技术领域本发明涉及焦化烟道废气净化设备技术领域，尤其涉及一种焦化烟道气两段式双氨(铵)法一体化脱硫脱硝系统。
背景技术：
现有技术中的焦化烟气的脱硫脱硝处理及含氨废水的处理有多种方式，以达到能源重复利用、降低能耗，减少环境污染和破坏的目的，但是现有技术中的这些方法和装置存在的缺陷是：现有技术中有的烟气脱硫脱硝方法成本高，比如现有技术中的高温法和催化法脱硝方法成本高；有的脱硫脱硝效果差、残留量大，净化效果不好，同时汽相氨逃逸量多，对环境和大气造成污染。本发明是申请人在原申请号为201510690115.2发明专利的基础上，通过持续技术创新，进一步降低脱硫脱硝的工艺装备投资和运行成本。
技术实现要素：
本发明的目的就是为解决现有焦炉烟道气脱硫脱硝成本偏高、投资偏大的问题，提供一种焦化烟道气两段式双氨(铵)法一体化脱硫脱硝系统。本发明利用焦化自产的氨水作为碱源，对烟道气进行脱硫脱硝净化，形成可回收的硫酸铵和硝酸铵并入焦化流程的硫铵工段，将烟道废气中的硫元素和氮元素转化为可增值的副产品；本发明充分结合炉内脱硝和炉外脱硝技术，大幅降低了脱硝成本；本发明采用不同浓度的氨水脱硫脱硝，浓氨水可以形成资源化产品，稀氨水降低氨的汽相分压，减少氨逃逸；本发明采用一体化设备，同时脱硫脱硝，大幅降低了脱硫脱硝投资；本发明利用臭氧炉外脱硝、塔内双氧水脱硝，在较低的温度下实现NOx的脱除，大幅降低了脱硝成本；本发明利用焦化流程内部资源硫铵母液洗涤烟气，进一步避免了氨法脱硫脱硝通常会产生游离氨汽相逃逸的现象，不但未增加成本，而且提升了焦化流程的内部网化度，有效解决了脱硫脱硝过程的氨逃逸现象。本发明解决技术问题的技术方案为：一种焦化烟道气两段式双氨法一体化脱硫脱硝系统，包括炉内脱硝系统、烟囱、余热锅炉、烟气再热器、焦炉，还包括烟气风机、洗涤除尘器、洗涤除尘循环泵、洗涤除尘冷却器、臭氧发生器、管道反应器、脱硫脱硝一体塔、环流氧化器，所述炉内脱硝系统通过贫化空气管道或贫化氮气管道与焦炉连接，焦炉通过焦炉烟气管道与烟囱连接，烟囱通过焦炉烟气管道与余热锅炉连接，余热锅炉通过回收烟气高温余热后烟气管道与烟气再热器连接，烟气再热器通过回收低温余热后烟气管道与烟气风机连接，烟气风机通过管道与洗涤除尘器连接，洗涤除尘器下部通过液相管道与洗涤循环泵连接，洗涤循环泵通过下部液相出口管道与洗涤除尘冷却器连接，洗涤除尘冷却器与洗涤除尘器上部入口管道连接，洗涤除尘器通过洗涤除尘后管道与管道反应器连接，管道反应器通过臭氧管道与臭氧发生器连接，管道反应器通过反应后烟气管道与脱硫脱硝一体塔连接，经过洗涤降温后的烟道气与来自臭氧发生器的臭氧在管道反应器中充分混合反应，将焦炉烟道气中的一氧化氮部分或全部氧化后，送入脱硫脱硝一体塔进行脱硫脱硝处理；脱硫脱硝一体塔顶部通过净化后烟气管道与烟气再热器连接，烟气再热器通过净化烟气管道与烟囱连接，排出脱硫脱硝一体塔的净化烟气进入烟气再热器，利用脱硫脱硝前烟道气的低温余热加热升高至100-150℃返回烟囱，高空排放。所述脱硫脱硝一体塔包括下部的一段脱硫脱硝段、中部的二段脱硫脱硝段，二段脱硫脱硝段的上部设有捕氨段，捕氨段上部设有物理性除雾装置。所述一段脱硫脱硝段与浓氨水管道或者荒煤气脱硫液再生尾气的洗涤氨水管道连接，所述浓氨水管道与焦化蒸氨工段的浓氨水管道连接，所述洗涤氨水管道与荒煤气脱硫液再生尾气的洗涤氨水管道连接，来自焦化蒸氨工段的浓氨水或者荒煤气脱硫液再生尾气的洗涤氨水作为脱硫脱硝的碱源加入一段脱硫脱硝段。一段循环泵通过一段循环铵液管道与脱硫脱硝一体塔连接，一段冷却器通过一段循环铵液管道与一段循环泵连接，一段冷却器通过一段循环铵液管道与脱硫脱硝一体塔连接，脱硫脱硝一体塔的一段脱硫脱硝段通过铵液侧线管道与环流氧化器连接，环流循环泵的出口通过环流循环管道上部与环流氧化器上部连接，所述环流循环管道上部靠近环流氧化器上部的位置设有喷射器，环流循环泵的进口通过环流循环管道下部与环流氧化器底部连接，环流循环泵的通过支线出口及管道将氧化后的硫酸铵和硝酸铵混合铵盐溶液送往焦化的硫铵工段回收资源化产品或者用于配酸；所述二段脱硫脱硝段与来自焦化蒸氨工段的剩余氨水通过管道连接，来自焦化蒸氨工段的剩余氨水通过管道作为汽相氨浓度的稀释剂加入二段脱硫脱硝段，所述二段脱硫脱硝段的底部通过二段循环液管道与二段循环泵进口连接，二段循环泵出口通过二段循环液管道与二段冷却器连接，二段冷却器通过二段循环液管道与二段脱硫脱硝段的上部连接。二段循环泵的支线出口通过管道将剩余氨水送往焦化的蒸氨工段的蒸氨塔。所述捕氨段与硫铵母液管道连接，经过二段脱硫脱硝后的烟道气，进入脱硫脱硝一体塔上部的捕氨段，利用硫酸工段的酸性母液洗涤烟道气，硫铵酸性母液洗涤烟气捕捉剩余氨后返回硫铵工段，捕氨段的控制温度为50-70℃。所述物理性除雾装置通过离心力和惯性拦截力消除烟道气酸雾后，烟道气从脱硫脱硝一体塔上部排出；经过捕氨段后的烟道气进入脱硫脱硝一体塔顶部的物理性除雾装置，通过离心力和惯性拦截力消除烟道气酸雾后，烟道气从脱硫脱硝一体塔顶部排出；所述捕雾段的温度控制为50-60℃。所述喷射器采用文氏管结构，喷射器与外部空气管道连接，利用文氏管结构的喷射器环流喷射吸力在此引入空气作为环流氧化器的氧化剂，通过环流循环泵的环流喷射产生的吸力引入空气，空气中的氧气充分与铵液充分混合反应，将其中的亚硫酸铵生成硫酸铵，然后将含有硫酸铵和硝酸铵的混盐溶液送往焦化的硫铵工段，回收资源化产品，所述环流氧化器内控制温度为50-80℃，pH控制为6.0-6.8。所述贫化空气管道用余热回收后的烟道气或净化后的烟道气为贫化空气，或者在空气中混入惰性气体，烟道气或者惰性气体的混入量为空气量的0-50％；在加热煤气中混入低热值煤气，低热值煤气混入量为加热煤气量的0-70％，降低焦炉排出烟气中的氮氧化物含量，使焦炉排出烟气中的氮氧化物含量为250-550mg/m3。经过炉内脱硝系统脱硝处理后的焦炉烟道气温度为220-350℃，焦炉烟道气送入余热锅炉回收烟道气高温余热，余热锅炉回收的余热用作产生蒸汽，或直接用于蒸氨加热蒸氨废水，或加热导热油，回收高温余热后，烟道气温度降至150-200℃；经过余热锅炉回收高温余热后的烟道气送入烟气再热器回收烟道气低温余热，将脱硫脱硝一体塔排出的净化烟道气从50-80℃加热至100-150℃，自身温度降至90-130℃；经过回收低温余热后的烟道气通过烟气风机送入洗涤除尘器，在洗涤除尘器中利用洗涤循环泵将洗涤循环液从洗涤除尘器上部喷入，与从下部送入的烟道气逆流接触，洗涤脱除烟道气中的灰尘杂质，烟道气进一步降温至60-80℃。经过洗涤降温后的烟道气与来自臭氧发生器的臭氧在管道反应器中充分混合反应，将焦炉烟道气中的一氧化氮部分或全部氧化后，送入脱硫脱硝一体塔进行脱硫脱硝处理。在所述的一段脱硫脱硝段、二段脱硫脱硝段加入双氧水进行强化氧化。强化脱硝效率，减少臭氧消耗，降低运行成本。本发明的有益效果：1.本发明利用焦化自产的氨水作为碱源，对烟道气进行脱硫脱硝净化，形成可回收的硫酸铵和硝酸铵并入焦化流程的硫铵工段，将烟道废气中的硫元素和氮元素转化为可增值的副产品；不产生固废及污染转移。2.本发明充分结合炉内脱硝和炉外脱硝技术，炉内脱硝采用贫化空气与贫化煤气的措施相结合，大幅降低了脱硝成本。3.本发明采用不同浓度的氨水脱硫脱硝，浓氨水可以形成资源化产品，稀氨水降低氨的汽相分压，减少氨逃逸，同时与焦化现有的硫铵工段和蒸氨工段密切藕合衔接，充分利用和发掘了焦化流程的自清洁和自净化功能；大幅降低工程投资及运行成本。4.本发明采用一体化设备，同时脱硫脱硝，通过一段脱硫脱硝生成资源化产品、二段脱硫脱硝和硫铵母液捕氨段消除氨逃逸、捕雾段消除酸雾，不仅完成了多种功能的一体化集成，强化了脱硫、脱硝、捕氨、除雾效果，也大幅降低了脱硫脱硝投资；提高了焦炉烟道气净化度及环境质量。5.本发明专利采用氧化法利用臭氧炉外脱硝，可以充分回收利用焦炉烟道气余热，且在较低的温度下实现氮氧化物的脱除，可有效降低脱硝成本；通过一段脱硫脱硝段、二段脱硫脱硝段加入双氧水进行强化氧化，强化脱硝效率，减少臭氧消耗，降低运行成本。6.本发明充分回收了烟道气的余热利用。利用余热锅炉回收高温余热，副产蒸汽，或直接加热蒸氨废水，或加热导热油；利用低温余热加热脱硫脱硝净化后的烟道气，有效消除了烟道气的露点腐蚀，充分利用了原有烟囱的高空排放优势。通过利利用焦化流程内部资源硫铵母液洗涤烟气，进一步避免了氨法脱硫脱硝通常会产生游离氨汽相逃逸的现象，不但未增加成本，而且提升了焦化流程的内部网化度，有效解决了脱硫脱硝过程的氨逃逸现象。7.本发明开发了环流氧化器，有效改善了亚硫酸铵氧化效果。附图说明图1为发明的结构示意图。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。如图1所示，一种焦化烟道气两段式双氨法一体化脱硫脱硝系统，包括炉内脱硝系统1、烟囱2、余热锅炉3、烟气再热器4、烟气风机5、洗涤除尘器6、洗涤除尘循环泵7、洗涤除尘冷却器8、臭氧发生器9、管道反应器10、脱硫脱硝一体塔11、一段循环泵12、一段冷却器13、二段循环泵14、二段冷却器15、环流氧化器16、环流循环泵17、射吸器18、焦炉19。所述炉内脱硝系统1通过贫化空气管道29和贫化煤气管道28与焦炉19连接，焦炉19通过焦炉烟气管道与烟囱2连接，烟囱2通过焦炉烟气管道与余热锅炉3连接，余热锅炉3通过回收烟气高温余热后烟气管道与烟气再热器4连接，烟气再热器4通过回收低温余热后烟气管道与烟气风机5连接，烟气风机5通过管道与洗涤除尘器6连接，洗涤除尘器6下部通过液相管道与洗涤循环泵7连接，洗涤循环泵7通过下部液相出口管道与洗涤除尘冷却器8连接，洗涤除尘冷却器8与洗涤除尘器6上部入口管道连接，洗涤除尘器6通过洗涤除尘后管道与管道反应器10连接，管道反应器10通过臭氧管道与臭氧发生器9连接，管道反应器10通过反应后烟气管道与脱硫脱硝一体塔11连接。脱硫脱硝一体塔11顶部通过净化后烟气管道与烟气再热器4连接，烟气再热器4通过净化烟气管道与烟囱2连接。排出脱硫脱硝一体塔的净化烟气进入烟气再热器，利用脱硫脱硝前烟道气的低温余热加热升高至100-150℃，返回烟囱，高空排放。所述脱硫脱硝一体塔包括下部的一段脱硫脱硝段、中部的二段脱硫脱硝段，二段脱硫脱硝段的上部设有捕氨段，捕氨段上部设有物理性除雾装置。所述一段脱硫脱硝段与浓氨水管道21或者荒煤气脱硫液再生尾气的洗涤氨水管道20连接，所述浓氨水管道与焦化蒸氨工段的浓氨水管道连接，所述洗涤氨水管道与荒煤气脱硫液再生尾气的洗涤氨水管道连接，来自焦化蒸氨工段的浓氨水或者焦炉荒煤气脱硫液再生尾气的洗涤氨水作为脱硫脱硝的碱源加入一段脱硫脱硝段。一段循环泵12通过一段循环铵液管道与脱硫脱硝一体塔11连接，一段冷却器13通过一段循环铵液管道与一段循环泵12连接，一段冷却器13通过一段循环铵液管道与脱硫脱硝一体塔11连接，脱硫脱硝一体塔11的一段脱硫脱硝段通过铵液侧线管道与环流氧化器16连接，环流循环泵17的出口通过环流循环管道30上部与环流氧化器16上部连接，所述环流循环管道30上部靠近环流氧化器16上部的位置设有喷射器18，环流循环泵17的进口通过环流循环管道下部与环流氧化器16底部连接，环流循环泵17通过支线出口及管道将氧化后的硫酸铵和硝酸铵混合铵盐溶液送往焦化的硫铵工段27回收资源化产品或者用于配酸。所述二段脱硫脱硝段与来自焦化蒸氨工段的剩余氨水通过管道22连接，来自焦化蒸氨工段的剩余氨水通过管道22作为汽相氨浓度的稀释剂加入二段脱硫脱硝段，所述二段脱硫脱硝段的底部通过二段循环液管道与二段循环泵14进口连接，二段循环泵14出口通过二段循环液管道与二段冷却器15连接，二段冷却器15通过二段循环液管道与二段脱硫脱硝段的上部连接。二段循环泵14的支线出口通过管道将剩余氨水送往焦化的蒸氨工段的蒸氨塔25。在二段脱硫脱硝段，来自焦化蒸氨工段蒸氨塔前的剩余氨水加入二段脱硫脱硝段，稀释来自一段脱硫脱硝段后的烟道气中氨汽相浓度。大部分剩余氨水通过二段循环泵送入二段循环冷却器，经过一段循环冷却器控制温度后，从一段脱硫脱硝塔的顶部加入二段脱硫脱硝段，与从二段脱硫脱硝段下部进入、来自一段脱硫脱硝段的焦炉烟道气逆流接触，一方面完成残余二氧化硫和氮氧化物的脱除，另一方面降低气相中的氨分压，控制氨逃逸。按照物料平衡的原则，少部分循环液返回焦化蒸氨工段的蒸氨塔。一段脱硫脱硝段的控制温度为50-80℃，pH控制为5.5-6.2。在所述的一段脱硫脱硝段、二段脱硫脱硝段加入双氧水进行强化氧化。在塔内加入双氧水强化氧化效果，提高了脱硝效率，也可降低臭氧用量，降低运行成本。所述捕氨段与硫铵母液管道23连接，利用硫酸工段的硫铵母液洗涤两段脱硫净化后的烟道气，硫铵母液洗涤烟气捕捉剩余氨后通过管道返回硫铵工段24。经过二段脱硫脱硝后的烟道气，进入脱硫脱硝一体塔上部的捕氨段，利用硫铵工段的酸性母液洗涤烟道气，酸性母液洗涤烟气捕捉剩余氨后返回硫铵工段。捕氨段的控制温度为50-70℃。如果通过二段脱硫脱硝后，烟道气中的氨含量达标，此捕氨段可作为备用措施，不投入运行。所述物理性除雾装置通过离心力和惯性拦截力消除烟道气酸雾后，烟道气从脱硫脱硝一体塔11上部排出。经过捕氨段后的烟道气进入脱硫脱硝一体塔顶部的除雾装置，通过离心力和惯性拦截力消除烟道气酸雾后，烟道气从脱硫脱硝一体塔顶部排出，进入烟气再热器，利用脱硫脱硝前烟道气的低温余热加热后，返回烟囱，高空排放。捕雾段的温度控制为50-60℃。所述喷射器18采用文氏管结构，喷射器18与外部空气管道26连接，利用文氏管结构的喷射器18环流喷射吸力在此引入空气作为环流氧化器的氧化剂。在环流氧化器中，通过环流循环泵的环流喷射产生的吸力引入空气，充分与铵液充分混合反应，将其中的亚硫酸铵生成硫酸铵，最终将含有硫酸铵和硝酸铵的混盐溶液送往焦化的硫铵工段，回收资源化产品。环流氧化器内控制温度为50-100℃，pH控制为6.0-6.8。所述贫化空气管道29用余热回收后的烟道气或净化后的烟道气为贫化空气，或者在空气中混入惰性气体，所述烟道气或者惰性气体的混入量为空气量的0-50％；在加热煤气中混入低热值煤气，如高炉煤气、汽化煤气、水煤气等贫化煤气措施，混入量为加热煤气量的0-70％，降低焦炉排出烟气中的氮氧化物含量，使焦炉排出烟气中的氮氧化物含量为250-550mg/M3。经过炉内脱硝系统1脱硝处理后的焦炉烟道气温度为220-350℃，焦炉烟道气送入余热锅炉回收烟道气高温余热，余热锅炉回收的余热用作产生蒸汽，或直接用于蒸氨加热蒸氨废水，或加热导热油，回收高温余热后，烟道气温度降至150-200℃；经过余热锅炉回收高温余热后的烟道气送入烟气再热器回收烟道气低温余热，将脱硫脱硝一体塔排出的净化烟道气从50-80℃加热至100-150℃，自身温度降至90-130℃；经过回收低温余热后的烟道气通过烟气风机送入洗涤除尘器，在洗涤除尘器中利用洗涤循环泵将洗涤循环液从洗涤除尘器上部喷入，与从下部送入的烟道气逆流接触，洗涤脱除烟道气中的灰尘杂质，烟道气进一步降温至60-80℃。喷淋后得到的灰尘在洗涤除尘器底部沉淀富集，定期将其排出，作为固废处理。洗涤循环液可用清水，可用循环外排水，也可用蒸氨后废水或生化处理后废水。经过洗涤降温后的烟道气与来自臭氧发生器的臭氧在管道反应器中充分混合反应，将焦炉烟道气中的一氧化氮部分或全部氧化后，送入脱硫脱硝一体塔进行脱硫脱硝处理。根据工艺需要，此氧化反应器也可放置在脱硫脱硝一体塔内实现氧化反应功能。在一段脱硫脱硝段，来自焦化蒸氨工段的浓氨水或焦炉煤气脱硫再生塔顶部洗涤液加入一段脱硫脱硝段，与从一段脱硫脱硝段送入焦炉烟道气中二氧化硫和氮氧化物反应，生成亚硫酸铵和硝酸铵的溶液，大部分铵盐溶液通过一段循环泵送入一段循环冷却器，经过一段循环冷却器控制温度后，从一段脱硫脱硝塔的顶部加入一段脱硫脱硝段，与从一段脱硫脱硝段下部的焦炉烟道气逆流接触，完成脱硫脱硝过程。按照物料平衡的原则，少部分铵液送入环流氧化器进一步氧化。一段脱硫脱硝段的控制温度为50-80℃，pH控制为5.8-6.5。在环流氧化器中，通过环流循环泵的环流喷射产生的吸力，引入空气，充分与铵液充分混合反应，将其中的亚硫酸铵生成硫酸铵，最终将含有硫酸铵和硝酸铵的混盐溶液送往焦化的硫铵工段，回收资源化产品。环流氧化器内控制温度为50-80℃，pH控制为6.0-6.8。本发明处理后的技术指标如下：烟气净化后的指标SO2:≤50mg/Nm3；NOX:≤100mg/Nm3；NH3:≤1mg/Nm3；尘含量：≤5mg/Nm3；酸雾含量：≤5mg/Nm3。上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。