CN218249514U - 一种对工业炉烟气的处理装置 - Google Patents

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徐少春
高阳
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Abstract

本实用新型公开了一种对工业炉烟气的处理装置，包括热风炉、CO反应器和SCR反应器，热风炉的进风口用于与工业炉炉体的排烟总管连接，热风炉的出风口依次与CO反应器和SCR反应器连接。本实用新型结构简单、高效、能对工业炉烟气进行超低达标排放处理，实现排放标准要求，生产清洁化、制造绿色化。

Description

一种对工业炉烟气的处理装置
技术领域
本实用新型涉及工业炉烟气处理技术领域，具体涉及一种对工业炉烟气的处理装置。
背景技术
为适应国家生态优先、绿色发展要求，有效降低工业炉CO、NOX排放，达到燃烧系统的超低排放标准，具体采用CO催化氧化、NOX催化还原及清洁加热技术相结合方式，实现排放标准要求，实现生产清洁化、制造绿色化。
燃料中及燃烧过程中产生的CO、NOX可以分燃烧前、燃烧中、燃烧后三个阶段进行控制。目前工业应用主要集中在燃烧中和燃烧后的CO、NOX控制上，燃烧前CO、NOX的控制，无成熟、高效的技术应用。
从工程应用的角度可将控制NOX排放的措施分为两类：
第一类为燃烧中NOX控制技术，即低NOX燃烧技术，该技术通过抑制或还原燃烧过程中生成的NOX，主要技术有低过量空气燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧技术、低NOX燃烧器、烟气再循环等。其方法有一定的限制条件，投资成本较大，燃烧系统较为复杂，脱硝效率较低，不能完全满足部分地区较为严格的排放标准，且适合新建项目，不适合改造项目。
第二类为燃烧后脱NOX及烟气脱NOX，相对于燃烧中脱NOX，系统较为简单，且脱硝效率较高，能够满足更加严格的烟气污染物排放标准要求，主要技术有选择性非催化还原(SNCR)技术、选择性催化还原(SCR)技术。SNCR该技术是一种不用催化剂，烟气在850 ～1100℃范围内还原NOX的方法；SCR技术是烟气在220～450℃，并有催化剂存在的条件下把NOX转化为N2和H2O。
如果烟气温度小于220℃时，不满足CO催化氧化及SCR技术条件，故需要对烟气进行加热。如果烟气中所含的CO含量较高，则会占用SCR催化剂的微孔，降低脱NOX效率，也可能导致氨逃逸，故需要对CO进行催化氧化，将CO转换为CO2。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种对工业炉烟气的处理装置，结构简单、高效、能对工业炉烟气进行超低达标排放处理，实现排放标准要求，生产清洁化、制造绿色化。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种对工业炉烟气的处理装置，包括热风炉、CO反应器和SCR反应器，热风炉的进风口用于与工业炉炉体的排烟总管连接，热风炉的出风口依次与CO反应器和SCR反应器连接。
按照上述技术方案，热风炉连接有热风炉烧嘴，热风炉烧嘴分别连接有热风炉空气管路和热风炉煤气管路。
按照上述技术方案，SCR反应器的输出端经排烟风机与烟囱连接。
按照上述技术方案，CO反应器内的催化剂为Pt系贵金属催化剂。
按照上述技术方案，SCR反应器的输入端和CO反应器的输出端之间设有喷氨系统6及混合器7；热风炉对烟气进行升温加热，将升温后的烟气依次经CO反应器、二流体雾化喷氨系统及混合器、SCR反应器和排烟风机排放至烟囱。
按照上述技术方案，喷氨系统为二流体雾化喷氨系统。
按照上述技术方案，喷氨系统与混合器之间，设置有掺冷风管路系统；避免烟气温度因意外急剧升温，导致SCR反应器内催化剂失活，降低脱硝效率。
按照上述技术方案，SCR反应器内设有V/Ti低温催化剂。
本实用新型具有以下有益效果：
本装置通过CO反应器将烟气中的CO转为CO2去除，通过SCR反应器将烟气中的NOX去除，结构简单、高效、能对工业炉烟气进行超低达标排放处理，实现排放标准要求，生产清洁化、制造绿色化，而且结构形式及系统配置简单，不改变工业炉的配置与结构形式，不影响工业炉的高温工作性能，可靠，易于实现。
附图说明
图1是本发明实施例中对工业炉烟气的处理装置的结构示意图；
图中，1-工业炉炉体，2-工业炉燃烧系统，3-排烟总管，4-热风炉，4.1-热风炉烧嘴，4.2- 热风炉空气管路，4.3-热风炉煤气管路，5-CO反应器，6-二流体雾化喷氨系统，7-混合器， 8-掺冷风管路系统，9-SCR反应器，10-排烟风机，11-烟囱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
参照图1所示，本实用新型提供的一个实施例中的对工业炉烟气的处理装置，包括热风炉、CO反应器和SCR反应器，热风炉的进风口用于与工业炉炉体的排烟总管连接，热风炉的出风口依次与CO反应器和SCR反应器连接。
进一步地，热风炉4连接有热风炉烧嘴，热风炉烧嘴分别连接有热风炉空气管路和热风炉煤气管路。
进一步地，SCR反应器的输出端经排烟风机与烟囱连接。
进一步地，CO反应器内的催化剂为Pt系贵金属催化剂。
进一步地，SCR反应器的输入端和CO反应器的输出端之间设有喷氨系统6及混合器7。
进一步地，喷氨系统6为二流体雾化喷氨系统6；热风炉对烟气进行升温加热，将升温后的烟气依次经CO反应器、二流体雾化喷氨系统6及混合器7、SCR反应器和排烟风机排放至烟囱。
进一步地，喷氨系统6与混合器之间，设置有掺冷风管路系统；避免烟气温度因意外急剧升温，导致SCR反应器内催化剂失活，降低脱硝效率。
进一步地，SCR反应器内设有V/Ti低温催化剂。
本实用新型的工作原理：在排烟总管上增设热风炉，将低温的烟气加热至220℃以上，以满足CO催化氧化反应及SCR催化还原反应条件。加热后烟气进入催化氧化CO反应器内， CO在贵金属催化剂的催化作用下，与空气中的O2反应生产CO2；脱CO后的烟气经过喷氨水后，经过混合器氨与烟气充分混合，进入SCR反应器，NH3作为还原剂，在SCR反应器内的V/Ti低温催化剂的作用下，烟气中的NOX催化还原反应生成的N2和H2O。烟气再通过排烟风机进入烟囱排放大气中。
利用一种对工业炉烟气中CO、NOX控制技术，它包括如下步骤：
1)在工业炉的排烟总管上增设热风炉。由于工业炉产能变化，导致烟气温度也是动态变化的，这就要求热风炉加热功率可调，根据烟气初始温度，将烟气温度动态升温到220℃以上；2)在热风炉后，增设一套CO反应器。加热到220℃以上的烟气进入催化氧化CO反应器内，CO在贵金属催化剂的催化作用下，与空气中的O2反应生产CO2；3)在CO反应器后，增设二流体雾化喷氨器及混合器。在二流体雾化器内，氨水与压缩空气充分混合并雾化后，再通过喷嘴喷入混合器内，在混合器内氨水气化，产生了氨气，氨气与NOX废气充分混合。 4)在氨水喷雾装置与混合器之间，增设掺冷风管路系统。避免因工业炉或热风炉应突发状况，导致烟温急剧升温，当烟温超过450℃时，SCR反应器内的催化剂将失活且失活的状态不可逆，并导致脱硝效率降低。掺冷风管路的吸风量可根据烟气温度通过调节阀进行调节。5)在混合器后及排烟风机之间，增设SCR反应器。氨水(NH3)作为还原剂，在SCR反应器内的 V/Ti低温催化剂的作用下，烟气中的NOX催化还原反应生成的N2和H2O。6)烟气再通过排烟风机进入烟囱排放大气中。
如图1所示利用催化氧化及催化还原技术降低烟气CO、NOX排放的方法，它包括工业炉1、工业炉燃烧系统2、排烟总管3、热风炉4、热风炉烧嘴4.1，热风炉空气管路4.2，热风炉煤气管路4.3，CO反应器5，二流体雾化喷氨系统6，混合器7，掺冷风管路系统8，SCR 反应器9，排烟风机10，烟囱11。工业炉燃烧系统2的烧嘴设置工业炉炉体1的炉膛内，并根据产线要求调整燃烧功率；排烟总管3与排烟风机10之间增设热风炉4、CO反应器5、二流体雾化喷氨系统6、混合器7、SCR反应器8。热风炉烧嘴4.1设置在热风炉4炉体上，并与热风炉空气管路4.2、热风炉煤气管路4.3连接。热风炉烧嘴4.1为线性燃烧器，由耐热钢组成，负荷调节性好，带电子点火，带UV火焰监视器。热风炉空气管路4.2包括：鼓风机、单向阀、孔板节流元件、调节阀、开闭蝶阀等。热风炉煤气管路4.3包括：电动开闭阀、盲板阀、孔板节流元件、调节阀、开闭球阀等。热风炉4后，增设CO反应器5，外衬保温棉，内置Pt系贵金属催化剂。CO反应器5后，增设二流体雾化喷氨系统6，含压力传感、计量泵、二流体雾化器等，变频计量泵，根据系统出口NOX的值，依据设定的NH3/NOX摩尔比或设定的NOX出口排放值，通过调节泵的输出流量来控制SCR反应器的还原剂供给量，在二流体雾化器内，氨水与压缩空气充分混合并雾化。二流体雾化喷氨系统6后，增设混合器 7，该混合器7基于搅拌机叶片的理念采用数值模拟的方法优化设计的一种典型的偏转型混合系统，对烟气扰动弱，混合阻力小。其根据烟道横截面尺寸大的特点利用多片斜置叶片将烟道分割成多个小烟道，烟气和氨经小烟道分割--偏转--再汇合，从而实现均匀分布。混合器7 后，增设掺冷风管路系统8，管路与烟道成一定角度并设置调节阀，可根据烟温调整阀门开度，确保烟温不会超高。掺冷风管路系统8与排烟风机10之间，增设SCR反应器9，外衬保温棉，内置V/Ti低温催化剂。
烟气经排烟总管3通过热风炉4加热至220℃以上，以满足CO反应器5、SCR反应器9工作条件。在CO反应器5内的Pt系贵金属催化剂的作用下，加热到220℃以上的烟气与空气中的O2催化氧化反应生成CO2从而对烟气进行脱CO处理。脱CO后的烟气，二流体雾化喷氨系统6的氨水雾，经过混合器7充分混合后，在掺冷风管路系统8的温度保护下烟气进入SCR反应器9，在SCR反应器9内的V/Ti低温催化剂的作用下，烟气中的NOX催化还原反应生成的N2和H2O。再通过排烟风机10，从烟囱11排放大气中。从而完成烟气的脱CO 及NOX过程。
以上的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种对工业炉烟气的处理装置，其特征在于，包括热风炉、CO反应器和SCR反应器，热风炉的进风口用于与工业炉炉体的排烟总管连接，热风炉的出风口依次与CO反应器和SCR反应器连接。
2.根据权利要求1所述的对工业炉烟气的处理装置，其特征在于，热风炉连接有热风炉烧嘴，热风炉烧嘴分别连接有热风炉空气管路和热风炉煤气管路。
3.根据权利要求1所述的对工业炉烟气的处理装置，其特征在于，SCR反应器的输出端经排烟风机与烟囱连接。
4.根据权利要求1所述的对工业炉烟气的处理装置，其特征在于，CO反应器内的催化剂为Pt系贵金属催化剂。
5.根据权利要求1所述的对工业炉烟气的处理装置，其特征在于，SCR反应器的输入端设有喷氨系统及混合器。
6.根据权利要求5所述的对工业炉烟气的处理装置，其特征在于，喷氨系统为二流体雾化喷氨系统。
7.根据权利要求5所述的对工业炉烟气的处理装置，其特征在于，喷氨系统与混合器之间，设置有掺冷风管路系统。
8.根据权利要求5所述的对工业炉烟气的处理装置，其特征在于，SCR反应器内设有V/Ti低温催化剂。
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