CN211753933U

CN211753933U - 一种一氧化碳氮氧化物协同处理系统

Info

Publication number: CN211753933U
Application number: CN201921889710.9U
Authority: CN
Inventors: 魏进超; 康建刚; 何凯琳
Original assignee: Zhongye Changtian International Engineering Co Ltd
Current assignee: Zhongye Changtian International Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2029-11-05

Abstract

一种一氧化碳氮氧化物协同处理系统，该系统包括：第一CO催化氧化装置、SCR脱硝装置、第二CO催化氧化装置；原烟气经过原烟气输送管道连接至第一CO催化氧化装置的进气口；第一CO催化氧化装置的出气口通过第一烟气输送管道连接至SCR脱硝装置的进气口；SCR脱硝装置的出气口连接至第二CO催化氧化装置的进气口。本实用新型提供的技术方案通过在SCR脱硝装置的上游和下游分别设置第一CO催化氧化装置和第二CO催化氧化装置，以使得该系统能够在降低氨逃逸量的同时，提高SCR脱硝反应的温度，从而提高净烟气的排放质量和提高脱硝效率。

Description

一种一氧化碳氮氧化物协同处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种烟气协同处理系统，具体涉及一种一氧化碳氮氧化物协同处理系统，属于烧结装置技术领域。

背景技术

对于工业烟气、尤其钢铁工业的烧结机烟气而言，烟气脱硫脱硝技术是应用于多氮氧化物、硫氧化物生成化工工业的一项烟气净化技术。氮氧化物、硫氧化物是空气污染的主要来源之一。烟气同时脱硫脱硝技术目前大多处于研究和工业示范阶段，但由于其在一套系统中能同时实现脱硫和脱硝，特别是随着对NO_X控制标准的不断严格化，同时脱硫脱硝技术正受到各国的日益重视。

现有技术中针对烟气脱硫脱硝的处理绝大多数是采用脱硫和脱硝分开工艺，由于脱硝工艺需要喷入氨气等还原性气体，如果先对烟气进行脱硝，然后再进行脱硫，氨气的还原性气体将会影响脱硫的效率和脱除率；所以，一般针对烟气的脱硫脱硝工艺均是先对烟气进行脱硫处理，经过脱硫处理后的烟气再进行脱硝处理。现有技术中，采用干法脱硫的温度一般控制在100-150℃范围内，采用半干法脱硫的温度一般控制在90-110℃范围内，采用湿法脱硫的温度一般控制在50-60℃。再进入脱硝工艺中，采用选择性催化还原SCR法脱硝，一般温度控制在160-400℃左右；如果采用选择性非催化还原SNCR法脱硝，一般温度控制在800℃～1100℃较为适宜。现有技术中优先将待处理烟气的温度调节到适合脱硫处理的温度范围，一般温度较低，然后将经过脱硫后的烟气进行升温，将其温度升高到适合脱硝的温度范围。此工艺过程，由于一般待处理烟气量大，因此需消耗大量的燃料用于加热经过脱硫处理后的烟气，造成资源的浪费和环境的二次污染。

此外，由于待处理烟气均是由于燃料的燃烧产生，由于燃烧的充分程度和燃料不可能完全充分燃烧，因此，烟气中均含有一定量的一氧化碳。现有技术中，国家目前对于一氧化碳的排放标准没有明确规定，因此，对于待处理烟气一般只经过脱硫和脱硝处理后直接排放，烟气中的一氧化碳没有针对性的进行处理和利用，造成一氧化碳的直接排放。同时，一氧化碳为无色、无臭、无刺激性的气体；在水中的溶解度甚低，极难溶于水；与空气混合爆炸极限为12.5％～74.2％；一氧化碳极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息，严重时死亡；一氧化碳对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其对大脑皮质的影响最为严重。因此，一氧化碳的直接排放对环境污染极大。

因此，如何提供一种烟气多污染物协同净化工艺方法，能够在降低氨逃逸量的同时，提高SCR脱硝反应的温度，从而提高净烟气的排放质量和提高脱硝效率，是本领域技术人员亟待解决技术问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于通过在SCR脱硝装置的上游和下游分别设置第一CO催化氧化装置和第二CO催化氧化装置，以使得该系统能够在降低氨逃逸量的同时，提高SCR脱硝反应的温度，从而提高净烟气的排放质量和提高脱硝效率。本实用新型提供一种一氧化碳氮氧化物协同处理系统，该系统包括：第一CO催化氧化装置、SCR脱硝装置、第二CO催化氧化装置；原烟气经过原烟气输送管道连接至第一CO催化氧化装置的进气口；第一CO催化氧化装置的出气口通过第一烟气输送管道连接至SCR脱硝装置的进气口；SCR脱硝装置的出气口连接至第二CO催化氧化装置的进气口。

根据本实用新型的实施方案，提供一种一氧化碳氮氧化物协同处理系统：

一种一氧化碳氮氧化物协同处理系统，该系统包括：第一CO催化氧化装置、SCR脱硝装置、第二CO催化氧化装置；原烟气经过原烟气输送管道连接至第一CO催化氧化装置的进气口；第一CO催化氧化装置的出气口通过第一烟气输送管道连接至SCR脱硝装置的进气口；SCR脱硝装置的出气口连接至第二CO催化氧化装置的进气口。

作为优选，该系统还包括喷氨装置；喷氨装置设置在第一烟气输送管道上；氨气输送管道的末端连接至喷氨装置。

作为优选，该系统还包括换热器；第二CO催化氧化装置的出气口与净烟气排放管道连接，换热器分别与原烟气输送管道、净烟气排放管道连接。

作为优选，换热器为GGH换热器。

作为优选，该系统还包括混合器；氨气输送管道、热介质输送管道的末端连接至混合器的进气口，混合器的出气口通过氨气空气混合气体输送管道连接至喷氨装置。

作为优选，热介质输送管道的前端连接至净烟气排放管道。

作为优选，该系统还包括整流装置；整流装置设置在SCR脱硝装置的进气口。

作为优选，该系统还包括处理塔；整流装置、SCR脱硝装置、第二CO催化氧化装置依次设置在处理塔内。

作为优选，第一CO催化氧化装置设置在原烟气输送管道内。

作为优选，该系统还包括集成处理塔；第一CO催化氧化装置、喷氨装置、整流装置、SCR脱硝装置、第二CO催化氧化装置依次设置在集成处理塔内；原烟气输送管道连接至集成处理塔的进气口，集成处理塔的出气口与净烟气排放管道连接。

作为优选，该系统还包括：烟气流量监测传感器、二氧化硫浓度监测传感器、氮氧化物浓度监测传感器、氨气流量监测传感器、氨气浓度监测传感器；烟气流量监测传感器、二氧化硫浓度监测传感器和氮氧化物浓度监测传感器均设置在原烟气输送管道上，且都位于喷氨装置的上游；氨气流量监测传感器设置在氨气输送管道上；氨气浓度监测传感器设置在净烟气排放管道上。

作为优选，所述烟气流量监测传感器检测原烟气的流量，标记为Q_烟气；二氧化硫浓度监测传感器检测原烟气中二氧化硫的含量，标记为C_二氧化硫，％；氮氧化物浓度监测传感器原烟气中氮氧化物的含量，标记为C_氮氧化物，％；氨气浓度监测传感器净烟气中氨气的逃逸量，标记为C_氨逃逸，％；喷氨装置喷入的氨气流量Q_氨气满足以下公式：

Q_氨气＝Q_烟气×(aC_二氧化硫+bC_氮氧化物-C_氨逃逸)；控制氨气流量监测传感器的读数为Q_氨气；

其中，其中：a为烟气中二氧化硫消耗氨气的反应系数，a的值为0.4-1.5，优选a的值为0.5-1.2，更优选a的值为0.6-1；b为烟气中氮氧化物消耗氨气的反应系数，b的值为0.5-2；优选b的值为0.6-1.5；更优选b的值为0.7-1.2。

在本申请中，一氧化碳氮氧化物协同处理系统包括：第一CO催化氧化装置、SCR脱硝装置、第二CO催化氧化装置；烧结烟气依次通过第一CO催化氧化装置、SCR脱硝装置、第二CO催化氧化装置。在第一CO催化氧化装置中，烧结烟气中的CO发生氧化反应产生热量，从而提高烧结烟气的温度，相对地在减少对烧结烟气的额外热量补给的条件下，也能够使得烧结烟气在SCR脱硝装置中的脱硝效率提高。在SCR脱硝装置中脱硝后的烧结烟气进入第二CO催化氧化装置，此时由于CO催化剂的氧化性强，能够将烧结烟气中的NH₃气体氧化，从而减少氨气的逃逸。综上，本申请提供的方案，能够提高脱氨效率，降低氨气的逃逸，降低企业的生产成本。

在本申请中，一氧化碳氮氧化物协同处理系统还包括：喷氨装置。通过喷氨装置向第一烟气输送管道内喷入过量氨气，使得氨气能够更好的与烧结烟气中的二氧化硫反应，从而防止烧结烟气的二氧化硫使得SCR催化剂中毒。从而提高了脱硝效率，和脱硝的精度。

在本实用新型的技术方案中，通过将脱硫后的烟气经过一氧化碳处理系统，将脱硫后烟气中的一氧化碳转化为二氧化碳，具体为：

2CO+O₂＝＝＝＝2CO₂。

利用烟气中本身存在(或含有)的一氧化碳成分，利用一氧化碳与氧气反应生成二氧化碳是一个放热反应，通过一氧化碳处理系统将烟气中的一氧化碳转化为二氧化碳，该反应放出的热量用于升温脱硫后的烟气，从而实现了脱硫后烟气升温的效果；同时，除去了烟气中的一氧化碳，避免了烟气中一氧化碳对环境的污染。

本实用新型设计者经过多年研究和工程实践，提出了将待处理烟气经过脱硫系统后，获得的(低温)脱硫后的烟气，利用该烟气中本身存在的一氧化碳成分，使一氧化碳转化为二氧化碳，该反应放出热量，利用放出的热量就能自动的升高脱硫后烟气的温度，从而达到使进入脱硝系统的烟气升温的目的；同时，处理了烟气中的污染物一氧化碳。

在本实用新型中，将脱硫后的烟气输送至一氧化碳处理系统，在一氧化碳处理系统中，脱硫后的烟气中的一氧化碳进行转化反应(也就是一氧化碳燃烧，生成二氧化碳的反应)，放出的热量直接被脱硫后的烟气吸收，从而达到升温的效果。

在本申请中，通过换热器回收净烟气排放管道中气体的热量至原烟气输送管道中，从而降低了整个系统的能量损失。当烧结烟气通过第一CO催化氧化装置和第二CO催化氧化装置时发生发热的氧化还原反应，从而提高了整个烧结烟气的温度。通过GGH换热器能够有效地将热量从而净烟气排放管道中换热至原烟气输送管道。

在本申请中，通过混合器，将热介质与氨气混合，即将热空气与氨气混合。从而提高氨气的温度和降低氨气的浓度，防止高浓度氨气直接接触高温烧结烟气发生爆炸，防止由于低温氨气混入烧结烟气中，导致烧结烟气在管道内冷凝，以使得管道被腐蚀。

在本申请中，向热介质输送管道内通入净烟气，已实现净烟气中的热量得到最大程度的回收利用。

在本申请中，在整流装置能够对即将进入SCR脱硝装置的烧结烟气进行梳理，以使得烧结烟气能够更好地通过SCR脱硝装置，以实现更大效率的脱硝。

在本申请中，将整流装置、SCR脱硝装置、第二CO催化氧化装置设置在处理塔内，以减少该系统的占地面积，减少装置之间的连接管道，减少系统故障率。

在本申请中，将第一CO催化氧化装置设置在原烟气输送管道内，能够进一步的缩减系统的连接装置。

在本申请中，将第一CO催化氧化装置、喷氨装置、整流装置、SCR脱硝装置、第二CO催化氧化装置依次设置在集成处理塔内，能够最大限度的减少该系统的占地面积，进一步的降低系统的故障率。

在本申请中，通过检测原烟气的流量，硫氧化物和氮氧化物的含量，能够准确的控制氨气的喷入量。

本实用新型的技术方案，适用于任何烟气脱硫脱硝工艺，也使用与任何烟气。本实用新型中一氧化碳处理系统可以采用现有技术中任何催化一氧化碳转化的处理系统。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过利用脱硫后烟气中的一氧化碳，将脱硫后烟气中的一氧化碳转化为二氧化碳，此过程放出的热量直接用于升温脱硫后的烟气，减少甚至节省了通过外部燃料加热升温该烟气的过程；

2、本申请提供的技术方案，通过设置第二CO催化氧化装置，能够在降低氨逃逸量，从而提高净烟气的排放质量和提高脱硝效率；

3、本实用新型充分利用了烟气中的一氧化碳，利用一氧化碳转化为二氧化碳过程中放出的热量达到升温烟气温度用于脱硝处理的目的，节约了燃料的使用，同时处理了烟气中一氧化碳，减少了烟气对环境的污染，同时减弱甚至避免了延期处理过程中的二次污染。

4、本申请提供的技术方案，能够提高脱硝的效率。

附图说明

图1为本实用新型中一氧化碳氮氧化物协同处理系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型中采用集成处理塔结构的结构示意图。

附图标记：

1：第一CO催化氧化装置；2：SCR脱硝装置；3：第二CO催化氧化装置；4：喷氨装置；5：换热器；6：混合器；7：整流装置；8：处理塔；9：集成处理塔；

L0：原烟气输送管道；L1：第一烟气输送管道；L2：氨气输送管道；L3：净烟气排放管道；L4：热介质输送管道；L5：氨气空气混合气体输送管道；

Q1：烟气流量监测传感器；C1：二氧化硫浓度监测传感器；C2：氮氧化物浓度监测传感器；Q3：氨气流量监测传感器；C3：氨气浓度监测传感器。

具体实施方式

根据本实用新型的第一种实施方案，提供一种一氧化碳氮氧化物协同处理系统：

一种一氧化碳氮氧化物协同处理系统，该系统包括：第一CO催化氧化装置1、SCR脱硝装置2、第二CO催化氧化装置3；原烟气经过原烟气输送管道L0连接至第一CO催化氧化装置1的进气口；第一CO催化氧化装置1的出气口通过第一烟气输送管道L1连接至SCR脱硝装置2的进气口；SCR脱硝装置2的出气口连接至第二CO催化氧化装置3的进气口。

作为优选，该系统还包括喷氨装置4；喷氨装置4设置在第一烟气输送管道L1上；氨气输送管道L2的末端连接至喷氨装置4。

作为优选，该系统还包括换热器5；第二CO催化氧化装置3的出气口与净烟气排放管道L3连接，换热器5分别与原烟气输送管道L0、净烟气排放管道L3连接。

作为优选，换热器5为GGH换热器。

作为优选，该系统还包括混合器6；氨气输送管道L2、热介质输送管道L4的末端连接至混合器6的进气口，混合器6的出气口通过氨气空气混合气体输送管道L5连接至喷氨装置4。

作为优选，热介质输送管道L4的前端连接至净烟气排放管道L3。

作为优选，该系统还包括整流装置7；整流装置7设置在SCR脱硝装置2的进气口。

作为优选，该系统还包括处理塔8；整流装置7、SCR脱硝装置2、第二CO催化氧化装置3依次设置在处理塔8内。

作为优选，第一CO催化氧化装置1设置在原烟气输送管道L0内。

作为优选，该系统还包括集成处理塔9；第一CO催化氧化装置1、喷氨装置4、整流装置7、SCR脱硝装置2、第二CO催化氧化装置3依次设置在集成处理塔9内；原烟气输送管道L0连接至集成处理塔9的进气口，集成处理塔9的出气口与净烟气排放管道L3连接。

作为优选，该系统还包括：烟气流量监测传感器Q1、二氧化硫浓度监测传感器C1、氮氧化物浓度监测传感器C2、氨气流量监测传感器Q3、氨气浓度监测传感器C3；烟气流量监测传感器Q1、二氧化硫浓度监测传感器C1和氮氧化物浓度监测传感器C2均设置在原烟气输送管道L0上，且都位于喷氨装置4的上游；氨气流量监测传感器Q3设置在氨气输送管道L2上；氨气浓度监测传感器C3设置在净烟气排放管道L3上。

作为优选，所述烟气流量监测传感器Q1检测原烟气的流量，标记为Q_烟气；二氧化硫浓度监测传感器C1检测原烟气中二氧化硫的含量，标记为C_二氧化硫，％；氮氧化物浓度监测传感器C2原烟气中氮氧化物的含量，标记为C_氮氧化物，％；氨气浓度监测传感器C3净烟气中氨气的逃逸量，标记为C_氨逃逸，％；喷氨装置4喷入的氨气流量Q_氨气满足以下公式：

Q_氨气＝Q_烟气×(aC_二氧化硫+bC_氮氧化物-C_氨逃逸)；控制氨气流量监测传感器Q3的读数为Q_氨气；

实施例1

实施例2

重复实施例1，只是该系统还包括喷氨装置4；喷氨装置4设置在第一烟气输送管道L1上；氨气输送管道L2的末端连接至喷氨装置4。

实施例3

重复实施例2，只是该系统还包括换热器5；第二CO催化氧化装置3的出气口与净烟气排放管道L3连接，换热器5分别与原烟气输送管道L0、净烟气排放管道L3连接。换热器5为GGH换热器。

实施例4

重复实施例3，只是该系统还包括混合器6；氨气输送管道L2、热介质输送管道L4的末端连接至混合器6的进气口，混合器6的出气口通过氨气空气混合气体输送管道L5连接至喷氨装置4。热介质输送管道L4的前端连接至净烟气排放管道L3。

实施例5

重复实施例4，只是该系统还包括整流装置7；整流装置7设置在SCR脱硝装置2的进气口。

实施例6

重复实施例5，只是该系统还包括处理塔8；整流装置7、SCR脱硝装置2、第二CO催化氧化装置3依次设置在处理塔8内。

实施例7

重复实施例6，只是第一CO催化氧化装置1设置在原烟气输送管道L0内。

实施例8

重复实施例7，只是该系统还包括集成处理塔9；第一CO催化氧化装置1、喷氨装置4、整流装置7、SCR脱硝装置2、第二CO催化氧化装置3依次设置在集成处理塔9内；原烟气输送管道L0连接至集成处理塔9的进气口，集成处理塔9的出气口与净烟气排放管道L3连接。

实施例9

重复实施例8，只是该系统还包括：烟气流量监测传感器Q1、二氧化硫浓度监测传感器C1、氮氧化物浓度监测传感器C2、氨气流量监测传感器Q3、氨气浓度监测传感器C3；烟气流量监测传感器Q1、二氧化硫浓度监测传感器C1和氮氧化物浓度监测传感器C2均设置在原烟气输送管道L0上，且都位于喷氨装置4的上游；氨气流量监测传感器Q3设置在氨气输送管道L2上；氨气浓度监测传感器C3设置在净烟气排放管道L3上。

实施例10

重复实施例9，只是所述烟气流量监测传感器Q1检测原烟气的流量，标记为Q_烟气；二氧化硫浓度监测传感器C1检测原烟气中二氧化硫的含量，标记为C_二氧化硫，％；氮氧化物浓度监测传感器C2原烟气中氮氧化物的含量，标记为C_氮氧化物，％；氨气浓度监测传感器C3净烟气中氨气的逃逸量，标记为C_氨逃逸，％；喷氨装置4喷入的氨气流量Q_氨气满足以下公式：

其中，其中：a为烟气中二氧化硫消耗氨气的反应系数，a的值为0.8，更优选a的值为0.6-1；b为烟气中氮氧化物消耗氨气的反应系数，b的值为1.1。

Claims

1.一种一氧化碳氮氧化物协同处理系统，其特征在于：该系统包括：第一CO催化氧化装置(1)、SCR脱硝装置(2)、第二CO催化氧化装置(3)；原烟气经过原烟气输送管道(L0)连接至第一CO催化氧化装置(1)的进气口；第一CO催化氧化装置(1)的出气口通过第一烟气输送管道(L1)连接至SCR脱硝装置(2)的进气口；SCR脱硝装置(2)的出气口连接至第二CO催化氧化装置(3)的进气口。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：该系统还包括喷氨装置(4)；喷氨装置(4)设置在第一烟气输送管道(L1)上；氨气输送管道(L2)的末端连接至喷氨装置(4)。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：该系统还包括换热器(5)；第二CO催化氧化装置(3)的出气口与净烟气排放管道(L3)连接，换热器(5)分别与原烟气输送管道(L0)、净烟气排放管道(L3)连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：换热器(5)为GGH换热器。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于：该系统还包括混合器(6)；氨气输送管道(L2)、热介质输送管道(L4)的末端连接至混合器(6)的进气口，混合器(6)的出气口通过氨气空气混合气体输送管道(L5)连接至喷氨装置(4)。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：热介质输送管道(L4)的前端连接至净烟气排放管道(L3)。

7.根据权利要求1-4、6中任一项所述的系统，其特征在于：该系统还包括整流装置(7)；整流装置(7)设置在SCR脱硝装置(2)的进气口。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：该系统还包括整流装置(7)；整流装置(7)设置在SCR脱硝装置(2)的进气口。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：该系统还包括处理塔(8)；整流装置(7)、SCR脱硝装置(2)、第二CO催化氧化装置(3)依次设置在处理塔(8)内；和/或

第一CO催化氧化装置(1)设置在原烟气输送管道(L0)内。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：该系统还包括处理塔(8)；整流装置(7)、SCR脱硝装置(2)、第二CO催化氧化装置(3)依次设置在处理塔(8)内；和/或

第一CO催化氧化装置(1)设置在原烟气输送管道(L0)内。

11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：该系统还包括集成处理塔(9)；第一CO催化氧化装置(1)、喷氨装置(4)、整流装置(7)、SCR脱硝装置(2)、第二CO催化氧化装置(3)依次设置在集成处理塔(9)内；原烟气输送管道(L0)连接至集成处理塔(9)的进气口，集成处理塔(9)的出气口与净烟气排放管道(L3)连接。

12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：该系统还包括集成处理塔(9)；第一CO催化氧化装置(1)、喷氨装置(4)、整流装置(7)、SCR脱硝装置(2)、第二CO催化氧化装置(3)依次设置在集成处理塔(9)内；原烟气输送管道(L0)连接至集成处理塔(9)的进气口，集成处理塔(9)的出气口与净烟气排放管道(L3)连接。

13.根据权利要求3-4、6、8、10、12中任一项所述的系统，其特征在于：该系统还包括：烟气流量监测传感器(Q1)、二氧化硫浓度监测传感器(C1)、氮氧化物浓度监测传感器(C2)、氨气流量监测传感器(Q3)、氨气浓度监测传感器(C3)；烟气流量监测传感器(Q1)、二氧化硫浓度监测传感器(C1)和氮氧化物浓度监测传感器(C2)均设置在原烟气输送管道(L0)上，且都位于喷氨装置(4)的上游；氨气流量监测传感器(Q3)设置在氨气输送管道(L2)上；氨气浓度监测传感器(C3)设置在净烟气排放管道(L3)上。

14.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：该系统还包括：烟气流量监测传感器(Q1)、二氧化硫浓度监测传感器(C1)、氮氧化物浓度监测传感器(C2)、氨气流量监测传感器(Q3)、氨气浓度监测传感器(C3)；烟气流量监测传感器(Q1)、二氧化硫浓度监测传感器(C1)和氮氧化物浓度监测传感器(C2)均设置在原烟气输送管道(L0)上，且都位于喷氨装置(4)的上游；氨气流量监测传感器(Q3)设置在氨气输送管道(L2)上；氨气浓度监测传感器(C3)设置在净烟气排放管道(L3)上。