一种烧结烟气的SCR脱硝工艺的制作方法

本发明涉及烟气治理领域，尤其涉及一种烧结烟气的scr脱硝的工艺。

背景技术：

因污染所造成的严重影响，国家对环保的要求越来越严格。对冶金行业，国家已出台了史无前例的严控措施，并设定了硬性达标指标。为此，各钢厂、铁厂已相继开始上马烟气排放的脱硝工艺。目前烟气排放比较成熟的脱硝工艺有，选择性非催化还原法，即sncr、选择性催化还原法，即scr。其中sncr为高温催化反应，反应温度一般介于800---1100℃之间，因为不采用催化脱硝，因此成本较低，但是脱硝效果较差，大约为40---60%；而scr的工作温度范围为300---450，与sncr相比，虽然建设成本较高，但是其脱硝效率也高，可达到70---80%，该法为大多数的电厂锅炉所采用。所以，当前各钢厂、铁厂所建设的烧结烟气脱硝工艺，也基本是将电厂锅炉的scr工艺借鉴来使用。但是，对烧结烟气来说，其不同于电厂锅炉烟气，由于烧结烟气的特殊性，致使在利用scr法在对烧结烟气进行脱硝时需做进一步改进。

技术实现要素：

与电厂锅炉烟气相比，烧结烟气的一大区别就是烟气温度低。烟气的温度一般大约为100---150℃，而scr的工作温度范围为300---450℃，这就需要外加热源来加热烟气。而外加热源必然要消耗掉大量能量。为使能耗尽可能地减少，本发明旨在提供一种烧结烟气的scr脱硝的改进工艺，该工艺能够充分利用烧结矿的余热，节省scr法应用于烧结烧结烟气的额外耗能。其内容如下：

1、原始烧结烟气在一次除尘后，先采用传统的湿法脱硫工艺进行脱硫，将scr脱硝工艺放在脱硫工艺之后。

先脱硫的目的在于，烟气要从环冷机的烧结矿上提取热量进行加热，而烟气中含有大量的二氧化硫和三氧化硫，如果不先对硫进行脱除，则烟气中的硫会与烧结矿中的铁发生反应，使烧结矿的含硫量增加，这会严重降低烧结矿的质量；再者，烟气中含有较多的硫，会对后续管路和设备造成损害。

采用湿法脱硫目的是，因为烧结烟气的温度要比常温空气高，而通过湿法脱硫，可以将烟气的温度降低，从而使烟气来替代现有技术中的空气来对环冷机上的烧结矿进行冷却，不影响环冷机的正常使用。

湿法脱硫后要对烟气进行干燥处理，原因在于如烟气中的水分过大，会对后面的烧结矿造成不利影响。可采用的干燥剂为木炭、高吸水树脂等。

2、脱硫后的烟气进入环冷机高温段，在冷却烧结矿的同时，本身温度提高，转变为余热烟气。

在烧结环冷机的1区段和2区段，烧结矿的温度较高，经集气罩收集的余热烟气的温度可达330---420℃，刚好达到scr催化的工作温度，因此，利用环冷机产生的余热来完成scr催化反应，既省去额外要对烧结烟气加热的步骤和投入，又充分利用现有资源，节省了成本。

在1区段和2区段得到的余热烟气的温度是不同的，其中1区段的余热烟气温度约为350-550℃,2区段的温度约为260-380℃.如果单纯取1区段的烟气，余热烟气的温度可能会超出催化反应的温度范围，如果单纯取2区段的温度，则可能导致反应温度不足。本发明对此采取的措施是，将1、2区段的余热烟气混合，从而得到比较合适的工作温度。进一步的措施是，将1、2段的烟气分路，如果余热烟气温度偏高或者偏低，则通过控制1、2区段的烟气量来调整余热烟气至合适的温度。

3、脱硝后的余热烟气仍含有大量的余热，可参照既有技术对其再利用，如将余热烟气通入废热锅炉，产生蒸汽后，再进行发电、供暖等。

本发明中的相关名词释义如下：

1、scr：scr（selectivecatalyticreduction）脱硝技术是指使用还原剂（nh3等）在合适的温度范围（300-420℃）在有氧条件下在催化剂的作用下将nox选择性的还原为无害的氮气和水；scr脱硝技术具有脱硝率高，选择性好，成熟可靠等优点，是国内外电站最广泛采用的烟气脱硝技术；scr技术是美国eaglehard在50年代取得专利，七十年代后期在日本的工业电站得到应用，随后在欧洲、美国等地区得到广泛的应用。

2、scr反应器：选择性催化反应器，是烟气中的nox与还原剂反应的场所，由催化剂载体组装而成，烟气及还原剂从催化剂表面缝隙间通过，并在表面发生催化还原反应。

3、sncr：sncr（selectivenon-catalyticreduction）脱硝技术即选择性非催化还原技术，是一种不用催化剂，在850～1100℃的温度范围内，将含氨基的还原剂（如氨水，尿素溶液等）喷入炉内，将烟气中的nox还原脱除，生成氮气和水的清洁脱硝技术。sncr烟气脱硝技术的脱硝效率较低，一般为30%～50%，受锅炉结构尺寸影响很大。

4、湿法脱硫：为钢厂锅炉烟气或者电厂烧结烟气常见的脱硫方法。在脱硫塔中进行，脱硫剂为液体，一般通过喷淋方式与烟气逆流接触，达到将烟气中的二氧化硫和三氧化硫进行脱除。常用的脱硫剂为石灰石浆和氧化镁浆，前者成为石灰石石膏法脱硫，后者称谓镁法脱硫。

5、第一次除尘：烟气常见除尘方式，通常为静电除尘器除尘或者袋式除尘器除尘，设在烟气道前段，在其他烟气处理工艺之前。

6、第二次除尘：烟气常见除尘方式，通常为静电除尘器除尘或者袋式除尘器除尘。

7、环冷机：是环式冷却机的简称，作用是有效冷却从烧结机卸下的烧结热矿。环冷机由风箱、台车、排料溜槽等部分组成，台车体为上下层梯形平面结构，上层有箅条板，下层是一块底板，底板边缘有密封胶带，上下层之间有带通风孔的支撑板。与带冷机相比，环冷机具有占地面积少、投资省、设备利用率高等优点。以450m²烧结环冷机为例，共分为5个区段，每段各配置1台鼓风机（本发明中为引风机，风量来自烧结烟气而不是空气）。从烧结机上卸下来的烧结矿温度约为500---700℃，依次经过1至5区段，各区段的鼓风机从下部鼓风，对烧结矿进行冷却。

8、环冷机高温段：即上述的环冷机的1、2区段。该区间内，烧结矿的温度在300℃以上，所产生的余热烟气的温度为250℃以上。以某工厂230m²烧结机为例，一段出口温度350～550℃,平均温度为450℃。二段出口温度260～380℃,平均温度为330℃。

9、环冷机余热烟气：在环冷机高温段，来自鼓风机（或者引风机）的冷却风自下而上冷却烧结矿，通过换热，所得废气的温度可高达300---450℃，经集气罩收集进入烟囱，得到环冷机余热烟气。

10、干燥器：为干燥剂及其固定装置的集合体，横截面的形状与烟道通道相似但尺寸略小，能够放置于烟道中。常用干燥剂为弹性海绵体、活性炭以及高吸水性树脂等，干燥剂的形状多为为粒状、片状或块状等，能够允许烟气通过，又能够吸收烟气中的水分。干燥器的相应烟道位置设置开关门，可对干燥器定期进行更换。

烟道在干燥器处设置烟气旁路，当更换干燥器时，烟气走旁路烟道。最好的措施是，在烟气旁路上同时设置干燥器。

11、喷氨器：是scr法中的还原剂的布置装置，在烟道中能够将还原剂（液氨或尿素）均匀喷洒于烟气中。

本发明的技术方案为：

1、一种烧结烟气的scr脱硝工艺，其特征在于包括以下步骤：

（a）烟气经除尘后，先通过湿法脱硫工艺进行脱硫处理；

（b）通过引风机将烟气引入环冷机高温段，烟气冷却环冷机上的烧结矿，同时烟气经烧结矿加热，温度升高；经集气罩收集后的烟气，成为余热烟气；

（c）余热烟气经喷氨后，进入scr反应器进行催化脱硝；

（d）排空余热烟气或进入下一步余热利用工序。

优选的，其中烟气脱硫后还进入干燥器进行干燥处理。

优选的，其中烟气分两路进入环冷机高温段，一路进入环冷机一区段，一路进入环冷机二区段。

优选的，其中通过控制进入一区段和二区段的烟气量，来控制集气罩收集的余热烟气的温度。

优选的，其中余热烟气喷氨前还经过第二次除尘步骤。

优选的，其中步骤（d）中的下一步余热利用工序为余热发电。

说明书附图

图1为实施例一的工艺示意图。

图2为实施例二的工艺示意图。

图3为实施例三的工艺示意图。

图中，1、一次除尘装置，2、脱硫塔，3、干燥器，4、引风机，5、环冷机，6、喷氨器，7、scr反应器，8、烟囱，9、二次除尘装置，10、发电装置。

具体实施方式

实施例一

来自烧结机的烟气依次进入一次除尘装置1即袋式除尘器进行第一次除尘；进入脱硫塔2中进行湿法脱硫，脱硫方法为石灰石--石膏法，脱硫塔为喷淋塔；进入干燥器3进行干燥；经引风机4引入环冷机5高温段作为烧结矿的冷却气；经过烧结矿层后，经上方设置的集气罩收集，形成余热烟气；通过喷氨器6将液氨按照比例（氮氧化物与液氨的摩尔比约为1：1.2-2）喷入余热烟气；进入scr反应器7进行反应；进入烟囱排空。

实施例二

来自烧结机的烟气依次进入袋式除尘器进行第一次除尘；进入脱硫塔中进行湿法脱硫，脱硫方法为石灰石--石膏法，脱硫塔为喷淋塔；进入干燥器进行干燥；经两个引风机分别将烟气引入环冷机高温段的1区段和2区段作为烧结矿的冷却气；经过烧结矿层后，经上方设置的集气罩收集进入烟道，形成余热烟气；余热烟气进入二次除尘装置9即袋式除尘器进行第二次除尘；通过喷氨器将液氨按照比例（氮氧化物与液氨的摩尔比约为1：1.2-2）喷入余热烟气；进入scr反应器进行反应；进入烟囱排空。

实施例三

来自烧结机的烟气依次进入袋式除尘器进行第一次除尘；进入脱硫塔中进行湿法脱硫，脱硫方法为石灰石--石膏法，脱硫塔为喷淋塔；进入干燥器进行干燥；经两个引风机分别将烟气引入环冷机高温段的1区段和2区段作为烧结矿的冷却气，引风机的引风量是可调的，经检测余热烟气的温度来调整两个引风机各自的引风量；烟气经过烧结矿层后，经上方设置的集气罩收集进入烟道，形成余热烟气；余热烟气进入布袋除尘器进行第二次除尘；通过喷氨器将液氨按照比例（氮氧化物与液氨的摩尔比约为1：1.2-2）喷入余热烟气；进入scr反应器进行反应；进入发电装置10（汽轮发电机）的废热锅炉，传送热量；进入烟囱排空。