一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硝装置及工艺的制作方法

本发明涉及焦炉烟气净化技术领域，具体涉及一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硝装置及工艺，即通过催化脱硝系统及工艺，适用于烟气脱硝中，脱除烟气中的nox，生成对环境无污染的n2和h20。

背景技术：

焦炉是冶金行业中造成大气污染最严重的设备之一。焦炉排放的污染物成分复杂，含有氮氧化物（nox）、二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氰化氢、残氨、酚以及煤尘、焦油等，这些排放的污染物加重了雾霾的污染程度。

近年来，雾霾现象频繁出现在我国大部分地区，国家对环保治理（大气污染）越来越重视，排放标准越来越严格，部分地区焦炉的排放标准已要求为：so2小于30mg/nm³；nox小于150mg/nm³；粉尘小于15mg/nm³。而目前焦炉的so2、nox含量均不能达到排放需求，因此增加焦炉烟气脱硝脱硝装置是焦化单位必须考虑的问题。

现有的我国的脱硝装置主要用于电厂，主要分为燃烧中脱硝和燃烧后脱硝，燃烧中的脱硝技术主要有：低nox燃烧器、燃料分级、空气分级和烟气再循环等工艺。燃烧后脱硝主要有：scr（选择性催化还原法）脱硝和sncr（选择性非催化还原法）脱硝。sncr脱硝工艺不需要催化剂，系统简单，能耗低；scr脱硝工艺需要催化剂（目前电厂应用最多的为矾基催化剂，反应温度区间一般为300~400℃），脱硝效率较高，可达90%以上，还原剂耗量较低。

但是sncr脱硝存在如下的问题：

a）对温度要求较高，反应温度区间为850~1100℃；

b）脱硝效率较低，用于煤粉炉上效率一般<50%，

c）还原剂利用率低，氨逃逸高；

scr脱硝存在如下的问题：

a）矾基催化剂温度区间为300~400℃，一般布置在空预器前，粉尘和so2

浓度高，粉尘会对催化剂造成冲刷，破坏催化剂，而催化剂对so2转化成so3有催化作用，so3易与逃逸的nh3反应生成nh4hso4，nh4hso4在150~230℃为液态，具有粘性，易堵塞空预器；

b）若布置在脱硝后，烟气温度低，达不到矾基催化剂温度要求，需要升

温，配套上加热炉，能耗高。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硝装置及工艺，这样就提供了一种低温脱硝催化剂及与之配套的脱硝工艺，替代了矾基催化剂脱硝工艺，利用nh3-scr脱硝原理，采用纳米多金属催化剂作为脱硝催化剂，辅以除氨催化剂，脱硝除氨一体化。利用除氨催化剂除氨的同时进一步脱硝，低温脱硝效率不低于85%，除氨效率高于97%，使nox、nh3均满足国家排放标准要求。

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硝装置及工艺的解决方案，具体如下：

一种针对焦炉烟气的新型催化法脱硝装置，所述催化法脱硝装置包括与干法脱硝装置的排气口通过管道相连通的氧化塔；

所述氧化塔还通过管道与喷氨格栅aig相连通，所述喷氨格栅aig通过管道各自与混合器、脱硝塔的第一烟气入口1和脱硝塔的第二烟气入口2相连通；

所述混合器还通过管道分别与蒸发器和加热器相连通；

所述蒸发器还与设置有泵的管道相连通，所述加热器还与设置有风机的管道相连通。

所述氧化塔用来让从干法脱硝装置的排气口排出的烟气经过所述氧化塔中的氧化催化剂氧化，将烟气中的部分no氧化成no2，使no/no2比达到一定值；

所述蒸发器用来让液氨或氨水通过蒸发器蒸发成气态，再与空气混合成混合物，其中的氨气稀释到5%以下，所述稀释后的氨气通过喷氨格栅aig后与烟气在通往脱硝塔的管道中均匀混合成烟气混合物；

所述脱硝塔用来让进入所述脱硝塔的烟气混合物通过脱硝催化剂层5，使得烟气混合物中的nh3、o2和nox,在脱硝催化剂的作用下，反应生成n2和h20；

所述脱硝塔中的脱硝催化剂还能用来吸附未反应完全的nh3。

所述氧化塔中设置有带有氧化剂的氧化剂层。

所述脱硝塔包括塔体，所述塔体中设置着带有脱硝催化剂的脱硝催化剂层5，所述脱硝催化剂层5共有两个脱硝催化剂层，所述两个脱硝催化剂层按自上而下的顺序依次排列为上部催化剂层和下部催化剂层；

所述塔体的一边壁上按自上而下顺序依次设置有与所述塔体内部相连通的第一烟气入口1和第二烟气入口2，所述第一烟气入口1和第二烟气入口2分别位于所述脱硝催化剂层5的上方和所述脱硝催化剂层5的下方；

所述塔体的另一边壁按自上而下顺序依次设置有与所述塔体内部相连通的第一烟气出口3和第二烟气出口4，所述第一烟气出口3和第二烟气出口4分别位于所述脱硝催化剂层5的上方和所述脱硝催化剂层5的下方。

所述针对焦炉烟气的新型催化法脱硝装置的工艺，具体如下：

步骤1：液氨或氨水通过泵送到蒸发器，蒸发成气态，再与风机输送来空气在混合器中混合，其中的氨气稀释到5%以下；

步骤2：从干法脱硝装置的排气口排出的烟气进入氧化塔，经过氧化催化剂层，部分no与o2在氧化催化剂层的氧化催化剂的催化作用下，反应生成no2；

步骤3：稀释后的氨气通过喷氨格栅aig后与烟气在通往脱硝塔的管道中均匀混合成烟气混合物，然后所述烟气混合物进入脱硝塔，所述烟气混合物先从第二烟气入口2进入塔体，经过下部催化剂层，nox与nh3在催化剂作用下，反应生成n2和h20，随后反应后的烟气混合物往上走，烟气混合物中逃逸的nh3被上部催化剂层吸附，烟气从第一烟气出口3排出；待上层催化剂吸附nh3饱和后，切换烟气进口来让烟气混合物从第一烟气入口1进入塔体，经过上部催化剂层，nox与脱硝催化剂作用下与脱硝催化剂表面吸附的nh3反应，生成n2和h20，反应后的烟气混合物往下走，烟气混合物中逃逸的nh3被下部催化剂层吸附，烟气从第二烟气出口4排出。

本发明的有益效果为：

本发明的脱硝催化剂反应温度要求低，反应温度区间80~140℃，是真正的低温催化剂；将烟气中的nox催化还原成对环境无污染的n2和h20；脱硝催化剂化学寿命长，可达24000h；脱硝催化剂脱硝效率高，可达85%以上。

附图说明

图1为脱硝塔的总体结构示意图。

图2为脱硝装置及工艺的总流程示意图。

图1中，1为第一烟气入口，2为第二烟气入口，3为第一烟气出口，4为第二烟气出口，5为脱硝催化剂层。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。

所述催化法脱硝装置配备在焦炉烟气的排放口的后方，在干法脱硝后配备所述新型催化法脱硝装置，所述催化法脱硝装置包括与干法脱硝装置的排气口通过管道相连通的氧化塔；

所述氧化塔还通过管道与喷氨格栅aig相连通，所述喷氨格栅aig通过管道各自与混合器、脱硝塔的第一烟气入口1和脱硝塔的第二烟气入口2相连通；

所述混合器还通过管道分别与蒸发器和加热器相连通；

所述蒸发器还与设置有泵的管道相连通，所述加热器还与设置有风机的管道相连通。

所述氧化塔用来让从干法脱硝装置的排气口排出的烟气经过所述氧化塔中的氧化催化剂氧化，将烟气中的部分no氧化成no2，使no/no2比达到一定值；

所述蒸发器用来让液氨或氨水通过蒸发器蒸发成气态，再与空气混合成混合物，其中的氨气稀释到5%以下，所述稀释后的氨气通过喷氨格栅aig后与烟气在通往脱硝塔的管道中均匀混合成烟气混合物；

所述脱硝塔用来让进入所述脱硝塔的烟气混合物通过脱硝催化剂层5，使得烟气混合物中的nh3、o2和nox,在脱硝催化剂的作用下，反应生成n2和h20；

所述脱硝塔中的脱硝催化剂还能用来吸附未反应完全的nh3,避免随烟气排出，污染环境。

所述氧化塔中设置有带有氧化剂的氧化剂层。

所述脱硝塔包括塔体，所述塔体中设置着带有脱硝催化剂的脱硝催化剂层5，所述脱硝催化剂层5共有两个脱硝催化剂层，所述两个脱硝催化剂层按自上而下的顺序依次排列为上部催化剂层和下部催化剂层；

所述塔体的一边壁上按自上而下顺序依次设置有与所述塔体内部相连通的第一烟气入口1和第二烟气入口2，所述第一烟气入口1和第二烟气入口2分别位于所述脱硝催化剂层5的上方和所述脱硝催化剂层5的下方；

所述塔体的另一边壁按自上而下顺序依次设置有与所述塔体内部相连通的第一烟气出口3和第二烟气出口4，所述第一烟气出口3和第二烟气出口4分别位于所述脱硝催化剂层5的上方和所述脱硝催化剂层5的下方。

所述针对焦炉烟气的新型催化法脱硝装置的工艺，具体如下：

步骤1：液氨或氨水通过泵送到蒸发器，蒸发成气态，再与风机输送来空气在混合器中混合，其中的氨气稀释到5%以下；

步骤2：从干法脱硝装置的排气口排出的烟气进入氧化塔，经过氧化催化剂层，部分no与o2在氧化催化剂层的氧化催化剂的催化作用下，反应生成no2；

步骤3：稀释后的氨气通过喷氨格栅aig后与烟气在通往脱硝塔的管道中均匀混合成烟气混合物，然后所述烟气混合物进入脱硝塔，所述烟气混合物先从第二烟气入口2进入塔体，经过下部催化剂层，nox与nh3在催化剂作用下，反应生成n2和h20，随后反应后的烟气混合物往上走，烟气混合物中逃逸的nh3被上部催化剂层吸附，烟气从第一烟气出口3排出；待上层催化剂吸附nh3饱和后，切换烟气进口来让烟气混合物从第一烟气入口1进入塔体，经过上部催化剂层，nox与脱硝催化剂作用下与脱硝催化剂表面吸附的nh3反应，生成n2和h20，反应后的烟气混合物往下走，烟气混合物中逃逸的nh3被下部催化剂层吸附，烟气从第二烟气出口4排出。

这样的脱硝催化剂反应温度要求低，反应温度区间80~140℃，是真正的低温催化剂；将烟气中的nox催化还原成对环境无污染的n2和h20；脱硝催化剂化学寿命长，可达24000h；脱硝催化剂脱硝效率高，可达85%以上。

以上以附图说明的方式对本发明作了描述，本领域的技术人员应当理解，本公开不限于以上描述的实施例，在不偏离本发明的范围的情况下，可以做出各种变化、改变和替换。