一种烧结烟气脱硫脱硝装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金工业中环保领域，特别涉及一种烧结烟气脱硫脱硝装置及方法。
【背景技术】
[0002]中国的钢铁企业主要以“烧结-高炉-转炉-连铸”长流程冶炼生产为主，烧结工序是高炉炼铁的原料供应工序，几乎所有的大型钢铁企业都有烧结工序，钢铁企业的最大的污染源就来自烧结工序，烧结工序产生的烧结烟气中平均SO2浓度在1000mg/Nm3以上，NOx浓度在400mg/Nm3以上。而2012年颁布的最新烧结机的烟气排放标准中，一般新建烧结机的烟气排放标准是SO2浓度在200mg/Nm3以内，N0X浓度在300mg/Nm3以内，细颗粒物浓度为30mg/Nm3以内，对于环保要求高的地区标准则变为SO2浓度在180mg/Nm3以内，N0X浓度在300mg/Nm3以内，细颗粒物浓度为20mg/Nm3以内。并且，这一标准从2015年I月I日起在所有企业实施，而实际情况是除个别钢铁企业外几乎所有的企业都没有脱硝装置，仅有传统的脱硫装置。传统的脱硫方式主要有湿法和干法两种，而目前60%以上的烧结脱硫采用石灰石-石膏法脱硫，这是一种湿法工艺，脱硫后产生的石膏销路不好，而且生产工序复杂，有一定的水耗，目前不是最佳的脱硫工艺。对于烟气脱硝，尽管目前工业上已经有成熟的脱硝工艺，如SCR工艺，但这一工艺仅限于烟气温度在350°C左右的高温烟气，而对于低温烧结烟气来说，如果要采用传统的SCR脱硝方式，必须对烟气进行加热处理，使其温度达到350°C左右，这将大大增加烟气脱硝的成本；当然，烟气也可以采用低温催化剂进行脱硝处理。目前来看，直接将石灰石-石膏法脱硫后的烟气进行低温催化剂脱硝处理也是不现实的，因为传统用石灰石膏湿法脱硫后烟气中的水分含量很高，一般排放烟气的水分体积含量在7%以上，这会严重影响到催化剂的使用效果，因此，传统的石灰石-石膏法脱硫配加低温催化脱硝的工艺是不可行的。
[0003]尽管目前我国仅太钢采用的是活性焦同时脱硫脱硝的方式，而这种同时脱硫脱硝存在的问题是，烟气中通入氨气后会影响活性焦的脱硫效率，使得活性焦使用量大，总体设备投资和运行成本较高，因此，这也是活性焦同时脱硫脱硝所面临的问题。
[0004]总之，在目前现有烧结烟气湿法脱硫工艺的基础上不能直接进行烟气的脱硝，而采用活性焦同时脱硫脱硝的方式又面临成本问题，因此，需要重新寻找合适的烧结烟气脱硫脱硝的新方法和工艺。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的，是提供一种烧结烟气脱硫脱硝装置，能够实现烧结烟气同时脱硫脱硝处理，保证烧结烟气排放达标，促进钢铁工业朝着绿色工业的方向发展。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种采用上述装置的烧结烟气脱硫脱硝方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:
[0008]本发明提供一种烧结烟气脱硫脱硝装置，包括:烟气除尘系统1、脱硫反应器2、脱硝反应器3、引风机4、烟囱5、活性焦解析塔6、硫酸制备系统7和氨气系统8;其中:
[0009]烟气除尘系统I的进气端与烧结机的烧结烟气排气口连接，出气端与脱硫反应器2进气端连接;脱硫反应器2的出气端连接脱硝反应器3的进气端，脱硝反应器3的进气端还连接有氨气系统8，出气端与引风机4的一端连接；引风机4的另一端连接烟囱5;
[0010]脱硫反应器2的顶部和底部分别设置有多个进料口和出料口，脱硫反应器2的进料口分别与活性焦解析塔6的出料口和新活性焦补充装置9连接，脱硫反应器2的出料口与活性焦解析塔6的进料口连接；
[0011 ]活性焦解析塔6的排气口与硫酸制备系统7连接。
[0012]所述烟气除尘系统I包括多个电除尘器。
[0013]所述烟气除尘系统I还包括高温布袋除尘器，其滤材选用氟美斯，耐热温度最高达JlJ290 0C ο
[0014]本发明提供一种采用上述烧结烟气脱硫脱硝装置的烧结烟气脱硫脱硝方法，包括如下步骤:
[0015]a、烧结烟气从烧结机风箱排出后先经过烟气除尘系统I，进行除尘；
[0016]b、除尘后的烟气进入脱硫反应器2采用活性焦烟气脱硫的方式进行脱硫，脱硫反应器2输入的活性焦部分为再生后的活性焦，其余为新活性焦；
[0017]C、脱硫后的烟气再进入脱硝反应器3脱硝，并且，烟气进入脱硝反应器3之前，从氨气系统8向烟气管道中通入适量的氨气，脱硝反应器3内装有低温脱硝催化剂，催化剂采用含CeO2陶瓷蜂窝载体的低温脱硝催化剂，催化剂的使用温度在100-250°C之间，脱硝效率在30%以上；
[0018]d、脱硝后的烟气再经过引风机4从烟囱5排出。
[0019]所述步骤a中，进入烟气除尘系统I的烟气温度小于250°C;经过除尘后的烟气中粉尘量在15mg/Nm3以内。
[0020]所述步骤b中，脱硫反应器2内的活性焦从脱硫反应器顶部加入，底部排出，脱硫后的烟气温度降幅在100°c之内；其中活性焦的指标为，水分含量〈3%，灰分〈10%，挥发分2%-5% ,耐压强度>300N/cm2，耐磨强度>98%，粒度在5mm_l2mm之间，堆密度580kg/m3-680kg/ m3，碘吸附值 >420mg/g，硫容量 > 18mg/g。
[0021]所述步骤b中，活性焦解析塔6输出再生活性焦，脱硫反应器2排出的饱和后的活性焦15从活性焦解析塔6上部加入，解析后从下部排出，活性焦解析塔6内部采用间接加热的方式来加热活性焦，活性焦解析塔6的进料口和出料口都采用氮气密封;从活性焦解析塔6排出的浓硫酸气体12进入硫酸制备系统7制备硫酸，该气体中SO2浓度大于10%。
[0022]所述步骤b中，脱硫反应器2中活性焦的排料速度小于或等于活性焦解析塔6处理活性焦的速度。
[0023]所述步骤c中，氨气系统8是在脱硫后的烟气进入脱硝反应器之前，根据烟气中NOx浓度，将合适量的氨气14喷入烟气管道与烟气混合，根据脱除NOx的需要，NH3 = NOx的摩尔比小于1.1。
[0024]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0025](I)脱硫脱硝效率高，由于本方法和工艺采用活性焦脱硫、活性焦再生和硫酸制备等工艺过程，完全实现了脱硫过程零排放，尽管活性焦的磨损会产生的少量的活性焦粉末，但这些粉末完全可以代替煤粉使用，因此，此脱硫过程没有固废排放，脱硫效率可以达到90%以上;脱硫后的烟气中S02、H20、粉尘等含量都很低，满足低温催化剂的对烟气的脱硝要求，可以大大提尚脱硝效率。
[0026](2)工艺流程简单，运行成本低。本脱硫脱硝方法和工艺的主流程上仅有除尘、脱硫、脱硝等三个主要环节串联组成，工艺结构简单;其次，运行过程中，活性焦再生后生产的硫酸产品可以抵消一部分脱硫成本，而脱硝使用的催化剂为一次性投资，其使用寿命在3年以上，因此，脱硝过程的成本较低。
【附图说明】
[0027]图1为本发明烧结烟气脱硫脱硝的方法示意图。
[0028]其中的附图标记为:
[0029]I烟气除尘系统2脱硫反应器
[0030]3脱硝反应器4引风机
[0031]5烟囱6活性焦解析塔
[0032]7硫酸制备系统8氨气系统
[0033]9新活性焦补充装置10再生后的活性焦
[0034]11新活性焦12浓硫酸气体
[0035]13硫酸产品14氨气
[0036]15饱和的活性焦16烧结烟气
【具体实施方式】
[0037]下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
[0038]如图1所示，本发明的烧结烟气脱硫脱硝装置包括:烟气除尘系统1、脱硫反应器2、脱硝反应器3、引风机4、烟囱5、活性焦解析塔6、硫酸制备系统7和氨气系统8。
[0039]烟气除尘系统I的进气端与烧结机的烧结烟气排气口连接，出气端与脱硫反应器2进气端连接;脱硝反应器3的进气端还连接有氨气系统8，出气端与引风机4的一端连接；弓丨风机4的另一端连接烟囱5。
[0040]脱硫反应器2的顶部和底部分别设置有进料口和出料口，脱硫反应器2的进料口分别与活性焦解析塔6的出料口和新活性焦补充装置9连接，脱硫反应器2的出料口与活性焦解析塔6的进料口连接，使脱硫反应器2排出的饱和活性焦15返回活性焦解析塔6。
[0041 ]活性焦解析塔6的排气口与硫酸制备系统7连接，将排出的浓硫酸气体12输入硫酸制备装置7，制备硫酸广品13。
[0042]所述烟气除尘系统I包括多个电除尘器。
[0043]所述烟气除尘系统I还包括高温布袋除尘器，其滤材选用氟美斯，耐热温度最高达JlJ290 0C ο
[0044]本发明烧结烟气脱硫脱硝方法包括如下步骤:
[0045]a、烧结烟气从烧结机风箱排出后先经过烟气除尘系统I，进行除尘;进入烟气除尘系统I的烟气温度小于250°C ;经过除尘后的烟气中粉尘量在15mg/Nm3以内；
[0046]b、除尘后的烟气进入脱硫反应器2进行脱硫，采用活性焦烟气脱硫的方式，脱硫反应器2输入的活性焦大部分来自活性焦解析塔6的再生后活性焦10，少部分为新活性焦11;脱硫反应器2内的活性焦从脱硫反应器顶部加入，底部排出，脱硫后的烟气温度降幅在100°C之内；
[0047]c、脱硫后的烟气再进入脱硝反应器3脱硝，并且，烟气进入脱硝反应器3之前，必须从氨气系统8向烟气管道中通入适量的氨气14，脱硝反应器3内装有低温脱硝催化剂，催化剂采用含CeO2陶瓷蜂窝载体的低温脱硝催化剂，催化剂的使用温度在100-250°C之间，，根据烟气的不同特点，催化剂的脱硝效率在30%以上；
[0048]d、脱硝后的烟气再经过引风机4从烟囱5排出。
[0049]步骤b中，使用的活性焦的指标为，水分