钢铁企业自给式绿色脱硝系统技术方案

本实用新型专利技术涉及钢铁企业自给式绿色脱硝系统，包括空预脱硝一体反应器，空预脱硝一体反应器的还原区与高炉的烟气排出口相通，高炉的烟气从上而下经过还原区，还原区的出口与流化床反应器连接，流化床反应器的出口通过旋风分离器与烧结机连接，烧结机的出气口连接除尘器，除尘器的出气口与空预脱硝一体反应器的烟气区相通，除尘器的出尘口与流化床反应器的催化剂加料口连接，空预脱硝一体反应器的空气区入口与冷空气连通，空气区出口连接烧结机。本实用新型专利技术以颗粒状铁渣为催化剂，低热值高炉煤气为还原剂，催化还原烧结机烟气中的NOx，实现自给式绿色脱硝过程。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及钢铁企业自给式绿色脱硝系统，包括空预脱硝一体反应器，空预脱硝一体反应器的还原区与高炉的烟气排出口相通，高炉的烟气从上而下经过还原区，还原区的出口与流化床反应器连接，流化床反应器的出口通过旋风分离器与烧结机连接，烧结机的出气口连接除尘器，除尘器的出气口与空预脱硝一体反应器的烟气区相通，除尘器的出尘口与流化床反应器的催化剂加料口连接，空预脱硝一体反应器的空气区入口与冷空气连通，空气区出口连接烧结机。本技术以颗粒状铁渣为催化剂，低热值高炉煤气为还原剂，催化还原烧结机烟气中的NOx，实现自给式绿色脱硝过程。【专利说明】钢铁企业自给式绿色脱硝系统
本技术涉及一种钢铁企业自给式绿色脱硝系统，属于钢铁企业节能减排
。
技术介绍
钢铁生产主要包括烧结、球团、炼焦、炼铁、炼钢、轧钢、锻压、铁合金等环节，钢铁厂拥有排放大量烟尘和废气的各种炉窑，是大气的污染大户。其中，烧结机中的混合料在烧结过程中将产生大量含有粉尘、SO2, NOx等有害成分的烟气，该烟气的净化处理必不可少，脱硝设备的投入运行也势在必行。氮氧化物(NOx)是形成复合型大气污染的主要物质之一，能引起严重的环境污染，能形成酸雨或酸雾与碳氢化合物结合形成光化学烟雾破坏臭氧层等。氮氧化物将会对中国大气环境造成严重危害，控制氮氧化物的排放迫在眉睫，脱硝也成为“十二五”期间的工作重点。 目前，多数钢铁企业烧结机的脱硝系统采用传统的氨法选择性催化剂还原脱硝技术(NH3-SCR)。目前氨法SCR为世界上应用最多、最为成熟且最有成效的一种烟气脱硝技术。SCR技术脱硝效率高，成熟可靠，适应性强。但是SCR技术由于采用喷入氨为还原剂，需投入制氨或储氨系统，运行成本较高。且喷入的氨会对管道产生腐蚀；控制不当易使氨逃逸产生二次污染。另一方面，SCR多采用贵金属做催化剂，而且完全依赖进口，使得SCR整体造价高；催化剂消耗量大，且再生麻烦，大量催化剂废弃物难处理。因此，需要针对钢铁生产过程的污染物排放特性，结合钢铁企业的已有资源，开发一种针对钢铁企业的绿色高效脱硝系统，实现脱硝过程投入成本的降低和污染物治理过程中的资源化利用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种钢铁企业自给式绿色脱硝系统，用于烧结机烟气的脱硝处理。该装置充分利用钢铁企业的已有资源，将固体废弃物、气体废弃资源化重新整合，资源化利用，实现自给式烟气脱硝。 本技术采取的技术方案为: 钢铁企业自给式绿色脱硝系统，包括空预脱硝一体反应器，空预脱硝一体反应器包括回转式吸附剂本体结构和回转式吸附剂本体结构外面的壳体、壳体上下面的气体进出通道，气体进出通道分隔为烟气进出通道、还原剂进出通道和空气进出通道三部分；回转式吸附剂本体结构为圆柱形，包括中心轴转子、可绕中心轴转子旋转的多层圆形吸附剂层，多层圆形吸附剂层被分成空气区、烟气区和还原区，各层圆形吸附剂层的空气区上下相通并大小与空气进出通道相对应，各层圆形吸附剂层的烟气区上下相通并大小与烟气进出通道相对应，各层圆形吸附剂层的还原区上下相通并大小与还原剂进出通道相对应，气体进出通道固定在壳体上，壳体不随中心轴转子转动，圆形吸附剂层随转子转动并在烟气区、还原区和空气区循环；空预脱硝一体反应器的还原区与高炉的烟气排出口相通，高炉的烟气从上而下经过还原区，还原区的出口与流化床反应器连接，流化床反应器的出口通过旋风分离器与烧结机连接，烧结机的出气口连接除尘器，除尘器的出气口与空预脱硝一体反应器的烟气区相通，除尘器的出尘口与流化床反应器的催化剂加料口连接，空预脱硝一体反应器的空气区入口与冷空气连通，空气区出口连接烧结机。 所述的流化床反应器上有加热装置。 空预脱硝一体反应器的功能与中国专利2014102467723里的装置相似。其中所述的圆形吸附剂层上竖直装载着波纹换热元件。所述波纹板换热元件由两部分组成，金属支撑骨架与吸附剂涂层。金属支撑骨架采用钢板，为波纹板结构。吸附剂涂层均匀覆盖在金属支撑骨架表面，吸附剂采用Ba、Co、Fe或Cu等非贵金属吸附剂，该金属可负载于分子筛、氧化铝等硅铝氧化物载体，成本较低。 所述的空气区、烟气区和还原区的两两相接处有过渡区过渡。 所述的烟气区的扇区为160° ±10°，空气区的扇区为120° ±10°，还原区的扇区为40° ±10°。所述各扇形区域的角度可根据吸附剂种类及烟气温度等具体设置调整。所述过渡区的扇区为10°?20°。 所述回转式吸附剂本体结构的驱动方式可以采用周边驱动或中心轴驱动。反应器中壳体与回转式吸附剂本体结构间应加入轴向密封和径向密封，以减小各区域之间的漏风。 流化床反应器中装载的铁渣床料，该床料为烧结机烟气除尘系统分离出的粗颗粒，粒径为0.5mm-5mm。 烧结机产生的烟气经过除尘，气体进入空预脱硝一体反应器的烟气区，含铁尘颗粒进入流化床反应器作催化剂，进入烟气区的烟气中的NOx被吸附于空预脱硝一体反应器的催化剂表面，经吸附后的气体从烟气区出口排出；随空预脱硝一体反应器的催化剂旋转至还原区，钢铁厂高炉产生的低热值高炉煤气经过除尘进入空预脱硝一体反应器的还原区，使吸附的NOx脱附，脱附的NOx随高炉煤气流出空预脱硝一体反应器进入流化床反应器与其内的催化剂反应；空气进入空预脱硝一体反应器的空气区使NOx进一步脱附，脱附的NOx随热空气进入烧结机反应。 所述的空预脱硝一体反应器中烟气入口温度为250°C -350°C ;空气入口温度为室温；高炉煤气除尘后不需降温，直接进入空预脱硝一体反应器，当入口高炉煤气温度低于350°C时，需投入加热装置将其入口温度加热至350°C -500°C。 烟气和高炉煤气温度较高，可加热吸附剂层；空气温度较低，冷却吸附剂层，在脱硝的过程中实现空气的预热。 所述流化床反应器内的温度为700°C -900°C。 所述烟气和低热值高炉煤气的体积流量比为200?400:1。 所述空预脱硝一体反应器中的换热元件的堆积总体积与流化床床料的体积比为100 ?200:1。 流化床反应器入口气速为流化床床料的最低流化速度的3-8倍，应保证流化床内的流动状态为鼓泡床或湍流床，避免进入快速流化状态。 本技术以颗粒状铁渣为催化剂，低热值高炉煤气为还原剂，催化还原烧结机烟气中的NOx，实现自给式绿色脱硝过程。还原区出口的高炉煤气和脱附的NOx进入流化床反应器。流化床反应器的床料为烧结机出口烟气中分离出的铁渣粗颗粒。铁渣粗颗粒作为催化剂，催化气体中的高炉煤气和NOx的反应，将NOx还原为无害的氮气。流化床反应器的出口气体含反应生成的氮气、CO2、为完全反应的高炉煤气和NOx等，该气体经过旋风分离器除尘送回烧结机参与烧结过程，充分回收未完全反应的高炉煤气的余热，并将未完全反应的NOx送回燃烧过程实现高温解析。 本技术各级NOx反应效率为:空预脱硝一体反应器的NOx脱除率为90% -100%, NOx分解率为10% -30% ;流化床反应器NOx分解率为50% -70% ；Ν0χ送回烧结机燃烧部分NOx分解率为5-30%。 本技术的钢铁企业自给式绿色脱硝系统和工艺首先利用空预脱硝一体反应器将烧结机烟气中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
钢铁企业自给式绿色脱硝系统，包括空预脱硝一体反应器，空预脱硝一体反应器包括回转式吸附剂本体结构和回转式吸附剂本体结构外面的壳体、壳体上下面的气体进出通道，气体进出通道分隔为烟气进出通道、还原剂进出通道和空气进出通道三部分；回转式吸附剂本体结构为圆柱形，包括中心轴转子、可绕中心轴转子旋转的多层圆形吸附剂层，多层圆形吸附剂层被分成空气区、烟气区和还原区，各层圆形吸附剂层的空气区上下相通并大小与空气进出通道相对应，各层圆形吸附剂层的烟气区上下相通并大小与烟气进出通道相对应，各层圆形吸附剂层的还原区上下相通并大小与还原剂进出通道相对应，气体进出通道固定在壳体上，壳体不随中心轴转子转动，圆形吸附剂层随转子转动并在烟气区、还原区和空气区循环；其特征是，空预脱硝一体反应器的还原区与高炉的烟气排出口相通，高炉的烟气从上而下经过还原区，还原区的出口与流化床反应器连接，流化床反应器的出口通过旋风分离器与烧结机连接，烧结机的出气口连接除尘器，除尘器的出气口与空预脱硝一体反应器的烟气区相通，除尘器的出尘口与流化床反应器的催化剂加料口连接，空预脱硝一体反应器的空气区入口与冷空气连通，空气区出口连接烧结机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程星星，马春元，王志强，王涛，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：山东;37