一种焦炉烟道脱硫脱硝系统的制作方法

1.本发明涉及焦炉烟道脱硫脱硝领域，尤其是一种焦炉烟道脱硫脱硝系统。


背景技术：

2.近年来，国家对环保特别重视，尤其冬季，为治理雾霾现象，经常需要关停一些污染严重的企业，造成企业生产效率降低，所以降低排放污染才是解决雾霾最重要的途径，焦炉是冶金行业中造成大气污染最严重的设备之一。焦炉排放的污染物主要含有氮氧化物(nox)、二氧化硫、粉尘等，这些排放的污染物加重了雾霾的污染程度。
3.部分地区焦炉的排放标准已要求为：so2小于30mg/nm3；no
x
小于150mg/nm3；粉尘小于15mg/nm3。而目前焦炉的so2、no
x
含量均不能达到排放需求，因而造成冬季经常性关停整顿。


技术实现要素：

4.本发明需要解决的技术问题是提供一种焦炉烟道脱硫脱硝系统，采用“sds干法脱硫+布袋除尘器+中低温scr脱硝”的工艺路线，通过sds干法脱硫工艺脱除烟气中的二氧化硫，通过布袋除尘器粉尘且能进一步脱硫，使so2≤15mg/nm3,粉尘≤8mg/nm3，最后经低温scr脱硝系统脱除烟气中的no
x
，使no
x
≤100mg/nm3，处理后的烟气返回焦炉烟囱达标排放。
5.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种焦炉烟道脱硫脱硝系统，包括如下步骤：
6.s1、干熄焦排出的高硫气体与烟道废气混合后，首先进入sds干法脱硫系统，迅速完成物理、化学反应，脱除so2及其他酸性介质；
7.s2、脱除so2的含粉料烟气出sds干法脱硫系统，通过烟气管道进入布袋除尘器，烟气中的干燥颗粒物先被布袋除尘器过滤收集，使烟气中粉尘≤8mg/nm3,布袋除尘器过滤的粉尘层进一步脱除烟气中的so2，使烟气中so2≤15mg/nm3；
8.s3、布袋除尘器出口的烟气送入中scr脱硝系统进行脱除烟气中的no
x
，使no
x
≤100mg/nm3；
9.s4、净化后的烟气再经过风机加压后返回焦炉烟囱外排。
10.本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤s1中sds干法脱硫系统包括脱硫剂供应系统、sds反应器和设置于sds反应器入口处喷枪。
11.本发明技术方案的进一步改进在于：所述脱硫剂供应系统包括碳酸氢钠粉储仓，所述碳酸氢钠粉储仓底部设置计量螺旋加料机且计量螺旋加料机将碳酸氢钠粉送入磨机，磨机出口的粒度为600-800目，所述磨机配套的风机将碳酸氢钠粉送到喷枪，经喷枪喷入sds反应器。
12.本发明技术方案的进一步改进在于：所述sds反应器采用烟气卧式反应器。
13.本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤s3中scr脱硝系统中选用20％浓度氨水作为脱硝反应的还原剂，氨水经氨水汽化器蒸发后得到氨气，经步骤s2后的烟气与氨
气一同进入scr脱硝系统中的scr反应器。
14.本发明技术方案的进一步改进在于：在scr反应器中，no
x
与nh3在催化剂的作用下产生反应，脱硝反应如下：
15.4no+4nh3+o2＝4n2+6h2o，
16.6no2+8nh3＝7n2+12h2o。
17.本发明技术方案的进一步改进在于：所述催化剂的催化活性物质是五氧化二钒和三氧化钨，催化剂的型式为蜂窝式催化剂，催化器安放于scr反应器内，烟气穿过scr反应器平行留经催化剂表面，催化剂垂直布置，烟气自上向下流动。
18.本发明技术方案的进一步改进在于：采用原位热再生系统对催化剂进行再生，所述原位热再生系统利用加热炉燃烧产生的高温烟气得到热解析烟气，以使热解析烟气温度达到350-400℃，最终将热解析烟气温度送入scr反应器使scr反应器内温度高于180℃且低于240℃，对催化剂进行原位热再生。
19.由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
20.1、本发明中烟道废气脱硫脱硝采用“sds干法脱硫+布袋除尘器+中低温scr脱硝”的工艺路线，通过sds干法脱硫工艺脱除烟气中的二氧化硫，通过布袋除尘器粉尘且能进一步脱硫，使so2≤15mg/nm3,粉尘≤8mg/nm3，最后经低温scr脱硝系统脱除烟气中的no
x
，使no
x
≤100mg/nm3，处理后的烟气返回焦炉烟囱达标排放；
21.2、本发明中来自焦炉的原烟气与干熄焦排出的高硫烟气混合后进入sds反应器进行脱硫，sds反应器占地面积小，不需要单独设置脱硫塔，且能确保碳酸氢钠粉在sds反应器内烟气混合均匀，保证脱硫效果，且脱硫效率高，反应彻底；
22.3、本发明的脱硫剂选用碳酸氢钠粉，而且碳酸氢钠粉喷入量可以适时调节，用量很少，因此与其他脱硫方法相比，本发明的脱硫副产物很少，而且副产物中na2so4所占比例很高，便于综合利用，可用于水泥、玻璃、化工、造纸、染料、印染等工业，在合成纤维、制革、有色冶金、瓷釉等的制造中也有应用；
23.4、本发明sds脱硫采用烟气卧式反应器，确保足够反应时间，优化流场，提高反应速率；
24.5、本发明在sds反应器出口设置布袋除尘器，除尘器中布袋除了除尘之外，由于除尘器布袋上会产生滤饼，滤饼部分是由反应产物、未反应的吸附剂、反应物以及飞灰组成。当经过滤饼时，余下的so2吸附继续反应，进一步进行脱硫；
25.6、本发明中在低温scr脱硝中，为了使催化剂活性稳定，防止催化剂表面沉积较多粘稠状硫酸氢氨及碳氢有机物等，采用原位热再生系统对催化剂进行再生，延长催化剂使用寿命，使催化剂满足烟气大于180℃且低于240℃的情况下长期运行，保证脱硝效率。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
27.本发明采用“sds钠基干法脱硫+布袋除尘+scr低温脱硝技术”的焦炉烟道脱硫脱硝系统，而且本发明的脱硫脱硝系统与焦炉现有排气系统并联布置。脱硫脱硝系统设置总烟道插板阀，即焦炉地下混凝土烟道闸板，确保不影响焦炉的正常生产。脱硫脱硝系统正常运行时旁路挡板门关闭，脱硫脱硝烟气入口挡板门打开；脱硫脱硝系统检修或故障时，旁路
挡板门打开，脱硫脱硝烟气入口挡板门关闭，切换至原有焦炉排气系统，脱硫脱硝系统的建设、运行、检修及故障状态均不影响焦炉工序的正常生产运行。
28.当脱硫脱硝系统出现故障时，将焦炉地下混凝土烟道闸板(采用重锤式)连锁快速自动打开，将脱硫脱硝系统进出口挡板门关闭，使焦炉烟气能够通过烟囱排放，保证焦炉的安全生产。
29.本发明的脱硫脱硝系统中，来自焦炉的原烟气与干熄焦高硫烟气混合后，进入脱硫装置，再经过布袋除尘器去除烟气中脱硫副产物及粉尘等颗粒物，然后进入低温scr脱硝反应器，脱除烟气中的nox。净化后的烟气再经过风机加压，送回烟囱，最后由焦炉烟囱外排。具体操作包括如下步骤：
30.s1、干熄焦排出的高硫气体与烟道废气混合后，首先进入sds干法脱硫系统，迅速完成物理、化学反应，脱除so2及其他酸性介质；
31.sds干法脱硫系统包括脱硫剂供应系统、sds反应器和设置于sds反应器入口处喷枪。
32.脱硫剂供应系统包括碳酸氢钠粉储仓，碳酸氢钠(nahco3)由卡车运送批量吨袋规格的袋装碳酸氢钠储存在脱硫剂制备间，装料方式：将吨袋碳酸氢钠物料吊装至碳酸氢钠储仓上部。碳酸氢钠储仓储仓配有阀门，安装料位计检测碳酸氢钠的存储位置。碳酸氢钠粉储仓底部设置计量螺旋加料机且计量螺旋加料机将碳酸氢钠粉送入磨机，磨机出口的粒度为600-800目，所述磨机配套的风机将碳酸氢钠粉送到喷枪处，通过检测进出口so2值，自动调整磨机螺旋给料机的输送能力，使脱硫系统自动适应焦炉烟气量及烟气中so2浓度的波动，经喷枪喷入sds反应器。sds反应器采用烟气卧式反应器，确保足够反应时间，优化流场，提高反应速率。
33.由于运输和存储的原因，碳酸氢钠原料通常是粗颗粒(d90值约为300微米)。如要达到较高的反应活性，吸附剂必须有较大的比表面积。因此在注入烟气管道前，碳酸氢钠必须研磨至一定细度。比如，要去除so2碳酸氢钠细度须达到d90＝20～30μm(600-800目)。如果系统操作正确，可以去除98.5％以上的so2。
34.为了在长期操作中保持所需的碳酸氢钠细度，通常采用带分级机的冲击磨，亦称分级磨。研磨后，吸附剂以气体输送方式运输并通过多个喷嘴直接通入烟气管道，以保证其在管道内均匀分散。这套设备设计简单耐用，与其它烟气净化方式相比，它的投资和运营成本均较低。
35.来自焦炉的原烟气与干熄焦排出的高硫烟气混合后进入sds反应器进行脱硫，sds反应器占地面积小，不需要单独设置脱硫塔，且能确保碳酸氢钠粉在sds反应器内烟气混合均匀，保证脱硫效果，且脱硫效率高，反应彻底。
36.本发明的脱硫剂选用碳酸氢钠粉，而且碳酸氢钠粉喷入量可以适时调节，用量很少，因此与其他脱硫方法相比，本发明的脱硫副产物很少，而且副产物中na2so4所占比例很高，便于综合利用，可用于水泥、玻璃、化工、造纸、染料、印染等工业，在合成纤维、制革、有色冶金、瓷釉等的制造中也有应用。
37.s2、脱除so2的含粉料烟气出sds干法脱硫系统，通过烟气管道进入布袋除尘器，烟气中的干燥颗粒物先被布袋除尘器过滤收集，使烟气中粉尘≤8mg/nm3,布袋除尘器过滤的粉尘层进一步脱除烟气中的so2，使烟气中so2≤15mg/nm3；
38.除尘器中布袋除了除尘之外，由于除尘器布袋上会产生滤饼，滤饼部分是由反应产物，未反应的吸附剂、反应物以及飞灰组成。当经过滤饼时，余下的so2吸附继续反应。
39.差压表监测布袋除尘器上的压降。在操作期间通过氮气清洁布袋除尘器。从位于布袋除尘器上方的喷嘴，喷射氮气脉冲流进行自动反吹。在此步骤中，布袋除尘器上的张力将减小，压力波沿着袋子移动。由于过滤管的变形，粉尘掉落，下降到积尘室的底部集尘仓。为了防止出现破袋，脱硫灰进入脱硝塔，故除尘器各仓室要求设置漏袋检测仪。布袋除尘器耐温280℃。
40.s3、布袋除尘器出口的烟气送入中scr脱硝系统进行脱除烟气中的no
x
，使no
x
≤100mg/nm3；
41.选用20％浓度氨水作为脱硝反应的还原剂，氨水经氨水汽化器蒸发后得到氨气，经步骤s1后的烟气与氨气一同进入scr脱硝系统中的scr反应器。在scr反应器中，no
x
与nh3在催化剂的作用下产生反应，脱硝反应如下：
42.4no+4nh3+o2＝4n2+6h2o，
43.6no2+8nh3＝7n2+12h2o。
44.催化剂的催化活性物质是五氧化二钒和三氧化钨，催化剂的型式为蜂窝式催化剂，催化剂的选用适合烟气180℃工况的脱硝要求。催化器安放于scr反应器内，烟气穿过scr反应器平行留经催化剂表面，催化剂垂直布置，烟气自上向下流动。
45.采用原位热再生系统对催化剂进行再生，所述原位热再生系统利用加热炉燃烧产生的高温烟气得到热解析烟气，以使热解析烟气温度达到350-400℃，最终将热解析烟气温度送入scr反应器使scr反应器内温度高于180℃且低于240℃，对催化剂进行原位热再生。
46.s3、净化后的烟气再经过风机加压后返回焦炉烟囱外排。
47.实施例：
48.设计参数
49.[0050][0051]
来自焦炉的烟气与干熄焦排出的高硫烟气混合后进入本专利的脱硫脱硝系统的烟气设计参数如下：
[0052]
设计参数表
[0053][0054]
碳酸氢钠粉干法脱硫基本性能参数
[0055][0056]
布袋除尘器基本性能参数
[0057]
序号名称单位数值1除尘器入口烟气量(标况)nm3/h639800(最大)2除尘器入口烟气温度℃169-194(最高240)3除尘器入口烟气量(工况)m3/h11400004过滤风速m/min＜0.85过滤面积2～261106出口粉尘浓度mg/nm3≤87滤袋材质-高温覆膜滤料8滤袋规格-160*80209滤袋数量条6480103.5寸脉冲阀个36011除尘器阻力pa≤120012氮气耗量nm3/min5～6
[0058]
scr脱硝基本性能参数
[0059][0060]
本发明中烟道废气脱硫脱硝采用“sds干法脱硫+布袋除尘器+中低温scr脱硝”的工艺路线，通过sds干法脱硫工艺脱除烟气中的二氧化硫，通过布袋除尘器粉尘且能进一步脱硫，使so2≤15mg/nm3,粉尘≤8mg/nm3，最后经低温scr脱硝系统脱除烟气中的no
x
，使no
x
≤100mg/nm3，处理后的烟气返回焦炉烟囱达标排放。