焦炉烟气余热回收利用、脱硫及脱硝一体化系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种焦炉烟气余热回收利用、脱硫及脱硝一体化系统及方法，该方法包括：(1)将高温焦炉烟气经余热回收并降温后，得到低温焦炉烟气；(2)对步骤(1)得到的低温焦炉烟气进行半干法脱硫处理，得到经脱硫处理后的烟气；(3)对步骤(2)得到的经脱硫处理后的烟气进行除尘处理，得到经除尘处理的烟气；(4)对步骤(3)得到的经除尘处理的烟气进行SCR低温脱硝处理，得到经余热回收、脱硫及脱硝处理后的焦炉烟气。经该系统及方法对焦炉烟气经余热回收利用、脱硫及脱硝一体化处理后，脱硫效率>95％，脱硝效率>80％，净化后焦炉烟气中SO2<30mg/Nm3，NOx<100mg/Nm3，尘含量<15mg/Nm3。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种焦炉烟气余热回收利用、脱硫及脱硝一体化系统及方法，属于焦炉烟道废气无害化处理

技术介绍
近年来，雾霾天气的频繁出现，使人们对大气环境问题的关注达到前所未有的程度；而SO2和NOx作为雾霾的主要组成物质，其已成为大气污染治理的重中之重。焦化行业焦炉烟气中会产生大量的SO2和NOx，其脱硫脱硝业已提上日程。2012年实施的《炼焦化学工业污染物排放标准》规定：2012年10月1日起，新建焦炉的SO2和NOx排放分别不得超过50mg/Nm3和500mg/Nm3，从2015年1月1日起，现有焦炉同样执行上述排放标准。焦炉烟气因燃料、炉型及运行负荷的不同，其排烟温度在230-310℃之间，烟气中SO2的浓度在60-500mg/Nm3之间，NOx浓度在100-1300mg/Nm3之间，远远超出国家要求的排放规定，同时烟气中的热能丰富。近些年，国内有识之士也开始关注焦化行业焦炉烟气的治理问题，并已经开展了这些方面的研究和工程实践。如公开号为CN103816796A，专利技术名称为一种低温焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺的专利公开了采用先半干法脱硫，再进行SCR脱硝的工艺方法，但高温烟气对半干法脱硫系统会产生负面影响，使该工艺存在隐患。又如公开号为CN104923046A，专利技术名称为一种焦炉烟气脱硫、脱硝及余热回收一体化方法的专利公开了先进行SCR脱硝、再经余热回收，最后进行氨法脱硫的工艺路线，但未脱硫烟气中的SO2会对脱硝系统产生负面影响，同时氨法脱硫尾部易产生气溶胶造成二次污染。鉴于上述情况，该
的研究人员都努力寻求一种适合焦炉烟气脱硫脱硝的一体化系统及方法。1、与本专利技术相关的现有技术一1.1、现有技术一的技术方案公开号为CN103816796A，专利技术名称为一种低温焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺的专利中提到，该工艺采用由引风单元、脱硫单元、氨制备单元、脱硝除氨单元、压缩空气单元、颗粒物输送单元组成的系统；具体烟气流程为来自焦炉的中高温废气直接进入脱硫单元，采用半干法脱硫技术先对烟气进行脱硫；脱硫后的烟气送入脱硝除氨单元，利用氨制备单元提供SCR脱硝所需的还原剂；引风单元、压缩空气单元和颗粒物输送单元为辅助单元。1.2、现有技术一的缺点该技术中，未考虑半干法脱硫反应的最佳温度范围为90-150℃，由于其脱硫烟气温度过高使得脱硫效率大幅下降从而对后续脱硝催化剂产生毒害作用，还会导致钙硫比提高，脱硫剂耗费增加，同时对后续布袋的安全运行产生威胁，降低布袋寿命。2、与本专利技术相关的现有技术二2.1、现有技术二的技术方案公开号为CN104923046A，专利技术名称为一种焦炉烟气脱硫、脱硝及余热回收一体化方法的专利提到，该工艺采用的系统由加热炉、脱硝装置、余热回收装置、氨法脱硫装置、氨供应系统等部分组成。焦炉来的烟气首先进入加热炉加热升温至300-400℃，再进入脱硝装置脱硝，使用还原剂和脱硝催化剂脱除烟气中的氮氧化物；其中脱硝还原剂为氨；脱硝装置出来的烟气经余热回收装置回收热量并降温至100-150℃，再进入氨法脱硫装置脱除烟气中的二氧化硫。2.2、现有技术二的缺点现有技术在脱硝之前增加了煤气加热炉，会增加2000-3000Nm3/h的煤气消耗；同时，焦炉烟气的SO2浓度过高，当烟气温度控制不当在280℃以下时，在脱硝催化剂的作用下SO2被氧化后，易与NH3形成NH4HSO4，SO3和NH4HSO4的产生均会对催化剂、低温段下游设备产生不利影响，如堵塞催化剂；最后，该技术的脱硫系统采用氨法脱硫，使尾部易产生气溶胶，同时系统产生脱硫废水，造成二次污染。
技术实现思路
为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种焦炉烟气余热回收利用、脱硫及脱硝一体化方法。本专利技术的目的还在于提供用于实现上述焦炉烟气余热回收利用、脱硫及脱硝一体化方法的系统。为达到上述目的，一方面，本专利技术提供一种焦炉烟气余热回收利用、脱硫及脱硝一体化方法，其包括以下步骤：(1)首先，将高温焦炉烟气经余热回收并降温后，得到低温焦炉烟气；(2)其次，对步骤(1)得到的低温焦炉烟气进行半干法脱硫处理，得到经脱硫处理后的烟气；(3)然后，对步骤(2)得到的经脱硫处理后的烟气进行除尘处理，得到经除尘处理的烟气；(4)最后对步骤(3)得到的经除尘处理的烟气进行SCR低温脱硝处理，得到经余热回收、脱硫及脱硝处理后的焦炉烟气。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤(1)中所述的降温为将高温焦炉烟气的温度降至130-150℃。根据本专利技术所述的方法，所述来自焦炉的高温焦炉烟气的温度为230-310℃，首先将高温焦炉烟气送入余热回收装置(可以为余热锅炉)进行余热回收并降温处理，将该高温焦炉烟气温度降至130-150℃，该温度满足半干法脱硫工艺的温度要求；余热锅炉产出的蒸汽可用于加热经脱硫、除尘后得到的烟气，或接至工厂热力管网进行回收利用。根据本专利技术所述的方法，步骤(2)可以按照以下具体方式进行：低温焦炉烟气通过烟道输送至脱硫吸收塔，烟气与细脱硫吸收剂粉末进行混合，颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈摩擦，充分接触混合，在喷入均匀水雾以降低烟温的条件下，吸收剂与烟气中的SO2充分反应完成脱硫，其脱硫效率可达95％以上。其中，脱硫吸收剂可以是消石灰，也可以是Na2CO3。本申请的脱硫方法采用半干法脱硫工艺，该工艺无脱硫废水，脱硫副产品呈干态，不会造成二次污染。根据本专利技术所述的方法，步骤(2)得到的经脱硫处理后的烟气中携带大量固体颗粒(仍具有活性的脱硫剂)，该烟气从半干法脱硫处理所用的吸收塔顶部排出，进入除尘器，被分离出来的颗粒经中间灰仓返回半干法脱硫处理所用的吸收塔进行重复利用，以提高脱硫剂的利用效率、降低运行成本。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤(3)得到的经除尘处理的烟气的温度为130-140℃。根据本专利技术所述的方法，脱硫后的烟气通过除尘器除尘，除尘器为布袋除尘器；
除尘器的应用，保证了出口粉尘的浓度，满足愈来愈严格的粉尘排放要求。根据本专利技术所述的方法，步骤(3)从除尘器出来的经除尘处理的烟气温度为130-140℃，其适合低温脱硝催化剂的温度要求，该烟气进入脱硝反应器与氨区提供的还原剂氨反应完成脱硝，脱硝效率可达70-80％以上。本专利技术对SCR低温脱硝处理过程中所用的低温脱硝催化剂不作要求，本领域技术人员可以根据现场作业需要选择合适的催化剂，只要能够实现专利技术的目的即可；该低温脱硝催化剂可以采用目前已经工业应用的催化剂，也可以采用ZL201310157602.3，ZL 201110439896.x，ZL201210491331.0等专利中公开的低温脱硝催化剂。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤(3)及步骤(4)之间还包括以下具体操作：利用步骤(1)回收的余热对步骤(3)得到的经除尘处理的烟气进行加热，以保证烟气温度满足脱硝催化剂对脱硝反应温度的要求；更优选地，所述的加热为将烟气温度加热至160-200℃。经过蒸汽加热处理的烟气温度升高至160-200℃左右，该温度达到低温SCR脱硝反应的最佳反应温度，后续使用SCR脱硝反应器进行脱硝。根据本专利技术所述的方法，优选地，该方法步骤(1)还包括在余热回收过程中将冷空气加热后送回焦炉烟道，使焦炉烟道处于热备状态的操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焦炉烟气余热回收利用、脱硫及脱硝一体化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)首先，将高温焦炉烟气经余热回收并降温后，得到低温焦炉烟气；(2)其次，对步骤(1)得到的低温焦炉烟气进行半干法脱硫处理，得到经脱硫处理后的烟气；(3)然后，对步骤(2)得到的经脱硫处理后的烟气进行除尘处理，得到经除尘处理的烟气；(4)最后对步骤(3)得到的经除尘处理的烟气进行SCR低温脱硝处理，得到经余热回收、脱硫及脱硝处理后的焦炉烟气。

【技术特征摘要】
1.一种焦炉烟气余热回收利用、脱硫及脱硝一体化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)首先，将高温焦炉烟气经余热回收并降温后，得到低温焦炉烟气；(2)其次，对步骤(1)得到的低温焦炉烟气进行半干法脱硫处理，得到经脱硫处理后的烟气；(3)然后，对步骤(2)得到的经脱硫处理后的烟气进行除尘处理，得到经除尘处理的烟气；(4)最后对步骤(3)得到的经除尘处理的烟气进行SCR低温脱硝处理，得到经余热回收、脱硫及脱硝处理后的焦炉烟气。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的降温为将高温焦炉烟气的温度降至130-150℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)得到的经除尘处理的烟气的温度为130-140℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)及步骤(4)之间还包括以下具体操作：利用步骤(1)回收的余热对步骤(3)得到的经除尘处理的烟气进行加热，以保证烟气温度满足脱硝催化剂对脱硝反应温度的要求；优选地，所述的加热为将烟气温度加热至160-200℃。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法步骤(1)还包括在余热回收过程中将冷空气加热后送回焦炉烟道，使焦炉烟道处于热备状态的操作。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法步骤(2)还包括在半干法脱硫处理所用的脱硫剂中加入脱硝催...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱繁，周向，王建华，张宇鑫，任乐，张传波，吴林彦，李佳霖，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11