CN206463781U - 一种焦炉烟气的脱硫脱硝装置 - Google Patents

一种焦炉烟气的脱硫脱硝装置 Download PDF

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卢佳楠
郑伟
杨文奇
严召
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Abstract

本实用新型涉及一种焦炉烟气的脱硫脱硝装置,其中该装置包括依次经由管路连接的补燃系统、选择性催化还原脱硝系统、热备系统、余热回收系统和脱硫系统。根据本新型中的焦炉烟气的脱硫脱硝装置,利用补燃系统和余热回收系统,在节约能源的情况下,使烟气温度可控,能达到选择性催化还原的脱硝处理的温度,使用余热回收系统充分利用了能源,创造经济效益;同时,利用换热空气加热原烟囱,保证在紧急情况下焦炉烟气能直接进入烟囱排放,保持焦炉的正常运转,不发生危险事故。

Description

一种焦炉烟气的脱硫脱硝装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及环保工程领域,具体地,涉及一种焦炉烟气的脱硫脱硝装置。
背景技术
[0002]焦炉是焦化生成的主要设备,也是焦化厂最大的污染源之一。在炼焦生成过程中, 装煤、推焦、熄焦等操作中会产生大量烟气和烟尘。我国的焦化企业自建立以后一直是粗放 型的发展,对焦炉烟气的排放限制不多不严,造成炼焦行业成为我国大气污染物主要排放 行业之一。随着环境污染情况越来越严重,人们对于环境问题认识的加深,对于焦炉烟气的 治理也迅速提上日程。焦炉排放废气主要包括二氧化硫和氮氧化物等污染物,烟气温度通 常在200〜250°C之间。根据2012年10月1日起开始实施的《炼焦化学工业污染物排放标准》 (GB16171-2012)。热回收焦炉现有企业在2015年1月1日后以及新建企业大气污染物排放 限值为S02 彡 50mg/m3,NOx 彡 500mg/m3,特别地区执行S02彡 30mg/m3,NOx 彡 150mg/m3标准。 现在焦炉厂采用的煤气加热或余热回收技术无法使烟气达到新排放标准要求。所以,焦炉 烟气脱硫脱硝成为当前焦化行业目前亟待解决的问题之一。
[0003]目前焦炉烟气的脱硫脱硝还在刚起步阶段,还没有成熟的脱硫脱硝技术可以直接 采用。在其他行业,脱硫是主要采用湿法烟气脱硫(WFGD)技术,尤以钙法应用的较多,现行 脱硝技术根据处理位置不同,主要分为炉内低氮燃烧和燃烧后炉外处理两大类,炉内低氮 燃烧工艺主要是利用炉内欠氧燃烧环境生成的C0、C等产物来抑制和/或还原己经生成的 NOx,但通过现有运行情况看,此技术对于降低氮氧化物的排放非常有限,使烟气达标排放 较难,同时对于焦炉的运行也会造成一定的影响。燃烧后炉外处理主要是采用多孔介质气 相吸附法、选择性非催化还原(SNCR)法、选择性催化还原(SCR)法等。多孔介质气相吸附法 需要大量的吸附介质来处理,会造成较高的运行费用;SNCR技术主要是将还原剂(NH3为主) 喷入到高温烟气(900〜1100°C)中,具有足够的停留时间下将NH3还原为N2,温度范围狭 窄,还原剂与烟气的混合时间及停留时间控制要求高,此法的脱硝效率一般只有30〜40 %, 在焦炉烟气脱硝中应用比较困难;SCR技术是目前烟气脱硝中运行最稳定、应用最可靠的 技术,在燃煤电厂脱硝中占80%以上的市场份额,参考价值最大,但焦炉烟气温度较低,无 法满足常规SCR脱硝反应温度要求,因此,也无法在焦炉烟气脱硝领域直接应用。把温度加 热到适应催化剂使用的程度,经过SCR脱硝后温降较小,高温的烟气使后续脱硫工艺又受到 了限制。同时,上述工艺的能耗高,经济效益不高,并且可能会影响焦炉的正常运转。
[0004]因此,有必要提出一种除尘除雾装置,从而解决上述现有技术中的不足。 实用新型内容
[0005]在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分 中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护 的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保 护范围。
[0006]为了解决上述现有技术中的诸多不足中的至少一者,本实用新型公开了一种焦炉 烟气的脱硫脱硝装置,该装置包括依次经由管路连接的补燃系统、选择性催化还原脱硝系 统、热备系统、余热回收系统和脱硫系统,其中:所述补燃系统包括燃烧器和用于向燃烧器 供应空气的助燃风机,其中所述燃烧器构造为接收来自焦炉的烟气和来自焦炉的煤气以在 燃烧器中燃烧加热,所述燃烧器具有与所述选择性催化还原脱硝系统和所述热备系统连通 的管路;所述选择性催化还原脱硝系统包括氨蒸发器、稀释风机和选择性催化还原反应器, 其中所述稀释风机连接到所述氨蒸发器以向所述选择性催化还原反应器的进口通道中供 给稀释过的氨水,所述氨水存储在位于所述进口通道一侧的氨罐中,所述选择性催化还原 反应器包括位于其中的催化剂和向所述反应器提供压缩空气的空气源,所述选择性催化还 原反应器的出口通道连接到所述燃烧器与所述热备系统连通的管路上,以将经所述选择性 催化还原反应器处理过的烟气也供给到所述热备系统;所述热备系统包括热备风机、换热 器和烟囱,其中所述热备风机将来自外部环境的空气泵送入所述换热器中,所述换热器为 使所述外部环境的空气和来自所述补燃系统和所述选择性催化还原脱硝系统的烟气进行 热交换的空空换热器,所述换热器具有连接到所述烟囱的管路,以将经所述换热器加热后 的外部环境的空气送入所述烟囱中,以在所述烟囱中维持一定的压力处于热备状态;所述 换热器还具有连接到所述余热回收系统的管路,以将来自所述补燃系统和所述选择性催化 还原脱硝系统的烟气送入所述余热回收系统;所述余热回收系统包括余热回收锅炉和位于 所述余热回收锅炉内的换热面,所述换热面构造为加热饱和水蒸气;所述余热回收锅炉的 出口侧设置有增压风机,以将流经的所述烟气泵送到所述脱硫系统;所述脱硫系统包括脱 硫塔和位于所述脱硫塔内的除雾器,所述除雾器设置成对进入所述脱硫塔内的烟气进行脱 水除雾,脱水除雾后的烟气经由设置在所述脱硫塔的顶部的出烟口向外排出。
[0007] 根据本实用新型中的焦炉烟气的脱硫脱硝装置,与现有技术相比,利用补燃系统 和余热回收系统,在节约能源的情况下,使烟气温度可控,能达到脱硝的选择性催化还原 (SCR)处理的温度。优选地,可以定期使用高温烟气使附着在催化剂表面的硫铵、亚硫酸氢 氨和焦油等物质解析随烟气带走,在取得良好的脱硝效果的同时延长催化剂使用寿命,使 用余热回收系统充分利用了能源,创造经济效益。进一步,本新型加入热备风系统,利用换 热空气加热原烟囱,保证在紧急情况下焦炉烟气能直接进入烟囱排放,保持焦炉的正常运 转,不发生危险事故;由此可见,针对焦炉烟气,本新型提供一种综合处理的焦炉烟气的脱 硫脱硝装置,使污染物都能达标排放并为满足更严的要求留有一定裕量。
附图说明
[0008] 本实用新型实施例的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新 型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述,用来解释本实用新型的原理。在附图 中,
[0009] 图1为根据本实用新型的脱硫脱硝装置的示意图。
[0010]附图标记说明:
[0011] 1、烟囱2、燃烧器3、助燃风机4、稀释风机5、氨蒸发器6、SCR反应器7、 热备风机8、换热器9、余热回收锅炉10、增压风机11、脱硫塔12、焦炉煤气源 13、氨罐14、压缩空气源
具体实施方式
[0012]在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理 解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本实用新型实施例可以无需一个或多个 这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本实用新型实施例发生混淆,对于本领 域公知的一些技术特征未进行描述。
[0013] 为了彻底了解本实用新型实施例,将在下列的描述中提出详细的结构。显然,本实 用新型实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳 实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本实用新型还可以具有其他实施方式。 [0014]根据本实用新型的一个方面,提供一种焦炉烟气的脱硫脱硝装置。如图1所示,该 装置包括依次经由管路连接的补燃系统、选择性催化还原脱硝系统、热备系统、余热回收系 统和脱硫系统,其中:该补燃系统包括燃烧器2和用于向燃烧器2供应空气的助燃风机3,其 中该燃烧器构造为接收来自焦炉的烟气和来自焦炉的煤气以在燃烧器中燃烧加热,所述燃 烧器具有与所述选择性催化还原脱硝系统和所述热备系统连通的管路。优选地,该燃烧器 可以是煤气烧嘴等本领域公知的燃烧器,在此不再赘述其具体结构。
[0015]进一步,该选择性催化还原脱硝系统包括氨蒸发器5、稀释风机4和选择性催化还 原反应器6,本领域技术人员知晓,这些部件的结构在本领域中是已知的,在此不再赘述。如 图1所示,其中该稀释风机4连接到氨蒸发器5以向选择性催化还原反应器6的进口通道中 供给稀释过的氨水。这些氨水存储在位于该进口通道一侧的氨罐13中。其中该选择性催化 还原反应器6包括位于其中的催化剂和向反应器提供压缩空气的空气源14。该选择性催化 还原反应器6的出口通道连接到燃烧器2与热备系统连通的管路上,以将经选择性催化还原 反应器6处理过的烟气也供给到热备系统。
[0016]该热备系统包括热备风机7、换热器8和烟囱1,其中热备风机7将来自外部环境的 空气泵送入换热器8中。该换热器8为使外部环境的空气和来自补燃系统和选择性催化还原 脱硝系统的烟气进行热交换的空空换热器。该换热器具有连接到烟囱1的管路,以将经换热 器8加热后的外部环境的空气送入烟囱1中,以在烟囱1中维持一定的压力处于热备状态。换 热器8还具有连接到余热回收系统的管路,以将来自补燃系统和所述选择性催化还原脱硝 系统的烟气送入所述余热回收系统;所述余热回收系统包括余热回收锅炉9和位于余热回 收锅炉内的换热面。其中该换热面构造为加热饱和水蒸气;所述余热回收锅炉9的出口侧设 置有增压风机10,以将流经的所述烟气泵送到所述脱硫系统;脱硫系统包括脱硫塔11和位 于所述脱硫塔11内的除雾器,所述除雾器设置成对进入所述脱硫塔内的烟气进行脱水除 雾,脱水除雾后的烟气经由设置在所述脱硫塔的顶部的出烟口向外排出。
[0017] 根据本新型的焦炉烟气的脱硫脱硝装置的操作过程如下述:
[0018] 1.焦炉出来后的烟气自A处经管道沿箭头方向流入燃烧器2,经过燃烧,2加热后, 达到催化剂反应最佳温度,进入SCR反应器6,从而在催化剂的作用下脱除其中的NOx。同时 燃烧器2定期加热烟气在高温下(350°C以上)使催化剂表面粘结的硫酸铵、硫酸氢氨等发 生解析随烟气带走;
[0019] 2•然后,经脱硝后的烟气通过换热器8,将来自热备风机7的部分空气加热到120〜 180°C通入烟囱1进行热备,使原烟囱保持300〜500pa负压;
[0020] 3 •接着,高温烟气进入余热回收锅炉9中,将烟温降到ieo°c以下,同时产生蒸汽;
[0021] 4.降温后的烟气通过增压风机10后进入脱硫塔11,进一步脱除其中的S02; ’
[0022] 5.完成处理后的烟气经脱硫塔11内高效除雾器脱水除雾后通过塔顶烟囱B处达标 排放;
[0023]根据焦炉生产的特点,为防止因系统故障及检修,影响焦炉生产,将烟气通道作为 旁路,使烟囱保持热备状态,在紧急情况下能随时启用,可直接通入烟气排放。
[0024]由此可见,本实用新型中的焦炉烟气的脱硫脱硝装置,通过补燃系统有利于成熟 的中高温催化剂SCR系统的利用,更好的稳定的进行脱硝处理;同时定期高温烟气解析副产 物,延长了催化剂的使用寿命;使用余热回收锅炉充分利用剩余烟气热能生产蒸汽,产生较 好的经济效益;采用效率高且稳定的湿法脱硫方法,确保焦炉烟气量变化及S02浓度变化时 都能达标排放,同时直接从塔顶烟囱排放烟气。通过热备系统保持烟囱的压力,在脱硫脱硝 系统检修及故障时能随时启用旁路从烟囱排放烟气,保证焦炉的安全稳定生产。
[0025] 本实用新型已经通过上述实施例进行了说明,但应当理解的是,上述实施例只是 用于举例和说明的目的,而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领 域技术人员可以理解的是,本实用新型并不局限于上述实施例,根据本实用新型的教导还 可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以 内。

Claims (1)

1.一种焦炉烟气的脱硫脱硝装置,其特征在于所述装置包括依次经由管路连接的补燃 系统、选择性催化还原脱硝系统、热备系统、余热回收系统和脱硫系统,其中: 所述补燃系统包括燃烧器和用于向燃烧器供应空气的助燃风机,其中所述燃烧器构造 为接收来自焦炉的烟气和来自焦炉的煤气以在燃烧器中燃烧加热,所述燃烧器具有与所述 选择性催化还原脱硝系统和所述热备系统连通的管路; 所述选择性催化还原脱硝系统包括氨蒸发器、稀释风机和选择性催化还原反应器,其 中所述稀释风机连接到所述氨蒸发器以向所述选择性催化还原反应器的进口通道中供给 稀释过的氨水,所述氨水存储在位于所述进口通道一侧的氨罐中,所述选择性催化还原反 应器包括位于其中的催化剂和向所述反应器提供压缩空气的空气源,所述选择性催化还原 反应器的出口通道连接到所述燃烧器与所述热备系统连通的管路上,以将经所述选择性催 化还原反应器处理过的烟气也供给到所述热备系统; 所述热备系统包括热备风机、换热器和烟囱,其中所述热备风机将来自外部环境的空 气泵送入所述换热器中,所述换热器为使所述外部环境的空气和来自所述补燃系统和所述 选择性催化还原脱硝系统的烟气进行热交换的空空换热器,所述换热器具有连接到所述烟 囱的管路,以将经所述换热器加热后的外部环境的空气送入所述烟囱中,以在所述烟囱中 维持一定的压力处于热备状态;所述换热器还具有连接到所述余热回收系统的管路,以将 来自所述补燃系统和所述选择性催化还原脱硝系统的烟气送入所述余热回收系统; 所述余热回收系统包括余热回收锅炉和位于所述余热回收锅炉内的换热面,所述换热 面构造为加热饱和水蒸气;所述余热回收锅炉的出口侧设置有增压风机,以将流经的所述 烟气泵送到所述脱硫系统; 所述脱硫系统包括脱硫塔和位于所述脱硫塔内的除雾器,所述除雾器设置成对进入所 述脱硫塔内的烟气进行脱水除雾,脱水除雾后的烟气经由设置在所述脱硫塔的顶部的出烟 口向外排出。
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CN111704136A (zh) * 2020-04-27 2020-09-25 马春元 脱硫脱硝煤基活性焦一步法制备装备及方法

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