高炉煤气焚烧烟气的处理装置的制作方法

本实用新型涉及烟气处理技术领域，尤其涉及一种高炉煤气焚烧烟气的处理装置。

背景技术：

我国是钢铁大国，但钢铁冶炼及其辅助工艺涉及废气、废水和废渣三类污染物。2018年5月，生态环境部发布了《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》，这项文件的发布引起了环保行业内的高度重视，钢铁行业烟气污染物的超低排放治理已迫在眉睫。

近年来，随着钢厂节能减排和循环经济的大力发展，为了综合利用富余的高炉煤气，钢厂纷纷建设高炉煤气回收发电，将高炉煤气作为煤气锅炉的主要燃料，而高炉煤气经燃烧后产生的烟气中主要污染物为：so2、nox、粉尘等。因此为了减少烟气排放所带来的大气污染，需要设置处理装置对高炉煤气焚烧烟气进行处理，但是现有的处理装置不能很好的对高炉煤气焚烧烟气进行脱硝、脱硫和除尘处理。

技术实现要素：

本实用新型针对上述问题，克服至少一个不足，提出了一种高炉煤气焚烧烟气的处理装置。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种高炉煤气焚烧烟气的处理装置，包括：

低温等离子反应装置，具有入口和出口，所述低温等离子反应装置的入口用于接收高炉煤气焚烧后的烟气；

吸收塔，具有位于下部的入口、排灰口和位于上部的出口，所述低温等离子反应装置的出口通过烟道与吸收塔的入口连通，所述吸收塔的下部具有干粉投料口、循环飞灰回料口以及雾化增湿入口，所述雾化增湿入口用于与雾化增湿系统连接，所述雾化增湿系统用于向吸收塔内喷射水，所述干粉投料口用于与干粉投料系统连接，所述干粉投料系统用于向吸收塔内喷射碱性干粉，所述吸收塔用于捕集经过低温等离子体反应装置处理后的烟气中的酸性物质以及残余so2；

布袋除尘装置，具有布袋除尘装置烟气入口、布袋除尘装置烟气出口以及粉尘出口，所述布袋除尘装置烟气入口通过烟道与所述吸收塔的出口连接；

第一灰仓，通过底灰回流管道与所述排灰口连通，用于接收来自排灰口排出的底灰；

斜槽飞灰循环装置，一端与所述粉尘出口连接，另一端与所述循环飞灰回料口连接，所述斜槽飞灰循环装置用于接收从粉尘出口出来的粉尘，并将部分粉尘返回吸收塔循环使用，剩下的粉尘通过管道排出至所述第一灰仓。

本实用新型通过设置低温等离子装置，将高炉煤气焚烧烟气由入口进入低温等离子装置，低温等离子体反应装置在脉冲电源的作用下，产生大量的高能电子和活性粒子，活性粒子将烟气中不易吸收的no转化为易被碱性物质吸收的no2、n2o5和hno3，部分的so2也被转化为h2so4；经过低温等离子体反应装置处理后的烟气通入吸收塔内，烟气中的污染物被干粉投料系统喷入的碱性干粉所吸收，并通过雾化增湿系统向吸收塔内喷射水，以增加烟气湿度降低烟温，提高脱硫效率，进一步除去残余so2以及酸性物质；吸收塔内的底灰通过排灰口排入第一灰仓；吸收了酸性物质的干粉连同还未反应的碱性干粉随烟气进入布袋除尘装置后被捕集，净化后的烟气外排；同时，通过布袋除尘装置捕集下来的粉尘进入斜槽飞灰循环系统，一部分外排，另一部分返回吸收塔循环使用，外排的粉尘先存入第一灰仓进行收集，然后储存于灰仓中准备外运。由此可见，本实用新型的处理装置对so2、nox、烟尘脱除性能稳定，能够很好的对高炉煤气焚烧烟气进行脱硝、脱硫和除尘处理，实现了烟气污染物的超低排放，排放烟气中so2浓度＜35mg/nm³，nox浓度＜50mg/nm³，烟尘浓度＜5mg/nm³；且该装置具有结构简单、运用设备较少、投资运行费用较低等优点。

可选的，所述斜槽飞灰循环装置为斜管，斜管的上端设有进口和出口，斜管的进口与粉尘出口连接，斜管的出口通过管路与所述第一灰仓连接，斜管的下端与所述循环飞灰回料口连接，该设置能够实现碱性干粉的多次循环利用，节约了成本。

可选的，所述吸收塔下端为文丘里结构，文丘里结构由下到上分别为收缩段、喉口和扩张段，所述干粉投料口、循环飞灰回料口以及雾化增湿入口均设置在扩张段，该设置能够使雾化增湿系统通过雾化增湿入口向吸收塔内喷射水，以增加烟气湿度降低烟温，提高脱硫效率。

可选的，通过调节雾化增湿系统中喷枪喷入的水量，保证脱硫后烟气温度在酸露点15℃以上，确保布袋不出现糊袋现象。

可选的，所述第一灰仓为中间灰仓，处理装置还包括第二灰仓，所述第二灰仓与中间灰仓通过管路连通，该设置便于粉尘的集中储存。

可选的，所述吸收塔为半干法循环流化床反应塔，能够充分捕集经过等离子体反应装置处理的烟气中易被吸收的酸性物质和残余so2。

可选的，还包括烟囱，所述布袋除尘装置后设有与布袋除尘装置烟气出口连接的引风机，所述引风机用于克服整个系统产生的阻力，将烟气输送至所述烟囱；整个系统是指等离子体反应装置、吸收塔、布袋除尘装置和斜槽飞灰循环装置所构成的系统。

可选的，所述低温等离子反应装置的入口内设有均布板，确保烟气进入低温等离子体反应装置反应本体的气流均布系数小于0.2。

可选的，所述低温等离子反应装置的电源为脉冲电源。

可选的，布袋除尘装置中的布袋选择超细布袋。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过将高炉煤气焚烧烟气由入口进入低温等离子体反应装置内，低温等离子体反应装置在脉冲电源的作用下，产生大量的高能电子和活性粒子，活性粒子将烟气中不易吸收的no转化为易被碱性物质吸收的no2、n2o5和hno3，部分的so2也被转化为h2so4；经过低温等离子体反应装置处理后的烟气通入吸收塔内，烟气中的污染物被干粉投料系统喷入的碱性干粉所吸收，并通过雾化增湿系统向吸收塔内喷射水，以增加烟气湿度降低烟温，提高脱硫效率，进一步除去残余so2以及酸性物质；吸收塔内的底灰通过排灰口排入第一灰仓；吸收了酸性物质的干粉连同还未反应的碱性干粉随烟气进入布袋除尘装置后被捕集，净化后的烟气外排；同时，通过布袋除尘装置捕集下来的粉尘进入斜槽飞灰循环系统，一部分外排，另一部分返回吸收塔循环使用，外排的粉尘先存入第一灰仓进行收集，然后储存于第二灰仓中准备外运。由此可见，本实用新型的处理装置对so2、nox、烟尘脱除性能稳定，能够很好的对高炉煤气焚烧烟气进行脱硝、脱硫和除尘处理，实现烟气污染物的超低排放，排放烟气中so2浓度＜35mg/nm³，nox浓度＜50mg/nm³，烟尘浓度＜5mg/nm³；且该装置具有结构简单、运用设备较少、投资运行费用较低等优点。

附图说明：

图1是本实用新型的高炉煤气焚烧烟气的处理装置的结构示意图；

图2是本实用新型中吸收塔下端文丘里结构的结构示意图；

图3是本实用新型中低温等离子体反应装置的入口内均布板的结构示意图。

图中各附图标记为：

1、低温等离子体反应装置；2、脉冲电源；3、入口；4、烟道；5、吸收塔；6、干粉投料系统；8、布袋除尘装置；9、斜槽飞灰循环装置；10、第一灰仓；11、第二灰仓；12、引风机；13、烟囱；14、底灰回流管道；15、循环飞灰回料口；16、雾化增湿入口；17、干粉投料口；18、均布板；19、放电反应区；20、布袋除尘装置烟气入口；21、布袋除尘装置烟气出口；22、粉尘出口。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本实用新型做详细描述。

请参考图1-3所示，本实用新型提供一种高炉煤气焚烧烟气的处理装置，一种高炉煤气焚烧烟气的处理装置，包括：低温等离子反应装置1，具有入口3和出口，低温等离子反应装置的入口3用于接收高炉煤气焚烧后的烟气；

吸收塔5，具有位于下端的入口、排灰口和位于上端的出口(图中未示出)，低温等离子反应装置1的出口通过烟道4与吸收塔5的入口连通，吸收塔5的下部具有干粉投料口17、循环飞灰回料口15以及雾化增湿入口16，雾化增湿入口16用于与雾化增湿系统(图中省略未画出)连接，雾化增湿系统用于向吸收塔内喷射水，干粉投料口17用于与干粉投料系统6连接，干粉投料系统6用于向吸收塔5内喷射碱性干粉，吸收塔5用于捕集经过低温等离子体反应装置处理后的烟气中的酸性物质以及残余so2；

布袋除尘装置8，具有布袋除尘装置烟气入口20、布袋除尘装置烟气出口21以及粉尘出口22，所述布袋除尘装置烟气入口20通过烟道4与所述吸收塔5的出口连接；

第一灰仓10，通过底灰回流管道14与排灰口连通，用于接收来自排灰口排出的底灰；

斜槽飞灰循环装置9，一端与所述粉尘出口22连接，另一端与所述循环飞灰回料口15连接，所述斜槽飞灰循环装置9用于接收从粉尘出口22出来的粉尘，并将部分粉尘返回吸收塔5循环使用，剩下的粉尘通过管道排出至所述第一灰仓10。

本实用新型通过将高炉煤气焚烧烟气由入口进入低温等离子反应装置1，低温等离子体反应装置1在脉冲电源2的作用下，产生大量的高能电子和活性粒子，活性粒子将烟气中不易吸收的no转化为易被碱性物质吸收的no2、n2o5和hno3，部分的so2也被转化为h2so4；经过低温等离子体反应装置1处理后的烟气通入吸收塔内，烟气中的污染物被干粉投料系统6喷入的碱性干粉所吸收，并通过雾化增湿系统向吸收塔内喷射水，以增加烟气湿度降低烟温，提高脱硫效率，进一步除去残余so2以及酸性物质；吸收塔5内的底灰通过排灰口排入第一灰仓10；吸收了酸性物质的干粉连同还未反应的碱性干粉随烟气进入布袋除尘装置后被捕集，净化后的烟气外排；同时，通过布袋除尘装置8捕集下来的粉尘进入斜槽飞灰循环系统9，一部分外排，另一部分返回吸收塔5循环使用，外排的粉尘先存入第一灰仓10进行收集，然后储存于第二灰仓11中准备外运。由此可见，本实用新型的处理装置对so2、nox、烟尘脱除性能稳定，能够很好的对高炉煤气焚烧烟气进行脱硝、脱硫和除尘处理，实现了烟气污染物的超低排放，排放烟气中so2浓度＜35mg/nm³，nox浓度＜50mg/nm³，烟尘浓度＜5mg/nm³；且该装置具有结构简单、运用设备较少、投资运行费用较低等优点。

于本实施例中，斜槽飞灰循环装置9为斜管，斜管的上端设有进口和出口(图中未示出)，斜管的进口与粉尘出口连接，斜管的出口通过管路与第一灰仓连接，斜管的下端与所述循环飞灰回料口连接，该设置能够实现碱性干粉的多次循环利用，节约了成本。

于本实施例中，吸收塔5下端为文丘里结构，文丘里结构由下到上分别为收缩段、喉口和扩张段，干粉投料口6、循环飞灰回料口15以及雾化增湿入口16均设置在扩张段，该设置能够使雾化增湿系统通过雾化增湿入口向吸收塔内喷射水，以增加烟气湿度降低烟温，提高脱硫效率。

于本实施例中，雾化增湿系统喷出的液体为水，通过调节雾化增湿系统中喷枪喷入的水量，保证烟气温度在酸露点15℃以上，确保布袋不出现糊袋现象。

实际运用时，雾化增湿系统可以包括储液箱和泵，通过泵把储液箱内的水或者氨水输送至吸收塔内。

于本实施例中，第一灰仓10为中间灰仓，处理装置还包括第二灰仓11，第二灰仓11与中间灰仓通过管路连通，该设置便于粉尘的集中储存。

于本实施例中，吸收塔5为半干法循环流化床反应塔，能够充分捕集经过等离子体反应装置处理的烟气中易被吸收的酸性物质和残余so2。

于本实施例中，还包括烟囱13，布袋除尘装置8后设有与布袋除尘装置烟气出口连接的引风机12，所述引风机12用于克服整个系统产生的阻力，将烟气输送至所述烟囱13；整个系统是指等离子体反应装置、吸收塔、布袋除尘装置和斜槽飞灰循环装置所构成的系统。

于本实施例中，低温等离子反应装置1的入口内设有均布板18，确保烟气进入低温等离子体反应装置反应本体的气流均布系数小于0.2。

于本实施例中，低温等离子反应装置的电源为脉冲电源2；脉冲电源2的工作频率为200-400hz；脉冲电源2的工作电压为80-88kv；脉冲电源2的上升沿脉宽为250-500ns。

于本实施例中，高炉煤气焚烧烟气在低温等离子体反应装置1的放电反应区中的停留时间为1.0-1.5s。

于本实施例中，布袋除尘装置8中的布袋选择超细布袋。

于本实施例中，干粉投料系统6喷射的碱性干粉为ca(oh)2或者nahco3；本实用新型可以通过调节ca(oh)2或者nahco3吸收剂的加入量控制净烟气中so2和nox的浓度，根据取主烟道上的烟气量、含氧量、含水率、so2均值浓度、nox均值浓度、烟尘均值以及烟气温度进行计算，当喷入的碱性干粉为ca(oh)2时，喷入的ca与(s+n)摩尔比为2.0-2.5；当喷入的碱性干粉为为nahco3时，喷入的na与(s+n)摩尔比为2.0-3.0。

为了能够更好的说明本实用新型对高炉煤气焚烧烟气的处理效果，本实用新型取某钢铁厂余能电厂高炉煤气焚烧烟气作为实施，在实施例1和对比例2-6中均取主烟道上的烟气量为20000m³/h，含氧量3.5％，含水率4％，so2均值浓度100mg/nm³,nox均值浓度75mg/nm³,烟尘均值10mg/nm³，烟气温度120℃，同时，均采用本实用新型的处理装置进行处理。

实施例1

取某钢铁厂余能电厂高炉煤气焚烧烟气，其中主烟道上的烟气量为20000m³/h，含氧量3.5％，含水率4％，so2均值浓度100mg/nm³,nox均值浓度75mg/nm³,烟尘均值10mg/nm³，烟气温度120℃；采用本实用新型的高炉煤气焚烧烟气的处理装置进行处理，其中选择在低温等离子体反应装置中脉冲电源的工作频率300hz，工作电压80kv，脉宽上升沿500ns，向吸收塔内喷射的碱性干粉为nahco3，喷入的na与s+n)摩尔比2.5；具体包括以下步骤：

将上述高炉煤气焚烧烟气输送至低温等离子体反应装置进行处理，低温等离子体反应装置在脉冲电源的作用下，产生大量的高能电子和活性粒子，该活性粒子促使烟气中的污染物发生氧化还原反应；经过低温等离子体反应装置处理后的烟气通入吸收塔，通过干粉投料系统向吸收塔内喷射碱性干粉进行脱酸，吸收塔用于捕集低温等离子体反应装置处理转化的酸性物质以及残余so2；之后将经过吸收塔处理后的烟气通入布袋除尘装置，经过除尘后排出；布袋除尘装置捕集下来的灰进入斜槽飞灰循环系统，一部分外排，另一部分喷入吸收塔扩张口作为循环使用。外排的飞灰先存入第一灰仓进行收集，吸收塔的底灰通过管道回流至第一灰仓进行收集，第一灰仓处理后的飞灰储存于第二灰仓中准备外运。

对比例2

取某钢铁厂余能电厂高炉煤气焚烧烟气，其中主烟道上的烟气量为20000m³/h，含氧量3.5％，含水率4％，so2均值浓度100mg/nm³,nox均值浓度75mg/nm³,烟尘均值10mg/nm³，烟气温度120℃，采用如上述的高炉煤气焚烧烟气的处理装置进行处理，其中选择在低温等离子体反应装置中脉冲电源的工作频率200hz，工作电压83kv，脉宽上升沿500ns，向吸收塔内喷射的碱性干粉为nahco3，喷入的na与(s+n)摩尔比为2.0，具体处理步骤如实施例1所述。

对比例3

取某钢铁厂余能电厂高炉煤气焚烧烟气，其中主烟道上的烟气量为20000m³/h，含氧量3.5％，含水率4％，so2均值浓度100mg/nm³,nox均值浓度75mg/nm³,烟尘均值10mg/nm³，烟气温度120℃，采用如上述的高炉煤气焚烧烟气的处理装置进行处理，其中选择在低温等离子体反应装置中脉冲电源的工作频率400hz，工作电压85kv，脉宽上升沿250ns，向吸收塔内喷射的碱性干粉为nahco3，喷入的na与(s+n)摩尔比为3.0，具体处理步骤如实施例1所述。

对比例4

取某钢铁厂余能电厂高炉煤气焚烧烟气，其中主烟道上的烟气量为20000m³/h，含氧量3.5％，含水率4％，so2均值浓度100mg/nm³,nox均值浓度75mg/nm³,烟尘均值10mg/nm³，烟气温度120℃，采用如上述的高炉煤气焚烧烟气的处理装置进行处理，其中选择在低温等离子体反应装置中脉冲电源的工作频率300hz，工作电压88kv，脉宽上升沿250ns，向吸收塔内喷射的碱性干粉为nahco3，喷入的na与(s+n)摩尔比为2.5，具体处理步骤如实施例1所述。

对比例5

取某钢铁厂余能电厂高炉煤气焚烧烟气，其中主烟道上的烟气量为20000m³/h，含氧量3.5％，含水率4％，so2均值浓度100mg/nm³,nox均值浓度75mg/nm³,烟尘均值10mg/nm³，烟气温度120℃，采用如上述的高炉煤气焚烧烟气的处理装置进行处理，其中选择在低温等离子体反应装置中脉冲电源的工作频率300hz，工作电压85kv，脉宽上升沿250ns，向吸收塔内喷射的碱性干粉为ca(oh)2，ca与(s+n)摩尔比为2.0，具体处理步骤如实施例1所述。

对比例6

取某钢铁厂余能电厂高炉煤气焚烧烟气，其中主烟道上的烟气量为20000m³/h，含氧量3.5％，含水率4％，so2均值浓度100mg/nm³,nox均值浓度75mg/nm³,烟尘均值10mg/nm³，烟气温度120℃，采用如上述的高炉煤气焚烧烟气的处理装置进行处理，其中选择在低温等离子体反应装置中脉冲电源的工作频率400hz，工作电压83kv，脉宽上升沿500ns，向吸收塔内喷射的碱性干粉为ca(oh)2，ca与(s+n)摩尔比为2.5，具体处理步骤如实施例1所述。

实施例与对比例的烟气污染物排放参数表

由上述可知，本实用新型通过采用低温等离子体反应装置产生大量脱硫脱硝所需的活性粒子和作为主要的脱硫脱硝场所，对烟气进行大量的脱硝脱硫；结合吸收塔，用于捕集经等离子体反应装置转化了的易被吸收的酸性物质和残余so2；布袋除尘装置，用于捕集干粉和烟气的原烟尘；斜槽飞灰循环装置，用于收集布袋除尘器收集的干粉，一部分作为外排，另一部分作为循环使用；灰仓，作为储存干粉的地方。总之，本实用新型通过低温等离子体反应装置、吸收塔、布袋除尘装置和斜槽飞灰循环装置相结合的工艺装置对so2、nox、烟尘脱除性能稳定，能够很好的对高炉煤气焚烧烟气进行脱硝、脱硫和除尘处理，实现烟气污染物的超低排放，排放烟气中so2浓度＜35mg/nm³，nox浓度＜50mg/nm³，烟尘浓度＜5mg/nm³；且该装置具有结构简单、运用设备较少、投资运行费用较低等优点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。