减少低温烟气先湿法脱硫后SCR法脱硝的超低排放治理系统故障的工艺的制作方法

本发明属于烟气治理技术领域，具体涉及一种减少低温烟气先湿法脱硫后scr法脱硝的超低排放治理系统故障的工艺。

背景技术：

低温烟气(如烧结烟气)达超低排放的工程应用技术较少，应用时间短，工艺技术不够成熟稳定，如某钢厂采用石灰石-石膏湿法脱硫+scr法脱硝组合工艺治理烧结烟气，2018年底投运，运行半年后，衔接脱硫与脱硝工艺的湿电除尘器和ggh换热器均发生故障；由于衔接工艺设计不合理，严重影响生产运营。

目前，低温烟气达到超低排放工艺技术发表的文章、专利较少，关于石灰石-石膏湿法脱硫+scr法脱硝组合工艺的使用多集中在燃煤高温烟气治理方面，可查的关于低温烟气对该组合工艺的使用多借鉴燃煤烟气工艺。燃煤烟气使用的湿法脱硫+scr法脱硝组合工艺，经过近几年的工程验证，主要存在两个问题：湿电除尘器和ggh换热器容易腐蚀、堵塞，影响生产运行；腐蚀堵塞的原因是脱硫后的烟气中含水量高(饱和或过饱和)、sox(主要是so3)脱除不干净、颗粒物浓度较高，低温烟气若直接使用该组合工艺，仍旧存在同样的问题。

“烧结烟气湿法脱硫配套烟气脱硝技术”(中外能源,2020,7:79-84)中，使用湿电除尘器+ggh换热器对湿法脱硫+scr法脱硝工艺两工艺进行衔接，与燃煤烟气超低排放治理工艺一致。某钢厂采用该组合和衔接工艺治理烧结烟气，2018年底投运，运行半年后，衔接脱硫与脱硝工艺的湿电除尘器和ggh换热器均发生故障；由于衔接工艺设计不合理，严重影响生产运营。即使选择材质较好的湿电除尘器，也只能减缓腐蚀的影响效果，不能从根本上解决腐蚀问题。

“低温scr在湿法脱硫后烟气脱硝中的应用”(化工管理,2019,4:94-97)中，阐述了相对有效的湿法脱硫+scr法脱硝的衔接工艺，增加了mggh和冷却塔，先降低进ggh前烟气的含水量，后通过换热升温使之变为不饱和的烟气，可以预防ggh换热器被腐蚀堵塞。由于该工艺在脱硫后同样使用湿电除尘工艺，湿电除尘器易被腐蚀的问题不能解决；脱硫烟气的冷却方式为间接冷却，与直接冷却比不能有效减少烟气中sox、颗粒物的含量，ggh仍被缓慢腐蚀。

cn105999976a公开了一种烟气深度除尘除雾节水单元及由其组成的装置,烟气依次经过冷却撞击室、喉道、凝并室和滤清室,在该滤清室内水汽和粉尘形成的颗粒经离心力的作用旋转至所述滤清室的桶壁后被分离回收,烟气经深度净化后被排出。该方法可以减少烟气中的过饱和水和颗粒物，但对so3的去除能力有限，后续工艺装备的腐蚀问题不能有效解决。

cn105056691a公开了一种湿法脱硫后除尘除雾装置及其方法，包括若干除尘除雾单元，通过旋流和喷水的方式，可以减少脱硫后烟气的含水量、so3浓度、颗粒物浓度。单纯通过增加烟气湍动、碰撞的方式进行深度除尘除雾的方式，不能有效去除烟气携带的超细液滴、颗粒物及酸雾，且烟气饱和含水量变化不大，后续采用scr法脱硝工艺时，由于烟气含水量较大，升温所需的能耗增加。

cn106215538a公开了一种用于烧结/球团湿法脱硫烟气深度治理系统,该发明对传统的湿电除尘进行了改造，增加了除尘除雾的效率，降低了湿电除尘装置易结垢、腐蚀的的风险，但湿电除尘器被腐蚀的情况仍然存在。

技术实现要素：

本发明要解决问题是低温烟气达超低排放的治理选取石灰石-石膏法脱硫和scr法脱硝的组合工艺时，采用湿电除尘对两工艺进行衔接，会出现湿电除尘器阴阳极易腐蚀、ggh腐蚀堵塞的问题，导致系统故障率高、不能稳定达标，生产运行不顺。

本发明解决上述技术问题，所采用的技术方案是提供了一种减少低温烟气先湿法脱硫后scr脱硝的超低排放治理系统故障的衔接工艺，其包括以下步骤：

a、除尘：低温烟气经除尘，得除尘烟气；

b、脱硫：除尘烟气与脱硫剂逆流接触反应并降温，得脱硫烟气；

c、深度除尘除雾：脱硫烟气通过一级集液盘后，经过一级平板式除尘除雾处理，得一级烟气；一级烟气通过二级集液盘后，与低温水逆流接触，进行洗涤和降温，得降温烟气；降温烟气经过二级屋脊式除尘除雾处理，得二级烟气；二级烟气经过三级纤维除尘除雾处理，得深度除尘除雾的三级烟气；

d、一级补热：三级烟气与高温气体混合补热，得待脱硝的不饱和烟气；

e、换热：待脱硝的不饱和烟气与脱硝后的高温净烟气换热，得待脱硝的高温烟气和外排净烟气；

f、二级补热：待脱硝的高温烟气与高温气体混合补热，得待脱硝烟气；

g、脱硝：待脱硝烟气进行脱硝反应，得脱硝后的高温净烟气。

其中，上述减少低温烟气先湿法脱硫后scr法脱硝的超低排放治理系统故障的工艺，步骤a中，所述低温烟气为含有sox、nox、颗粒物和水蒸气的气体，温度为90～200℃，颗粒物浓度＜10g/m³，含水量＜15％，sox浓度＜8g/m³，nox浓度＜1.5g/m³，酸雾形式的so3浓度＜300mg/m³。

其中，上述减少低温烟气先湿法脱硫后scr法脱硝的超低排放治理系统故障的工艺，步骤a中，所述除尘烟气相对于低温烟气的温度变化不超过10℃，颗粒物浓度＜50mg/m³。

其中，上述减少低温烟气先湿法脱硫后scr法脱硝的超低排放治理系统故障的工艺，步骤b中，所述脱硫烟气的温度50～60℃，颗粒物浓度＜50mg/m³，含水量10％～18％，so2浓度＜35mg/m³，nox浓度＜1.5g/m³，酸雾形式的so3浓度＜150mg/m³。

其中，上述减少低温烟气先湿法脱硫后scr法脱硝的超低排放治理系统故障的工艺，步骤c中，所述一级烟气的温度为50～60℃，颗粒物浓度＜30mg/m³，含水量8.7％～12％，酸雾形式的so3浓度＜50mg/m³；所述降温烟气的温度相对于一级烟气降低5～10℃，颗粒物浓度＜20mg/m³，含水量为8～10％，酸雾形式的so3浓度＜30mg/m³；所述二级烟气的颗粒物浓度＜15mg/m³，含水量7％～8％，酸雾形式的so3浓度＜20mg/m³；所述三级烟气的颗粒物浓度＜10mg/m³，so2浓度＜35mg/m³，nox浓度＜1.5g/m³、含水量6.6％～7％，酸雾形式的so3浓度＜10mg/m³。

其中，上述减少低温烟气先湿法脱硫后scr法脱硝的超低排放治理系统故障的工艺，步骤d中，所述待脱硝的不饱和烟气的温度为70～90℃。

其中，上述减少低温烟气先湿法脱硫后scr法脱硝的超低排放治理系统故障的工艺，步骤e中，待脱硝的不饱和烟气与脱硝后的高温净烟气换热后，待脱硝的不饱和烟气转化为待脱硝的高温烟气，其温度为250～280℃，脱硝后的高温净烟气转化为外排净烟气，其温度为80～100℃。

其中，上述减少低温烟气先湿法脱硫后scr法脱硝的超低排放治理系统故障的工艺，步骤f中，所述待脱硝的高温烟气的温度为280～320℃。

其中，上述减少低温烟气先湿法脱硫后scr法脱硝的超低排放治理系统故障的工艺，步骤g中，所述脱硝后的高温净烟气的温度为280～320℃，颗粒物浓度＜10mg/m³，含水量6.6％～7％，so2浓度＜35mg/m³，nox浓度＜50mg/m³。

本发明中，所述含水量为质量百分比含量。

本发明的有益效果：

本发明提供一种减少低温烟气先湿法脱硫后scr法脱硝的超低排放治理系统故障的衔接方法和工艺，通过所述的衔接工艺可以降低脱硫后烟气中的含水量、sox浓度、颗粒物浓度、进ggh前烟气的不饱和度，进而防止ggh被腐蚀、堵塞，减少故障，用于解决低温烟气使用该组合工艺时故障率高的难题，本方法不使用湿电除尘，降低了湿电除尘器带来的投资和运行成本，为低温烟气采用湿法脱硫+scr法脱硝超低排放治理系统提供更加合理的衔接方法和工艺。

附图说明

图1为本发明减少低温烟气先湿法脱硫后scr法脱硝的超低排放治理系统故障的工艺流程图；其中，1为低温烟气，2为电除尘，3为湿法脱硫，4为低温水，5为深度除尘除雾，6为加热炉补热ⅰ，7为加热炉，8为ggh换热，8中虚线表示将冷端和热端隔开，9为加热炉补热ⅱ，10为scr法脱硝，11为烟囱。

具体实施方式

具体的，减少低温烟气先湿法脱硫后scr脱硝的超低排放治理系统故障的衔接工艺，其包括以下步骤：

a、除尘：低温烟气经除尘，得除尘烟气；

b、脱硫：除尘烟气与脱硫剂逆流接触反应并降温，得脱硫烟气；

c、深度除尘除雾：脱硫烟气通过一级集液盘后，经过一级平板式除尘除雾处理，得一级烟气；一级烟气通过二级集液盘后，与低温水逆流接触，进行洗涤和降温，得降温烟气；降温烟气经过二级屋脊式除尘除雾处理，得二级烟气；二级烟气经过三级纤维除尘除雾处理，得深度除尘除雾的三级烟气；

d、一级补热：三级烟气与高温气体混合补热，得待脱硝的不饱和烟气；

e、换热：待脱硝的不饱和烟气与脱硝后的高温净烟气换热，得待脱硝的高温烟气和外排净烟气；

f、二级补热：待脱硝的高温烟气与高温气体混合补热，得待脱硝烟气；

g、脱硝：待脱硝烟气进行脱硝反应，得脱硝后的高温净烟气。

本领域内，超低排放治理系统一般包括电除尘、脱硫工艺、脱硫与脱硝间的衔接工艺、ggh换热和脱硝工艺，所述的脱硫工艺采用石灰石-石膏法，所述的脱硝工艺采用scr法。本发明所述的低温烟气指温度＜200℃的烟气，常见的低温、需要脱硫脱硝的烟气温度一般在90℃以上，因此步骤a中，所述低温烟气为含有sox、nox、颗粒物和水蒸气的气体，温度为90～200℃，颗粒物浓度＜10g/m³，含水量＜15％，sox浓度＜8g/m³，nox浓度＜1.5g/m³，酸雾形式的so3浓度＜300mg/m³。

本发明步骤a中，低温烟气经过除尘后，所得除尘烟气相对于低温烟气的温度变化不超过10℃，颗粒物浓度大幅度降低至＜50mg/m³，其余参数相对于低温烟气基本不变。

本发明步骤b中采用石灰石-石膏法进行脱硫，所得脱硫烟气的温度50～60℃，颗粒物浓度＜50mg/m³，含水量10％～18％，so2浓度＜35mg/m³，nox浓度＜1.5g/m³，酸雾形式的so3浓度＜150mg/m³，其需要进一步经步骤c进行深度除尘除雾。

本发明步骤c中，脱硫烟气必须先经过一级集液盘，实现气液分离。脱硫烟气的含湿量为10％～18％(饱和含湿量为11.6％)，夹带的有雾滴、颗粒物等，一级平板式除尘除雾器能够除去雾滴及夹带的粒径较大的颗粒物，使所得的一级烟气含湿量接近饱和；脱硫烟气经一级平板式除尘除雾器时，雾滴转变为液滴，液滴落到一级集液盘上进行收集，若没有一级集液盘，液滴将会继续往烟气流向的反方向降落，继续被脱硫后的烟气雾化，增加脱硫烟气含水量，进而降低一级平板式除尘除雾器的除雾效率。

本发明步骤c中，脱硫烟气经过一级平板式除尘除雾，得一级烟气；一级烟气与脱硫烟气相比，夹带的雾滴、粒径较大的颗粒物被脱除，含湿水低(接近饱和含水量)、颗粒物浓度降低，较为洁净，因此，一级烟气降温后产生的液体与脱硫溶液直接降温产生的液体比，较为洁净，不易污染需要循环使用的低温水；若直接给脱硫后的烟气降温，将导致低温水的循环周期缩短，处理成本增加。

本发明步骤c中，脱硫烟气的温度为50～60℃，步骤b中使烟气温度降低，以便于除尘、除雾，但是降温烟气后续脱硝需要升温，因此不能将烟温降的太低，烟温降的越底，后续scr工艺能耗越高，同时降低5℃～10℃的范围内，含水量下降趋势大，更除尘、除雾效率更高。因此步骤b中，采用5～20℃的低温水，使降温烟气的温度相对于一级烟气降低5～10℃，颗粒物浓度＜20mg/m³，含水量8％～10％，so2浓度＜35mg/m³，酸雾形式的so3浓度＜30mg/m³。

本发明步骤c中，一级、二级集液盘的主要作用均是收集液体，具有分布烟气、改变烟气流向、集液的作用；其中，一级集液盘收集的是平板除尘除雾器脱除的烟气夹带的液滴及粒径较大的颗粒物，防止液滴被脱硫后的烟气持续雾化、被循环脱除，助于提升一级平板除尘除雾器的除雾效率；二级集液盘收集的是与烟气换热后的低温水及部分烟气冷凝水，低温水需要多次循环使用，必须进行收集，由于一级集液盘收集的液体成分较低温水复杂，为减少低温水的处理成本，需要将一级、二级除尘除雾器捕集的两种液体分别进行收集。一级集液盘所得液体含脱硫剂，可用于配制脱硫剂浆液；一级集液盘收集所得换热后的低温水可循环使用，当其ph＜6时外排，用于配制脱硫剂溶液。

本发明步骤c中，所述二级烟气的颗粒物浓度＜15mg/m³，含水量7％～8％，so2浓度＜35mg/m³，酸雾形式的so3浓度＜20mg/m³，其温度与降温烟气基本不变。

本发明步骤c中，换热后的低温水被收集后循环使用，当其ph＜6时外排，用于配制脱硫剂溶液。

本发明步骤c中，所述三级烟气的颗粒物浓度＜10mg/m³，含水量6.6％～7％，so2浓度＜35mg/m³，酸雾形式的so3浓度＜10mg/m³，其温度与降温烟气基本不变。

本发明步骤c中，各级除尘除雾的排放顺序涉及除尘除雾效率，烟气必须先后通过平板式、屋脊式、纤维除尘除雾，通过对烟气中含水量、颗粒浓度等的逐步控制，才能保证更高的除尘除雾效率。

本发明步骤d中，降温后的烟气通过补热装置使温度适当升高，即使进ggh换热器前的待脱硝的不饱和烟气的温度为70～90℃，此补热温升可确保脱硝后的净烟气外排温度为80～100℃，防止外排净烟气白烟现象产生，此时烟气中的含水量极度不饱和，降低了水蒸气在ggh换热器中凝结的可能性，防止凝结液滴上携带的sox、颗粒物粘附在换热器上，可以从工艺上防止ggh被腐蚀堵塞。

本发明步骤e中，待脱硝的不饱和烟气与脱硝后的高温净烟气换热后，待脱硝的不饱和烟气转化为待脱硝的高温烟气，其温度为250～280℃，脱硝后的高温净烟气转化为外排净烟气，其温度为80～100℃。

本发明步骤f中，将待脱硝的高温烟气的温度升高至280～320℃，以提高脱硝效率，并避免催化剂被堵塞。

本发明步骤g中，所述脱硝后的高温净烟气的温度为280～320℃，颗粒物浓度＜10mg/m³，含水量6.6％～7％，so2浓度＜35mg/m³，nox浓度＜50mg/m³，其与待脱硝的不饱和烟气换热后即可外排。

需要说明的是，在系统启动阶段，由于尚无脱硝后的高温净烟气产生，此时步骤d～f中补热和换热需要的温度全部由一级、二级补热提供，待产生脱硝烟气后，减少一级、二级补热的补热量，使满足系统正常运行即可。

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

采用本发明工艺可以减少低温烟气先湿法脱硫后scr法脱硝的超低排放治理系统的故障；结合图1进行进一步说明：

a、低温烟气除尘：温度约为140℃烟气经电除尘器2除尘，得除尘烟气，其颗粒物的浓度降至50mg/m³以下；

b、除尘烟气脱硫：将除尘后的烟气通入湿法脱硫塔内，烟气在塔内与脱硫剂逆流接触反应并降温，得脱硫烟气，其so2浓度降至35mg/m³以下，温度降至52℃；

c、脱硫烟气深度除尘除雾：脱硫后的烟气先经一级平板式除尘除雾处理，进行初步除雾，除去烟气夹带的部分非气态水、酸雾及大颗粒物；再与喷淋的低温水逆流接触使烟温降低至45℃，含水量降至8～10％，降温产生的冷凝水附着细颗粒物和酸气，可协同除尘、除雾；45℃的烟气再经二级屋脊式除尘除雾处理，除去夹带的水及其附着的酸雾、细颗粒物，最后经三级纤维除尘除雾处理，除去携带的超细颗粒物和非气态水，得深度除尘除雾的三级烟气，其颗粒物浓度＜10mg/m³、含水量6.6％～7％、酸雾形式的so3浓度＜10mg/m³；

d、三级烟气换热：45℃的三级烟气先与加热炉产生的高温气体直接混合补热，烟气温度升至75℃(该温度下的烟气实际上已不饱和)，然后进入ggh，从而减少了受冷降温产生凝结水的可能性，避免ggh腐蚀堵塞；

e、烟气再经ggh换热器与脱硝后的高温净烟气换热，得待脱硝的不饱和烟气，其温度升至275℃；

f、275℃的不饱和烟气与加热炉产生高温气体直接混合补热，温度升至300℃；

g、300℃的烟气进入scr法脱硝反应器进行脱硝反应，低含湿量、低尘、低sox浓度的烟气对催化剂的催化效率、使用寿命影响较小，脱硝后的烟气中nox浓度降至50mg/m³以下，再经ggh换热器与75℃的待脱硝的不饱和烟气换热，换热后净烟气烟温降至82℃，然后经烟囱外排，此温度下的烟气由于含湿量较低在烟囱出口无白烟现象。