开启化肥结晶干燥设备20将盐液中的硫酸氨及硝酸铵结晶分离出来生成化肥，液体成分回流入混合液池14中重复使用。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (4)

1.一种脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置，其特征在于：至少包括一座反应塔（8）所述反应塔（8）的下部设有与焦炉烟道废气连通的烟气入口管（4），顶部设有与烟囱连通的烟气出口管（12）；在所述烟气入口管（4）下方的反应塔内设有混合液池（14）；在所述烟气入口管（4）上方的反应塔内自下而上设有碱液喷淋管（9）、除雾器（10）、除雾器冲洗喷淋管（11），在焦炉烟道与烟气入口管（4）之间通过管道连接有喷臭氧格栅（2）及增压风机（3）；所述喷臭氧格栅（2）与臭氧发生器（1）连通，臭氧发生器（1）通过电离将输入空气电离成臭氧经增压风机（3）送入反应塔（8）腔体内；所述混合液池（14）连通反应塔外的氧化风机（7）；所述混合液池（14）的外部连接有氨水泵（6）与氨水储罐（5）连通；所述混合液池（14）的底部出液口连接有混合液排出泵（15）；通过混合液排出泵（15）与铵盐及催化剂回收系统连通。
2.根据权利要求1所述的一种脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置，其特征在于，所述除雾器冲洗喷淋管（11）经反应塔外的除雾器冲洗泵（13）与外供工艺水源连通，除雾器冲洗喷淋管（11）能保证从上下两面对除雾器（10）进行冲洗。
3.根据权利要求1所述的一种脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置，其特征在于，所述的铵盐及催化剂回收系统至少包括过滤器（17）、重力分离器（18）、盐液储罐（19）、化肥结晶干燥设备（20）；所述的混合液排出泵（15）的出口与所述过滤器（17）入口连通，过滤器（17）的出液口与重力分离器（18）的入口连通，重相出口与盐液储罐（19）的入口连通，盐液储罐（19）的出口与化肥结晶干燥设备（20）连通；重力分离器（18）的轻相出口和化肥结晶干燥设备（20）第一出口与反应塔（8）连通，化肥结晶干燥设备（20）第二出口排出铵盐化肥；过滤器（17）的粉尘固杂经下端口排出。
4.根据权利要求1所述的一种脱除焦炉烟道废气中二氧化硫及氮氧化物的装置，其特征在于，所述的碱液喷淋管（9）经多路碱液循环泵（16）与混合液池（14）连通。
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