CN210786892U

CN210786892U - 一种配带二次混风的scr脱硝烟气加热装置

Info

Publication number: CN210786892U
Application number: CN201921342631.6U
Authority: CN
Inventors: 王波; 孙照燕; 尹鹏; 颜晓光; 谢然
Original assignee: Beijing Shougang International Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Shougang International Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2019-08-16
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2029-08-16

Abstract

一种配带二次混风的SCR脱硝烟气加热装置，属于钢铁行业烧结、球团低温烟气SCR脱硝加热技术领域。装置包括热风炉燃烧系统和二次混风系统；热风炉燃烧系统包括助燃风机、助燃气管路、可燃气管路、燃烧器、点火器和热风炉等，助燃风机通过助燃气管路与燃烧器连接，点火器位于热风炉炉体燃烧器的进气口处；二次混风系统包括混风室、热风分配器、混风风机等，混风室的入口与热风炉高温烟气出口连接，混风室出口高温烟气通过二次混风管道进入热风分配器。优点在于，有效降低了热风炉高温热风出口温度，同时调整炉膛内部压力，增强了脱硝原烟气的受热均匀性，有利于提高脱硝效率。

Description

一种配带二次混风的SCR脱硝烟气加热装置

技术领域

本实用新型属于钢铁行业烧结、球团低温烟气SCR脱硝加热技术领域，特别涉及一种配带二次混风的SCR脱硝烟气加热装置。

背景技术

烧结、球团是钢铁生产的重要工序，也是钢铁联合企业的固体废物处理中心，铁、磷、除尘污泥、除尘灰等生产过程中产生的绝大多数含铁废物都能作为烧结生产原料重新回到生产流程中。由于烧结、球团生产过程中使用多种原燃料，因此烧结、球团烟气成分比燃煤锅炉烟气更加复杂，烧结、球团烟气污染物排放量占比较大，颗粒物、SO₂、NO_X排放量分别占钢厂污染物排放总量的40％、70％、50％以上；同时烧结烟气中含有SO₂、NO_X、HF、重金属、二噁英等多种有害气态污染物及含铁粉尘、重金属等固态污染物，对环境的危害极大。因此，全面控制烧结烟气中的颗粒物、SO₂、NO_X等污染物排放已经成为钢铁企业控制污染的重点工作。2018-05，生态环境部发布了《钢铁企业超低排放改造工作方案》(征求意见稿)，再次刷新了对烧结烟气污染物的排放限制规定，将烧结机头烟气、球团焙烧烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值由20mg/m³、50mg/m³、100mg/m³修改为10mg/m³、35mg/m³、50mg/m³，并规定所有具备条件的钢铁企业按区域分别于2020年、2022年、2025年完成超低排放改造。2018年，我国将全面启动钢铁行业超低排放改造工作。随着电力行业超低排放的成功应用和全面普及，对包括钢铁烧结在内的非电领域实施“超低排放”治理将是大势所趋。

SCR脱硝作为当前应用最多、最成熟的烟气脱硝工艺之一，它具有脱硝效率高(≥90％)、运行稳定、容易操作等优点，在国内外烧结、球团工艺已经有成功应用。SCR脱硝工艺需要在设定的温度下完成氧化还原反应，原烟气温度及其均匀性是保证脱硝效率的重要因素。烧结、球团烟气温度一般为100～160℃，具有体量大、温度低、波动性大的特点，因此选用SCR脱硝工艺需要增设加热装置对进入SCR脱硝反应器的原烟气进行升温处理，才能达到催化剂对应的脱硝温度反应窗口，实现催化还原过程。因此烧结、球团烟气SCR脱硝都需要配套热风炉对原烟气进行加热升温，现有烧结、球团低温原烟气的常规加热方法是将热风炉生产的高温热风直接通入SCR脱硝反应器入口垂直烟道内，属于直燃直混的方式，由于热风炉的出口烟气温度过高(≥1000℃)，烧结、球团的脱硝原烟气温度一般较低(≤160℃)，高温热风与低温原烟气的温差较大，两股烟气在SCR脱硝反应器入口垂直烟道内混合时间较短，一般为0.9s左右，实际运行过程中普遍存在温度混合不均匀的问题，致使部分烟温没有达到脱硝反应设计温度值，造成脱硝效率的下降和氨逃逸的增加。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种配带二次混风的SCR脱硝烟气加热装置，解决了热风炉出口高温热风与低温烧结、球团烟气温度混合不均的问题，提高了脱硝反应效率；同时有利于降低热风炉出口高温烟气温度，平衡热风炉炉膛内部压力、减少热风炉出口高温烟道的保温成本。

一种配带二次混风的SCR脱硝烟气加热装置，包括热风炉燃烧系统、二次混风系统。热风炉燃烧系统包括助燃风机1、助燃气管路2、可燃气管路5、燃烧器8、点火器9、热风炉10和阀门附件蝶阀一3、调节阀一4、快速切断阀6、调节阀二7，助燃风机1通过助燃气管路2与燃烧器8连接，高炉煤气通过可燃气管路5送入燃烧器8中，点火器9位于热风炉炉体燃烧器8的进气口处；二次混风系统包括混风室12、热风分配器14、混风风机21、混风室出口二次混风管道13、净烟气二次混风管道17、原烟气二次混风管道19、风机出口二次混风管道24和阀门附件蝶阀二18、蝶阀三20、调节阀三23，混风室12的入口与热风炉10高温烟气出口连接，混风室12出口高温烟气通过二次混风管道13进入热风分配器14，热风分配器14布设在SCR脱硝反应器入口烟道15前段；混风风机21入口通过原烟气二次混风管道19与SCR脱硝反应器入口烟道15连接，原烟气二次混风管道19上设有蝶阀三20；混风风机21入口通过净烟气二次混风管道17与SCR脱硝反应器出口烟道16连接，净烟气二次混风管道17上设有蝶阀二18；混风风机21出口通过二次混风管道24与混风室12侧面连接，所述风机出口二次混风管道24上设有蝶阀四22和调节阀三23。

所述混风风机21出口调节阀三23上连接有DCS控制系统，DCS控制器可以根据不同的脱硝反应设计目标温度值，通过信号反馈自动调节调节阀三23的开度来控制二次混风量，实现对烧结、球团低温原烟气补燃加热过程的自动化控制，满足SCR脱硝反应的烟气温度要求；所述二次混风可以采用SCR脱硝反应器入口原烟气或出口净烟气，充分利用烟气系统余热，并且有利于降低脱硝系统烟气排放总量。

上述加热装置的使用方法，具体步骤及参数如下：

1、打开蝶阀一3、调节阀一4、快速切断阀6和调节阀二7，启动助燃风机1，将高炉煤气和助燃空气均通入燃烧器8内，两股混合气通过燃烧器8内配置的点火器9点燃并在热风炉10炉膛内部充分燃烧，燃烧产生的热风炉高温烟气温度不低于1000℃；

2、二次混风采用脱硝原烟气时，打开蝶阀三20，关闭蝶阀二18，将GGH换热后280～300℃的烧结、球团原烟气沿着原烟气二次混风管道19通入混风风机21；二次混风采用脱硝净烟气时，打开蝶阀二18，关闭蝶阀三20，将GGH换热后140～160℃的烧结、球团净烟气沿着净烟气二次混风管道17通入混风风机21；

3、启动混风风机21、打开蝶阀四22、调节阀三23，将部分脱硝原烟气或净烟气沿着风机出口二次混风管道24通入混风室12，并根据脱硝反应设计温度值在线调整调节阀三23开度，动态调整二次混风量。

4、热风炉10出口高温热风与低温脱硝原烟气或净烟气在混风室12内充分混合后温度降为800～900℃，有利于降低后续高温烟气与低温原烟气的混合体积比，增强原烟气混合后的温度均匀性，提高脱硝效率；

5、初步降温后的高温烟气沿着混风室出口二次混风管道13通入热风分配器14，与SCR脱硝反应器入口烟道15内低温原烟气进行充分混合升温至310～320℃，达到SCR脱硝催化剂的窗口反应温度。

本实用新型的优点在于：

1、通过在热风炉高温烟气出口设置混风室，将部分SCR脱硝反应器入口原烟气或出口净烟气在风机的作用下抽入混风室进行二次混风，有效降低了热风炉高温热风的出口温度，有利于减少热风炉出口高温热风与烧结、球团低温原烟气的混合体积比，加强了脱硝原烟气的受热均匀度，提高了脱硝效率。

2、通过采用原烟气或净烟气的二次混风有利于降低热风炉出口高温烟气温度，减少混风室出口至SCR脱硝反应器入口烟道的高温烟气管路保温成本，节约投资费用。

3、通过采用原烟气或净烟气进行二次混风，有利于充分利用脱硝系统原烟气或净烟气中的热量，减少热风炉燃料消耗，节约运行成本；同时这部分混风还起到平衡炉膛内部压力，减少炉膛负压，保证炉膛内部稳定燃烧的作用。

4、通过在混风室出口烟道与SCR脱硝反应器入口垂直烟道交汇处设置热风分配器，保证了高温热风与低温原烟气在SCR脱硝入口烟道内充分混合、均匀换热，对提高脱硝效率创造了有利条件。

5、通过混风风机出口烟道调节阀上的DCS控制系统实现自动化控制，可以根据脱硝反应设定温度调节脱硝系统原烟气或净烟气的二次混风量，实现整个系统的自动化控制，达到精确控制SCR脱硝反应所需最佳烟气温度的目的。

附图说明

图1为本装置整体结构示意图。其中，助燃风机1、助燃气管路2、蝶阀一3、调节阀一4、可燃气管路5、快速切断阀6、调节阀二7、燃烧器8、点火器9、热风炉10、隔板11、混风室12、混风室出口二次混风管道13、热风分配器14、SCR脱硝反应器入口烟道15、SCR脱硝反应器出口烟道16、净烟气二次混风管道17、蝶阀二18、原烟气二次混风管道19、蝶阀三20、混风风机21、蝶阀四22、调节阀三23、风机出口二次混风管道24。

具体实施方式

一种配带二次混风的SCR脱硝烟气加热装置，包括热风炉燃烧系统、二次混风系统。热风炉燃烧系统包括助燃风机1、助燃气管路2、可燃气管路5、燃烧器8、点火器9、热风炉10和阀门附件蝶阀一3、调节阀一4、快速切断阀6、调节阀二7，助燃气管路2和可燃气管路5均与燃烧器8连接，点火器9位于热风炉炉体燃烧器8的进气口处；二次混风系统包括混风室12、热风分配器14、混风风机21、混风室出口二次混风管道13、净烟气二次混风管道17、原烟气二次混风管道19、风机出口二次混风管道24和阀门附件蝶阀二18、蝶阀三20、调节阀三23，混风室12的入口与热风炉10高温烟气出口连接，混风室12出口高温烟气通过二次混风管道13进入热风分配器14，热风分配器14布设在SCR脱硝反应器入口烟道15前段；混风风机21入口通过原烟气二次混风管道19与SCR脱硝反应器入口烟道15连接，原烟气二次混风管道19上设有蝶阀三20；混风风机21入口通过净烟气二次混风管道17与SCR脱硝反应器出口烟道16连接，净烟气二次混风管道17上设有蝶阀二18；混风风机21出口通过二次混风管道24与混风室12侧面连接，所述风机出口二次混风管道24上设有蝶阀四22和调节阀三23。

上述加热装置的使用方法，具体步骤及参数如下：

1、打开蝶阀一3、调节阀一4、快速切断阀6和调节阀二7，启动助燃风机1，将高炉煤气和助燃空气均通入燃烧器8内，两股混合气通过燃烧器8内配置的点火器9点燃并在热风炉10炉膛内部充分燃烧，燃烧产生的热风炉高温烟气温度为1000℃；

2、二次混风采用脱硝原烟气时，打开蝶阀三20，关闭蝶阀二18，将GGH换热后290℃的烧结、球团原烟气沿着原烟气二次混风管道19通入混风风机21；二次混风采用脱硝净烟气时，打开蝶阀二18，关闭蝶阀三20，将GGH换热后160℃的烧结、球团净烟气沿着净烟气二次混风管道17通入混风风机21；

5、初步降温后的高温烟气沿着混风室出口二次混风管道13通入热风分配器14，与SCR脱硝反应器入口烟道15内290℃的低温原烟气进行充分混合升温至320℃，达到SCR脱硝催化剂的窗口反应温度。

Claims

1.一种配带二次混风的SCR脱硝烟气加热装置，其特征在于，包括热风炉燃烧系统、二次混风系统；热风炉燃烧系统包括助燃风机(1)、助燃气管路(2)、可燃气管路(5)、燃烧器(8)、点火器(9)、热风炉(10)和阀门附件蝶阀一(3)、调节阀一(4)、快速切断阀(6)、调节阀二(7)；助燃风机(1)通过助燃气管路(2)与燃烧器(8)连接，点火器(9)位于热风炉炉体燃烧器(8)的进气口处；二次混风系统包括混风室(12)、热风分配器(14)、混风风机(21)、混风室出口二次混风管道(13)、净烟气二次混风管道(17)、原烟气二次混风管道(19)、风机出口二次混风管道(24)和阀门附件蝶阀二(18)、蝶阀三(20)、调节阀三(23)；混风室(12)的入口与热风炉(10)高温烟气出口连接，混风室(12)出口通过混风室出口二次混风管道(13)连接热风分配器(14)，热风分配器(14)布设在SCR脱硝反应器入口烟道(15)前段；混风风机(21)入口通过原烟气二次混风管道(19)与SCR脱硝反应器入口烟道(15)连接，原烟气二次混风管道(19)上设有蝶阀三(20)；混风风机(21)入口通过净烟气二次混风管道(17)与SCR脱硝反应器出口烟道(16)连接，净烟气二次混风管道(17)上设有蝶阀二(18)；混风风机(21)出口通过二次混风管道(24)与混风室(12)侧面连接，风机出口二次混风管道(24)上设有蝶阀四(22)和调节阀三(23)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述混风风机(21)出口调节阀三(23)上连接有DCS控制系统。