燒結(jié)、球團(tuán)煙氣scr脫硝脫二惡英裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燒結(jié)、球團(tuán)煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置，該裝置主要包括將待處理煙氣進(jìn)行一次升溫的熱交換裝置、二次升溫的加熱裝置、對(duì)煙氣進(jìn)行SCR脫硝脫二惡英處理的反應(yīng)裝置、設(shè)置在熱交換裝置和SCR反應(yīng)裝置之間的氨-空氣提供裝置，其中SCR反應(yīng)裝置的排煙口與熱交換裝置的熱介質(zhì)入口相連。本發(fā)明裝置具有效率高、氨逃逸率低的優(yōu)點(diǎn)，并能有效減輕煙氣中粉塵對(duì)催化劑的磨損、堵塞引起的中毒，能有效解決燒結(jié)、球團(tuán)煙氣因溫度過低且不在脫硝催化劑正常工作的溫度區(qū)間而無法實(shí)現(xiàn)有效脫氮的技術(shù)瓶頸，同時(shí)還可回收排放煙氣的熱量，減少運(yùn)行費(fèi)用，可最大程度降低脫氮的成本。
【專利說明】燒結(jié)、球團(tuán)煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燒結(jié)、球團(tuán)煙氣的脫硝脫二惡英裝置，尤其涉及一種采用SCR (選擇性催化還原法)技術(shù)處理燒結(jié)、球團(tuán)煙氣中的氮氧化物(NOx)和二惡英(Dioxins orFurans，DXN)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]燒結(jié)、球團(tuán)煙氣中的S02、N0x和DXN等污染物是鋼鐵行業(yè)的主要污染源，國內(nèi)目前已有200余臺(tái)已建和在建的燒結(jié)煙氣脫硫裝置，可以預(yù)見，至2014年12月31日前，國內(nèi)將基本實(shí)現(xiàn)燒結(jié)、球團(tuán)煙氣脫硫任務(wù)，但是對(duì)于NOx和DXN等污染物的脫除目前基本沒有采取有效的專有裝置進(jìn)行脫除。而NOx已成為繼SO2之后主要的大氣污染物，NOx通常包括NO、Ν02、Ν20等。NOx是主要的溫室氣體之一，其增溫效應(yīng)約為CO2的310倍，同時(shí)NOx還可以導(dǎo)致臭氧層破壞、光化學(xué)煙霧等，甚至?xí)?dǎo)致人類呼吸系統(tǒng)疾病等多種危害。DXN是無色無味的脂溶性物質(zhì)，非常容易在生物體內(nèi)積累，所以對(duì)人體危害嚴(yán)重。
[0003]燒結(jié)、球團(tuán)單元NOx排放量占鋼鐵廠排放總量的50 - 60% (不含自備電廠)，濃度為150-700mg/Nm3，同時(shí)也是DXN排放的主要來源，GB28662《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》已于2012正式頒布，一方面，對(duì)SO2、粉塵等污染物排放濃度進(jìn)一步嚴(yán)控，另一方面，首次對(duì)NOx、DXN等排放濃度予以明確的限制指標(biāo)，面對(duì)新的排放標(biāo)準(zhǔn)，燒結(jié)、球團(tuán)廠將面臨新一輪的NOx、DXN脫除等改造。
[0004]燒結(jié)、球團(tuán)煙氣中的NOx和DXN的治理技術(shù)在國外主要以活性炭吸附為主，如日本在新日鐵、JFE、住友金屬韓國浦項(xiàng)及澳大利亞博思格(BHP)等企業(yè)的燒結(jié)機(jī)均采用了活性炭吸附法，可以同時(shí)脫除S02、N0x和DXN等污染物，中國太鋼也采用了活性炭工藝。該方法一次投資和運(yùn)行費(fèi)用均很高，所以目前國內(nèi)尚無其他鋼鐵企業(yè)采用此技術(shù)，難以全面推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述存在的問題，提供一種利用氨氣在催化劑的作用下，選擇性的與煙氣中NOx和DXN反應(yīng)生產(chǎn)N2、H2O和HCl的煙氣脫硝脫DXN裝置。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種燒結(jié)、球團(tuán)煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置，用于脫除燒結(jié)、球團(tuán)煙氣中的氮氧化物和二惡英，連接于燒結(jié)、球團(tuán)的主抽風(fēng)機(jī)出口煙道，包括
回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器，其包括第一冷端入口煙道、第一熱端出口煙道和第二熱端入口煙道、第二冷端出口煙道，所述第一冷端入口煙道與燒結(jié)、球團(tuán)的主抽風(fēng)機(jī)出口煙道連接；
SCR反應(yīng)器，該SCR反應(yīng)器的入口端與所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器的第一熱端出口煙道連
接;
管道燃燒器，設(shè)置在回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器與SCR反應(yīng)器之間；
氨噴射格柵，設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器與SCR反應(yīng)器之間；
氨一空氣混合氣體提供裝置，其出口管道連接所述氨噴射格柵的入口 ；其中，所述SCR反應(yīng)器的出口端與所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器的第二熱端入口煙道連接，所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器的第二冷端出口煙道依次與與煙氣排放裝置，所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器、管道燃燒器、氨噴射格柵、SCR反應(yīng)器依次連接，所述SCR反應(yīng)器再與回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器連接，形成一循環(huán)式煙氣處理通道。本裝置不僅能有效處理煙氣，還能將在煙氣處理過程中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收，直接用于待處理煙氣的加熱。
[0007]氨催化NOx、DXN進(jìn)行催化還原反應(yīng)的主要過程為:
4NO + 4 NH3 + O2 — 4 N2 + 6 H2O
6 NO2 + 8 NH3 — 7 N2 + 12 H2O
NO+ NO2 + 2 NH3 — 2 N2 + 3 H2O
DXN (Dioxins or Furans) — CO2 + H2O+ HCl
該系列反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此從SCR反應(yīng)器中排出的煙氣溫度較高。本發(fā)明的裝置能方便高效的脫除燒結(jié)、球團(tuán)煙氣SCR的氮氧化物和二惡英，而且將SCR反應(yīng)器排出的熱煙氣與反應(yīng)前的冷煙氣在換熱器中進(jìn)行熱交換，不僅確保煙氣溫度達(dá)到催化劑催化反應(yīng)的適宜溫度，提高脫硝效率， 而且還可回收排放煙氣的熱量，減少運(yùn)行費(fèi)用。此外，還設(shè)置了管道燃燒器用于對(duì)煙氣二級(jí)升溫，以確保煙氣溫度達(dá)到催化劑催化反應(yīng)的適宜溫度，提高脫硝效率。所述管道燃燒器所用燃料可為焦?fàn)t煤氣(C0G)、高爐煤氣(BFG)和天然氣等。
[0008]優(yōu)選地，所述SCR反應(yīng)器內(nèi)有一層或多層蜂窩式、平板式或波紋板式催化劑層，所述催化劑層的上表面設(shè)置有聲波式吹灰器或蒸汽吹灰器。這樣不僅可以確保本發(fā)明的裝置具有較高的脫硝脫DXN效率，而且設(shè)置吹灰器可減輕煙氣中粉塵對(duì)催化劑的堵塞、磨損和中毒。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，SCR反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置I 一 3層催化劑。
[0009]優(yōu)選地，所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器與SCR反應(yīng)器連接的煙道內(nèi)部安裝有煙氣混合器，所述煙氣混合器設(shè)置于所述氨噴射格柵的后方。設(shè)置煙氣混合器確保噴入的氨氣能與煙氣均勻混合，降低氨逃逸率。
[0010]優(yōu)選地，所述氨一空氣混合氣體提供裝置包括氨一空氣混合器，所述氨一空氣混合器的一個(gè)入口與稀釋風(fēng)機(jī)管道連接，另一個(gè)入口依次連接氨緩沖槽、氨蒸發(fā)器、液氨儲(chǔ)槽。此外，本發(fā)明還可以選擇其它任何合適的氨一空氣混合氣體提供裝置。上述優(yōu)選實(shí)施方式不用于限定。
[0011]優(yōu)選地，所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器與所述燒結(jié)、球團(tuán)的主抽風(fēng)機(jī)連接煙道上設(shè)置一旁路煙道與所述煙囪的入口處管接。如此設(shè)置，就可以根據(jù)排放煙氣中NOx、DXN濃度和本發(fā)明的煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置的運(yùn)行狀況，選擇性的使燒結(jié)、球團(tuán)的主抽風(fēng)機(jī)排出的煙氣不經(jīng)該煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置，而直接從煙?排放。
[0012]本發(fā)明裝置對(duì)燒結(jié)、球團(tuán)煙氣進(jìn)行脫硝脫二惡英的流程為:煙氣通過燒結(jié)、球團(tuán)主抽風(fēng)機(jī)后的煙道進(jìn)入本發(fā)明的煙氣脫硝脫DXN裝置，首先經(jīng)回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器一級(jí)升溫，再經(jīng)過后端煙道內(nèi)的管道燃燒器二級(jí)升溫，經(jīng)氨噴射格柵，與其噴射出的氨一空氣混合氣混合，再經(jīng)煙氣混合器混合均勻，進(jìn)入SCR反應(yīng)器進(jìn)行脫硝脫二惡英反應(yīng)，經(jīng)脫硝和脫二惡英后的煙氣再通過回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器將熱量回收傳遞給由燒結(jié)、球團(tuán)的主抽風(fēng)機(jī)排出的尚未處理的煙氣后經(jīng)煙?排放。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明的裝置具有同時(shí)脫硝、脫DXN的功能，效率高，氨逃逸率低，能穩(wěn)定的、有效的去除煙氣中的NOx和DXN，并可減輕煙氣中粉塵對(duì)催化劑的堵塞、磨損引起的催化劑中毒，能有效解決燒結(jié)、球團(tuán)煙氣因溫度過低且不在脫硝催化劑正常工作的溫度區(qū)間，而無法實(shí)現(xiàn)有效脫氮的技術(shù)瓶頸，同時(shí)還可回收排放煙氣的熱量，減少運(yùn)行費(fèi)用，最大程度降低脫氮的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的裝置的設(shè)備連接示意圖，圖中標(biāo)號(hào):1為燒結(jié)、球團(tuán)機(jī)，2為電除塵器，3為主抽風(fēng)機(jī)，4為回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器，5為管道燃燒器，6為氨噴射格柵，7為煙氣混合器，8為SCR反應(yīng)器，9為煙道擋板，10為煙囪，11為氨一空氣混合器，12為稀釋風(fēng)機(jī)，13為氨緩沖罐，14為氨蒸發(fā)器，15為液氨儲(chǔ)槽。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明提供一種燒結(jié)、球團(tuán)煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置，該裝置達(dá)到了在催化劑的作用下，利用氨氣選擇性的與煙氣中NOx和DXN反應(yīng)生產(chǎn)N2、H2O和HCl從而使煙氣脫硝脫DXN。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例
[0016]本實(shí)施例的燒結(jié)、球團(tuán)煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置中各設(shè)備連接方式如附圖1所示。該裝置包括回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器4、管道燃燒器5、氨噴射格柵6、煙氣混合器7、SCR反應(yīng)器8及氨一空氣混合器11，回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器4包括第一冷端入口煙道、第一熱端出口煙道和第二熱端入口煙道、第二冷端出口煙道，其中第一冷端入口煙道與燒結(jié)、球團(tuán)的主抽風(fēng)機(jī)3的出口煙道連接；SCR反應(yīng)器8的入口端與回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器4的第一熱端出口煙道連接；管道燃燒器5、氨噴射格柵6、煙氣混合器7依次設(shè)置在回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器4與SCR反應(yīng)器8之間，具體為設(shè)置在回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器4與SCR反應(yīng)器8連接的煙道內(nèi)部；氨一空氣混合器11的出口管道連接氨噴射格柵6的入口，氨一空氣混合器11的一個(gè)入口與稀釋風(fēng)機(jī)12管道連接，另一個(gè)入口依次連接氨緩沖槽13、氨蒸發(fā)器14、液氨儲(chǔ)槽15 ；SCR反應(yīng)器8的出口端與回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器4的第二熱端入口煙道連接，用于將從SCR反應(yīng)器8排出的熱煙氣的熱量回收傳遞給由燒結(jié)、球團(tuán)的主抽風(fēng)機(jī)3排出的尚未處理的煙氣，回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器4的第二冷端出口煙道依次與煙氣排放裝置連接，此處煙氣排放裝置為依次連接的煙道擋板9和煙? 10，用于將進(jìn)行脫硝脫二惡英處理后的煙氣進(jìn)行排放。其中，回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器4、管道燃燒器5、氨噴射格柵6、煙氣混合器7、SCR反應(yīng)器8依次連接，SCR反應(yīng)器8再與回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器4連接，形成一循環(huán)式煙氣處理通道。除上述例舉的煙氣排放裝置外，本發(fā)明還可以采用其他煙氣排放裝置。
[0017]本實(shí)施例的裝置進(jìn)行燒結(jié)、球團(tuán)煙氣SCR脫硝脫二惡英的流程如下:
由燒結(jié)、球團(tuán)機(jī)I排出的煙氣首先經(jīng)過電除塵器2進(jìn)行除塵，然后經(jīng)主抽風(fēng)機(jī)3排入回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器4進(jìn)行一級(jí)升溫，之后進(jìn)入管道燃燒器5進(jìn)行二級(jí)升溫，之后與氨噴射格柵6噴出的氨-空氣混合氣體混合，并經(jīng)煙氣混合器7混合均勻后進(jìn)入SCR反應(yīng)器8進(jìn)行催化反應(yīng)；SCR反應(yīng)器8內(nèi)部設(shè)置I 一 3層催化劑，催化劑的型式可選蜂窩式、平板式或者波紋板式，SCR反應(yīng)器內(nèi)的煙氣流速范圍根據(jù)實(shí)際需要選取，此處為4-6m/s ;此外，為防止在催化劑表面積灰，影響反應(yīng)效率，在每層催化劑層的上表面約0.5m處布置聲波式吹灰器或者蒸汽吹灰器，此外，煙氣流速和吹灰器的布置位置還可以根據(jù)實(shí)際的使用情況進(jìn)行調(diào)整，以上數(shù)據(jù)不用于限定；SCR反應(yīng)器8出口與回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器4連接，經(jīng)脫硝脫二惡英處理后的煙氣經(jīng)回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器4換熱后，經(jīng)煙道擋板9和煙囪10排放。其中，管道燃燒器
5的燃料耗量根據(jù)SCR反應(yīng)器8入口煙氣溫度作為依據(jù)，運(yùn)行時(shí)，根據(jù)SCR反應(yīng)器8入口處煙氣溫度、煙氣量、NOx和DXN濃度，調(diào)整氨噴入量和燃料消耗量。其中氨噴射格柵6噴出的氨-空氣混合氣體的生成過程為:液氨儲(chǔ)槽15中的液氨通過氨蒸發(fā)器14進(jìn)行氣化，氣化后的氨氣存儲(chǔ)在氨緩沖罐13中，利用經(jīng)稀釋風(fēng)機(jī)12產(chǎn)生的稀釋風(fēng)輸送氨氣，再經(jīng)氨一空氣混合器11混勻后，進(jìn)入氨噴射格柵6中。
[0018]在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)燒結(jié)、球團(tuán)主抽風(fēng)機(jī)出口處煙氣中的NOx、DXN的濃度以及煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置的運(yùn)行狀況，選擇性的使用本發(fā)明的裝置進(jìn)行煙氣處理，或者煙氣經(jīng)主抽風(fēng)機(jī)3后的一旁路煙道直接通過煙道擋板9進(jìn)入煙? 10排放。
[0019]以上公開的僅為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的【具體實(shí)施方式】。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種燒結(jié)、球團(tuán)煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置，用于脫除燒結(jié)、球團(tuán)煙氣中的氮氧化物和二惡英，連接于燒結(jié)、球團(tuán)的主抽風(fēng)機(jī)出口煙道，其特征在于:包括 回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器，其包括第一冷端入口煙道、第一熱端出口煙道和第二熱端入口煙道、第二冷端出口煙道，所述第一冷端入口煙道與燒結(jié)、球團(tuán)的主抽風(fēng)機(jī)出口煙道連接； SCR反應(yīng)器，該SCR反應(yīng)器的入口端與所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器的第一熱端出口煙道連接; 管道燃燒器，設(shè)置在回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器與SCR反應(yīng)器之間； 氨噴射格柵，設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器與SCR反應(yīng)器之間； 氨一空氣混合氣體提供裝置，其出口管道連接所述氨噴射格柵的入口 ； 其中，所述SCR反應(yīng)器的出口端與所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器的第二熱端入口煙道連接，所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器的第二冷端出口煙道與煙氣排放裝置連接，所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器、管道燃燒器、氨噴射格柵、SCR反應(yīng)器依次連接，所述SCR反應(yīng)器再與回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器連接，形成一循環(huán)式煙氣處理通道。
2.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)、球團(tuán)煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置，其特征在于:所述SCR反應(yīng)器內(nèi)有一層或多層蜂窩式、平板式或波紋板式催化劑層，所述催化劑層的上表面設(shè)置有聲波式吹灰器或蒸汽吹灰器。
3.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)、球團(tuán)煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置，其特征在于:所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器與SCR反應(yīng)器連接的煙道內(nèi)部安裝有煙氣混合器，所述煙氣混合器設(shè)置于所述氨噴射格柵的后方。
4.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)、球團(tuán)煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置，其特征在于:所述氨一空氣混合氣體提供裝置包括氨一空氣混合器，所述氨一空氣混合器的一個(gè)入口與稀釋風(fēng)機(jī)管道連接，另一個(gè)入口依次連接氨緩沖槽、氨蒸發(fā)器、液氨儲(chǔ)槽。
5.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)、球團(tuán)煙氣SCR脫硝脫二惡英裝置，其特征在于:所述回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器與所述燒結(jié)、球團(tuán)的主抽風(fēng)機(jī)連接煙道上設(shè)置一旁路煙道與所述煙?的入口處管接。
【文檔編號(hào)】B01D53/70GK103463976SQ201310218488
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月16日
【發(fā)明者】陳活虎, 褚善慶, 倪建東, 江峰 申請(qǐng)人:上海寶鋼節(jié)能技術(shù)有限公司, 上海錦泰新能源環(huán)?？萍加邢薰?br>