一种铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法,涉及一种铝用炭素生产过程焙烧炉烟气的处理方法。
背景技术：
在电解铝生产中，铝用炭阳极生产是重要环节。随着电解铝生产量的不断增加，铝用炭阳极的运行产能将持续上升。随着国家环境保护工作的推进，环保标准越来越严格。2013年环保部发布的《铝工业污染物排放标准》（gb25465-2010）修改单中，对铝工业特征窑炉烟气中的so2、nox、颗粒物、氟等大气污染物排放浓度进行了更为严格的限制，其中颗粒物、so2、氟排放浓度分别降低至10mg/m3、100mg/m3和3mg/m3以下，增加了对nox的排放限制，要求达到100mg/m3以下。这给我国铝工业提出了新的环保要求。
炭素焙烧炉烟气湿度低，一般含so2200-600mg/m3，nox300-400mg/m3，颗粒物50-600mg/m3，沥青烟80-300mg/m3。炭素焙烧炉烟气的脱硫、除尘技术目前已比较成熟，一般能够满足环保的要求。
传统的sncr技术脱硝效率低，不能保证焙烧炉烟气达标排放；焙烧烟气中含有一定量的焦油成分，会造成催化剂表面吸油覆盖而失效，因此炭素焙烧炉烟气无法采用scr脱硝技术。炭素焙烧炉的烟气脱硝在国内外亦无工程案例或成熟的经验或技术可以直接应用。因此铝电解用炭素焙烧烟气脱硝技术尚属空白，是当前环保及清洁生产亟需解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种投资小，运行成本低，操作简单，运行稳定，能有效保证烟气排放nox达标排放的铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法，其特征在于其脱硝过程是在铝用炭素焙烧炉喷入固体粉状还原脱硝剂，固体粉状还原脱硝剂热解产物与烟气中的nox发生还原反应，将nox还原成n2，实现烟气脱硝。
本发明的一种铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法，其特征在于其固体粉状还原脱硝剂由碳粉、稳定剂、掩蔽剂、还原剂组成，固体粉状还原脱硝剂的粒度范围0.01-3mm；其中碳粉、稳定剂、掩蔽剂、还原剂的质量比为：碳粉：稳定剂：掩蔽剂：还原剂=(3-5):(0.1-0.2):(0.1-0.4):1。
本发明的一种铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法，其特征在于其稳定剂为醋酸钠、醋酸铵、草酸铵中的一种或几种。
本发明的一种铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法，其特征在于其掩蔽剂为柠檬酸、柠檬酸铵的一种或几种。
本发明的一种铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法，其特征在于其还原剂为醋酸铵、柠檬酸铵、尿素、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸铵、亚硫酸铵、硫酸铵中的一种或几种。
本发明的一种铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法，其特征在于其固体粉状还原脱硝剂用量为nox质量的0.5-2.5倍；喷入焙烧炉内时固气比kg/m3为5:1-35:1。
本发明的一种铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法，其特征在于脱硝还原反应的温度区间为650℃-1100℃。
本发明的一种铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法，其特征在于其固体粉状还原脱硝剂从焙烧炉火道孔喷入焙烧炉内。
本发明的一种铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法，其脱硝技术是基于干法选择性非催化（dsncr）原理，即：将固体粉状还原脱硝剂（主要为有机还原剂），利用压缩空气将还原剂喷入炉内，在合适的温度条件下，脱硝剂完全热解生成气态烃类和少量的氨类还原剂，燃烧过程中生成的nox遇到气态烃(chm)及氨气，与nox发生选择性非催化还原反应，将nox还原成n2。其反应过程为：
cmhnox+no→co2+h2o+n2
cmhnox+no2→co2+h2o+n2
4nh3+4no+o2→6h2o+4n2
本发明的一种铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法，脱硝效率达80%以上，烟气排放nox浓度≤100mg/nm3，通过调节药剂量，排放浓度可以达到50mg/nm3以下，不需要液氨或氨水等危险源，设备投资小和运行成本低，安装及操作方便。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
附图中，1为焙烧炉，2为脱硝剂罐，3为脉冲阀，4为压缩气罐。
具体实施方式
一种铝用炭素焙烧炉烟气干法脱硝方法，其脱硝过程是在铝用炭素焙烧炉喷入固体粉状还原脱硝剂，固体粉状还原脱硝剂热解产物与烟气中的nox发生还原反应，将nox还原成n2，实现烟气脱硝。所用脱硝剂为碳粉、稳定剂、掩蔽剂、还原剂组成，控制脱硝剂粒度范围0.01-3mm范围。药剂配比按照碳粉：稳定剂：掩蔽剂：还原剂=(3-5):(0.1-0.2):(0.1-0.4):1（质量比）。其中，所述碳粉能降低脱硝使用温度区间，常规sncr脱硝温度在850oc-1100oc，加入碳粉后，脱硝温度区间为650oc-1100oc，还原率高达80%；所述稳定剂为醋酸钠、醋酸铵、草酸铵中的一种或几种；所述掩蔽剂为提高脱硝剂表面活性，为柠檬酸、柠檬酸铵的一种或几种；所述还原剂为醋酸铵、柠檬酸铵、尿素、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸铵、亚硫酸铵、硫酸铵中的一种或几种。
本发明的方法，利用压缩空气将固体粉状还原脱硝剂，通过炭素焙烧炉的料箱顶喷入焙烧炉燃烧火道内。脱硝剂整体的流动性能较好，相比与单纯的尿素脱硝剂，其输送简单，熔点高，不会在输送过程中因熔融态而发生堵塞，同时脱硝剂使用温度范围广，温度范围可达650-1100oc。
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
铝用炭素焙烧采用36室8料箱焙烧炉，烟气量~100000m3/h，nox浓度400mg/nm3，脱硝剂配比按照质量比碳粉：稳定剂：掩蔽剂：还原剂=3:0.2:0.4:1，脱硝剂用量为nox质量的0.5，喷入焙烧炉内时固气比5:1，从焙烧炉火道孔将脱硝剂正压喷入焙烧炉内，炉内温度1100度。nox去除率达80%以上，经焙烧炉烟气在线检测系统显示，系统烟气排放浓度≤100mg/nm3，能够实现达标排放。
实施例2
铝用炭素焙烧采用36室8料箱焙烧炉，烟气量~100000m3/h，nox浓度400mg/nm3，脱硝剂配比按照质量比碳粉：稳定剂：掩蔽剂：还原剂=5:0.1:0.1:1，脱硝剂用量为nox质量的2.5，喷入焙烧炉内时固气比35:1、，从焙烧炉料箱孔将脱硝剂正压喷入焙烧炉内，炉内温度650度。nox去除率达80%以上，经焙烧炉烟气在线检测系统显示，系统烟气排放浓度100mg/nm3，能够实现达标排放。
实施例3
铝用炭素焙烧采用采用54室8料箱焙烧炉，烟气量~210000m3/h，nox浓度400mg/nm3，脱硝剂配比按照质量比碳粉：稳定剂：掩蔽剂：还原剂=5:0.1:0.1:1，脱硝剂用量为nox质量的2.5，喷入焙烧炉内时固气比35:1，从焙烧炉火道孔将脱硝剂正压喷入焙烧炉内，炉内温度1100度。nox去除率达90%以上，经焙烧炉烟气在线检测系统显示，系统烟气排放浓度40mg/nm3，能够实现达标排放。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。