一种焦炉烟气二氧化碳减排工艺及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种焦炉烟气二氧化碳减排工艺及系统，焦炉加热系统产生的焦炉烟气进入烟气脱硫脱硝系统将NOx和SO2脱除，然后经过烟气余热回收系统回收热量，再进入CO2吸收系统吸收其中的CO2后排放，氨水与CO2反应生成的碳酸氢铵溶液进入CO2解吸系统，在反应器内与硫酸反应生成硫酸铵并溶解在水溶液中，同时析出CO2气体；析出的CO2气体进入煤高温干馏系统的炭化室，与炭化室内的煤焦物料发生反应，生成的CO随着干馏过程析出的煤气进入后续的煤气收集与净化系统；经过解吸反应的溶液通过管道送至硫铵装置的饱和器。本发明专利技术能够有效减少焦炉烟气CO2向大气的排放，提高炼焦生产废气的资源化利用水平。

A Technology and System for Reducing Carbon Dioxide Emission from Coke Oven Flue Gas

【技术实现步骤摘要】
一种焦炉烟气二氧化碳减排工艺及系统
本专利技术涉及焦炉烟气净化
，尤其涉及一种焦炉烟气二氧化碳减排工艺及系统。
技术介绍
在炼焦生产过程中，对于钢铁联合企业的焦化生产，通常采用来自高炉生产过程的高炉煤气(又称贫煤气)与少量经过煤气净化系统处理后的焦炉煤气掺杂而成的混合煤气与空气燃烧为焦炉生产提供热能。对于独立的焦化生产企业，则通常采用焦炉自身生产得到的经过净化的焦炉煤气(又称富煤气)与空气燃烧为焦炉生产提供热能。无论使用混合煤气加热还是焦炉煤气加热，在燃烧室内发生燃烧反应放出热量的同时，煤气中的含碳成分燃烧后会生成CO2，而在高温条件下，空气中的氮气会氧化生成NOx，煤气中的硫化物会氧化生成SO2，这些燃烧后生成的CO2、NOx和SO2会随着燃烧废气一同依次经焦炉的小烟道、分烟道、总烟道后，通过焦炉烟囱排入大气中。在排出的废气中，NOx和SO2是对大气具有污染作用的污染物，在日益严苛的环保政策和相关法律法规的要求下，必须将其从废气中尽可能地脱除，为此，通常设置焦炉烟气脱硫脱硝设施对焦炉烟气进行净化。《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)针对焦化生产过程产生的污染物给出了严苛的排放限值，但对生产中产生的CO2的排放没有做出相应的规定，因此，在对焦炉烟气污染物的治理方面，目前人们只将关注点集中在了对焦炉烟气中NOx和SO2的减排治理上，对焦炉烟气中CO2的排放鲜有关注。但焦化生产过程的CO2排放也不容忽视。以一座焦炭生产能力为100万吨/年的焦化生产设施为例，若采用混合煤气加热，粗略计算，每年大约产生约50万吨的CO2，仅按照我国钢铁联合企业年焦炭产量近1.2亿吨的数据计算，每年我国钢铁联合企业的焦化生产会向大气排放0.6亿吨的CO2。总所周知，CO2是公认的温室气体，其向大气的大量排放是造成地球表面温度升高、引发冰川消融、海平面上升、飓风、洪水以及干旱等自然灾害的重要因素，越来越受到世界各国和各类国际组织的关注，如何减少人类生产生活活动产生的CO2及其向大气的排放成为了保护环境的重要工作方向。因此，为了保护人类赖以生存的环境，减少焦化生产企业对大气的污染，有必要不断改进焦化生产工艺，开发清洁环保的炼焦工艺。
技术实现思路
本专利技术提供了一种焦炉烟气二氧化碳减排工艺及系统，能够有效减少焦炉烟气CO2向大气的排放，提高炼焦生产废气的资源化利用水平。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种焦炉烟气二氧化碳减排工艺，包括如下步骤：1)焦炉加热系统产生的焦炉烟气首先进入烟气脱硫脱硝系统，将焦炉烟气中的NOx和SO2脱除；2)脱硫脱硝后的焦炉烟气经过烟气余热回收系统回收携带的热量，降温后的焦炉烟气进入CO2吸收系统，采用氨水吸收焦炉烟气中的CO2，脱除CO2后经过焦炉烟气出口排放，氨水与CO2反应生成的碳酸氢铵溶液进入CO2解吸系统；3)在CO2解吸系统中，碳酸氢铵溶液在反应器内与硫酸反应生成硫酸铵并溶解在水溶液中，同时析出CO2气体；析出的CO2气体进入煤高温干馏系统的炭化室，与炭化室内的煤焦物料发生反应，生成的CO随着干馏过程析出的煤气进入后续的煤气收集与净化系统；经过解吸反应的溶液通过管道送至硫铵装置的饱和器。所述CO2吸收系统至少包括一个CO2吸收塔；在CO2吸收塔内，焦炉烟气与进入CO2吸收塔的氨水逆流接触，烟气中的CO2与氨水中的氨发生化学反应生成碳酸氢铵并溶解在CO2吸收塔的塔底溶液中，然后从底部出口通过管道送往CO2解吸系统。所述氨水为蒸氨系统得到的产品氨水。所述CO2解吸系统至少包括一台反应器，反应器为密闭容器；进入CO2解吸系统的碳酸氢铵溶液在反应器内与加入的硫酸反应，生成硫酸铵并溶解在水溶液中，同时析出CO2气体。用于实现所述工艺的焦炉烟气二氧化碳减排系统，包括依次连接的焦炉加热系统、烟气脱硫脱硝系统、烟气余热回收系统、CO2吸收系统、CO2解吸系统及煤高温干馏系统；所述焦炉加热系统的焦炉烟气出口通过焦炉烟气输送管道连接烟气脱硫脱硝系统的烟气入口，烟气脱硫脱硝系统的烟气出口经过烟气管道连接CO2吸收系统的焦炉烟气入口，烟气管道上设烟气余热回收系统；CO2吸收系统设氨水入口、焦炉烟气入口、净烟气出口及碳酸氢铵溶液出口，其中氨水入口连接外部氨水输送管道，碳酸氢铵溶液出口连接CO2解吸系统的碳酸氢铵溶液入口，净烟气出口连接净烟气排放管道；CO2解吸系统设硫酸水溶液入口、碳酸氢铵溶液入口、CO2解吸气体出口及解析残液出口，其中硫酸水溶液入口连接外部硫酸输送管道，CO2气体出口连接煤高温干馏系统的炭化室，解析残液出口通过管道连接硫铵装置的饱和器。所述氨水输送管道连接蒸氨系统的产品氨水出口。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)提高焦炉煤气生成量和热值；将从焦炉烟气中捕获的CO2添加进焦炉炭化室，并在高温下生成CO，能够增加焦炉煤气的发生量，同时增大了焦炉煤气中的碳成分，有利于焦炉煤气热值的提高；2)实现了CO2减排；通过本专利技术可有效去除焦炉烟气中的CO2成分，避免了CO2向大气的直接排放，同时将捕获的CO2利用焦炉自身的生产工艺进行化学转化，实现了CO2的循环利用和资源化应用，对环境保护具有积极的促进意义。附图说明图1是本专利技术所述一种焦炉烟气二氧化碳减排工艺的流程示意图。图中：1.焦炉加热系统2.烟气脱硫脱硝系统3.烟气余热回收系统4.CO2吸收系统5.CO2解吸系统6.煤高温干馏系统具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：如图1所示，本专利技术所述一种焦炉烟气二氧化碳减排工艺，包括如下步骤：1)焦炉加热系统1产生的焦炉烟气首先进入烟气脱硫脱硝系统2，将焦炉烟气中的NOx和SO2脱除；2)脱硫脱硝后的焦炉烟气经过烟气余热回收系统3回收携带的热量，降温后的焦炉烟气进入CO2吸收系统4，采用氨水吸收焦炉烟气中的CO2，脱除CO2后经过焦炉烟气出口排放，氨水与CO2反应生成的碳酸氢铵溶液进入CO2解吸系统5；3)在CO2解吸系统5中，碳酸氢铵溶液在反应器内与硫酸反应生成硫酸铵并溶解在水溶液中，同时析出CO2气体；析出的CO2气体进入煤高温干馏系统6的炭化室，与炭化室内的煤焦物料发生反应，生成的CO随着干馏过程析出的煤气进入后续的煤气收集与净化系统；经过解吸反应的溶液通过管道送至硫铵装置的饱和器。所述CO2吸收系统4至少包括一个CO2吸收塔；在CO2吸收塔内，焦炉烟气与进入CO2吸收塔的氨水逆流接触，烟气中的CO2与氨水中的氨发生化学反应生成碳酸氢铵并溶解在CO2吸收塔的塔底溶液中，然后从底部出口通过管道送往CO2解吸系统5。所述氨水为蒸氨系统得到的产品氨水。所述CO2解吸系统5至少包括一台反应器，反应器为密闭容器；进入CO2解吸系统5的碳酸氢铵溶液在反应器内与加入的硫酸反应，生成硫酸铵并溶解在水溶液中，同时析出CO2气体。用于实现所述工艺的焦炉烟气二氧化碳减排系统，包括依次连接的焦炉加热系统1、烟气脱硫脱硝系统2、烟气余热回收系统3、CO2吸收系统4、CO2解吸系统5及煤高温干馏系统6；所述焦炉加热系统1的焦炉烟气出口通过焦炉烟气输送管道连接烟气脱硫脱硝系统2的烟气入口，烟气脱硫脱硝系统2的烟气出口经过烟气管道连接CO2吸收系统4的焦炉烟气入口，烟气管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焦炉烟气二氧化碳减排工艺，其特征在于，包括如下步骤：1)焦炉加热系统产生的焦炉烟气首先进入烟气脱硫脱硝系统，将焦炉烟气中的NOx和SO2脱除；2)脱硫脱硝后的焦炉烟气经过烟气余热回收系统回收携带的热量，降温后的焦炉烟气进入CO2吸收系统，采用氨水吸收焦炉烟气中的CO2，脱除CO2后经过焦炉烟气出口排放，氨水与CO2反应生成的碳酸氢铵溶液进入CO2解吸系统；3)在CO2解吸系统中，碳酸氢铵溶液在反应器内与硫酸反应生成硫酸铵并溶解在水溶液中，同时析出CO2气体；析出的CO2气体进入煤高温干馏系统的炭化室，与炭化室内的煤焦物料发生反应，生成的CO随着干馏过程析出的煤气进入后续的煤气收集与净化系统；经过解吸反应的溶液通过管道送至硫铵装置的饱和器。

【技术特征摘要】
1.一种焦炉烟气二氧化碳减排工艺，其特征在于，包括如下步骤：1)焦炉加热系统产生的焦炉烟气首先进入烟气脱硫脱硝系统，将焦炉烟气中的NOx和SO2脱除；2)脱硫脱硝后的焦炉烟气经过烟气余热回收系统回收携带的热量，降温后的焦炉烟气进入CO2吸收系统，采用氨水吸收焦炉烟气中的CO2，脱除CO2后经过焦炉烟气出口排放，氨水与CO2反应生成的碳酸氢铵溶液进入CO2解吸系统；3)在CO2解吸系统中，碳酸氢铵溶液在反应器内与硫酸反应生成硫酸铵并溶解在水溶液中，同时析出CO2气体；析出的CO2气体进入煤高温干馏系统的炭化室，与炭化室内的煤焦物料发生反应，生成的CO随着干馏过程析出的煤气进入后续的煤气收集与净化系统；经过解吸反应的溶液通过管道送至硫铵装置的饱和器。2.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气二氧化碳减排工艺，其特征在于，所述CO2吸收系统至少包括一个CO2吸收塔；在CO2吸收塔内，焦炉烟气与进入CO2吸收塔的氨水逆流接触，烟气中的CO2与氨水中的氨发生化学反应生成碳酸氢铵并溶解在CO2吸收塔的塔底溶液中，然后从底部出口通过管道送往CO2解吸系统。3.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气二氧化碳减排工艺，其特征在于，所述氨水为蒸氨系统得到的产品氨水。4.根据权利要求1所述的一种焦炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：王满，吴思妍，
申请(专利权)人：中冶焦耐大连工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21