本實用新型屬于不銹鋼制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種酸洗廢氣的脫氮裝置，具體涉及一種不銹鋼酸洗防冒黃煙的脫氮裝置。

背景技術(shù)：

在不銹鋼板帶連續(xù)退火酸洗機組中，為了改善表面質(zhì)量，去除氧化鐵皮，需要采用HF和HNO₃混合酸洗工藝，在酸洗過程中，氧化皮與HNO₃發(fā)生如下反應(yīng)：

FeO+2HNO₃→Fe(NO₃)₂+H₂O

Fe₂O₃+6HNO₃→2Fe₂(NO₃)₃+3H₂O

硝酸具有很強的氧化能力，在氧化還原反應(yīng)過程中，通常認為，硝酸濃度越低，被還原的程度就越高。濃硝酸一般被還原成NO₂，而稀硝酸則容易被還原成NO，因此，在HNO₃酸洗不銹鋼時還會發(fā)生以下反應(yīng)：

M+nHNO₃+nH+→nNO₂↑+Mn++nH₂O

2M+nHNO₃+2nH+→nHNO₂+2Mn++nH₂O

3M+nHNO₃+3nH+→nNO↑+3Mn++2nH₂O

3HNO₂→HNO₃+2NO↑+H₂O

正是基于以上一系列的反應(yīng)，使得在混酸酸洗過程中產(chǎn)生的廢氣中，NOx濃度較高。在實際的生產(chǎn)過程中，我們也可以看到，在進行工件混酸酸洗工作時，酸洗槽上方彌漫的都是濃濃的紅棕色的酸霧，這也是NOx廢氣濃度高、氧化度高的具體表現(xiàn)。

不銹鋼板帶酸洗采用硝酸(HNO₃)和氫氟酸(HF)混酸酸洗，二者化學反應(yīng)產(chǎn)生氮氧化物(主要是NO和NO₂)，為消除酸洗過程中產(chǎn)生的氮氧化物，保護大氣環(huán)境，在不銹鋼板帶酸洗線均有一套脫氮系統(tǒng)(DENOX系統(tǒng))。一般采用選擇性催化還原法(SCR)，即在金屬氧化物催化劑存在的條件下，采用NH₃、CO或碳氧化合物等作為還原劑，將煙氣中的氮氧化物(NO和NO₂)還原為N₂和H₂O；其中NH₃-SCR技術(shù)較為成熟可靠，以NH₃為例，反應(yīng)方程式主要有以下各式：

4NO+4NH₃+O2→4N₂+6H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

6NO+4NH₃→5N₂+6H₂O

6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O

以V₂O₅、TiO₂為主要活性成分高溫型催化劑，一般反應(yīng)溫度在300℃左右，且工作溫度不能超過420℃，否則催化劑會燒損失效。

反應(yīng)處理后的酸洗廢氣通過熱交換器對抽取的廢氣預熱后經(jīng)煙囪排放。在反應(yīng)后管道上取樣分析廢氣中氮氧化物濃度，NO_X分析儀將檢測氮氧化物濃度反饋給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的氮氧化物濃度目標PPM值自動控制氨氣(NH₃)的投入量，以達到適當?shù)拇呋€原反應(yīng)效果。

現(xiàn)有的不銹鋼酸洗機組的脫氮系統(tǒng)由酸洗段排氣系統(tǒng)、選擇性催化反應(yīng)系統(tǒng)、氨氣供應(yīng)系統(tǒng)5三大部分組成，如圖2所示，酸洗段排氣系統(tǒng)包括洗滌塔1、抽氣風機2和熱交換器3，廢氣閥7安裝在抽氣風機2與熱交換器3之間的風道上，選擇性催化反應(yīng)系統(tǒng)包括催化反應(yīng)器4和燃燒系統(tǒng)6，酸洗廢氣11經(jīng)過洗滌塔1時通過洗滌水12與酸洗廢氣11逆向交匯，以除去廢氣中絕大部分的HF和少部分氮氧化合物，廢氣經(jīng)過抽氣風機2后通過熱交換器3預熱后進入催化反應(yīng)器4，天然氣14經(jīng)燃燒系統(tǒng)6進入催化反應(yīng)器4，酸洗廢氣11中的氮氧化物與氨氣13在這里反應(yīng)后，降低NO_X濃度到150ppm以下再經(jīng)過熱交換器3，最后通過煙囪9排放。

由于不銹鋼酸洗的混合酸濃度、溫度，以及帶鋼種類經(jīng)常變化，實際酸洗廢氣中的氮氧化物濃度波動很大，有時會超過脫氮系統(tǒng)最大能力，或者脫氮系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)異常時，生產(chǎn)仍有可能發(fā)生冒黃煙的事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述的技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種不銹鋼酸洗防冒黃煙的脫氮裝置，具有結(jié)構(gòu)合理、操作方便的特點，能有效解決低溫時和脫氮催化劑異常時冒黃煙的風險。

本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種不銹鋼酸洗防冒黃煙的脫氮裝置，所述脫氮裝置包括酸洗段排氣系統(tǒng)、選擇性催化反應(yīng)系統(tǒng)和氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其中酸洗段排氣系統(tǒng)包括洗滌塔、抽氣風機和熱交換器，洗滌塔設(shè)有酸洗廢氣入口和洗滌水入口，酸洗廢氣進入洗滌塔與洗滌水逆向交匯除去大部分的HF和少部分氮氧化合物，再經(jīng)過抽氣風機后通過熱交換器預熱后進入選擇性催化反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于：所述抽氣風機的進氣風道上增設(shè)供新鮮空氣進入的旁路風道，旁路風道上設(shè)置旁路控制閥，洗滌塔與抽氣風機之間的主風道上設(shè)置廢氣閥。

作為改進，所述旁路控制閥采用自動打開、手動關(guān)閉的氣動蝶閥，旁路控制閥的開啟是由脫氮裝置內(nèi)的NO_X測量值及催化反應(yīng)后溫度測量值自動聯(lián)鎖控制。所述NO_X測量值及催化反應(yīng)后溫度測量值自動聯(lián)鎖控制是指：當NO_X分析儀測量值大于120PPM時，旁路控制閥自動打開，并采用RS觸發(fā)器鎖定開命令狀態(tài)，當測量值T>410℃時自動打開新增空氣旁路風門，并采用RS觸發(fā)器鎖定開命令狀態(tài)。

作為改進，所述旁路風道與供酸洗廢氣進入的主風道之間的切換過程為：旁路控制閥自動自動打開后需延時設(shè)定時間，才能允許手動關(guān)閉廢氣閥，當NO_X<120PPM，且反應(yīng)后T<410℃時，廢氣閥手動打開后需延時設(shè)定時間，才能允許手動關(guān)閉旁路控制閥。再改進，所述延時設(shè)定時間為15秒。

再改進，所述旁路風道的風道口采用能防止異物進入的防水彎結(jié)構(gòu)。

進一步改進，所述抽氣風機采用PP材質(zhì)排風機，排氣量為14000～16000m³/h。

作為改進，所述主風道為PP710，主風道上的廢氣閥為DN710的氣動蝶閥，廢氣閥安裝在洗滌塔的液滴分離器后的主風道上。

最后，所述選擇性催化反應(yīng)系統(tǒng)包括催化反應(yīng)器和燃燒系統(tǒng)，熱交換器、氨氣供應(yīng)系統(tǒng)以及燃燒系統(tǒng)和催化反應(yīng)器相連接，催化反應(yīng)器的出氣口與熱交換器相通，反應(yīng)產(chǎn)生的廢氣由熱交換器的煙囪排出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：在抽氣風機的進氣風道上增設(shè)供新鮮空氣進入的旁路風道和旁路控制閥，并且旁路風道的進風采用自動控制，當NO_X分析儀測量值大于120PPM時，自動打開旁路風道，起到防止冒黃煙作用，當催化反應(yīng)后溫度測量值T>410℃時，自動打開旁路風道，起到保護催化劑的作用；另外將廢氣閥設(shè)置在洗滌塔和抽氣風機之間，便于主風道與旁路風道的切換。本實用新型設(shè)計合理、操作方便，能有效解決低溫時和脫氮催化劑異常時冒黃煙的風險，避免了機組氮氧化物超標排放的環(huán)保事故，可在不銹鋼酸洗企業(yè)中脫氮系統(tǒng)中推廣使用。

附圖說明

圖1為本實用新型的脫氮裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為改進前的脫單裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

如圖1所示，一種不銹鋼酸洗防冒黃煙的脫氮裝置，該脫氮裝置包括酸洗段排氣系統(tǒng)、選擇性催化反應(yīng)系統(tǒng)和氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其中酸洗段排氣系統(tǒng)包括洗滌塔1、抽氣風機2和熱交換器3，洗滌塔1設(shè)有酸洗廢氣入口和洗滌水入口，酸洗廢氣11進入洗滌塔1與洗滌水12逆向交匯除去大部分的HF和少部分氮氧化合物，再經(jīng)過抽氣風機2后通過熱交換器3預熱后進入選擇性催化反應(yīng)系統(tǒng)，抽氣風機2的進氣風道上增設(shè)供新鮮空氣15進入的旁路風道8，旁路風道8的風道口采用能防止異物進入的防水彎結(jié)構(gòu)，在旁路風道8上設(shè)置旁路控制閥81，洗滌塔1與抽氣風機2之間的主風道上設(shè)置廢氣閥7；

旁路控制閥81采用自動打開、手動關(guān)閉的DN400氣動蝶閥，旁路控制閥81的開啟是由脫氮裝置內(nèi)的NO_X測量值及催化反應(yīng)后溫度測量值自動聯(lián)鎖控制，具體是指：當NO_X分析儀測量值大于120PPM時，旁路控制閥8自動打開，新鮮空氣15進入抽氣風機2，并采用RS觸發(fā)器鎖定開命令狀態(tài)，當測量值T>410℃時自動打開新增空氣旁路風門，并采用RS觸發(fā)器鎖定開命令狀態(tài)，避免了低溫時和脫氮催化劑異常時冒黃煙的風險，旁路風道8與供酸洗廢氣進入的主風道之間的切換過程為：旁路控制閥81自動自動打開后需延時15秒，才能允許手動關(guān)閉廢氣閥7，當NO_X<120PPM，且反應(yīng)后T<410℃時，廢氣閥7手動打開后需延時15秒，才能允許手動關(guān)閉旁路控制閥81，另外抽氣風機2采用PP材質(zhì)排風機，排氣量為15000m³/h，主風道為PP710，主風道上的廢氣閥7為DN710的氣動蝶閥，廢氣閥7安裝在洗滌塔1的液滴分離器后的主風道上；選擇性催化反應(yīng)系統(tǒng)包括催化反應(yīng)器4和燃燒系統(tǒng)6，熱交換器3、氨氣供應(yīng)系統(tǒng)5以及燃燒系統(tǒng)6和催化反應(yīng)器4相連接，催化反應(yīng)器4的出氣口與熱交換器3相通，酸洗廢氣11經(jīng)熱交換器3預熱后進入催化反應(yīng)器4，天然氣14經(jīng)燃燒系統(tǒng)6進入催化反應(yīng)器4，氨氣13經(jīng)氨氣供應(yīng)系統(tǒng)5進入催化反應(yīng)器4，催化反應(yīng)器4反應(yīng)后產(chǎn)生的廢氣16經(jīng)由熱交換器3的煙囪9排出。

安裝時，在主風道增加三通分支，分別連接旁路控制閥81、控制閥7和抽氣風機2，增設(shè)的旁路控制閥81的控制方式：

(1)防止冒黃煙自動打開空氣旁路控制閥81，關(guān)閉采用手動方式；

當NO_X分析儀測量值大于120PPM時，自動打開旁路控制閥81；并采用RS觸發(fā)器鎖定開命令狀態(tài)；旁路控制閥81開到位(閥門開限位必須到位延時15秒后)，允許操作人員手動關(guān)閉主風道上的廢氣7。

(2)保護催化劑，防止過高溫度燒損自動控制新鮮空氣閥；

根據(jù)催化反應(yīng)后溫度測量值自動聯(lián)鎖控制，當測量值T>410℃時自動打開新增空氣旁路風道8，并采用RS觸發(fā)器鎖定開命令狀態(tài)；旁路控制閥81開到位(限位反饋后延時15秒)，允許操作人員手動關(guān)閉廢氣閥7。

(3)恢復正常主風道控制；

當NO_X<120PPM，且反應(yīng)后T<410℃，且主風道的廢氣閥7已經(jīng)手動打開(閥門開限位必須到位延時15秒后)，操作人員手動關(guān)閉旁路控制閥81命令才生效。

本實用新型在不銹鋼酸洗機組中進行改進實施后，防冒黃煙效果顯著，基本上杜絕了機組氮氧化物超標排放的環(huán)保事故。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。