一种净化轧钢加热炉尾气的干法活性焦炭脱硫系统及方法与流程

本发明属于轧钢加热炉尾气净化领域，具体的涉及一种净化轧钢加热炉尾气的干法活性焦炭脱硫系统及方法。

背景技术：

轧钢时加热的目的是把坯料加热到均匀的、适合轧制的温度(奥氏体组织)。温度提高以后，首先是提高钢的塑形，降低变形抗力，使钢容易变形。加热温度合适的钢，轧制时可以用较大的压下量，减少因磨损和冲击造成的设备事故，提高轧机的生产率和作业率，改善钢坯的内部组织和性能。

加热炉是轧钢厂主要的能耗设备之一，其燃料大部分为高炉煤气，其燃烧后主要污染物为so2和nox，在超低排放标准实施前，加热炉的排放物都满足标准规定，一般都是不做处理直接排空，so2排放值在80-150mg/m³和nox的排放值为30-50mg/m³，但在超低排放标准(so2排放限值35mg/m³，nox的排放限值为50mg/m³)实施后，其硫排放量将不再符合标准要求，就必须在尾气排放中加装脱硫设备，nox排放量不超标。

常用的脱硫方法有碱法(干法脱硫sds)，nahco3用作烟气脱硫剂，通过化学反应去除so2，此工艺将nahco3吸粉直接喷入烟气，在高温中nahco3分解成na2co3，na2co3具有高度的反应活性，自发与烟气中的so2和o2反应生成na2so4，达到脱硫效果。另一种石灰法(半干法脱硫)，将细粉状生石灰经加湿活化后与烟气在吸收塔内，通过布料搅拌混合装置，和控制加湿量在塔内形成理想的脱硫反应条件，同时调节理想的温度、湿度和循环灰浓度，与so2充分接触，发生物理化学反应，达到净化烟气的作用。

但是以上两种方法工艺要求较高，吸附剂的粒度要求高，而且石灰法的脱硫剂湿度要求也高，过高的湿度容易造成灰的板结，堵塞除尘器，两种方法都会产生固体废弃物。

技术实现要素：

本发明旨在解决轧钢加热炉尾气中so2含量超标，同时简化脱硫工艺的问题。

本发明采用的技术方案为：一种净化轧钢加热炉尾气的干法活性焦炭脱硫系统，包括烟气系统、吸附系统、氮气保护系统和物料运输系统，所述烟气系统包括轧钢炉尾气接口、热风炉和风机，所述轧钢炉尾气接口借助管道与热风炉进气口连接，所述热风炉出气口借助管道与风机进气口相连接；所述吸附系统包括进风室、吸附塔和顶部料仓，所述风机出气口借助带进烟气调节阀的管道与进风室中部相连通，所述吸附塔为两组均位于进风室内，且所述带进烟气调节阀的管道的进风管口位于两组吸附塔中间，所述吸附塔顶部位于进风室外部、所述吸附塔进料口借助溜管与顶部料仓相连接，所述进风室两侧设有出风口，所述出风口设有带出烟气调节阀的管道；所述物料运输系统包括z型提升机、新炭仓底部卸料器、振动筛和新料仓，所述新料仓底部借助卸料器与振动筛相连，振动筛出料口与z型提升机进料口相连，所述z型提升机出料口借助塔顶卸料器与顶部料仓相连；所述氮气系统包括氮气罐和加热器，所述氮气罐借助氮气管道分别与吸附塔顶部、吸附塔底部及进风室相连通，所述加热器位于氮气管道近氮气罐的位置上。

进一步地，所述焦炭脱硫系统还包括塔底刮板机和旧炭仓，所述吸附塔底部出料口设有塔底卸料器，所述塔底卸料器与塔底刮板机相连，所述塔底刮板机卸料口与旧炭仓进料口相连。

进一步地，所述焦炭脱硫系统还包括除尘系统，所述除尘系统包括除尘器、除尘风机和除尘下料器，所述除尘器顶部与除尘风机相连，所述除尘器进尘口借助除尘管道分别与z型提升机、塔底刮板机、旧炭仓和振动筛相连，所述除尘器底部出尘口与除尘下料器相连。

进一步地，所述物料运输系统还包括料粉仓和气力输送机，所述粉料仓进料口与振动筛的粉料口相连，所述粉料仓的出粉口与气力输送机相连。

进一步地，所述除尘下料器的出口借助管道与粉料仓相连。

进一步地，所述轧钢炉尾气接口与热风炉之间的管道、热风炉与风机之间的管道、加热器出口处的管道以及吸附塔内均设有温度传感器。

进一步地，所述吸附系统为两套及以上。

进一步地，所述旧炭仓底部设有旧炭仓底卸料器，所述顶部料仓上设有料位计，所述烟囱出口处设有烟气检测报警器。

进一步地，所述吸附塔位于进风室的塔壁由对称的百叶窗格栅和进风室外壁构成，吸附塔内为活性炭；所述进风室外设有保温层，所述保温层由内向外依次为100mm厚的岩棉和彩钢。

一种净化轧钢加热炉尾气的干法活性焦炭脱硫方法，包括以下步骤：

a、轧钢炉尾气接口中排出的烟气首先进入到热风炉中加热，加热到100～130℃，再通过风机进入到进气室，烟气穿过百叶窗格栅进入到吸附塔内，然后烟气中的二氧化硫与活性炭发生物理吸附和化学吸附；

b、净化后的烟气通过带出烟气调节阀的管道最终从烟囱中排出；

c、当轧钢炉尾气接口与热风炉之间的管道、热风炉与风机之间的管道以及吸附塔内的任一温度传感器检测到温度超多130℃后，监控画面报警提示，当温度超多145℃后发出声音报警；此时，热风炉内温度降低，烟气调节阀的开度减小，控制烟气的进入量；

d、如果温度还升高，则打开氮气保护系统，向吸附塔及进风室内通入氮气降温并防止活性炭燃烧，温度降为正常值后，停止通入氮气；

e、当需要向吸附塔内加活性炭时，新活性炭通过新料斗提升机装入新料仓内，活性炭经过新料仓底部卸料器进入振动筛，振动筛筛分出的成型活性炭通过z型提升机和塔顶卸料器进入顶部料仓内；顶部料仓里的活性炭随着下部的排出，源源不断通过溜管补充到吸附塔内，溜管的斜角一般不大于34°；顶部料仓上部有料位计，以监测料仓内物料高度，保证顶部料仓内存有足够的活性炭；

f、吸附二氧化硫后的活性炭通过吸附塔底刮板机进入旧炭仓内，活性炭通过旧炭仓底卸料器卸料卡车内；

g、所述除尘系统中除尘器可吸附z型提升机、塔底刮板机、旧炭仓和振动筛中的粉尘，除尘器底部出尘口与除尘下料器相连；振动筛筛分后的粉料以及收尘后的粉料进入到粉料仓中，然后经气力输送机输运到喷煤的粉仓做燃料。

本发明获得的有益效果为：相比于传统的碱法(半干法)与石灰发(半干法)脱硫方法，工艺操作简单，设备运行稳定，活性炭可以循环使用，降低运行费用。损耗的碳粉以及失活的炭可以磨粉后输送到喷煤，避免了脱硫过程产生的na2so4和caso4等固废。活性炭能将烟气中的污染物吸附和降解，分离后的so2送到制酸系统进行资源回收利用；同时在脱硫过程中不会产生固废，系统操作简单，运行费用低，容易实现。氮气保护系统，用以防塔内温度过高后的降温绝氧处理，除尘系统可有效控制系统的粉尘量。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明进风室为剖面时结构示意图；

其中1代表轧钢加热炉尾气接口、2代表热风炉、3代表风机、4代表进烟气调节阀、5代表塔底刮板机、6代表旧炭仓、7代表旧炭仓底卸料器、8代表塔底卸料器、9代表吸附塔、10代表溜管、11代表顶部料仓、12代表塔顶卸料器、13代表z型提升机、14代表新炭仓底部卸料器、15代表振动筛、16代表新料仓、17代表新料斗提升机、18代表氮气罐、19代表加热器、20代表烟囱、21代表出烟气调节阀、22代表料位计、23代表进风室、24代表烟气检测报警器、25代表除尘器、26代表除尘风机、27代表除尘器下料器、28代表粉料仓、29代表气力输送机、30代表氮气控制阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1-2所示，一种净化轧钢加热炉尾气的干法活性焦炭脱硫系统，包括烟气系统、吸附系统、氮气保护系统和物料运输系统，所述烟气系统包括轧钢炉尾气接口1、热风炉2和风机3，所述轧钢炉尾气接口1借助管道与热风炉2进气口连接，所述热风炉2出气口借助管道与风机3进气口相连接；所述吸附系统包括进风室23、吸附塔9和顶部料仓11，所述风机3出气口借助带进烟气调节阀4的管道与进风室23中部相连通，所述吸附塔9为两组均位于进风室23内，且所述带进烟气调节阀4的管道的进风管口位于两组吸附塔9中间，所述吸附塔9顶部位于进风室23外部、所述吸附塔9进料口借助溜管10与顶部料仓11相连接，所述进风室23两侧设有出风口，所述出风口借助带出烟气调节阀21的管道与烟囱20相连；所述物料运输系统包括z型提升机13、新炭仓底部卸料器14、振动筛15和新料仓16，所述新料仓16底部借助新炭仓底部卸料器14与振动筛15相连，振动筛15出料口与z型提升机13进料口相连，所述z型提升机13出料口借助塔顶卸料器12与顶部料仓11相连；所述氮气系统包括氮气罐18和加热器19，所述氮气罐18借助氮气管道分别与吸附塔9顶部、吸附塔9底部及进风室23中部相连通，所述加热器19位于氮气管道近氮气罐18的位置上。所述焦炭脱硫系统还包括塔底刮板机5和旧炭仓6，所述吸附塔9底部出料口设有塔底卸料器8，所述塔底卸料器8与塔底刮板机5相连，所述塔底刮板机5卸料口与旧炭仓6进料口相连。所述焦炭脱硫系统还包括除尘系统，所述除尘系统包括除尘器25、除尘风机26和除尘下料器27，所述除尘器25顶部与除尘风机26相连，所述除尘器25进尘口借助除尘管道分别与z型提升机13、塔底刮板机5、旧炭仓6和振动筛15相连，所述除尘器25底部出尘口与除尘下料器27相连。所述物料运输系统还包括料粉仓28和气力输送机29，所述粉料仓28进料口与振动筛15的粉料口相连，所述粉料仓28的出粉口与气力输送机29相连。所述除尘下料器27的出口借助管道与粉料仓28相连。所述轧钢炉尾气接口1与热风炉2之间的管道、热风炉2与风机3之间的管道、加热器19出口处的管道以及吸附塔9内均设有温度传感器。所述吸附系统为两套及以上。所述旧炭仓6底部设有旧炭仓底卸料器7，所述顶部料仓11上设有料位计22，所述烟囱20出口处设有烟气检测报警器24。所述吸附塔9中部由对称的百叶窗格栅和进风室23外壁构成，吸附塔9内为活性炭；所述进风室23外设有保温层，所述保温层由内向外依次为100cm厚的岩棉和彩钢。

一种净化轧钢加热炉尾气的干法活性焦炭脱硫方法，包括以下步骤：

a、轧钢炉尾气接口1中排出的烟气首先进入到热风炉2中加热，加热到100～130℃，再通过风机3进入到进气室23，烟气穿过百叶窗格栅进入到吸附塔9内，然后烟气中的二氧化硫与活性炭发生物理吸附和化学吸附；

b、净化后的烟气通过带出烟气调节阀21的管道最终从烟囱20中排出；

c、当轧钢炉尾气接口1与热风炉2之间的管道、热风炉2与风机3之间的管道、加热器19出口处的管道以及吸附塔9内的任一温度传感器检测到温度超多130℃后，监控画面报警提示，当温度超多145℃后发出声音报警；此时，进烟气调节阀4的开度减小，控制烟气的进入量；

d、如果温度还升高，则打开氮气保护系统，向吸附塔及进风室内通入氮气降温，温度降为正常值后，停止通入氮气；所述氮气进气口处管道上均设有氮气控制阀30，通过氮气控制阀30控制氮气通气量；

e、当需要向吸附塔9内加活性炭时，新活性炭通过新料斗提升机17装入新料仓16内，活性炭经过新料仓底部卸料器14进入振动筛15，振动筛15筛分出的成型活性炭通过z型提升机13和塔顶卸料器12进入顶部料仓11内；顶部料仓11里的活性炭随着下部的排出，源源不断通过溜管10补充到吸附塔9内，溜管10的斜角一般不大于34°；顶部料仓11上部有料位计22，以监测料仓内物料高度，低料位时给料，高料位时停止给料，保证顶部料仓11内存有足够的活性炭；当料位低时，塔顶卸料器12和z型提升机13开启，将新活性炭装入顶部料仓11内；

f、吸附二氧化硫后的活性炭通过吸附塔9底刮板机5进入旧炭仓6内，活性炭通过旧炭仓底卸料器7卸料卡车内；

g、所述除尘系统中除尘器25可吸附z型提升机13、塔底刮板机5、旧炭仓6和振动筛15中的粉尘，除尘器25底部出尘口与除尘下料器27相连；振动筛15筛分后的粉料以及收尘后的粉料进入到粉料仓28中，然后经气力输送机29输运到喷煤的粉仓做燃料。

本发明原理：轧钢加热炉燃烧器一般采用双蓄热烧嘴，燃烧后烟气温度低于70℃，温度低容易在管道内产生凝结水，系统中增加了热风炉2，将烟气温度升高到130℃，经过增压后进入吸附塔内，此时so2与活性炭发生物理、化学反应，具体过程如下(*表示吸附状态)：

1)物理吸附(so2分子的向活性炭细孔移动)

so2→so2*

2)化学吸附(在活性炭细孔内的化学反应)

so2*+o*→so3*

烟气中的尘态二噁英在吸附塔内被活性炭移动层的过滤集尘功能捕集，气态的二噁英被活性炭吸附。吸附的二噁英的活性炭在后续的解析过程将发生结构转变裂解为无害物质。

具体实施时：轧钢加热炉的烧嘴一般为双蓄热烧嘴，尾气温度一般低于80度，活性焦炭脱硫需要烟气温度120℃左右，所有烟气先要进入热风炉2加热后，然后经过增压风机3，进入吸附塔9内，图1中共有两组进风室23，每一组有两个吸附塔9。烟气进入进风室23后向两侧扩散，吸附塔9两侧固定焦层设施为对称布置的百叶窗格栅形式，阻力较小且起到整流作用，活性焦在进、出气面受到烟气压力的影响均一，降低对物料流动的影响。通过吸附塔9的格栅板进入炭层，在炭层内so2气体与活性炭发生物理吸附和化学吸附，其中化学吸附为放热反应，炭室内温度会升高。温度传感器分别检检测炭室不同高度层的温度，该温度一般不能超过130℃，超出后控制画面提示报警，超过145℃以后发出声音报警，这时候连锁控制进烟气调节阀4的开度减小，控制烟气的进入量；如果温度还升高，则氮气保护系统开启，通入氮气降温，通过氮气控制阀30控制氮气通气量。

由于轧钢加热炉的烟气量一般不大，而且so2含量也不高，物料输运系统的塔底刮板机5和塔底卸料器8可适当设定较小的速率，该速率可根据烟气出口二氧化硫含量调节快慢。

当需要向吸附塔9内加活性炭时，新活性炭通过新料斗提升机17装入新料仓16内，活性炭经过新料仓底部卸料器14进入振动筛15，振动筛15筛分出的成型活性炭通过z型提升机13和塔顶卸料器12进入顶部料仓11内；顶部料仓11里的活性炭随着下部的排出，源源不断通过溜管10补充到吸附塔9内，溜管10的斜角一般不大于34°；顶部料仓11上部有料位计22，以监测料仓内物料高度，保证顶部料仓11内存有足够的活性炭；吸附二氧化硫后的活性炭通过吸附塔9底刮板机5进入旧炭仓6内，活性炭通过旧炭仓底卸料器7卸料卡车内；除尘系统中除尘器25可吸附z型提升机13、塔底刮板机5、旧炭仓6和振动筛15中的粉尘，除尘器25底部出尘口与除尘下料器27相连；振动筛15筛分后的粉料以及收尘后的粉料进入到粉料仓28中，然后经气力输送机29输运到喷煤的粉仓做燃料。