一种钢厂焦炉烟气的脱硝方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种钢厂焦炉烟气的脱硝方法及装置，将烟气引至SCR烟道，使烟气经过换热器预热至265℃左右后，再将烟气进行加热至反应温度310℃进入SCR反应器，烟气与经过稀释的氨气充分混合后通过催化剂床层进行脱硝，脱硝后的烟气进入换热器进行余热回收后进行排放；该钢厂焦炉烟气的脱硝装置包括：还原剂制备模块、氨稀释系统模块、烟气加热系统模块、喷氨系统模块、自动控制装置、催化反应器模块。本发明在脱硝之前增加换热设备，即可将原始烟气预热，节省加热时消耗的燃料，也可以将洁净烟气的余热进行回收，节约能源，最终可使烟气中NOx含量由520mg/Nm3脱除至150mg/Nm3，达到国家要求排放标准，同时保证了氨逃逸只有3ppm，SO2转化率也仅为1％。
【专利说明】
一种钢厂焦炉烟气的脱硝方法及装置
技术领域
[0001] 本发明属于工业废气处理技术领域，尤其涉及一种钢厂焦炉烟气的脱硝方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 随着NOx排放量持续增长，国内钢厂焦炉烟气NOx排放限值相关的国家政策及国 家标准、地方标准日益严格，钢厂焦炉烟气脱硝即将纳入强制性的执行规范，钢厂焦炉烟气 中的NOx主要来源是燃料型NOx，指燃料中含氮氧化物，在燃烧过程中进行分解，继而近一 步氧化而成NOx。对钢厂焦炉烟气中的NOx进行脱除和治理已经成为全国乃至世界钢厂焦 炉行业重要的环境保护课题。
[0003] 钢厂焦炉烟气脱硝项目起步较晚，目前国内外还没有运行的烟气脱硝项目。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例的目的在于提供一种钢厂焦炉烟气的脱硝方法及装置，旨在解 决现有的钢厂焦炉烟气的脱硝工艺由于焦炉烟气温度过低、低于应用SNCR脱硝技术的 850-1KKTC区域，占地面积达，投资高，余热回收利用率低，能耗高的问题。
[0005] 本发明实施例是这样实现的，一种钢厂焦炉烟气的脱硝方法，该钢厂焦炉烟气的 脱硝方法将烟气引至活性炭选择性催化还原（SCR)烟道，使烟气经过换热器预热至265°C 左右后，再将烟气进行加热至反应温度31(TC进入SCR反应器，烟气与经过稀释的氨气充分 混合后通过催化剂床层进行脱硝，脱硝后的烟气进入换热器进行余热回收后进行排放。
[0006] 进一步，该钢厂焦炉烟气的脱硝方法具体包括以下步骤：
[0007] 步骤一，将还原剂液氨使用卡车运输，通过卸料压缩机输送到液氨储罐，以液态形 式储存；
[0008] 步骤二，经过氨蒸发器气化，气化后的氨气进入气氨缓冲罐，使气氨缓冲罐出口压 力稳定为1~3MPa ;
[0009] 步骤三，使用稀释风机抽取2000m3/h的稀释风进行加热，加热至270°C左右；
[0010] 步骤四，将加热后的稀释风与气氨在气/氨混合器中进行充分混合，使氨的含量 达到5%以下；
[0011] 步骤五，使烟气经过换热器进行预热，温度升高至265°C ;
[0012] 步骤六，使用低氮燃烧器将预热后的烟气进行加热，加热至反应温度310°C ;
[0013] 步骤七，使氨含量为5%以下的氨/空混合气经喷氨格栅喷入经过烟道，与经过烟 气整流器的整流的310°C的烟气混合；
[0014] 步骤八，氨/空混合气与3KTC的烟气充分混合之后，经过催化剂，在催化剂的作 用下，还原剂氨与烟气中的NOx反应，生成氮气和水；
[0015] 步骤九，脱硝后的烟气经过换热器对180°C的原始烟气进行预热后通过引风机排 入烟囱。
[0016] 本发明实施例的另一目的在于提供一种钢厂焦炉烟气的脱硝装置，该钢厂焦炉烟 气的脱硝装置包括：还原剂制备模块、氨稀释系统模块、烟气加热系统模块、喷氨系统模块、 自动控制装置、催化反应器模块；
[0017] 还原剂制备模块，用于实现液相氨到气相氨的转换；
[0018] 氨稀释系统模块，与还原剂制备模块连接，用于实现气相氨的稀释；
[0019] 烟气加热系统模块，与喷氨系统模块连接，用于实现烟气的预热；
[0020] 喷氨系统模块，与氨稀释系统模块和催化反应器模块连接，用于实现烟气与氨/ 空混合气的混合；
[0021] 自动控制装置，与还原剂制备模块、氨稀释系统模块、烟气加热系统模块、喷氨系 统模块、催化反应器模块连接，用于实现烟气流量检测、NOx、0 2检测和气氨流量的控制；
[0022] 催化反应器模块，与喷氨系统模块连接，用于促进NOx与氨气进行反应生成N2和 H20〇
[0023] 进一步，还原剂制备模块，包括卸料压缩机、液氨储罐、液氨蒸发器、气氨缓冲罐；
[0024] 卸料压缩机，用于将液氨从运输卡车中卸至液氨储罐中；
[0025] 液氨储罐，与卸料压缩机连接，用于储存液氨；
[0026] 液氨蒸发器，与液氨储罐连接，用于将液相氨蒸发为气相氨；
[0027] 气氨缓冲罐，与液氨蒸发器连接，用于稳定气氨压力。
[0028] 进一步，氨稀释系统模块，包括：稀释风机，稀释风加热器，氨/空混合器；
[0029] 稀释风机，用于抽取所需的稀释风；
[0030] 稀释风加热器，与稀释风机连接，用于加热稀释风；
[0031] 氨/空混合器，与稀释风加热器连接，用于将气氨与加热后的稀释风进行混合，使 气氨含量为5%以下。
[0032] 进一步，烟气加热系统模块，包括换热器，低氮燃烧器；
[0033] 换热器，用于将反应后的洁净烟气与原始烟气进行换热，使原始烟气预热至 265。。；
[0034] 低氮燃烧器，与换热器连接，用于加热预热后的原始烟气至反应温度310°C。
[0035] 进一步，喷氨系统模块，包括喷氨格栅、烟气整流器；
[0036] 喷氨格栅，用于使氨/空混合气均匀的喷射至烟道中；
[0037] 烟气整流器，与喷氨格栅连接，用于使氨/空混合气与310°C的烟气充分混合并保 证其流向垂直于催化剂。
[0038] 进一步，自动控制装置，包括烟气流量检测系统，NOx、02检测系统，气氨流量控制 系统；
[0039] 烟气流量检测系统，用于检测烟气流量；
[0040] NOx、02检测系统，用于检测反应器入口和出口 NOx和02的含量；
[0041] 气氨流量控制系统，用于通过将N0x、02检测系统的检测值与烟气流量的检测值进 行计算后，严格控制气氨的流量。
[0042] 进一步，催化剂反应模块，包括催化剂；
[0043] 催化剂，用于促进NOx与氨气进行反应生成N2和H20。
[0044] 本发明提供的钢厂焦炉烟气的脱硝方法及装置，烟气可从烟道中使用引风机将烟 气引至SCR反应器，将烟气加热系统与SCR反应器结合制造，减少管道连接，使整个SCR布 置紧凑，从外观看系统设备为一个整体，大大减少了占地面积，也减少了投资。在脱硝之前 增加换热设备，即可将原始烟气预热，节省加热时消耗的燃料，也可以将洁净烟气的余热进 行回收，节约能源，最终可使烟气中NOx含量由520mg/Nm 3脱除至150mg/Nm3,达到国家要求 排放标准，同时保证了氨逃逸只有3ppm，S0 2转化率也仅为1 %。
【附图说明】
[0045] 图1是本发明实施例提供的钢厂焦炉烟气的脱硝方法流程图；
[0046] 图2是本发明实施例提供的钢厂焦炉烟气的脱硝方法实施例的流程图；
[0047] 图3是本发明实施例提供的钢厂焦炉烟气的脱硝装置的结构示意图；
[0048] 图中：1、还原剂制备模块；1-1、卸料压缩机；1-2、液氨储罐；1-3、液氨蒸发器； 1-4、气氨缓冲罐；2、氨稀释系统模块；2-1、稀释风机；2-2、稀释风加热器；2-3、氨/空混合 器；3、烟气加热系统模块；3-1、换热器；3-2、低氮燃烧器；4、喷氨系统模块；4-1、喷氨格栅； 4-2、烟气整流器；5、催化反应器模块。
【具体实施方式】
[0049] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0050] 下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0051] 如图1所示，本发明实施例的钢厂焦炉烟气的脱硝方法包括以下步骤：
[0052] S101 :将还原剂液氨使用卡车运输，通过卸料压缩机输送到液氨储罐，以液态形式 储存；
[0053] S102 :经过氨蒸发器气化，气化后的氨气进入气氨缓冲罐，使气氨缓冲罐出口压力 稳定为1~3MPa ;
[0054] S103 :使用稀释风机抽取2000m3/h的稀释风进行加热，加热至270°C左右；
[0055] S104 :将加热后的稀释风与气氨在气/氨混合器中进行充分混合，使氨的含量达 到 5%以下；
[0056] S105 :使烟气经过换热器进行预热，温度升高至265°C左右；
[0057] S106 :使用低氮燃烧器将预热后的烟气进行加热，加热至反应温度310°C ;
[0058] S107 :使氨含量为5%以下的氨/空混合气经喷氨格栅喷入经过烟道，与经过烟气 整流器的整流的310°C的烟气混合；
[0059] S108 :氨/空混合气与310°C的烟气充分混合之后，经过催化剂，在催化剂的作用 下,还原剂氨与烟气中的NOx反应，生成氮气和水；
[0060] S109 :脱硝后的烟气经过换热器对180°C的原始烟气进行预热后通过引风机排入 烟囱。
[0061] 本发明实施例的钢厂焦炉烟气的脱硝工艺将烟气（详见表1)引至SCR烟道，使烟 气经过换热器预热至265°C左右后，再将烟气进行加热至反应温度3KTC进入SCR反应器， 烟气与经过稀释的氨气充分混合后通过催化剂床层进行脱硝，脱硝后的烟气进入换热器进 行余热回收后进行排放。
[0062] 表1烟气参数
[0063]
[0064] 如图2所示，本发明实施例的具体步骤为：还原剂使用卡车运输，通过卸料压缩机 输送到储氨罐，以液态形式储存的氨在注入锅炉前，经过氨蒸发器气化，气化后的氨气与空 气压缩机来的空气在混合器中混合，经喷氨格栅喷入经过烟道，与经过烟气整流器的加热 后的烟气混合，充分混合之后，还原剂在催化剂的作用下与烟气中的NOx反应，生成氮气和 水，脱硝后的烟气经过换热器对原始烟气进行预热后排入烟囱。
[0065] 如图3所示，本发明实施例的钢厂焦炉烟气的脱硝装置主要由：还原剂制备模块 1、氨稀释系统模块2、烟气加热系统模块3、喷氨系统模块4、自动控制装置、催化反应器模 块5 ;
[0066] 还原剂制备模块1，用于实现液相氨到气相氨的转换；
[0067] 氨稀释系统模块2,与还原剂制备模块1连接，用于实现气相氨的稀释；
[0068] 烟气加热系统模块3,氨稀释系统模块2连接，用于实现烟气的预热；
[0069] 喷氨系统模块4,与氨稀释系统模块2和催化反应器模块6连接，用于实现烟气与 氨/空混合气的混合；
[0070] 自动控制装置，与还原剂制备模块1、氨稀释系统模块2、烟气加热系统模块3、喷 氨系统模块4、催化反应器模块5连接，用于实现烟气流量检测、NOx、0 2检测和气氨流量的 控制；
[0071] 催化反应器模块5,与喷氨系统模块4连接，用于促进NOx与氨气进行反应生成N2 和 H20。
[0072] 还原剂制备模块1，包括卸料压缩机1-1、液氨储罐1-2、液氨蒸发器1-3、气氨缓冲 罐 1-4 ;
[0073] 卸料压缩机1-1，用于将液氨从运输卡车中卸至液氨储罐1-2中；
[0074] 液氨储罐1-2,与卸料压缩机1-1连接，用于储存液氨；
[0075] 液氨蒸发器1-3,与液氨储罐1-2连接，用于将液相氨蒸发为气相氨；
[0076] 气氨缓冲罐1-4,与液氨蒸发器1-3连接，用于稳定气氨压力；
[0077] 氨稀释系统模块2,包括：稀释风机2-1，稀释风加热器2-2,氨/空混合器2-3 ;
[0078] 稀释风机2-1，用于抽取所需的稀释风；
[0079] 稀释风加热器2-2,与稀释风机2-1连接，用于加热稀释风；
[0080] 氨/空混合器2-3,与稀释风加热器2-2连接，用于将气氨与加热后的稀释风进行 混合，使气氨含量为5 %以下；
[0081] 烟气加热系统模块3,包括换热器3-1，低氮燃烧器3-2 ;
[0082] 换热器3-1，用于将反应后的洁净烟气与原始烟气进行换热，使原始烟气预热至 265 °C左右；
[0083] 低氮燃烧器3-2,与换热器3-1连接，用于加热预热后的原始烟气至反应温度 310°C ；
[0084] 喷氨系统模块4,包括喷氨格栅4-1、烟气整流器4-2 ;
[0085] 喷氨格栅4-1，用于使氨/空混合气均匀的喷射至烟道中；
[0086] 烟气整流器4-2,与喷氨格栅4-1连接，用于使氨/空混合气与310°C的烟气充分 混合并保证其流向垂直于催化剂；
[0087] 自动控制装置，包括烟气流量检测系统，NOx、02检测系统，气氨流量控制系统；
[0088] 烟气流量检测系统，用于检测烟气流量；
[0089] NOx、02检测系统，用于检测反应器入口和出口 NOx和02的含量；
[0090] 气氨流量控制系统，用于通过将N0x、02检测系统的检测值与烟气流量的检测值进 行计算后，严格控制气氨的流量；
[0091] 催化剂反应模块5,包括催化剂；
[0092] 催化剂，用于促进NOx与氨气进行反应生成N2和H20。
[0093] 本发明的工作原理：
[0094] 本发明中，烟气可从烟道中使用引风机将烟气引至SCR反应器，将烟气加热系统 与SCR反应器结合制造，使整个SCR布置紧凑，占地面积减小，也减少了投资。在脱硝之前 增加换热设备，即可将原始烟气预热，节省加热时消耗的燃料，也可以将洁净烟气的余热进 行回收，节约能源。
[0095] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种钢厂焦炉烟气的脱硝方法，其特征在于，该钢厂焦炉烟气的脱硝方法将烟气引 至SCR烟道，使烟气经过换热器预热至265°C后，再将烟气进行加热至反应温度3KTC进入 SCR反应器，烟气与经过稀释的氨气充分混合后通过催化剂床层进行脱硝，脱硝后的烟气进 入换热器进行余热回收后进行排放。2. 如权利要求1所述的钢厂焦炉烟气的脱硝方法，其特征在于，该钢厂焦炉烟气的脱 硝方法具体包括以下步骤： 步骤一，将还原剂液氨使用卡车运输，通过卸料压缩机输送到液氨储罐，以液态形式储 存； 步骤二，经过氨蒸发器气化，气化后的氨气进入气氨缓冲罐，使气氨缓冲罐出口压力稳 定为1~3MPa ; 步骤三，使用稀释风机抽取2000m3/h的稀释风进行加热，加热至270°C ; 步骤四，将加热后的稀释风与气氨在气/氨混合器中进行充分混合，使氨的含量达到 5%以下； 步骤五，使烟气经过换热器进行预热，温度升高至265°C ; 步骤六，使用低氮燃烧器将预热后的烟气进行加热，加热至反应温度310°C ; 步骤七，使氨含量为5%以下的氨/空混合气经喷氨格栅喷入经过烟道，与经过烟气整 流器的整流的310°C的烟气混合； 步骤八，氨/空混合气与310°C的烟气充分混合之后，经过催化剂，在催化剂的作用下， 还原剂氨与烟气中的NOx反应，生成氮气和水； 步骤九，脱硝后的烟气经过换热器对180°C的原始烟气进行预热后通过引风机排入烟 囱。3. -种钢厂焦炉烟气的脱硝装置，其特征在于，该钢厂焦炉烟气的脱硝装置包括：还 原剂制备模块、氨稀释系统模块、烟气加热系统模块、喷氨系统模块、自动控制装置、催化反 应器模块； 还原剂制备模块，用于实现液相氨到气相氨的转换； 氨稀释系统模块，与还原剂制备模块连接，用于实现气相氨的稀释； 烟气加热系统模块，与喷氨系统模块连接，用于实现烟气的预热； 喷氨系统模块，与氨稀释系统模块和催化反应器模块连接，用于实现烟气与氨/空混 合气的混合； 自动控制装置，与还原剂制备模块、氨稀释系统模块、烟气加热系统模块、喷氨系统模 块、催化反应器模块连接，用于实现烟气流量检测、NOx、O2检测和气氨流量的控制； 催化反应器模块，与喷氨系统模块连接，用于促进NOx与氨气进行反应生成N2和H20。4. 如权利要求3所述的钢厂焦炉烟气的脱硝装置，其特征在于，还原剂制备模块，包括 卸料压缩机、液氨储罐、液氨蒸发器、气氨缓冲罐； 卸料压缩机，用于将液氣从运输卡车中卸至液氣储罐中； 液氨储罐，与卸料压缩机连接，用于储存液氨； 液氨蒸发器，与液氨储罐连接，用于将液相氨蒸发为气相氨； 气氨缓冲罐，与液氨蒸发器连接，用于稳定气氨压力。5. 如权利要求3所述的钢厂焦炉烟气的脱硝装置，其特征在于，氨稀释系统模块，包 括：稀释风机，稀释风加热器，氨/空混合器； 稀释风机，用于抽取所需的稀释风； 稀释风加热器，与稀释风机连接，用于加热稀释风； 氨/空混合器，与稀释风加热器连接，用于将气氨与加热后的稀释风进行混合，使气氨 含量为5%以下。6. 如权利要求3所述的钢厂焦炉烟气的脱硝装置，其特征在于，烟气加热系统模块，包 括换热器，低氮燃烧器； 换热器，用于将反应后的洁净烟气与原始烟气进行换热，使原始烟气预热至265°C ; 低氮燃烧器，与换热器连接，用于加热预热后的原始烟气至反应温度310°C。7. 如权利要求3所述的钢厂焦炉烟气的脱硝装置，其特征在于，喷氨系统模块，包括喷 氨格栅、烟气整流器； 喷氨格栅，用于使氨/空混合气均匀的喷射至烟道中； 烟气整流器，与喷氨格栅连接，用于使氨/空混合气与310°C的烟气充分混合并保证流 向垂直于催化剂。8. 如权利要求3所述的钢厂焦炉烟气的脱硝装置，其特征在于，自动控制装置，包括烟 气流量检测系统，NOx、O2检测系统，气氨流量控制系统； 烟气流量检测系统，用于检测烟气流量； NOx、O2检测系统，用于检测反应器入口和出口 NOx和O2的含量； 气氨流量控制系统，用于通过将N0x、02检测系统的检测值与烟气流量的检测值进行计 算后，严格控制气氨的流量。9. 如权利要求3所述的钢厂焦炉烟气的脱硝装置，其特征在于，催化剂反应模块，包括 催化剂； 催化剂，用于促进NOx与氨气进行反应生成N2和H2O。
【文档编号】B01D53/56GK105879673SQ201410491420
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年9月24日
【发明人】王新元, 海娇, 吴俊霞
【申请人】北京美斯顿科技开发有限公司