一种低温工业废气的脱硝系统及工艺的制作方法

文档序号:14685656发布日期:2018-06-14 18:21

本发明涉及一种低温工业废气的脱硝系统及工艺。



背景技术:

NOx对环境的损害作用极大,随着经济的发展,环保局加强对氮氧化物排放废气总量的控制,传统的脱硝方法越来越难以满足国家对环保的要求。在传统脱硝方法中,SNCR(选择性非催化还原)为主流,但其脱硝效率较低,难以满足未来对NOx排放浓度的要求。新兴的SCR(选择性催化还原)因其脱硝效率高(脱硝效率可达85%以上)、价格较为低廉已逐渐进入市场。

光伏、染料等低温废气排放行业现阶段一般采用吸收法、吸附法、吸收还原法、低温等离子体技术等方法进行处理NOx,但存在各式各样的问题,如装置运转率低、易造成二次污染、处理量不大、净化效率较低难以满足环保要求、一次性投资过高等。

焦化、火电、钢材等行业的工业废气排放温度在200℃以上,与气氨还原剂均匀混合后可直接进入SCR反应器脱硝。但对于光伏、染料等行业,废气排放温度较低,无法满足中低温SCR反应要求的最低温度(180℃以上)。

针对目前光伏、染料等低温废气排放行业的废气脱硝情况,开发一套新的工艺路线改善这些问题实有必要。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明的目的在于为低温废气排放行业提供一种可靠的工艺路线,克服传统脱硝技术的问题,满足国家环保新要求。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种低温工业废气的脱硝系统,包括稀释风机、氨气-空气混合器、喷氨格栅、SCR反应器、废气加热器、排气筒和气-气换热器,所述稀释风机与氨气-空气混合器通过管道相连,所述稀释风机与氨气-空气混合器之间的管道上设有氨气入口,所述鼓风机与废气加热器相连,所述鼓风机与废气加热器之间设有燃气入口和燃烧器,所述氨气-空气混合器与废气加热器经过喷氨格栅后与SCR反应器相连,所述SCR反应器的出口依次与气-气换热器、引风机和排气筒相连,所述气-气换热器一端接通低温工业废气,其另一端通过管路连接废气加热器。

优选地,所述SCR反应器入口处设置温度检测系统,所述燃气入口处设有燃气入口调节阀,所述温度检测系统与燃气入口调节阀关联。

优选地,所述氨气入口处设置自动调节阀。

优选地,所述气-气换热器在低温工业废气的进气和高温废气出气管道间安设旁路,该旁路以及气-气换热器高温废气出口、气-气换热器低温废气进口均设置一套电动挡板门或蝶阀。

使用上述低温工业废气的脱硝系统的低温工业废气的脱硝工艺过程如下:

来自车间的低温工业废气与SCR反应器出口的高温废气在气-气换热器进行换热实现初步升温,升温后的废气进入废气加热器,燃气在燃烧器内燃烧后进入废气加热器,利用燃气燃烧释放的热量,将低温工业废气加热至SCR反应器要求最低温度,经喷氨格栅进入SCR反应器,同时氨气通过稀释风机带入氨气-空气混合器,混合均匀后,经喷氨格栅进入SCR反应器,在催化剂作用下进行脱硝还原反应,脱除废气中的NOx,经过脱硝后的废气经过气-气换热器,利用出口高温尾气加热来自车间的低温工业废气,将出口废气温度降至常温后,经过引风机引导后由排气筒排放。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1、改变低温工业废气中NOx的传统处理方法,解决装置运转率低、易造成二次污染、处理量不大、净化效率较低难以满足环保要求、一次性投资过高等存在的各种问题。

2、分段加热,充分利用余热。利用SCR反应器处理后的高温废气加热低温工业废气,大大降低了能源消耗。

3、采用“余热回收+燃气加热+SCR脱硝”工艺路线,使低温SCR脱硝不仅仅适用于焦化、火电等行业,在光伏、染料低温工业废气排放行业也有着更广阔的应用。

附图说明

图1为低温工业废气的脱硝系统的结构示意图。

图中,1-稀释风机;2-氨气-空气混合器;3-喷氨格栅;4-SCR反应器;5-废气加热器;6-燃烧器;7-鼓风机;8-排气筒;9、引风机;10-旁路;11-气-气换热器

具体实施方式

本发明实施例中,一种低温工业废气的脱硝系统,包括稀释风机1、氨气-空气混合器2、喷氨格栅3、SCR反应器4、废气加热器5、排气筒8和气-气换热器11,所述稀释风机1与氨气-空气混合器2通过管道相连,所述稀释风机1与氨气-空气混合器2之间的管道上设有氨气入口。所述鼓风机7与废气加热器5相连,所述鼓风机7与废气加热器5之间设有燃气入口和燃烧器6,所述氨气-空气混合器2与废气加热器5经过喷氨格栅3后,与SCR反应器4相连。

所述SCR反应器4的出口依次与气-气换热器11、引风机9和排气筒8相连,所述气-气换热器11一端接通低温工业废气,其另一端通过管路连接废气加热器5。

所述SCR反应器4入口处设置温度检测系统,所述燃气入口处设有燃气入口调节阀,所述温度检测系统与燃气入口调节阀关联,通过反应器入口处温度变化自动调节燃气进口量,保证反应器入口温度符合SCR反应器要求温度。

所述氨气入口处设置自动调节阀,根据烟气检测系统在线检测废气中氮氧化物含量进而改变氨气进入量。

所述气-气换热器11在低温工业废气的进气和高温废气出气管道间安设旁路10,该旁路10以及气-气换热器高温废气出口、气-气换热器低温废气进口均设置一套电动挡板门或蝶阀,用于装置的切换,以保证脱硝系统在进行必要的催化剂更换和故障检修时不影响车间的正常运行。

使用上述低温工业废气的脱硝工艺过程如下:

来自车间的低温工业废气经过气-气换热器11进入废气加热器5,与SCR反应器4出口的高温废气进行换热实现初步升温,升温后的废气进入废气加热器5,燃气在燃烧器6内燃烧后进入废气加热器5,利用燃气燃烧释放的热量,将低温工业废气加热至SCR反应器4要求最低温度(或180℃以上),经喷氨格栅3进入SCR反应器4,同时氨气通过稀释风机1带入氨气-空气混合器2,混合均匀后,经喷氨格栅3进入SCR反应器4,在催化剂作用下进行脱硝还原反应,脱除废气中的NOx。经过脱硝后的废气经过气-气换热器11,利用出口高温尾气加热来自车间的低温工业废气,将出口废气温度降至常温后,经过引风机9引导后由排气筒8排放。

本发明的车间的中低温工业废气采用两段加热方式。第一段利用高温出口废气初步加热原低温工业废气,充分回收利用余热;第二段通过燃烧燃气产生的热量将初步升温后的废气加热至预定温度。初始开车时由于不存在高温废气,无法进行初步换热升温,需通过燃气燃烧将来自车间的低温废气直接加热至SCR反应器4要求最低温度(180℃以上)。

SCR反应器4出口设置气-气换热器11,利用SCR反应器4出口高温废气加热来自车间的低温废气,将进口低温废气提高至130℃以上以节约燃气用量,同时高温废气温度降至常温通过引风机9至排气筒8排放。

本发明以燃气直接加热方式代替普通的间壁式加热,提高热量利用率。

还原剂氨气制备单元由液氨储罐、液氨蒸发器、氨缓冲罐、氨气-空气混合器2、喷氨格栅3组成。由液氨蒸发器制成的氨气通过氨缓冲罐进入混合器与稀释风机1引进的空气混合。该混合气体由位于进口管道上的喷氨格栅3均匀喷入废气系统中,与废气充分混合后进入SCR反应器4内。

燃气加热单元是由燃气储罐、燃气缓冲罐、鼓风机7、燃烧器6、废气加热器5等组成。燃气储罐过来的燃气与鼓风机7引进的空气在燃烧器6中燃烧放热后,进入废气加热器5与气-气换热器11过来的废气进行加热混合,一起进入系统管道。

本发明未详述之处,均为本技术领域技术人员的公知技术。

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