TWI641693B - Coke oven flue gas dedusting, desulfurization and denitration integrated method and equipment thereof - Google Patents

Coke oven flue gas dedusting, desulfurization and denitration integrated method and equipment thereof Download PDF

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一種焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法及其設備，包含有步驟A、B、C、D及其配合的裝置。步驟A是對焦爐經過熱回收排出的廢氣再進行加熱，使廢氣加熱升溫到至少200C，降低二氧化硫(SO 2)轉換成三氧化硫(SO 3)的量。步驟B是於步驟A之後對加熱後的廢氣加入脫硫劑。步驟C是於步驟B之後對加入脫硫劑後的廢氣加入氨型藥劑。步驟D是於步驟C之後使加入氨後的廢氣通過觸媒處理裝置，讓觸媒與廢氣進行催化反應。本案透過對經過熱回收排出的廢氣再進行加熱，讓廢氣的溫度在至少200C的狀態，降低二氧化硫轉換成三氧化硫的量，讓在後續加入氨型藥劑時能減少硫酸氫銨的產生，藉此整體能達到脫硫、脫硝、減少硫酸氫銨量等效果，讓排放的淨化效果提高。

Description

焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法及其設備
本發明是一種一體化方法及其設備，尤指是一種對焦爐煙氣進行除塵、脫硫、脫硝的一體化方法及其設備。
請參閱第1圖所示，為習知對焦爐煙氣進行一除塵、脫硫、脫硝的設備1，其包含有一消石灰爐體10、一連接該消石灰爐體10氣體輸出端的藥劑處理裝置11、以及一連接該藥劑處理裝置11氣體輸出端的觸媒處理裝置12。焦爐13經過熱回收排出的廢氣經由該消石灰爐體10氣體輸入端進入該消石灰爐體10內部，之後對廢氣加入消石灰以讓廢氣與消石灰進行反應，使廢氣中的二氧化硫(SO 2)與消石灰化學反應形成硫酸鈣(CaSO 4)，藉此完成脫硫程序。
後續再透過該藥劑處理裝置11對廢氣加入氨型藥劑，使氨(NH 3)與廢氣化學反應，最後經過該觸媒處理裝置12使觸媒與廢氣進行催化反應，讓焦爐13廢氣中的氮氧化物(NO X)經過觸媒催化與氨進行還原反應實現脫硝，藉此完成脫硝的程序。
其中，由於焦爐13經過熱回收排出的廢氣之溫度是小於200C，當溫度小於200C(SO 3)，此時若加入氨型藥劑，三氧化硫會與氨化學反應形成硫酸氫銨((NH 4)HSO 4)。
硫酸氫銨不僅會造成空氣汙染，也會因為硫酸氫銨的黏稠特性使粉塵一併依附在該觸媒處理裝置12中每一過濾管的管壁外而造成每一過濾管的淨化效益下降。對此，針對習知除塵、脫硫、脫硝的技術手段有提出加以改良的必要。
本發明的目的在於提出一種焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法及其設備，其是先對經過熱回收排出的廢氣加熱升溫，藉此能降低二氧化硫轉換成三氧化硫的量，並使在後續加入氨型藥劑時能減少硫酸氫銨的產生，藉此使整體能達到脫硫、脫硝、減少硫酸氫銨量等效果，進而讓排放的淨化效果提高。
根據上述目的，本發明提出一種焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法，其包含有以下步驟：
步驟A：對焦爐經過熱回收排出的廢氣再進行加熱，使廢氣加熱升溫到至少200C，降低二氧化硫(SO 2)轉換成三氧化硫(SO 3)的量；
步驟B：於步驟A之後對加熱後的廢氣加入脫硫劑；
步驟C：於步驟B之後對加入脫硫劑後的廢氣加入氨型藥劑；以及
步驟D：於步驟C之後使加入氨後的廢氣通過觸媒處理裝置，讓觸媒與廢氣進行催化反應。
進一步地，其中於步驟A中是透過一加熱單元對熱回收排出的廢氣再進行加熱。
進一步地，其中於步驟A中是透過收集焦爐的熱廢氣對熱回收排出的廢氣再進行加熱。
進一步地，其中於步驟A中廢氣加熱升溫到200C ~420C。
進一步地，其中於步驟B中的脫硫劑設為石灰石或白雲石或消石灰或鈣基吸收劑或鈉基吸收劑。
進一步地，其中於步驟C中的氨型藥劑設為液氨或尿素或氨水。
進一步地，其中於步驟D中，該觸媒處理裝置包含有複數過濾管，每一該過濾管的主要組成成份為觸媒顆粒與陶瓷纖維。
進一步地，其中於步驟D中更包含有一子步驟D1：透過噴射單元對每一過濾管內部進行噴氣，使依附在每一過濾管管壁外的粉塵剝落，並利用收集單元收集粉塵；其中熱回收排出的廢氣經由外側朝每一該過濾管管壁進入，讓廢氣與每一該過濾管的觸媒催化反應後流向每一該過濾管內部空間，並經由每一該過濾管的開口端流向該觸媒處理裝置的氣體輸出端。
再者，本發明提出一種焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備，其包含有一加熱裝置、一脫硫裝置、一藥劑處理裝置、以及一觸媒處理裝置。焦爐經過熱回收排出的廢氣經由該加熱裝置的氣體輸入端進入內部，透過該加熱裝置對熱回收排出的廢氣加熱升溫到至少200C。該脫硫裝置的氣體輸入端連接該加熱裝置的氣體輸出端，該脫硫裝置利用脫硫劑對廢氣進行脫硫處理。該藥劑處理裝置的氣體輸入端連接該脫硫裝置的氣體輸出端，該觸媒處理裝置的氣體輸入端連接該藥劑處理裝置的氣體輸出端。
進一步地，該加熱裝置包含有一設置在內部的加熱單元，利用該加熱單元對熱回收排出的廢氣再進行加熱。
進一步地，該加熱裝置包含有一連接該焦爐的管體，且該管體內部空間相通該焦爐未經過熱回收處理熱廢氣的氣體輸出端，該管體收集未經過熱回收處理的熱廢氣，利用熱廢氣對熱回收排出的廢氣再進行加熱。
進一步地，該加熱裝置是對熱回收排出的廢氣加熱升溫到200C ~420C。
進一步地，該脫硫劑設為石灰石或白雲石或消石灰或鈣基吸收劑或鈉基吸收劑。
進一步地，該觸媒處理裝置包含有複數過濾管，每一該過濾管的主要組成成份為觸媒顆粒與陶瓷纖維。
進一步地，該觸媒處理裝置包含有複數分別位在每一該過濾管上方的噴射單元、以及一位在下方的收集單元，每一該噴射單元的噴氣端朝向每一該過濾管內部；其中熱回收排出的廢氣經由外側朝每一該過濾管管壁進入，讓廢氣與每一該過濾管的觸媒催化反應後流向每一該過濾管內部空間，並經由每一該過濾管的開口端流向該觸媒處理裝置的氣體輸出端。
本發明的特點在於：
1.本案透過對經過熱回收排出的廢氣再進行加熱，讓廢氣的溫度在至少200C的狀態，降低二氧化硫轉換成三氧化硫的量，讓在後續加入氨型藥劑時能減少硫酸氫銨的產生，不僅能減少空氣污染，也能降低粉塵黏著依附在每一該過濾管管壁外的量而能提高每一該過濾管的淨化效率。
2.對廢氣加入脫硫劑(如石灰石或白雲石或消石灰或鈣基吸收劑或鈉基吸收劑)，使廢氣中的二氧化硫(SO 2)與脫硫劑化學反應形成硫酸鈣(CaSO 4)，藉此完成脫硫程序。對廢氣加入氨型藥劑，使氨(NH 3)與廢氣化學反應，並使觸媒與廢氣進行催化反應，讓焦爐廢氣中的氮氧化物(NO X)經過觸媒催化與氨進行還原反應實現脫硝，藉此完成脫硝的程序。故本發明能達到脫硫、脫硝、減少硫酸氫銨量等效果，使排放的淨化效率提高。
以下配合所附的圖示，詳加說明本發明的結構如何組合、使用，應當更容易瞭解本發明的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。
請參閱第2圖及第4圖所示，為本發明提出一種焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法2及一焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備3。該焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備3包含有一加熱裝置4、一脫硫裝置5、一藥劑處理裝置6、以及一觸媒處理裝置7。焦爐8經過熱回收排出的廢氣經由該加熱裝置4的氣體輸入端進入內部，該脫硫裝置5的氣體輸入端連接該加熱裝置4的氣體輸出端，該藥劑處理裝置6的氣體輸入端連接該脫硫裝置5的氣體輸出端，該觸媒處理裝置7的氣體輸入端連接該藥劑處理裝置6的氣體輸出端。
配合該焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備3，該焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法2包含有以下步驟：
步驟A：對焦爐8經過熱回收排出的廢氣再利用該加熱裝置4進行加熱，使廢氣加熱升溫到至少200C，降低二氧化硫(SO 2)轉換成三氧化硫(SO 3)的量；
步驟B：於步驟A之後利用該脫硫裝置5對加熱後的廢氣加入脫硫劑，使廢氣中的二氧化硫(SO 2)與脫硫劑化學反應形成硫酸鈣(CaSO 4)，藉此完成脫硫程序；其中脫硫劑為石灰石或白雲石或消石灰或鈣基吸收劑或鈉基吸收劑等，但不以此為限；
步驟C：於步驟B之後利用該藥劑處理裝置6對加入脫硫劑後的廢氣加入氨型藥劑，其中氨型藥劑設為液氨或尿素或氨水，於較佳地實施例中採用氨水；以及
步驟D：於步驟C之後使加入氨後的廢氣通過觸媒處理裝置7，讓觸媒與廢氣進行催化反應，使焦爐8廢氣中的氮氧化物(NO X)經過觸媒催化與氨進行還原反應實現脫硝，藉此完成脫硝的程序。
其中於步驟A中對熱回收排出的廢氣再進行加熱的方式可採用額外配置的裝置或利用焦爐8產生的熱廢氣。其中一方式中該加熱裝置4包含有一設置在內部的加熱單元40，利用該加熱單元40對熱回收排出的廢氣再進行加熱，其中該加熱單元40能以電熱為應用。於另一方式中，請參閱第5圖所示，該加熱裝置4包含有一連接該焦爐8氣體輸出端的管體41，且該管體41內部空間相通該焦爐8未經過熱回收處理熱廢氣的氣體輸出端，使該管體41能收集未經過熱回收處理的熱廢氣，並利用熱廢氣對熱回收排出的廢氣再進行加熱。於本案實施例中，於步驟A中廢氣是加熱升溫到200C ~420C，但不以此為限。
請繼續參閱第2圖、第4圖及第5圖所示，並配合第6圖及第7圖。該觸媒處理裝置7包含有複數過濾管70，每一該過濾管70的主要組成成份為觸媒顆粒與陶瓷纖維，並於步驟D中藉由觸媒顆粒與廢氣催化反應而淨化。焦爐8廢氣經過過濾被捕集到每一該過濾管70的管壁外，使焦爐8廢氣中的氮氧化物(NO X)經過觸媒催化與氨進行還原反應實現脫硝的過程。其中陶瓷纖維原料不易與化學物質起化學反應，可耐高溫，本身具有較好的剛性，藉此提高對廢氣的淨化效果。
本案透過對經過熱回收排出的廢氣再進行加熱，讓廢氣的溫度在至少200C的狀態，降低二氧化硫轉換成三氧化硫的量，讓在後續加入氨型藥劑時能減少硫酸氫銨的產生，不僅能減少空氣汙染，也能降低粉塵黏著依附在每一該過濾管70管壁外的量而能提高每一該過濾管70的淨化效率。
接著請參閱第3圖所示，並配合第4圖至第7圖。該觸媒處理裝置7包含有複數分別位在每一該過濾管70上方的噴射單元71、以及一位在下方的收集單元72，每一該噴射單元71的噴氣端是分別朝向每一該過濾管70內部。於步驟D中更包含有一子步驟D1：透過每一該噴射單元71對每一過濾管70內部進行噴氣，使依附在每一過濾管70管壁外的粉塵剝落，並利用該收集單元72收集粉塵，藉此完成除塵的程序。
每一該過濾管70與該觸媒處理裝置7的氣體輸入端形成垂直設置，熱回收排出的廢氣經由外側朝每一該過濾管70管壁進入，讓廢氣與每一該過濾管70的觸媒催化反應後流向每一該過濾管70內部空間，並經由每一該過濾管70的開口端流向該觸媒處理裝置7的氣體輸出端。由於廢氣是經由每一該過濾管70管壁進入內部空間，其能與觸媒有較多的反應面積而提高觸媒對廢氣淨化的效率。其中當熱回收排出的廢氣經由每一該過濾管70管壁進入內部時，粉塵會依附在每一過濾管70管壁外，此後透過每一該噴射單元71對每一過濾管70內部進行噴氣，使依附在每一過濾管70管壁外的粉塵剝落。
由於每一該噴射單元71對每一該過濾管70內部噴氣時，其噴氣的壓力會經由管壁的縫隙將廢氣彈開，造成廢氣無法經由每一該過濾管70的管壁進入而無法與觸媒進行催化反應，若採用全部相同的控制時間來使每一該噴射單元71作動，屆時將沒有過濾管可淨化廢氣，恐造成該觸媒處理裝置7的效益降低，因此較佳地實施例是將其中每一該噴射單元71的控制時間設為部份不同或全部不同。
除了可透過偵測單元偵測每一該過濾管70內部壓力而讓超過額定值所對應的其中一該噴射單元71對該過濾管70內部噴設，亦能以分時間不同區段方式直接噴設。具體說明分組且分區段噴設，請配合第8圖所示，將該些過濾管70分為三群組，其分別為第一噴射區710、第二噴射區711及第三噴射區712，第一噴射區710的該些過濾管70於第一時間區段透過對應的每一該噴射單元71噴射，第二噴射區711的該些過濾管70於第二時間區段透過對應的每一該噴射單元71噴噴射，第三噴射區712的該些過濾管70於第三時間區段透過對應的每一該噴射單元71噴噴射。
進一步地，除了上述如第6圖及第7圖所示該觸媒處理裝置7內部的每一該過濾管70設置方式，亦能採用習知蜂巢式陶瓷觸媒處理裝置或平板式觸媒處理裝置，俾使本發明應用性廣泛。
綜上所述，根據以上技術特徵能達到以下特點：
1.本案透過對經過熱回收排出的廢氣再進行加熱，讓廢氣的溫度在至少200C的狀態，降低二氧化硫轉換成三氧化硫的量，讓在後續加入氨型藥劑時能減少硫酸氫銨的產生，不僅能減少空氣污染，也能降低粉塵黏著依附在每一該過濾管70管壁外的量而能提高每一該過濾管70的淨化效率。
2.對廢氣加入脫硫劑(如脫硫劑為石灰石或白雲石或消石灰或鈣基吸收劑或鈉基吸收劑)，使廢氣中的二氧化硫(SO 2)與脫硫劑化學反應形成硫酸鈣(CaSO 4)，藉此完成脫硫程序。對廢氣加入氨型藥劑，使氨(NH 3)與廢氣化學反應，並使觸媒與廢氣進行催化反應，讓焦爐8廢氣中的氮氧化物(NO X)經過觸媒催化與氨進行還原反應實現脫硝，藉此完成脫硝的程序。故本發明能達到脫硫、脫硝、減少硫酸氫銨量等效果，使排放的淨化效率提高。
惟前述者僅為本發明的較佳實施例，其目的在使熟習該項技藝者能夠瞭解本發明的內容而據以實施，並非用來限定本發明實施的範圍；故舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造及特徵所為的均等變化或修飾，均應包括在本發明的申請專利範圍內。
﹝習知﹞
1‧‧‧除塵、脫硫、脫硝的設備
10‧‧‧消石灰爐體
11‧‧‧藥劑處理裝置
12‧‧‧觸媒處理裝置
13‧‧‧焦爐
﹝本發明﹞
2‧‧‧焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法
A、B、C、D、D1‧‧‧步驟
3‧‧‧焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備
4‧‧‧加熱裝置
40‧‧‧加熱單元
41‧‧‧管體
5‧‧‧脫硫裝置
6‧‧‧藥劑處理裝置
7‧‧‧觸媒處理裝置
70‧‧‧過濾管
71‧‧‧噴射單元
710‧‧‧第一噴射區
711‧‧‧第二噴射區
712‧‧‧第三噴射區
72‧‧‧收集單元
8‧‧‧焦爐
第1圖：為習知除塵、脫硫、脫硝的設備構造圖。 第2圖：為本發明焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法的第一實施流程圖。 第3圖：為本發明焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法的第二實施流程圖。 第4圖：為本發明焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備的第一實施構造圖。 第5圖：為本發明焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備的第二實施構造圖。 第6圖：為本發明焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備中觸媒處理裝置的 示意圖。 第7圖：為本發明噴射單元與過濾管的示意圖。 第8圖：為本發明噴射單元實際作動的示意圖。

Claims (15)

  1. 一種焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法，其包含有以下步驟： 步驟A：對焦爐經過熱回收排出的廢氣再進行加熱，使廢氣加熱升溫到至少200C，降低二氧化硫(SO 2)轉換成三氧化硫(SO 3)的量； 步驟B：於步驟A之後對加熱後的廢氣加入脫硫劑； 步驟C：於步驟B之後對加入脫硫劑後的廢氣加入氨型藥劑；以及 步驟D：於步驟C之後使加入氨後的廢氣通過觸媒處理裝置，讓觸媒與廢氣進行催化反應。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法，其中於步驟A中是透過加熱單元對熱回收排出的廢氣再進行加熱。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法，其中於步驟A中是透過收集焦爐的熱廢氣對熱回收排出的廢氣再進行加熱。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法，其中於步驟A中廢氣加熱升溫到200C ~420C。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法，其中於步驟B中的脫硫劑設為石灰石或白雲石或消石灰或鈣基吸收劑或鈉基吸收劑。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法，其中於步驟C中的氨型藥劑設為液氨或尿素或氨水。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法，其中於步驟D中，該觸媒處理裝置包含有複數過濾管，每一該過濾管的主要組成成份為觸媒顆粒與陶瓷纖維。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化方法，其中於步驟D中更包含有一子步驟D1：透過噴射單元對每一過濾管內部進行噴氣，使依附在每一過濾管管壁外的粉塵剝落，並利用收集單元收集粉塵；其中熱回收排出的廢氣經由外側朝每一該過濾管管壁進入，讓廢氣與每一該過濾管的觸媒催化反應後流向每一該過濾管內部空間，並經由每一該過濾管的開口端流向該觸媒處理裝置的氣體輸出端。
  9. 一種焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備，其包含有： 一加熱裝置，焦爐經過熱回收排出的廢氣經由該加熱裝置的氣體輸入端進入內部，透過該加熱裝置對熱回收排出的廢氣加熱升溫到至少200C； 一脫硫裝置，該脫硫裝置的氣體輸入端連接該加熱裝置的氣體輸出端，該脫硫裝置利用脫硫劑對廢氣進行脫硫處理； 一藥劑處理裝置，該藥劑處理裝置的氣體輸入端連接該脫硫裝置的氣體輸出端；以及 一觸媒處理裝置，該觸媒處理裝置的氣體輸入端連接該藥劑處理裝置的氣體輸出端。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備，其中，該加熱裝置包含有一設置在內部的加熱單元，利用該加熱單元對熱回收排出的廢氣再進行加熱。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備，其中，該加熱裝置包含有一連接該焦爐的管體，且該管體內部空間相通該焦爐未經過熱回收處理熱廢氣的氣體輸出端，該管體收集未經過熱回收處理的熱廢氣，並利用熱廢氣對熱回收排出的廢氣再進行加熱。
  12. 如申請專利範圍第9項或第10項或第11項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備，其中，該加熱裝置是對熱回收排出的廢氣加熱升溫到200C ~420C。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備，其中，該脫硫劑設為石灰石或白雲石或消石灰或鈣基吸收劑或鈉基吸收劑。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備，其中，該觸媒處理裝置包含有複數過濾管，每一該過濾管的主要組成成份為觸媒顆粒與陶瓷纖維。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之焦爐煙氣除塵、脫硫、脫硝一體化設備，其中，該觸媒處理裝置包含有複數分別位在每一該過濾管上方的噴射單元、以及一位在下方的收集單元，每一該噴射單元的噴氣端朝向每一該過濾管內部；其中熱回收排出的廢氣經由外側朝每一該過濾管管壁進入，讓廢氣與每一該過濾管的觸媒催化反應後流向每一該過濾管內部空間，並經由每一該過濾管的開口端流向該觸媒處理裝置的氣體輸出端。
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