专利名称：一种焦炉烟气污染物综合治理方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及焦炉烟气污染物治理领域，更具体地说，涉及一种针对焦炉烟气的脱除S0X、Nox及其它污染物的经济有效的工艺方法及装置。
背景技术：
焦炉烟气含有S02、S03、N0x、汞等重金属等污染物，对大气造成污染，至今没有得到有效的治理。传统的烟气脱硫脱硝工艺针对锅炉烟气所开发，经济有效的工作区间为10(Tl50°C (脱硝为30(T40(TC)、S02浓度100(T4000mg/Nm3的范围。针对焦炉烟气特性，在 SO2浓度10(T250mg/Nm3的区间，传统烟气脱硫工艺失去经济性；在烟气温度ll(Tl70°C以下的区间，传统的烟气脱硝工艺失去有效性，须将烟气加热到300°C以上才能正常工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种能适应焦炉烟气特性的、在烟气温度10(T15(TC、SO2浓度10(T250mg/Nm3区间内经济有效工作的脱硫脱硝脱及其它污染物的烟气综合治理工艺。本发明的目的是这样实现的一种焦炉烟气污染物综合治理方法，利用吸附剂对烟气中的污染物进行吸附，其包括以下步骤
—将含污染物的烟气与NH3混合，用于将污染物中的NOx转化成N2和H20、将SOx转化成硫酸盐、亚硫酸盐。—与NH3混合均匀的烟气以均匀的、确定的流速，从下向上流经吸附剂料层，吸附剂料层以均匀的、确定的速度向下流动，与从下向上流动的烟气做逆向接触。在吸附剂参与的情况下，污染物中的NOx与NH3转化成N2和H20、SOx与NH3转化成硫酸盐、亚硫酸盐。其中NOx与NH3转化成的N2和H2O进入烟气，SOx与NH3转化成的硫酸盐、亚硫酸盐被吸附剂的多孔体系所吸收从而从烟气中脱除，重金属也被吸附剂的多孔体系所吸收从而从烟气中脱除。—污染物被脱除的洁净的烟气离开所述污染物吸附料层，排放到大气中。—吸附剂在污染物吸附料层中分布为均匀的确定厚度的料层，在高度方向上，吸附剂的饱和度形成确定的浓度梯度，料层最下部的吸附剂达到饱和时，将料层底部的吸附剂排出所述污染物吸附料层；所述吸附剂对于污染物中的NOx、SOx或其它污染物的吸附量，通过吸附剂排出量调节到确定的量。-将离开污染物吸附料层的、吸附达到饱和的吸附剂，进行解析再生，利用热量使吸附剂吸附的富污染物气体解析出来，使吸附剂得到再生，并被送到污染物吸附料层以被循环利用；
—解析得到的富污染物气体排到制酸系统，将富污染物中的SOx制成硫酸，或进入
焦炉副产煤气。进一步，将所述吸附剂对亚硫酸盐的吸附值限制在按所述吸附剂排出的重量计最大为5%，优选为3%。进一步，所述吸附剂的材质是活性焦，或者是活性炭，或者其它任意疏松多孔材料。进一步,所述吸附剂为适宜流动和收集的尺寸,粒度为l-20mm,优选3-10mm。进一步，用于与烟气混合的NH3是体积浓度5%以下的氨气、空气混合物。本发明还包括一种焦炉烟气污染物综合处理装置，其包括污染物吸附装置、烟囱、解析再生设备、吸附剂转运设备。污染物吸附装置，其内设有烟气混氨单元、吸附剂料层、烟气分配系统、布料系统、收料系统。本发明解决了传统烟气脱硫脱硝等污染物工艺不能适应焦炉烟气特性的难题，而且还能对全浓度范围的重金属等其它污染物进行经济有效的脱除。
图I为本发明的工艺流程图，
图2为本发明的污染物吸附装置示意图，
图3为本发明的一种具体实施方案的工艺流程图。
具体实施例方式如图I、图2所示，本发明的工艺主要设备包括碳化室11、燃烧室12、污染物吸附装置13、烟囱14、解析再生设备15、吸附剂转运设备16。焦炉由碳化室11、燃烧室12依次间隔排列，煤气在燃烧室12中燃烧，通过间壁式传热为碳化室11供热，炼焦用煤在碳化室11中隔绝空气干馏成为焦炭，煤气燃烧产生的烟气从燃烧室12排出。本发明的污染物吸附装置13为容纳吸附剂、并满足烟气与吸附剂进行接触以完成吸附过程的装置，其主要结构包括烟气混氨单元21、下部气体分布设施22、吸附剂布料设施24、吸附剂收料设施25、吸附剂排出设施26，如图2所示。所述烟气混氨单元21设置在吸附剂料层之前，所述的烟气混氨单元内有使氨均匀喷射、混合的设施；所述气体分布设施22设置在吸附剂料层之下，可以使含有S02、S03、NOx、重金属或类似污染物的、与氨混合均匀的烟气以均匀的确定的流速流经吸附剂料层；所述吸附剂布料设施24设置在吸附剂料层之上，使从所述污染物吸附装置13上部进入的吸附剂分布均匀。所述气体分布设施22与所述吸附剂收料设施24可以是互相独立的不同的设施，也可以是同一套设施同时实现2种不同的功能。所述吸附剂收料设施设置25在吸附剂料层之下，使所述污染物吸附装置13中所述吸附剂料层下部的吸附剂以确定均匀的数量离开所属装置；所述吸附剂排出设施26设置在收料设施之下，使所述污染物吸附装置13中排出的吸附剂的量满足确定的值，该值并可以在确定的范围内调节。从燃烧室12排出的烟气以均匀的、确定的流速，从污染物吸附装置13下方进入污染物吸附装置13，自下向上流动。污染物吸附装置可以是碳钢、合金钢或其它任意材料，其为立方体、圆柱体或其它任意形状；其有一个或多个烟气进口、一个或多个烟气出口、一个或多个吸附剂进口、一个或多个吸附剂出口。在所述的污染物吸附装置内，吸附烟气污染物使用相同的吸附剂料层，或分别使用不同的吸附剂料层。烟气混氨单元21在吸附剂料层之前，进入污染物吸附装置13的烟气首先通过污染物吸附装置13内设的混氨单元21，与NH3混合。如图2所示，本发明的污染物吸附装置包括的烟气混氨单元21，可以设置在内部(如图I所示)，也可以设置在污染物吸附装置外部(如图2所示)。烟气混氨单元可以位于脱硫脱硝吸附剂料层之前，或烟气混氨单元位于脱硝吸附剂料层之前。用于与烟气混合的NH3是体积浓度5%以下的氨气、空气混合物。经过混氨后的烟气，通过吸附剂料层之下的气体分布设施22，以均匀的、确定的流速自下向上流经吸附剂料层，吸附剂料层以均匀的、确定的速度向下流动，与从下向上流动的烟气做逆向接触。在吸附剂参与的情况下，污染物中的NOx与NH3转化成N2和H20、SOx与NH3转化成硫酸盐、亚硫酸盐。其中NOx与NH3转化成的N2和H2O进入烟气，SOx与NH3转化成的硫酸盐、亚硫酸盐被吸附剂的多孔体系所吸收从而从烟气中脱除，重金属也被吸附剂的多孔体系所吸收从而从烟气中脱除。这样流经污染物吸附装置吸附剂料层的烟气中的S02、S03、N0x、重金属等污染物被料层吸附，洁净的烟气离开料层表面23，经烟气出口离开污染物吸附装置，经烟囱14排放到大气中。
所述的吸附剂为活性焦或活性炭或类似材料的炭基吸附剂，或是任意材质、任意形状、任意尺寸的疏松多孔的颗粒状物料，利用其疏松多孔的特性实现对污染物的吸附。所述吸附剂料层之上有吸附剂布料设施，使从所述装置上部进入的吸附剂分布均匀。所述的吸附剂含有可以与污染物发生化学反应的成分，以反生化学反应的方式完成化学吸附。吸附剂为适宜流动和收集的尺寸，粒度为l_20mm，优选3_10mm。污染物吸附装置内吸附达到饱和的吸附剂经吸附剂出口排出，新鲜的吸附剂经吸附剂进口补充进来，使吸附剂在污染物吸附料层中分布为均匀的确定厚度的料层。在高度方向上，吸附剂的饱和度形成确定的浓度梯度，监测料层最下部的吸附剂达到饱和时，将料层底部确定高度范围内的吸附剂通过料层下部的吸附剂收料设施25、排出所述污染物吸附装置。吸附剂收料设施设置在吸附剂料层之下，可以吸附剂料层下部的吸附剂以确定均匀的数量离开污染物吸附装置。所述吸附剂对于污染物中的NOx、SOx或其它污染物的吸附量，通过设置在收料设施之下吸附剂排出设施26调节到确定的量，使所排出的吸附剂的量满足确定的值，该值并可以在确定的范围内调节。将所述污染物吸附装置的吸附剂对SOx与NH3转化成的亚硫酸盐的吸附值限制在按所述吸附剂排出设施排出的吸附剂的重量计最大为5%，优选为3%。污染物吸附装置可在正压环境中工作，也可在负压环境中工作。不同的具体实施方案可以做不同的处理，但均应视作本发明的范围。在污染物吸附装置内吸附达到饱和的吸附剂离开污染物吸附装置后，经转运设备16运送到解析再生设备15内。解析再生设备15采用热解析方式，利用热量使吸附剂吸附的污染物解析出来，使吸附剂得到活化再生，实现循环利用。解析再生设备可以是独立的设备，也可以利用焦炉本身兼做解析再生设备。所述的解析再生设备可以是直接解析塔，也可以是间接解析塔。解析再生设备使用的热源可以是高温气体、高温液体、电加热等形式，不同的具体实施方案可以做不同的处理，但均应视作本发明的范围。解析得到的富污染物气体也可以被送往专门的后处理系统。后处理系统一般是制酸系统，将SOx制成硫酸。不同的具体实施方案可以做不同的处理，但均应视作本发明的范围。吸附剂转运装置16，为皮带输送机、斗提机、链斗输送机、波纹挡边输送机、人力方式，或它们的任意组合。图3所示的是本发明的另一个实施例。其中焦炉本身的组成部分之一碳化室11可以充当解析再生设备15。解析得到的富污染物气体被送入荒煤气管道，与荒煤气一起进入焦厂原有的煤气净化工段。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来 说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种焦炉烟气污染物综合治理方法，利用吸附剂对烟气中的污染物进行吸附，其特征在于包括以下步骤 —将含污染物的烟气与NH3混合，用于将污染物中的NOx转化成N2和H20、将SOx转化成硫酸盐、亚硫酸盐； 一与NH3混合均匀的烟气以均匀的、确定的流速，从下向上流经吸附剂料层，吸附剂料层以均匀的、确定的速度向下流动，与从下向上流动的烟气做逆向接触；在吸附剂參与的情况下，污染物中的NOx与NH3转化成N2和H20、SOx与NH3转化成硫酸盐、亚硫酸盐；其中NOx与NH3转化成的N2和H2O进入烟气，SOx与NH3转化成的硫酸盐、亚硫酸盐被吸附剂的多孔体系所吸收从而从烟气中脱除，重金属也被吸附剂的多孔体系所吸收从而从烟气中脱除； —污染物被脱除的洁净的烟气离开所述污染物吸附料层，排放到大气中； —吸附剂在污染物吸附料层中分布为均匀的确定厚度的料层，在高度方向上，吸附剂的饱和度形成确定的浓度梯度，料层最下部的吸附剂达到饱和时，将料层底部的吸附剂排出所述污染物吸附料层；所述吸附剂对于污染物中的NOx、SOx或其它污染物的吸附量，通过吸附剂排出量调节到确定的量； 一将离开污染物吸附料层的、吸附达到饱和的吸附剂，进行解析再生，利用热量使吸附剂吸附的富污染物气体解析出来，使吸附剂得到再生，并被送到污染物吸附料层以被循环利用； —解析得到的富污染物气体排到制酸系统，将富污染物中的SOx制成硫酸，或进入焦炉副产煤气。
2.权利要求I的方法，其特征在于，所述吸附剂对亚硫酸盐的吸附值限制在按所述吸附剂排出的重量计最大为5%，优选为3%。
3.权利要求1、2的方法，其特征在于，所述吸附剂的材质是活性焦，或者是活性炭，或者其它任意疏松多孔材料。
4.权利要求1、2或3的方法，其特征在于，所述吸附剂为适宜流动和收集的尺寸，粒度为 l-20mm,优选 3_10mm。
5.权利要求I的方法，其特征在于，所述NH3是体积浓度5%以下的氨气、空气混合物。
6.一种焦炉烟气污染物综合治理装置，所述装置特别用于实施权利要求广5的方法，其特征在于包括污染物吸附装置(13)、畑 (14)、解析再生设备(15)、吸附剂转运设备(16)，污染物吸附装置(13)通过吸附剂转运设备(16)与解析再生设备(15)相连，烟囱(14)与污染物吸附装置(13)相连；其中，污染物吸附装置包括烟气混氨单元(21)、气体分布设施(22 )、吸附剂布料设施(24 )、吸附剂收料设施(25 )、吸附剂排出设施(26 )。
7.权利要求6所述的综合治理装置，其特征在于，在所述污染物吸附装置(13)中， 所述烟气混氨单元(21)设置在吸附剂料层之前，所述的烟气混氨単元内有使氨均匀喷射、混合的设施； 所述气体分布设施(22)设置在吸附剂料层之下，可以使含有S02、S03、NOx、重金属或类似污染物的、与氨混合均匀的烟气以均匀的确定的流速流经吸附剂料层； 一所述吸附剂布料设施(24)设置在吸附剂料层之上，使从所述污染物吸附装置(13)上部进入的吸附剂分布均匀；-所述吸附剂收料设施设置(25)在吸附剂料层之下，使所述污染物吸附装置(13)中所述吸附剂料层下部的吸附剂以确定均匀的数量离开所属装置； -所述吸附剂排出设施(26)设置在收料设施之下，使所述污染物吸附装置(13)中排出的吸附剂的量满足确定的值，该值并可以在确定的范围内调节。
8.权利要求6所述的综合治理装置，其特征在于，所述污染物吸附装置有一个或多个烟气进口、一个或多个烟气出口、一个或多个吸附剂进口、一个或多个吸附剂出口 ；所述的污染物吸附装置可以是碳钢、合金钢或其它任意材料，其为立方体、圆柱体或其它任意形状。
9.权利要求6所述的综合治理装置，其特征在于，在所述的污染物吸附装置内，吸附烟气污染物使用相同的吸附剂料层，或分别使用不同的吸附剂料层。
10.权利要求6和7所述的综合治理装置，其特征在于，烟气混氨单元位于脱硫脱硝吸附剂料层之前，或烟气混氨单元位于脱硝吸附剂料层之前。
11.权利要求6所述的综合治理装置，其特征在于，所述气体分布设施与所述吸附剂收料设施可以是互相独立的不同的设施，也可以是同一套设施同时实现2种不同的功能。
12.权利要求6所述的综合治理装置，其特征在于，所述的解析再生设备利用热量使吸附剂吸附的污染物解析出来，使吸附剂得到活化再生；所述的解析再生设备可以是独立的设备，也可以利用焦炉本身兼做解析再生设备。
13.权利要求6、12所述的综合治理装置，其特征在于，所述的解析再生设备可以直接解析塔，也可以是间接解析塔。
14.权利要求6所述的综合治理装置，其特征在于，所述的吸附剂转运装置，为皮带输送机、斗提机、链斗输送机、波纹挡边输送机、人力方式，或它们的任意组合。
全文摘要
本发明涉及一种针对焦炉烟气的脱除SOx、Nox及其它污染物的综合治理方法和装置，基本去除烟气中的有害物质SOx和/或NOx以及HCl、HF、汞等。为此，将燃烧烟气与NH3充分混合，由下向上通过布置有吸附剂料层的污染物吸附装置。烟气中的SOx和/或NOx以及HCl、HF、汞吸附在吸附剂的多孔体系中，干净的烟气自吸附装置上部排出。新鲜的吸附剂自吸附装置顶部补充进吸附装置，吸附达到饱和的吸附剂从吸附装置底部排出吸附装置，饱和吸附剂经解析再生后返回吸附装置重复利用。
文档编号B01D53/76GK102824826SQ20121031357
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者张开元, 贾双燕, 谢飞 申请人:北京国电清新环保技术股份有限公司