CN212417556U - 烧结烟气利用喷雾干燥法脱硫脱硝的超净排放系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种烧结烟气利用喷雾干燥法脱硫脱硝的超净排放系统，系统包括：SDA脱硫旋转器、除尘装置、脱硫灰回收装置、喷氨装置和脱硝反应装置；烧结烟气进入SDA脱硫旋转器脱硫处理，然后除尘得到除尘后气体；SDA脱硫旋转器和除尘装置的底部固体产物出口均与脱硫灰回收装置的入口连接，脱硫灰回收装置用于制备脱硫剂浆液，再次用于烟气的脱硫处理；除尘后气体进入所述喷氨装置，与喷氨装置喷洒的氨水共同进入脱硝反应装置，进行脱硝处理。本实用新型将SDA脱硫和活性炭脱硝相结合，可有效去除烧结烟气污染物，脱硫灰循环利用减少了脱硫剂的使用量；将高温净烟气引入热风炉，减少了燃料的消耗，降低了投资和运行成本。

Description

烧结烟气利用喷雾干燥法脱硫脱硝的超净排放系统

技术领域

本实用新型属于烧结烟气脱硫脱硝技术领域，具体涉及一种烧结烟气利用喷雾干燥法脱硫脱硝的超净排放系统。

背景技术

随着环保要求的不断提高，烟气治理工作提上议程，烧结烟气脱硫脱硝工作开始受到越来越多环保部门和专家学者的重视。

烧结烟气在生产过程中排放的烟气具有以下特点：烟气量、烟气温度、SO₂浓度波动大；含湿量大、水分含量高达10％左右；含有腐蚀性气体及重金属污染物，烟气中含有HCL、SOx、NOx、HF等；含有二噁英等。这些都是国家大气污染治理的重点领域。

为了使烟气排放满足日益严峻的环保要求，脱硫脱硝工艺得到应用实施，但在实施过程中会产生脱硫脱硝副产物，在脱除污染物的同时，会产生新的其他污染物。

SDA脱硫(喷雾干燥法脱硫)与活性焦脱硝的结合解决了副产物的窘境，得到资源的可回收利用，为烟气脱硫脱硝实现超低排放提供可靠的工艺方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种烧结烟气利用喷雾干燥法脱硫脱硝的超净排放系统，以至少解决目前烧结烟气脱硫脱硝过程中产生副产物种类繁多，污染物数量增多，处理难度大且投资运行成本高，无法做到超净排放的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种烧结烟气利用喷雾干燥法脱硫脱硝的超净排放系统，所述超净排放系统包括：SDA脱硫旋转器、除尘装置、脱硫灰回收装置、喷氨装置和脱硝反应装置；

所述SDA脱硫旋转器的入口通入烧结烟气，所述SDA脱硫旋转器的气体出口通过管道与所述除尘装置的入口连接，所述除尘装置用于对脱硫反应后的烟气进行除尘净化，得到除尘后气体；

所述SDA脱硫旋转器的底部固体产物出口和所述除尘装置的底部固体产物出口均与所述脱硫灰回收装置的入口连接，所述脱硫灰回收装置用于制备脱硫剂浆液，所述脱硫剂浆液输送至所述SDA脱硫旋转器中用于烟气的脱硫处理；

所述喷氨装置的入口通过管道与所述除尘装置的气体出口连接，所述喷氨装置的出口通过管道与所述脱硝反应装置的入口连接，所述除尘后气体进入所述喷氨装置，与所述喷氨装置喷洒的氨水共同进入所述脱硝反应装置，在所述脱硝反应装置内部催化剂作用下进行脱硝处理，进一步净化烟气。

在如上所述的超净排放系统，优选，除尘装置与所述喷氨装置之间的管道上设置有热解析系统，所述热解析系统用于对所述除尘后气体进行加热，以便提高脱硝后的催化剂的活性；

优选地，所述热解析系统对所述除尘后气体加热至温度300℃以上。

在如上所述的超净排放系统，优选，所述脱硫灰回收装置包括粉仓和浆液罐，所述SDA脱硫旋转器的底部固体产物出口和所述除尘装置的底部固体产物出口均与所述粉仓的入口连接，所述粉仓的出口与所述浆液罐连接，用于向浆液罐中输送脱硫灰。

在如上所述的超净排放系统，优选，所述浆液罐还与氧化钙供给设备和水供给设备连接。

在如上所述的超净排放系统，优选，所述脱硝反应装置为活性炭脱硝反应器，所述活性炭均匀分布于所述脱硝反应器的内部。

在如上所述的超净排放系统，优选，所述除尘装置为布袋除尘器。

在如上所述的超净排放系统，优选，所述喷氨装置为喷氨格栅。

在如上所述的超净排放系统，优选，所述热解析系统包括热风炉、循环风机和助燃风机，所述热风炉的出风口通过管道连接至所述除尘装置与所述喷氨装置之间的管道上；

所述助燃风机与所述热风炉的第一入风口连接，所述助燃风机用于引用空气助燃；

所述循环风机的一端与脱硝反应后的烟气管道连接，另一端与所述热风炉的第二入风口连接，将脱硝反应后的高温净烟气引入所述热风炉。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优异效果：

本实用新型通过将SDA脱硫和活性炭脱硝技术相结合，可有效去除烧结烟气污染物，实现烧结烟气的超低排放要求，本实用新型的系统脱硫效率可＞99％，脱硝效率可＞90％。

通过将脱硫反应产物和除尘产物收集后以一定比例返回至浆液罐，引入SDA脱硫旋转器中继续吸收使用，减少了脱硫剂的使用量，减少了运行成本。

SAD脱硫技术和活性炭脱硝技术要求烟气温度在140℃左右，不需要对烟气进行加热升温，节省了运行成本。采用活性炭作为脱硝催化剂，反应温度在140℃左右，降低了脱硝反应的温度，可操作性强，脱硝效率高，同时活性炭可继续吸附烟气中的残余的污染物SO₂，实现烟气超低排放的标准。催化剂活性炭经过热解析后仍可作催化剂继续使用，或者直接排出做为燃料回收使用，实现了资源的可回收利用的价值。

在催化剂堵塞时，通过使用热风炉对烟气加热，使得吸附在催化剂表面物质热解析；同时，通过从脱硝反应器后端引回一部分高温净烟气，减少了热风炉中燃料的消耗，降低了运行成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型实施例的烧结烟气利用喷雾干燥法脱硫脱硝的超净排放系统的结构流程图。

图中：1、SDA脱硫旋转器；2、布袋除尘器；3、粉仓；31、灰斗；4、浆液罐；5、热风炉；6、助燃风机；7、循环风机；8、喷氨格栅；9、脱硝反应器；10、烟囱。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种烧结烟气利用喷雾干燥法脱硫脱硝的超净排放系统，本实用新型中的超净排放系统采用SDA喷雾干燥法脱硫处理+除尘处理+脱硫灰回收制浆+活性炭脱硝处理的方式得到污染物含量少，能够直接从烟囱中排放的超净烧结烟气，本实用新型中采用的烧结烟气的温度范围在150-180℃之间。

超净排放系统包括：SDA脱硫旋转器1、除尘装置、脱硫灰回收装置、喷氨装置和脱硝反应装置；

SDA脱硫旋转器1的入口通入烧结烟气，SDA脱硫旋转器1的气体出口与除尘装置的入口通过管道连接，除尘装置用于对脱硫反应后的烟气进行除尘净化，得到除尘后气体；

SDA脱硫旋转器1的底部固体产物出口和除尘装置的底部固体产物出口均与脱硫灰回收装置的入口连接，脱硫灰回收装置用于制备脱硫剂浆液，脱硫剂浆液用于SDA脱硫旋转器1中脱硫处理；

喷氨装置的入口通过管道与除尘装置的气体出口连接，喷氨装置的出口通过管道与脱硝反应装置的入口连接，除尘后气体进入喷氨装置，与喷氨装置喷洒的氨水共同进入脱硝反应装置，在脱硝反应装置内部催化剂作用下进行脱硝处理，进一步净化烟气。

SDA脱硫旋转器1内部采用的脱硫剂为熟石灰Ca(OH)₂浆液，浆液经雾化器被雾化成液滴，均匀的喷入旋转器内，浆液在制备过程中通常使用生石灰作为吸收剂，生石灰经过消化后制备成熟石灰浆液，SDA脱硫旋转器1内部的旋转雾化器将将脱硫剂浆液雾化成30-80μm的细小雾滴。高温烧结烟气从SDA脱硫旋转器1的底部进入，经过烟气管道在SDA脱硫旋转器1的上部排出，排出后立即与旋转器上端喷出的细小雾滴充分接触，强碱性的脱硫剂雾滴充分吸收烟气中的酸性成分，同时雾滴的水分被蒸发，变成干燥的脱硫产物即脱硫灰。随后雾滴随着烟气从旋转器的底部管道排出进入除尘装置。其中原料生石灰要求为：粒度(D100)≤1mm、纯度(CaO含量)≥90％、活性(T60)≤3min。反应生成CaSO₄，实现SO₂吸收净化，此阶段的脱硫效率可以达到90％以上。

本实用新型的具体实施例中，除尘装置为布袋除尘器2。布袋除尘器2底部设置有多个灰斗31，灰斗31的数量根据项目情况设定。脱硫后粉状颗粒产物随气流进入布袋除尘器2进一步除尘，除尘设备采用旋转低压脉冲喷吹清灰布袋除尘器2。SDA脱硫旋转器1中是完成脱硫反应的第一步，在布袋除尘时，布袋除尘器2有两个作用：一是收集沉淀飞灰及反应产物，二是污染物第二阶段吸附SO₂进行反应。经过第二阶段的脱硫处理后，本系统的脱硫效率可达到＞99％。

脱硫灰回收装置包括粉仓3和浆液罐4，SDA脱硫旋转器1的底部固体产物出口和除尘装置的底部固体产物出口均与粉仓3的入口连接，优选地，灰斗31与粉仓3的入口连接，SDA脱硫旋转器1脱硫反应后的脱硫灰以及布袋除尘器2除尘后的脱硫灰进入粉仓3收集备用。粉仓3的出口与浆液罐4连接，用于向浆液罐4中输送脱硫灰，粉仓3中还包括外排出口，粉仓3中一部分脱硫灰投入浆液罐4中，另一部分外排出去；优选地，浆液罐4还与氧化钙供给设备和水供给设备连接；浆液罐4中盛装有脱硫剂Ca(OH)₂，浆液罐4中投入原料水和氧化钙，经过消化后制成Ca(OH)₂浆液。向浆液罐4中输送的脱硫灰的质量占烧结烟气脱硫所需的脱硫剂总量的质量百分比为40-70％(比如43％、45％、48％、50％、53％、55％、58％、60％、63％、65％、68％)，也就是浆液罐4中脱硫剂Ca(OH)₂和脱硫灰总量为100％，即烧结烟气所需的脱硫剂总量。脱硫灰输送量过多会降低脱硫效率，过少导致脱硫灰的循环利用率低，生石灰的消耗量增大。

从布袋除尘器2排出的脱硫反应物即脱硫灰进入粉仓3，因在SDA脱硫旋转器1中脱硫剂反应率约为60-70％，为提高脱硫剂的使用效率以及减少脱硫剂的投加量，脱硫反应物直接收集定量添加到浆液罐4，以总脱硫剂消耗量的40-70％的投加比例进行投加，具体投加值根据烟气中SO₂的含量值定。

本实用新型的具体实施例中，脱硝反应装置为活性炭脱硝反应器9，活性炭均匀分布于脱硝反应器9的内部；活性炭作为催化剂可以降低脱硝反应的温度，在活性炭催化作用下，反应温度在140℃左右，降低了脱硝反应的温度，可操作性强，脱硝效率高。

本实用新型的具体实施例中，喷氨装置为喷氨格栅8；优选地，喷氨格栅8内喷洒的氨水的质量浓度为15-18％(比如15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％)。从布袋除尘器2出来的烟气进入活性炭脱硝反应器9，活性炭作为低温催化剂存在，使得反应温度在140℃左右，烧结烟气中的NOx在催化剂的作用下和喷洒的氨水的作用下发生还原反应，生成N₂和H₂O，脱硝后的烟气经降温后进入烟囱10排放。

氨水通过安装在脱硝反应器9上游的喷氨格栅8注入活性炭脱硝反应器9喷氨流场。通过喷氨格栅8，氨水可均匀地喷洒到烟道气中，含有氨的烟气流通过活性炭催化剂床层进行脱硝反应，设置喷氨格栅8喷洒氨水，氨水喷洒更均匀，与烧结烟气接触更充分，能够提高脱硝效率。

本实用新型的具体实施例中，除尘装置与喷氨装置之间的管道上设置有热解析系统，热解析系统用于对除尘后气体进行加热，以便提高脱硝后的催化剂的活性；优选地，热解析系统对除尘后气体加热至温度300℃以上。热解析系统设置在此位置的目的是，对进入脱硝反应器9的烟气温度加热至解析温度，高温烟气进入脱硝反应器9，脱硝反应器9内部升温至解析温度，烟气从下方入口进入向上移动，在移动过程中活性炭也解析完，解析完的物质随着烟气排出进入烟囱10。

热解析系统通常在活性炭的脱硝效果下降时，开启工作，脱硫效率提高后可再次关闭热解析系统，可使得本实用新型的系统脱硝效率可达＞90％。当烟囱10出口的氮化物的浓度长期达不到指定外排标准的时候需要对活性炭进行热解析。在脱硝过程中，影响催化剂活性的因素主要有污染(或堵塞)、中毒、磨损等。而造成污染(或堵塞)最严重的是NH₄HSO₄。SO₂与NH₃在含水的状态下会生成NH₄HSO₃，NH₄HSO₃极易被氧化为NH₄HSO₄，NH₄HSO₄在280℃以下分解速率较低、易存留且难以清除，会附着在催化剂表面，长时间运行累积会影响催化剂的活性及使用。300℃以上NH₄HSO₄会分解解析，脱离催化剂表面。

为保证脱硝系统的长期稳定运行，设置热解析系统。热解析系统包括热风炉5、循环风机7和助燃风机6，热风炉5的出风口通过管道连接至除尘装置与喷氨装置之间的管道上；助燃风机6与热风炉5的第一入风口连接，助燃风机6用于引入空气助燃；循环风机7的一端与脱硝反应后的烟气管道连接，另一端与热风炉5的第二入风口连接，将脱硝反应后的高温净烟气引入热风炉5。

催化剂热解析所需的热量由热风炉5提供，高炉煤气或焦炉煤气在热风炉5内燃烧后，得到的热空气输送至管道内与除尘后喷氨前的烟气混合，从而将烟气的温度提升至300℃以上。向热风炉5中通入高炉煤气或者焦炉煤气作为燃料，通过助燃风机6向热风炉5中引入空气助燃，热风炉5产生的高温烟气引入管道对烟气进行升温，为了节省燃料，从脱硝反应器9后的管道通过循环风机7引一部分高温净烟气回流至热风炉5，从脱硝反应器9出来的高温净烟气温度比进脱硝反应器9的烟气温度高2-3℃，因脱硝反应是放热反应，脱硝反应后的烟气温度会稍微升高，因此可以利用待排出的高温净烟气的热量，节约燃料。

为了进一步理解本实用新型的一种烧结烟气利用喷雾干燥法脱硫脱硝的超净排放系统，本实用新型还提供了一种烧结烟气利用喷雾干燥法脱硫脱硝的超净排放方法，方法包括如下步骤：

烧结烟气进行SDA喷雾干燥法脱硫处理，经过脱硫处理后的烧结烟气进入布袋除尘器2除尘，得到除尘后气体；回收脱硫处理后SDA脱硫旋转器1底部和布袋除尘器灰斗31中的固体产物脱硫灰，并加入至浆液罐4中，浆液罐4中为Ca(OH)₂浆液，混合后形成脱硫剂浆液，脱硫剂浆液再次输送至SDA脱硫旋转器1浆液入口，用于SDA喷雾干燥法脱硫处理；脱硫灰多次循环使用，提高脱硫剂的利用率。

除尘后气体经过喷氨格栅8的喷氨处理后进入活性炭脱硝反应器9，在脱硝反应装置内部进行烟气的脱硝处理，脱硝处理后得到超净烟气(符合烟气排放标准)，从烟囱10排放。

优选地，除尘后气体经过加热后再进行喷氨处理；优选为采用热风炉5加热，对烟气换热升温，热风炉5采用助燃风机6引入空气助燃，为了节约燃料消耗，热风炉5还设置有循环风机7，循环风机7将脱硝反应后的高温净烟气引入至热风炉5的第二入风口，利用高温烟气热量，从而节约燃料。当烟囱10出口的氮化物的浓度长期达不到指定外排标准的时候需要对活性炭进行热解析，此时开启热解析系统，一段时间后外排烟气氮化物的浓度指标符合排放标准时可再次关闭，使得烧结烟气可大部分时间在140℃左右的低温下进行脱硝反应，降低了热量资源消耗和设备的投资运行成本。热解析时间可设定为5h，具体解析时间视解析效果确定，温度越高解析效果越好，同时脱硝反应效率越高，但是考虑到温度高需要燃气量多，运行成本升高，因此可进行300℃以上的短时间的热解析，一方面提高催化剂的活性，另一方面可降低运行成本。

综上，本实用新型通过将SDA喷雾干燥法脱硫和活性炭脱硝技术相结合，可有效去除烧结烟气污染物，实现烧结烟气的超低排放要求，本实用新型的系统脱硫效率可＞99％，脱硝效率可＞90％。

通过将脱硫反应产物和除尘产物收集后以一定比例返回至浆液罐，引入SDA脱硫旋转器中继续吸收使用，减少了脱硫剂的使用量，减少了运行成本。

SAD脱硫技术和活性炭脱硝技术要求烟气温度在140℃左右，不需要对烟气进行加热升温，节省了运行成本。采用活性炭作为脱硝催化剂，反应温度在140℃左右，降低了脱硝反应的温度，可操作性强，脱硝效率高，同时活性炭可继续吸附烟气中的残余的污染物SO₂，实现烟气超低排放的标准。催化剂活性炭经过热解析后仍可作催化剂继续使用，或者直接排出做为燃料回收使用，实现了资源的可回收利用的价值。

在催化剂堵塞时，通过使用热风炉对烟气加热，使得吸附在催化剂表面物质热解析；同时，通过从脱硝反应器后端引回一部分高温净烟气，减少了热风炉中燃料的消耗，降低了运行成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种烧结烟气利用喷雾干燥法脱硫脱硝的超净排放系统，其特征在于，所述超净排放系统包括：SDA脱硫旋转器、除尘装置、脱硫灰回收装置、喷氨装置和脱硝反应装置；

所述SDA脱硫旋转器的入口通入烧结烟气，所述SDA脱硫旋转器的气体出口通过管道与所述除尘装置的入口连接，所述除尘装置用于对脱硫反应后的烟气进行除尘净化，得到除尘后气体；

所述SDA脱硫旋转器的底部固体产物出口和所述除尘装置的底部固体产物出口均与所述脱硫灰回收装置的入口连接，所述脱硫灰回收装置用于制备脱硫剂浆液，所述脱硫剂浆液输送至所述SDA脱硫旋转器中用于烟气的脱硫处理；

所述喷氨装置的入口通过管道与所述除尘装置的气体出口连接，所述喷氨装置的出口通过管道与所述脱硝反应装置的入口连接，所述除尘后气体进入所述喷氨装置，与所述喷氨装置喷洒的氨水共同进入所述脱硝反应装置，在所述脱硝反应装置内部催化剂作用下进行脱硝处理，进一步净化烟气。

2.如权利要求1所述的超净排放系统，其特征在于，除尘装置与所述喷氨装置之间的管道上设置有热解析系统，所述热解析系统用于对所述除尘后气体进行加热，以便提高脱硝后的催化剂的活性。

3.如权利要求2所述的超净排放系统，其特征在于，所述脱硫灰回收装置包括粉仓和浆液罐，所述SDA脱硫旋转器的底部固体产物出口和所述除尘装置的底部固体产物出口均与所述粉仓的入口连接，所述粉仓的出口与所述浆液罐连接，用于向浆液罐中输送脱硫灰。

4.如权利要求3所述的超净排放系统，其特征在于，所述浆液罐还与氧化钙供给设备和水供给设备连接。

5.如权利要求1-3任一项所述的超净排放系统，其特征在于，所述脱硝反应装置为活性炭脱硝反应器，所述活性炭均匀分布于所述脱硝反应器的内部。

6.如权利要求1-3任一项所述的超净排放系统，其特征在于，所述除尘装置为布袋除尘器。

7.如权利要求1所述的超净排放系统，其特征在于，所述喷氨装置为喷氨格栅。

8.如权利要求2所述的超净排放系统，其特征在于，所述热解析系统包括热风炉、循环风机和助燃风机，所述热风炉的出风口通过管道连接至所述除尘装置与所述喷氨装置之间的管道上；

所述助燃风机与所述热风炉的第一入风口连接，所述助燃风机用于引用空气助燃；

所述循环风机的一端与脱硝反应后的烟气管道连接，另一端与所述热风炉的第二入风口连接，将脱硝反应后的高温净烟气引入所述热风炉。

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