本发明专利技术涉及一种低温焦炉烟道废气洁净化工艺及其设备，该工艺将焦化厂剩余氨水资源化利用、低温SCR脱硝技术、氨法脱硫技术相结合，采用焦化厂蒸氨工段产生的剩余氨水蒸发出来的氨气作为脱硝还原剂；采用低温脱硝催化剂，利用选择性催化还原法进行脱硝，脱硝催化剂采用蜂窝煤状结构；采用氨法脱硫工艺去除焦炉废气中的SO2，资源化利用焦化厂剩余氨水，副产(NH4)2SO4，且无废水、废气废渣等二次污染物产生。由各单元组成的设备配合相应的工艺，在实现高效脱硫脱硝同时，氨逃逸率低，副产(NH4)2SO4产品，创造了可观的经济效益，在达到国家相关环保政策要求的同时，降低了焦化企业脱硫脱硝的运行成本。
【技术实现步骤摘要】
一种低温焦炉烟道废气洁净化工艺及其设备
本专利技术涉及一种焦炉烟道废气洁净化工艺，特别涉及一种温度介于170°C -250°C之间的低温焦炉烟道废气脱除氮氧化物、硫氧化物的工艺，属于煤焦化行业大气污染防治领域。
技术介绍
焦炉烟道废气是干馏精煤生产焦炭用焦炉煤气燃烧后产生的废气，主要含有S02、NOx等污染物。仅2013年，我国国内焦化厂焦炉烟道废气中的SO2排放量约为75.86万吨，占当年SO2排放总量的4% ;N0X排放量约为606.88万吨，占当年国内NOx排放总量的27%。 2012年6月，环境保护部及国家质量监督检验检疫局联合发布了《炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-2012》，明确规定了焦化工业的大气污染物排放标准:2012年10月I日起新建企业和2015年I月I日起现有企业，焦炉烟囱SO2排放浓度由氺100mg/Nm3变为氺50mg/Nm3, NOx排放浓度由> 800mg/Nm3变为> 500mg/Nm3 ;特别限值为焦炉烟囱SO2排放浓度氺30mg/Nm3，N0x排放浓度氺150mg/Nm3。因此如何对焦炉烟道废气进行脱硫脱硝使其达到国家的环保标准，成为焦化行业必须且亟需解决的问题。 焦炉烟道废气脱硫脱硝在焦化行业内的应用尚属空白，因行业特点，不能照搬原电厂、钢铁烧结烟气、锅炉、水泥等行业的脱硫脱硝工艺。主要的应用症结有以下几个方面: SCR(选择性催化还原)技术是当前NOx减排的主流技术，但SCR技术核心的催化剂要求烟气温度在350°C以上才能完成催化还原反应，而目前焦炉烟道废气温度普遍在170-250°C之间，尤其是经过余热回收的焦炉烟道废气，温度低到170°C以下，属于低温烟气脱硝的范畴。而在低温条件下为达到理想的脱硝效果，几乎所有的脱硝技术都需要将处理烟气加热至350°C以上，而后续的脱硫系统又需要将烟气进口温度降低至100°C以下，这样就浪费了大量的热能，并不符合当下国家提倡的节能降耗的思想。因此，研发一种可在低温(170-250°C )条件下脱硝的SCR技术，成为SCR技术在低温烟气脱硝领域，尤其是焦炉烟道废气脱硝领域亟待解决的问题。 目前国内电力、钢铁等行业主流的脱硫工艺为石灰石-石膏法，但由于其投资成本及运行费用较高，且存在二次废渣污染等问题，随着脱硫技术的不断革新、进步，已经越来越显出其应用的不科学、不经济性。焦化企业剩余氨水较多，在焦炉烟道废气脱硫时，引进更能体现循环经济理念的“氨法脱硫”已是行业内的趋势。但由于焦炉烟道废气温度、SO2, NOx及烟尘含量等参数均不同于氨法脱硫已有较广泛应用的其他行业，因此，设计何种合理的适用于焦化行业的氨法脱硫工艺，减少氨逃逸现象，成为制约该技术推广应用的重要因素之一。
技术实现思路
针对现有的其他行业内烟气脱硫脱硝技术应用至焦化行业内时存在的上述缺陷、症结，本专利技术提供了一种低温焦炉烟道废气洁净化工艺，充分利用焦化企业富余的剩余氨水，采用低温SCR催化脱硝与氨法脱硫相结合的工艺，脱硝效率> 88%，脱硫效率> 95%，同时副产出硫酸铵作化肥、化工原料，有效地降低了焦化企业脱硫脱硝的运行成本。 为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现: 一种低温焦炉烟道废气洁净化工艺，该工艺将焦化厂剩余氨水资源化利用、低温SCR脱硝技术、氨法脱硫技术相结合，采用焦化厂蒸氨工段产生的剩余氨水蒸发出来的氨气作为脱硝还原剂；采用低温脱硝催化剂，利用选择性催化还原法进行脱硝，脱硝催化剂采用蜂窝煤状结构；采用氨法脱硫工艺去除焦炉废气中的SO2，副产(NH4)2SCV由各单元组成的系统在实现高效脱硫脱硝同时，氨逃逸率低，副产(NH4)2SO4产品，在达到国家相关环保政策要求的同时，降低了焦化企业脱硫脱硝的运行成本。 该工艺包括低温脱硝过程和氨法脱硫过程； 其具体步骤为: (I)氨气与热空气混合，形成氨气空气混合气体； (2)焦炉烟道废气与氨气空气混合气体混合均匀，催化剂催化脱硝； (3)脱硝后的焦炉烟道废气依次与雾化的硫铵二级循环液和雾化的硫铵一级循环液进行脱硫反应后排出； 当采用雾化的硫铵一级循环液进行脱硫反应时，脱硝后的焦炉烟道废气依次采用硫铵一级循环液的上、中、下层进行喷淋；硫铵一级循环液的上层PH值为5-6，中层pH值为4-5，下层pH值为3-4。 为了实现上述工艺，本专利技术还提供了一种低温焦炉烟道废气洁净化设备，该设备主要包括通过主管路相连的烟风单元、低温SCR脱硝单元、氨法脱硫单元、氨制备单元；烟风单元和低温SCR脱硝单元之间的管路上连接有喷氨单元； 所述的烟风单元包括烟气进口 1、烟气出口 I和引风机，引风机安装在SCR反应器烟气出口 II的管路上； 所述的低温SCR脱硝单元包括SCR反应器，SCR反应器上部为烟气进口 II，下部为烟气出口 II ;SCR反应器内部从上至下依次设有整流器和三层催化剂层；SCR反应器上设有与催化剂层相适应的吹扫装置；； 所述的喷氨单元包括通过管路连接的风机、空气加热装置、氨气/空气混合器、喷氨格栅、烟气混合器；喷氨格栅和烟气混合器设于SCR反应器烟气进口 II的管路上； 所述的氨法脱硫单元包括脱硫塔，脱硫塔下方设有烟气进口 III且烟气进口 III通过管路与烟风单元的引风机相连；脱硫塔内部从下至上依次设有二级循环液槽、与二级循环液槽连通的二级循环喷淋装置、分离板、一级循环喷淋装置和除雾器；脱硫塔外部设有与一级循环喷淋装置连通的一级循环液槽；脱硫塔顶部的烟气出口 III通过管路与烟风单元的烟气出口I连通； 一级循环喷淋装置从上至下分为上、中、下三级喷淋管，且上级喷淋管与一级循环液槽下层管路连通，下级喷淋管与一级循环液槽上层管路连通； 所述的氨制备单元包括通过管路连接的卸氨泵、氨储罐、氨水输送泵、氨蒸发器、氨缓冲罐、脱硫单元氨水输送泵； 一级循环液槽通过管路与脱硫单元氨水输送泵连通； 氨缓冲罐通过管路与氨气/空气混合器连通； 二级循环液槽和一级循环液槽底部分别设有曝气装置； 分离板上设有溢流口，溢流口通过管路与一级循环液槽连通。 首先，来自焦化厂蒸氨工段的浓度为10% -19%的剩余氨水通过卸氨泵泵入氨储罐，氨储罐内储存的氨水可同时供喷氨单元和氨法脱硫单元两个单元使用。供喷氨单元使用的氨水经氨水输送泵输送至氨蒸发器，氨蒸发所需的热量由低压饱和蒸汽提供。氨蒸发器上装有压力控制阀，将氨气压力控制在一定范围，当出口压力超过0.3MPa时，则关闭氨水输送泵。在氨气出口管路上装有温度检测器，当温度过低时关闭氨水输送泵，使氨缓冲罐维持温度不超过80°C及压力不超过0.3MPa，避免因氨气温度及压力过高造成安全事故。氨蒸发器上也装有安全阀，可防止设备压力异常过高。从氨蒸发器蒸发的氨气流进氨缓冲罐，再通过氨气输送管路送到喷氨单元的氨气/空气混合器中。 与此同时，低压饱和蒸汽在空气加热装置处，将来自风机的空气加热至180-250°C，加热后的热空气在氨气/空气混合器处与进入来自氨缓冲罐的氨气混合形成氨气空气混合气体。为防止当氨气与焦炉废气混合气体中氨气体积比超过15%时，会发生的爆炸危险，因此控制氨气与热空气的体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低温焦炉烟道废气洁净化工艺，其特征在于：该工艺包括低温脱硝过程和氨法脱硫过程；其具体步骤为：(1)氨气与热空气混合，形成氨气空气混合气体；(2)焦炉烟道废气与氨气空气混合气体混合均匀，催化剂催化脱硝；(3)脱硝后的焦炉烟道废气依次与雾化的硫铵二级循环液和雾化的硫铵一级循环液进行脱硫反应后排出；当采用雾化的硫铵一级循环液进行脱硫反应时，脱硝后的焦炉烟道废气依次采用硫铵一级循环液的上、中、下层进行喷淋；硫铵一级循环液的上层pH值为5‑6，中层pH值为4‑5，下层pH值为3‑4。
【技术特征摘要】
1.一种低温焦炉烟道废气洁净化工艺，其特征在于:该工艺包括低温脱硝过程和氨法脱硫过程； 其具体步骤为: (1)氨气与热空气混合，形成氨气空气混合气体； (2)焦炉烟道废气与氨气空气混合气体混合均匀，催化剂催化脱硝； (3)脱硝后的焦炉烟道废气依次与雾化的硫铵二级循环液和雾化的硫铵一级循环液进打脱硫反应后排出； 当采用雾化的硫铵一级循环液进行脱硫反应时，脱硝后的焦炉烟道废气依次采用硫铵一级循环液的上、中、下层进行喷淋；硫铵一级循环液的上层PH值为5-6，中层pH值为4-5，下层PH值为3-4。2.根据权利要求1所述的一种低温焦炉烟道废气洁净化工艺，其特征在于:步骤(I)中氨气与热空气的体积比为3:97?5:95 ;热空气的温度为180-250°C，混合后氨气空气混合气体的温度为170-250°C。3.根据权利要求1所述的一种低温焦炉烟道废气洁净化工艺，其特征在于:步骤(2)中焦炉烟道废气与氨气空气混合气体的体积比为35:1?45:1 ;焦炉烟道废气温度为170-250°C。4.根据权利要求1所述的一种低温焦炉烟道废气洁净化工艺，其特征在于:步骤(3)中与雾化的硫铵二级循环液反应后焦炉烟道废气的温度为50°C -60°C。5.根据权利要求1所述的一种低温焦炉烟道废气洁净化工艺，其特征在于:步骤(3)中硫铵一级循环液比重为1.0kg/L?1.lkg/L,硫铵二级循环液比重为1.lkg/L?1.2kg/L06.一种低温焦炉烟道废气洁净化设备，其特征在于:该设备主要包括通过主管路相连的烟风单元、低温SCR脱硝单元、氨法脱硫单元、氨制备单元；烟风单元和低温SCR脱硝单元之间的管路上连接有喷氨单元； 所述的烟风单元包括烟气进口 1、烟气出口 I和引风机，引风机安装在SCR反应器烟气出口 II的管路上； 所述的低温SCR脱硝单元包括SCR反应器，SCR反应器上部为烟气进口 II，下部为烟气出口 II ;S...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文波，王仁升，王颜亭，
申请(专利权)人：山东同源和环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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