一种烧结烟气协同治理系统的制作方法

本发明属于工业废气处理技术领域，具体是涉及一种烧结烟气协同治理系统。

背景技术：

在工业生产中，特别是化工厂、钢铁厂、制药厂和炼油厂的工作过程中会产生大量的废气，这些废气如果不加以治理会引发酸雨、全球变暖、雾霾等现象，严重污染环境，危害人体健康。

烧结烟气是废气的一种，主要污染成分为二氧化硫、氮氧化物和粉尘。烧结烟气排放量大、初始烟气温度低，目前国内普遍采用脱硫脱硝除尘法进行处理。目前，脱硫脱硝除尘法的工艺较多，按处理过程中干湿状态可将其分为湿法工艺、干法工艺和半干半湿法工艺，湿法工艺普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高、易造成二次污染、烟气换热器腐蚀堵塞等问题；干法工艺存在脱硫脱硝效率低、反应速度较慢、设备庞大等问题；半干半湿法工艺存在副产物处理、运行稳定性较差、活性焦处理等问题。因此，脱硫脱硝除尘工艺还应该继续创新。

烧结烟气多污染物协同治理是指通过一项技术或多项技术组合，以单元环节或单元环保设备链接、匹配耦合，达到对多种污染物综合去除的目的，同时解决了设备腐蚀、堵塞、系统运行稳定性较差、副产物利用率低等问题。

技术实现要素：

本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种烧结烟气协同治理系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种烧结烟气协同治理系统，包括电除尘器、第一风机、脱硫设备、烟气冷凝除水器、烟气预加热器、脱硝设备、布袋除尘器、管道、以及用于与烟囱相连的第二风机，所述电除尘器的输出端通过管道和第一风机的输入端相连，所述第一风机的输出端通过管道与脱硫设备的输入端相连，所述脱硫设备的输出端通过管道与烟气冷凝除水器的输入端相连，所述烟气冷凝除水器的输出端通过管道与烟气预加热器的输入端相连，所述烟气预加热器的输出端通过管道与脱硝设备的输入端相连，所述脱硝设备的输出端通过管道与布袋除尘器的输入端相连，所述布袋除尘器的输出端通过管道与第二风机的输入端相连，所述第二风机的输出端通过管道与烟囱相连。

作为优选，所述脱硫设备包括脱硫塔，所述脱硫塔的侧壁上开设有烟气入口，烟气入口的下方在所述脱硫塔内底部设有用于盛装脱硫吸收剂的浆液池，浆液池的上方在所述脱硫塔内自下而上间隔设有第一喷淋层、第二喷淋层和第三喷淋层，所述第一喷淋层、第二喷淋层和第三喷淋层均包括喷淋管和设置在喷淋管上的雾化喷头，第三喷淋层的上方在所述脱硫塔内设有除雾装置，所述脱硫塔外设有氧化风机和循环泵，所述氧化风机的输出端与浆液池相连通，所述循环泵的输入端与浆液池相连通，其输出端与喷淋管相连，所述脱硫塔的侧壁上还设有搅拌装置，所述搅拌装置伸入浆液池中，所述脱硫塔的顶部设有烟气出口。

作为优选，所述第一喷淋层和第二喷淋层之间、第二喷淋层和第三喷淋层之间均设有气流阻流装置，所述气流阻流装置包括与脱硫塔内壁固定相连的固定板，所述固定板上开设有贯穿孔，所述贯穿孔的边缘向下30°翻边。

作为优选，所述搅拌装置包括设置在脱硫塔外的搅拌电机和伸入到浆液池中的搅拌叶片，所述搅拌电机连接搅拌叶片。

作为优选，所述除雾装置包括与脱硫塔内壁相连的电机架、安装在电机架上的网盘电机、以及与网盘电机相连的网盘，所述网盘包括内网盘架和外网盘架，所述内网盘架和网盘电机相连，所述内网盘架和外网盘架之间固定安装有若干呈放射状的辐条，所述网盘的外周设有挡板，所述挡板与脱硫塔的内壁相连。

作为优选，所述脱硫吸收剂为石灰石溶液、氧化镁溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液的一种。

作为优选，所述脱硝设备包括内设有三层脱硝催化剂的脱硝塔及与脱硝塔连接进气烟道和排气烟道，所述进气烟道和排气烟道之间连接有用于换热的烟气换热器，所述进气烟道连接有还原剂输送装置和用于对进气烟道内流经烧结烟气加热的烟道燃烧器，所述还原剂输送装置位于烟道燃烧器的下游，所述进气烟道内设有用于对烧结烟气引流的引流板，所述引流板位于还原剂输送装置的下游。

作为优选，所述烟道燃烧器有四个输出端，分别为第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端，所述烟道燃烧器的第一输出端连接一次补热管道，所述一次补热管道的另一端与进气烟道连通，所述烟道燃烧器的第二输出端连接有二次补热管道，所述二次补热管道的另一端与进气烟道连通，且所述二次补热管道位于一次补热管道的下游，所述烟道燃烧器的第三输出端连接有三次补热管道，所述三次补热管道的另一端与烟气预加热器相连；所述烟道燃烧器的第四输出端连接有热量输送管道，所述热量输送管道的另一端与还原剂输送装置相连。

作为优选，所述还原剂输送装置包括氨水储存罐、氨水输送管线、喷枪、高温稀释风机、高温管线、氨水气化炉、氨气管线和氨气分布器，所述氨水储存罐通过氨水输送管线与喷枪相连，所述喷枪设置在氨水气化炉内，所述高温稀释风机通过高温管线与氨水气化炉相连，所述氨水气化炉通过氨气管线与氨气分布器相连，所述氨气分布器设置在进气烟道内，所述氨气分布器包括连接部和若干呈放射状的出气管，所述连接部与氨气管线相连通，所述出气管与连接部相连通，且所述出气管上设有若干出气孔。

作为优选，所述烟气换热器为蓄热式换热器或间壁式换热器。

本发明具有的有益效果：本发明相较于现有技术占地面积小，投资成本低，对各设备的腐蚀性低，具有高脱硫脱硝除尘效率，使烧结烟气中二氧化硫、颗粒物和氮氧化物达到超低排放标准要求。本发明高效回收并利用烧结烟气的余热，降低了处理过程中能源的消耗，降低了运行成本，可实现长期稳定低能耗运行，对烧结烟气具有较强的实用性。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明脱硫设备的一种结构示意图；

图3是本发明气流阻流装置的一种结构示意图；

图4是本发明气流阻流装置的一种剖视结构示意图；

图5是本发明网盘电机和网盘的一种连接结构示意图；

图6是图5中a部的放大示意图；

图7是本发明还原剂输送装置的一种结构示意图；

图8是本发明氨气分布器的一种结构示意图。

图中：1、电除尘器；2、第一风机；3、脱硫设备；4、烟气冷凝除水器；5、烟气预加热器；6、脱硝设备；7、布袋除尘器；8管道；9、第二风机；10、烟囱；11、脱硫塔；12、烟气入口；13、浆液池；14、第一喷淋层；15、第二喷淋层；16、第三喷淋层；17、喷淋管；18、雾化喷头；19、清灰装置；20、氧化风机；21、循环泵；22、烟气出口；23、气流阻流装置；24、固定板；25、贯穿孔；26、搅拌电机；27、搅拌叶片；28、电机架；29、网盘电机；30、网盘；31、内网盘架；32、外网盘架；33、辐条；34、挡板；35、脱硝催化剂；36、脱硝塔；37、进气烟道；38、排气烟道；39、烟气换热器；40、还原剂输送装置；41、烟道燃烧器；42、引流板；43、一次补热管道；44、二次补热管道；45、三次补热管道；46、热量输送管道；47、氨水储存罐；48、氨水输送管线；49、喷枪；50、高温稀释风机；51、高温管线；52、氨水气化炉；53、氨气管线；54、氨气分布器；55、连接部；56、出气管；57、出气孔。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种烧结烟气协同治理系统，如图1-图8所示，包括电除尘器1、第一风机2、脱硫设备3、烟气冷凝除水器4、烟气预加热器5、脱硝设备6、布袋除尘器7、管道8、以及用于与烟囱10相连的第二风机9，所述电除尘器1、第一风机2、脱硫设备3、烟气冷凝除水器4、烟气预加热器5、脱硝设备6、布袋除尘器7、第二风机9和烟囱10沿烧结烟气处理工序依次设置，所述电除尘器1的输入端用于通入烧结烟气，所述电除尘器1的输出端通过管道8和第一风机2的输入端相连，所述第一风机2的输出端通过管道8与脱硫设备3的输入端相连，所述脱硫设备3的输出端通过管道8与烟气冷凝除水器4的输入端相连，所述烟气冷凝除水器4的输出端通过管道8与烟气预加热器5的输入端相连，所述烟气预加热器5的输出端通过管道8与脱硝设备6的输入端相连，所述脱硝设备6的输出端通过管道8与布袋除尘器7的输入端相连，所述布袋除尘器7采用三次布袋除尘器，所述布袋除尘器7的输出端通过管道8与第二风机9的输入端相连，所述第二风机9的输出端通过管道8与烟囱10相连。

所述电除尘器1对烧结烟气进行除尘处理，将其中固态颗粒物除去，以防止烟气灰尘对后续加热设备的不利影响，如灰尘较多会堵塞管道，灰尘在后续加热设备中沉淀也会影响加热效果，并缩短加热设备寿命。

所述脱硫设备3包括脱硫塔11，所述脱硫塔11的侧壁上开设有烟气入口12，烟气入口12的下方在所述脱硫塔11内底部设有用于盛装脱硫吸收剂的浆液池13，浆液池13的上方在所述脱硫塔11内自下而上间隔设有第一喷淋层14、第二喷淋层15和第三喷淋层16，所述第一喷淋层14、第二喷淋层15和第三喷淋层16均包括喷淋管17和设置在喷淋管17上的雾化喷头18，第三喷淋层16的上方在所述脱硫塔11内设有除雾装置，所述脱硫塔11外设有氧化风机20和循环泵21，所述氧化风机20的输出端与浆液池13相连通，所述循环泵21的输入端与浆液池13相连通，其输出端与喷淋管17相连，所述脱硫塔11的侧壁上还设有搅拌装置，所述搅拌装置伸入浆液池13中，所述脱硫塔11的顶部设有烟气出口22。

所述脱硫吸收剂采用吸硫效果好、反应快、成本低的吸收剂，如采用石灰石溶液、氧化镁溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液中的任意一种。所述搅拌装置包括设置在脱硫塔11外的搅拌电机26和伸入到浆液池13中的搅拌叶片27，所述搅拌电机26连接搅拌叶片27。

所述浆液池13中的脱硫吸收剂经循环泵21进入各喷淋管17，并通过安装在喷淋管17上的雾化喷头18喷出，与烧结烟气中的二氧化硫发生反应。通过在脱硫塔11内设置多个喷淋层，使烧结烟气的脱硫反应更加彻底，同时第一喷淋层14、第二喷淋层15和第三喷淋层16通过各自循环泵21与浆液池13相连，相互之间独立工作，可根据现场工况随时调整各喷淋层的工作状态，起到节约能源的效果。所述氧化风机20将空气通入浆液池13，促进吸收了二氧化硫的脱硫吸收剂的氧化，搅拌装置用来防止氧化后的固体颗粒沉淀。

所述第一喷淋层14和第二喷淋层15之间、第二喷淋层15和第三喷淋层16之间均设有气流阻流装置23，所述气流阻流装置23包括与脱硫塔11内壁固定相连的固定板24，所述固定板24上开设有贯穿孔25，所述贯穿孔25的边缘向下30°翻边。所述气流阻流装置23用来阻碍烧结烟气快速通过脱硫塔11，使烧结烟气中的二氧化硫与脱硫吸收剂充分反应。

所述烟气冷凝除水器4用于对脱硫后的烧结烟气进一步去除水气，所述烟气冷凝除水器4中的换热器采用耐腐蚀合金材质或者非金属材质，具有换热效率高、耐腐蚀性好的特点。所述烟气冷凝除水器4冷凝出的水可作为脱硫设备3的补用水。

所述除雾装置包括与脱硫塔11内壁相连的电机架28、安装在电机架28上的网盘电机29、以及与网盘电机29相连的网盘30，所述网盘30包括内网盘架31和外网盘架32，所述内网盘架31和网盘电机29相连，所述内网盘架31和外网盘架32之间固定安装有若干呈放射状的辐条33，所述网盘30的外周设有挡板34，所述挡板34与脱硫塔11的内壁相连。脱硫后，包含有水雾的烧结烟气向上移至除雾装置，然后网盘电机29驱动网盘30转动，网盘30的高速转动形成了具有一定间隙的屏蔽，随着屏蔽上的间隙出现，当包含有水雾的烧结烟气通过间隙的时候，由于网盘的转速很快，水雾的尺寸较大，水雾来不及通过与辐条33发生碰撞而被拦截下来，而空气颗粒的尺寸较小，很容易通过间隙，达到水雾和烧结烟气的分离；同时，在离心力的作用下，水雾甩到挡板34上，并会挡板34上汇聚形成液态，沿脱硫塔11内壁回流至浆液池13中。

所述脱硝设备6包括内设有三层脱硝催化剂35的脱硝塔36及与脱硝塔36连接进气烟道37和排气烟道38，所述脱硝催化剂35包括钒基活性炭蜂窝催化剂、钒钨钛蜂窝催化剂或钒钨钛板式催化剂中的任意一种或至少两种的组合，所述进气烟道37和排气烟道38之间连接有用于换热的烟气换热器39，所述烟气换热器39为蓄热式换热器或间壁式换热器，所述烟气换热器39上装载有清灰装置19，所述清灰装置19可采用声波吹灰器，声波吹灰器用于清除烟气换热器39上的积灰，防止烟气换热器39堵塞，所述进气烟道37连接有还原剂输送装置40和用于对进气烟道37内流经烧结烟气加热的烟道燃烧器41，所述还原剂输送装置40位于烟道燃烧器41的下游，所述进气烟道37内设有用于对烧结烟气引流的引流板42，所述引流板42位于还原剂输送装置40的下游，引流板42可对烧结烟气进行引流，能有效避免烧结烟气由于惯性直接冲击烟道壁，同时可以使还原剂输送装置40输出的还原剂与烧结烟气充分混合。

所述还原剂输送装置40包括装载有氨水溶液的氨水储存罐47、氨水输送管线48、喷枪49、高温稀释风机50、高温管线51、氨水气化炉52、氨气管线53和氨气分布器54，所述氨水储存罐47通过氨水输送管线48与喷枪49相连，所述喷枪49设置在氨水气化炉52内，所述高温稀释风机50通过高温管线51与氨水气化炉52相连，所述氨水气化炉52通过氨气管线53与氨气分布器54相连，所述氨气分布器54设置在进气烟道37内，所述氨气分布器54包括连接部55和若干呈放射状的出气管56，所述连接部55与氨气管线53相连通，所述出气管56与连接部55相连通，且所述出气管56上设有若干出气孔57。

所述烟道燃烧器41有四个输出端，分别为第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端，所述烟道燃烧器41的第一输出端连接一次补热管道43，所述一次补热管道43的另一端与进气烟道37连通，所述烟道燃烧器41的第二输出端连接有二次补热管道44，所述二次补热管道44的另一端与进气烟道37连通，且所述二次补热管道44位于一次补热管道43的下游，所述烟道燃烧器41的第三输出端连接有三次补热管道45，所述三次补热管道45的另一端与烟气预加热器5相连；所述烟道燃烧器41的第四输出端连接有热量输送管道46，所述热量输送管道46的另一端与高温管线51相连。

烧结烟气通过进气烟道37进入脱硝设备6，烟道燃烧器41将烧结烟气加热至合适的温度，随后与还原剂输送装置40输出的氨气混合后，一起通入到脱硝催化剂35表面进行催化反应除去氮氧化物；然后高温的烧结烟气通过排气烟道38排出时，利用烟气换热器39将排气烟道38中的高温烧结烟气和进气烟道37中的低温烧结烟气进行换热处理，回收高温烧结烟气的热量来加热低温烧结烟气，烟气换热器39的设置减少了烟道燃烧器41的能源消耗，起到节约能源的效果。所述烟道燃烧器41有四个输出端，烟道燃烧器41的第一输出端通过第一补热管道43与进气烟道37相连，烟道燃烧器41的第二输出端通过第二补热管道44与进气烟道37相连，烟道燃烧器41可根据现场工况选择对烧结烟气进行一次加热或二次加热。烟道燃烧器41的第三输出端通过三次补热管道45与烟气预加热器5相连，可将多余的热量输送至烟气预加热器5，减少烟气预加热器5的能源消耗。烟道燃烧器41的第四输出端用过热量输送管道46与高温管线51相连，用于传输热量使氨水溶液气化。

所述还原剂输送装置40的工作过程为：氨水储存罐47内装载有氨水溶液，喷枪49将氨水溶液雾化后均匀喷入氨水气化炉52，烟道燃烧器41通过热量输送管道46将热量输送至高温管线51，高温稀释风机50将热量输送至氨水气化炉52内，使氨水溶液稀释气化成氨气，氨气通过氨气分布器54进入进气烟道37，与加热后的烧结烟气充分混合。通过采用氨气分布器54的设计，能够有效的提高氨气与烧结烟气的混合均匀程度，提高脱硝效果。

本发明处理烧结烟气的方法为，包括如下步骤：

(1)除尘：将烧结烟气通入电除尘器，利用电除尘器对烧结烟气进行除尘处理，将其中的固态颗粒物除去；

(2)脱硫：将上述步骤所得的烧结烟气通入脱硫设备，利用脱硫吸收剂与烧结烟气中的二氧化硫发生反应将二氧化硫除去；

(3)除水：脱硫后，上述步骤所得的烧结烟气会包含少量水气，利用烟气冷凝除水器将水气冷凝形成液态，将水气和烟气分离；

(4)加热：冷凝后，上述步骤所得的烧结烟气的温度较低，利用烟气预加热器对烧结烟气进行预加热处理；

(5)脱硝：将上述步骤所得的烧结烟气和还原剂一起通入到脱硝催化剂表面进行催化反应除去氮氧化物；

(6)再除尘：利用布袋除尘器对上述步骤所得的烧结烟气进行除尘处理，使其符合排放标准；

(7)排放：将上述步骤所得的烧结烟气通过烟囱排放到大气中。

综上所述，本发明相较于现有技术占地面积小，投资成本低，对各设备的腐蚀性低，具有高脱硫脱硝除尘效率，使烧结烟气中二氧化硫、颗粒物和氮氧化物达到超低排放标准要求。本发明高效回收并利用烧结烟气的余热，降低了处理过程中能源的消耗，降低了运行成本，可实现长期稳定低能耗运行，对烧结烟气具有较强的实用性。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。