转底炉烟气脱硝系统和方法技术方案

本发明专利技术提出了一种转底炉烟气脱硝系统和方法。所述系统包括：蓄热体，所述蓄热体包括：烟气入口，所述烟气入口与所述转底炉喷嘴相连，适于将转底炉产生的烟气送入所述蓄热体内部，以便使所述烟气降温并回收余热；烟气出口；以及还原剂前驱体层，所述还原剂前驱体层覆于所述蓄热体内表面，所述还原剂前驱体层由还原剂前驱体构成，适于利用所述烟气余热使得所述还原剂前驱体发生反应，得到还原剂，脱硝管道，所述脱硝管道与所述烟气出口相连，适于使由所述烟气出口排出的烟气和还原剂组成的混合烟气进行脱硝反应，以便得到净化后的烟气。本发明专利技术的系统省却了喷氨装置，且还原剂与烟气混合更均匀，脱硝反应更彻底，脱除效率可达98％以上，且节能环保。

【技术实现步骤摘要】
转底炉烟气脱硝系统和方法
本专利技术涉及能源化工领域。具体地，本专利技术涉及转底炉烟气脱硝系统和方法。
技术介绍
随着我国经济的飞速发展，天然气、石油和煤等化石燃料等能源得到更加广泛的应用，使得环境问题日益严峻，因此引起了一系列环境问题，如酸雨、臭氧层破坏、温室效应等，使得我们的生存环境愈加严峻。我国以煤炭为主的能源结构决定了我国的氮氧化物和硫氧化物排放量一直处于居高不下的状况，大量污染性气体的排放，使得环境问题日益严峻，不仅严重影响我国人民的生产生活，而且不利于我国经济的可持续发展。因此，环境问题得到了国家越来越多的关注。人类活动排放的NOX90％以上来自燃料燃烧过程。各种工业炉窑、民用炉灶、机动车及其他内燃机中的燃料高温燃烧时，燃料中的含氮物质氧化生成NOX，参与燃烧的空气中的N2和O2也会生成NOX。从能源结构来看，我国的一次能源和发电能源构成中，煤占据了绝对的主导地位。我国80％以上的煤是直接燃烧的，特别是用于电站、工业锅炉及民用锅炉中。因此，相当长的时期内，烟气中的NOX排放是导致我国大气NOX污染的一个主要因素，如何减少固定源排放的NOX是大气环境治理的一个重要课题。烟气脱硝属于燃烧后处理技术，许多发达国家的排烟系统都需安装烟气脱硝装置。烟气脱硝方法较多，但目前得到大量工业应用的只有选择性催化还原法和选择性非催化还原法，其他方法目前均处于实验研究阶段或中试阶段。然而，目前烟气脱硝系统和方法仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种转底炉烟气脱硝系统和方法。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种转底炉烟气脱硝系统。根据本专利技术的实施例，所述系统包括：蓄热体，所述蓄热体包括：烟气入口，所述烟气入口与所述转底炉喷嘴相连，适于将转底炉产生的烟气送入所述蓄热体内部，以便使所述烟气降温并回收余热；烟气出口；以及还原剂前驱体层，所述还原剂前驱体层覆于所述蓄热体内表面，所述还原剂前驱体层由还原剂前驱体构成，适于利用所述烟气余热使得所述还原剂前驱体发生反应，得到还原剂，脱硝管道，所述脱硝管道与所述烟气出口相连，适于使由所述烟气出口排出的烟气和还原剂组成的混合烟气进行脱硝反应，以便得到净化后的烟气。由此，根据本专利技术实施例的转底炉烟气脱硝系统通过将高温烟气通入蓄热体，蓄热体回收高温烟气中的热量，烟气温度降低的同时蓄热体自身温度逐渐升高，使得覆于蓄热体内表面的还原剂前驱体层受热分解得到还原剂。还原剂随着降温后的烟气一同进入脱硝管道，进行脱硝反应，以便得到净化后的烟气。该系统省却了喷氨装置，且还原剂与烟气混合更均匀，脱硝反应更彻底，脱除效率可达98％以上，且节能环保。根据本专利技术的实施例，上述转底炉烟气脱硝系统还可以具有下列附加技术特征：根据本专利技术的实施例，所述脱硝管道包括：沉降区，所述沉降区与所述烟气出口相连，适于对所述混合烟气进行除尘；以及脱硝区，所述脱硝区与所述沉降区相连，适于使所述除尘后的混合烟气进行脱硝反应。由此，能够实现烟气脱硝和除尘。根据本专利技术的实施例，所述脱硝管道进一步包括烟气回吹装置，所述烟气回吹装置的两端分别与所述沉降区和所述脱硝区相连，适于将部分所述净化后烟气回吹入所述沉降区，以便进行除尘。经脱硝处理后的部分烟气返回，定时对沉降区进行吹扫除灰处理，可以适度降低进入脱硝系统的灰尘含量，同时，该烟气中的CO对催化脱除氮氧化物反应有利，能够很好地提高脱硝催化剂的反应活性。根据本专利技术的实施例，所述沉降区的管道内壁设置有翅片结构。由此，降温后的烟气与还原剂混合物在翅片的作用下混合更均匀，且在此区域其流速变缓，烟气中的粉尘将沉降下来。根据本专利技术的实施例，所述蓄热体呈球状、条状或蜂窝状，优选蜂窝状。由此，便于回收高温烟气的余热。根据本专利技术的实施例，蜂窝状蓄热体呈正六边方体，尺寸为450mm×450mm×200mm，蜂窝孔径不小于32mm。根据本专利技术的实施例，所述还原剂前驱体层厚度为1～5mm。由此，还原剂前躯体薄膜受热分解生成还原剂，可以替代传统脱硝系统中的喷氨装置。在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种利用前面所描述的转底炉烟气脱硝系统处理烟气的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：将所述烟气由所述烟气入口通入所述蓄热体中，使所述烟气降温并回收余热，同时覆于所述蓄热体内表面的还原剂前驱体层受热分解得到还原剂，所述还原剂与经过降温的所述烟气混合，得到混合烟气；以及使所述混合烟气由烟气出口通入脱硝管道中，进行脱硝反应，以便得到净化后烟气。根据本专利技术的实施例，所述方法进一步包括：使所述混合烟气由所述烟气出口通入所述沉降区，所述混合烟气中的粉尘在所述沉降区管道内壁的翅片结构作用下沉降，以便进行除尘；使所述除尘后的混合烟气通入所述脱硝区，进行脱硝反应，以便得到净化后的烟气。由此，能够实现烟气脱硝和除尘。根据本专利技术的实施例，所述方法进一步包括：将气体燃料、空气和/或富氧空气通过蓄热后的所述蓄热体进行预热后用于转底炉。由此，实现热量的回收利用，降低能耗，节约成本。根据本专利技术的实施例，所述预热后的燃料温度为800～1100℃，所述转底炉的运行温度为1200～1400℃，所述降温的烟气温度为200～400℃。根据本专利技术的实施例，所述蓄热体包括：无机粉料、电石渣和添加剂，基于所述蓄热体的总质量，所述无机粉料的负载量为50～100质量％，所述添加剂的负载量为0～10质量％，所述电石渣的负载量为5～10质量％。根据本专利技术的实施例，所述无机粉料包括：焦宝石、堇青石、高岭土以及石英，基于所述无机粉料的总质量，所述焦宝石的负载量为20～50质量％，所述堇青石的负载量为15～40质量％，所述高岭土的负载量为6～20质量％，所述石英的负载量为15～30质量％。根据本专利技术的实施例，所述添加剂包括：粘结剂、润滑剂以及增塑保湿剂，基于所述蓄热体的总质量，所述粘结剂、润滑剂及增塑保湿剂的负载量分别独立地为1～5质量％，所述粘结剂为甲基纤维素，所述润滑剂和增塑保湿剂为甘油。根据本专利技术的实施例，所述蓄热体是由下列方式获得的：将所述无机粉料、电石渣以及添加剂进行混料、球磨，并加入水进行捏合炼制，以便得到泥料；将所述泥料进行陈腐、精炼以及挤制，得到胚料；以及将所述胚料进行定型、干燥及焙烧，以便得到所述蓄热体。根据本专利技术的实施例，所述混料及球磨的总时间为3～4小时；所述捏合炼制时间为20分钟；所述陈腐是在温度为15～25℃下进行24～48小时；所述干燥是在90～120℃下进行36小时；所述焙烧是在1200～1400℃下进行36～48小时。根据本专利技术的实施例，所述还原剂前驱体是通过采用电子束蒸发法，使得还原剂前驱体覆于所述蓄热体内表面而形成的。根据本专利技术的实施例，所述还原剂前驱体层为含氮化合物，优选铵盐或尿素，更优选地，所述铵盐为碳酸铵或碳酸氢铵。由此，根据本专利技术实施例的方法通过将高温烟气通入蓄热体，蓄热体回收高温烟气中的热量，烟气温度降低的同时蓄热体自身温度逐渐升高，使得覆于蓄热体内表面的还原剂前驱体层受热分解得到还原剂。还原剂随着降温后的烟气一同进入脱硝管道，进行脱硝反应，以便得到净化后的烟气。该方法省却了喷氨装置，且还原剂与烟气混合更均匀，脱硝反应更彻底，脱除效率可达98％以上，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转底炉烟气脱硝系统，其特征在于，包括：蓄热体，所述蓄热体包括：烟气入口，所述烟气入口与所述转底炉喷嘴相连，适于将转底炉产生的烟气送入所述蓄热体内部，以便使所述烟气降温并回收余热；烟气出口；以及还原剂前驱体层，所述还原剂前驱体层覆于所述蓄热体内表面，所述还原剂前驱体层由还原剂前驱体构成，适于利用所述烟气余热使得所述还原剂前驱体发生反应，得到还原剂，脱硝管道，所述脱硝管道与所述烟气出口相连，适于使由所述烟气出口排出的烟气和还原剂组成的混合烟气进行脱硝反应，以便得到净化后的烟气。

【技术特征摘要】
1.一种转底炉烟气脱硝系统，其特征在于，包括：蓄热体，所述蓄热体包括：烟气入口，所述烟气入口与所述转底炉喷嘴相连，适于将转底炉产生的烟气送入所述蓄热体内部，以便使所述烟气降温并回收余热；烟气出口；以及还原剂前驱体层，所述还原剂前驱体层覆于所述蓄热体内表面，所述还原剂前驱体层由还原剂前驱体构成，适于利用所述烟气余热使得所述还原剂前驱体发生反应，得到还原剂，脱硝管道，所述脱硝管道与所述烟气出口相连，适于使由所述烟气出口排出的烟气和还原剂组成的混合烟气进行脱硝反应，以便得到净化后的烟气。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱硝管道包括：沉降区，所述沉降区与所述烟气出口相连，适于对所述混合烟气进行除尘；以及脱硝区，所述脱硝区与所述沉降区相连，适于使所述除尘后的混合烟气进行脱硝反应，优选地，所述脱硝管道进一步包括烟气回吹装置，所述烟气回吹装置的两端分别与所述沉降区和所述脱硝区相连，适于将部分所述净化后烟气回吹入所述沉降区，以便进行除尘。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述沉降区的管道内壁设置有翅片结构。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蓄热体呈球状、条状或蜂窝状，优选蜂窝状，更优选地，所述蜂窝状蓄热体呈正六边方体，尺寸为450mm×450mm×200mm，蜂窝孔径不小于32mm。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述还原剂前驱体层厚度为1～5mm。6.一种利用权利要求1～5任一项所述转底炉烟气脱硝系统处理烟气的方法，其特征在于，包括：将所述烟气由所述烟气入口通入所述蓄热体中，使所述烟气降温并回收余热，同时覆于所述蓄热体内表面的还原剂前驱体层受热分解得到还原剂，所述还原剂与经过降温的所述烟气混合，得到混合烟气；以及使所述混合烟气由所述烟气出口通入所述脱硝管道中，进行脱硝反应，以便得到净化后烟气。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括：使所述混合烟气由所述烟气出口通入所述沉降区，所述混合烟气中的粉尘在所述沉降区管...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，郭科宏，王宁，王东方，宋敏洁，杨玉地，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11