一种铝合金熔炼炉保温炉的烟气脱硝除尘系统和工艺的制作方法

本发明涉及烟气脱硝除尘，具体为一种铝合金熔炼炉保温炉的烟气脱硝除尘系统和工艺。

背景技术：

1、随着国内对铝合金需求的不断增加，铝合金的产能也在持续上升，铝熔铸是整个铝合金加工过程的重要工序，而铝熔保炉是铝熔铸的关键设备，随着国家对天然气的普及，铝熔保炉主要以天然气为燃料，其生产时产生的烟气中的污染物主要为颗粒物和nox。随着国家和地方污染物排放标准的日趋严格，铝熔保炉颗粒物排放限值最低已经要求≤10mg/nm³；nox是比颗粒物危害更大的污染物，其排放限值最低已经要求≤50mg/nm³。因此铝熔保炉的颗粒物和nox的治理是铝加工行业目前及以后环保工作的重点。

2、铝熔保炉的生产具有周期性的特点，在整个生产周期内铝熔保炉的烟气量、烟气温度、污染物含量波动大，特别是当铝熔保炉的组合台数少时，这种波动更明显。烟气温度变化范围为130~450℃；烟尘含量一般为300~400mg/nm³，最高1200mg/nm³，烟尘粒径细，粒径范围1~50μm；烟气中nox的含量基本和温度的变化同步，烟气温度高时nox含量高，最大能达到500mg/nm³以上，烟气温度低时则只有100~150mg/nm³。铝熔保炉烟气所具有的特性对烟气脱硝除尘所采用的方法与流程影响大，尤以烟气温度的影响最大。

3、目前的各种脱硝方法中氨法scr（选择性催化还原法）虽然投资相对较高，但技术成熟、运行成本较低，只要含nox的烟气能满足氨法scr脱硝的条件或采取一些辅助手段能能达到氨法scr脱硝的条件，氨法scr是首选的烟气脱硝方法，铝熔保炉烟气也适合采用这种方法，但即使是用天然气作燃料，铝熔保炉烟气中仍含有so2，因此氨法scr脱硝应用于铝熔保炉烟气脱硝时也应考虑如何将硫酸氢铵对烟气脱硝除尘系统的影响降到最低，保证系统稳定、可靠地运行。

4、袋式除尘器是成熟可靠的除尘技术，作为保证铝熔保炉烟气中颗粒物超低排放的净化设备，比其他超低排放类除尘器具有更明显的优势，对烟气波动适应性好，能有效地去除烟气中粒径细的颗粒物，且没有二次污染。

5、传统的铝熔保炉烟气脱硝除尘技术着眼于烟气的低温工况，使用低温脱硝技术，先对铝熔保炉烟气进行冷却，然后依次进行袋式除尘和氨法scr脱硝，袋式除尘采用的是耐受≤250℃的袋式除尘器，进入脱硝反应器的烟气温度低，最高也只有250℃，在脱硝反应器内一直有颗粒状的硫酸氢铵生成，硫酸氢铵粘附在催化剂上后吹灰困难，而且从催化剂上吹除下来的硫酸氢铵颗粒随烟气排放后容易导致颗粒物排放超标。同时脱硝催化剂上长期粘附硫酸氢铵时易导致催化剂中毒，催化剂再生频繁，系统能耗高，催化剂使用寿命也会变短，系统运行成本高，而且催化剂的频繁再生会导致氨气和酸性气体也会经常超标，铝加工企业环保压力大。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种铝合金熔炼炉保温炉的烟气脱硝除尘系统和工艺，较传统的铝熔保炉烟气脱硝除尘技术可避免催化剂粘附硫酸氢铵的现象，延长了催化剂和烟气换热器的使用寿命，降低了系统运行成本，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝合金熔炼炉保温炉的烟气脱硝除尘系统，包括铝熔炼炉和铝保温炉，所述铝熔炼炉的铝熔炼炉炉膛烟道和铝保温炉的铝保温炉炉膛烟道均与烟气换热器第一入口烟道连通，烟气换热器第一入口烟道与烟气换热器连通，烟气换热器的烟气换热器第一出口烟道与烟气加热炉连通，烟气加热炉通过烟气加热炉出口烟道与烟氨混合器连通，烟气加热炉出口烟道还与氨气输送组件连通，烟氨混合器通过scr脱硝反应器入口烟道与scr脱硝反应器连通，scr脱硝反应器通过烟气换热器第二入口烟道与烟气换热器连通，烟气换热器通过烟气换热器第二出口烟道与金属滤袋除尘器连通。

3、作为本发明的一种优选技术方案，所述烟气换热器第一入口烟道上分别设置有烟气温度调节阀和烟气换热器第一入口烟气温度传感器，烟气温度调节阀和烟气换热器第一入口烟气温度传感器均与控制系统电连接。

4、作为本发明的一种优选技术方案，所述烟气换热器内设置有烟气换热器吹灰器，烟气换热器吹灰器与烟气换热器吹灰器压缩空气管连通，烟气换热器吹灰器压缩空气管上设置有烟气换热器吹灰器压缩空气阀。

5、作为本发明的一种优选技术方案，所述烟气加热炉与烟气加热炉燃烧器的一端连通，烟气加热炉燃烧器的另一端与助燃空气管，助燃空气管上设置有助燃空气流量调节阀，且助燃空气管的端部设置有助燃风机。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述烟气加热炉燃烧器与燃气管连通，燃气管上设置有燃气流量调节阀。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述氨气输送组件包括氨水贮罐，氨水贮罐的出口通过氨水输送泵与氨水输送管连通，氨水输送管通过双流体喷枪与烟气加热炉出口烟道连通，且氨水输送管上设置有氨水流量调节阀，双流体喷枪与双流体喷枪压缩空气管连通。

8、作为本发明的一种优选技术方案，所述scr脱硝反应器内设置有若干个scr脱硝反应器吹灰器，scr脱硝反应器吹灰器与scr脱硝反应器吹灰器压缩空气管连通，scr脱硝反应器吹灰器压缩空气管上设置有scr脱硝反应器吹灰器压缩空气阀。

9、作为本发明的一种优选技术方案，所述金属滤袋除尘器上设置有除尘器清灰器，除尘器清灰器与除尘器清灰压缩空气管连通，金属滤袋除尘器的下侧设置有除尘器卸灰阀。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述金属滤袋除尘器通过除尘器出口烟道与风机连接，风机通过排气筒入口烟道和排气筒连通。

11、本发明还提供一种铝合金熔炼炉保温炉的烟气脱硝除尘工艺，采用了上述的一种铝合金熔炼炉保温炉的烟气脱硝除尘系统，包括以下步骤：

12、s1）当铝熔保炉炉膛排出的烟气温度高于某一设定值时，先对烟气进行冷却调温，将烟气温度控制在脱硝除尘系统的耐温极限和脱硝催化剂活性高的温度范围内，接着烟气分别流过烟气换热器和烟气加热炉（此时不需要对烟气进行加热）后进入烟气加热炉出口烟道，在烟气加热炉出口烟道内喷入雾化后的氨水，氨水高温气化后分解出的氨气与烟气混合，接着烟气和氨气的混合气体进入烟氨混合器，在烟氨混合器内烟气发生强烈的紊流湍动，将氨气均匀地混合在烟气中，有利于提高脱硝效率和降低氨气逃逸。接着烟气和氨气的混合气体进入scr脱硝反应器，在脱硝反应器内烟气中的nox和氨气在催化剂的作用下发生反应，生成无害的氮气和水，达到脱硝的目的。脱硝后的烟气通过烟气换热器后进入金属滤袋除尘器，在金属滤袋除尘器内除去烟气中的颗粒物，此时烟气中的颗粒物和nox浓度均低于排放限值达到排放要求，达标后的烟气依次通过风机和排气筒排入大气。

13、s2）当铝熔保炉炉膛排出的烟气温度低于某一设定值但高于某一设定值时，烟气不需要冷却调温，也不需要在烟气加热炉内对烟气进行加热。烟气净化工艺流程同s1）。

14、s3）当铝熔保炉炉膛排出的烟气温度低于某一设定值时，烟气不需要冷却调温，但需要在烟气加热炉内加热。铝熔保炉炉膛排出的烟气先进入烟气换热器，在烟气换热器内利用脱硝后的高温烟气对铝熔保炉烟气进行预热，目的是节约烟气加热炉的燃气耗量。铝熔保炉烟气在烟气换热器内预热后进入烟气加热炉，在烟气加热炉内利用燃气燃烧将烟气加热至稍高于脱硝催化剂最低的活性温度要求，在保证能达到脱硝效果的同时，节省燃气耗量，降低系统运行成本。后续流程同s1）。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用金属滤袋除尘器对烟气除尘，使烟气中的颗粒物排放浓度低于排放限值，其耐温极限能适应系统所有烟气工况，选择这种不同于常规滤袋类型的除尘器，一是为了缩短烟气脱硝除尘流程，降低投资和运行成本；二是该类型滤袋除尘器甚至可在500℃时安全运行，使进入除尘器内的烟气温度几乎和脱硝反应器内的烟气温度相同，可有效抑制滤袋被硫酸氢铵堵塞。

16、通过烟气冷却调温、烟气预热、烟气加热，可保证系统适应整个铝熔保炉生产过程的所有的所有烟气工况，即脱硝除尘系统在烟气高温、低温时均可运行，烟气温度过低需加热时，仅加热至略高于能保证脱硝所需的最低温度即可，在保证脱硝效果的同时，节省运行成本；在烟气高温工况运行时可抑制脱硝时硫酸氢铵的生成，也可将低温工况运行时生成的硫酸氢铵分解，较传统的铝熔保炉烟气脱硝除尘技术可避免催化剂粘附硫酸氢铵的现象，延长了催化剂和烟气换热器的使用寿命，降低了系统运行成本。