基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺制造技术

本发明专利技术公开了基于干法/半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺。技术方案包括将烧结机引出的烧结烟气，依次经除尘、干法脱硫、换热后与烧结机引出的热烧结矿在环形冷却设备中直接换热，经换热后温度降至300～350℃的烧结矿和温度升至300～350℃的烧结烟气，进入移动式脱硝装置中，并在烧结矿作用下进行选择性催化还原反应，将烟气中的NOx转化为N2，从移动式脱硝装置引出的烟气经余热回收降温至100‑150℃后的洁净烟气，再由烟囱排出，从移动式脱硝装置引出的烧结矿经二次余热利用降温至150℃以下后送入下一工序。本发明专利技术方法工艺简单、能耗低、脱硝脱硫效果好、可避免催化剂中毒失活；采用的脱硝催化剂来源广、成本低本；发明专利技术系统占地面积小、投资成本和运行成本低、对环境友好。

SCR denitrification process of sintering flue gas based on dry and semi dry desulphurization

The invention discloses a SCR denitrification process based on the dry / semi dry desulphurization of the sintered flue gas. The technical scheme comprises the sintering flue gas of sintering machine lead, sequentially heat sinter dust, dry desulfurization, heat exchanger and sintering machine lead in annular cooling equipment in direct heat through heat exchange, the temperature dropped to 300 ~ and sinter temperature of 350 DEG C to 300 to 350 DEG C sintering flue gas, into the mobile denitration device, and selective catalytic reduction reaction in sinter under the action of the NOx in the flue gas flue gas into N2, drawn from the mobile denitration device by waste heat recovery of clean gas cooled to 100 150 DEG C, and then is discharged by a chimney, from sinter movable denitration the device leads the two waste heat utilization after cooling to below 150 DEG C into the next process. The method has the advantages of simple process, low energy consumption, good denitration and desulphurization effect, avoidance of catalyst poisoning and deactivation. The denitration catalyst has wide source and low cost. The invention has small occupation area, low investment cost and low operation cost, and is environmentally friendly.

【技术实现步骤摘要】
基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺
本专利技术涉及一种烟气净化方法及其系统，具体的说是基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺。
技术介绍
钢铁行业SO2和NOx排放量分别为176.65万吨和93.10万吨，均位居各工业排放源的前列，其中70％以上的SO2，50％以上的NOx来自炉窑烧结机。2012年国家环境保护部颁布了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准(GB28662-2012)》，该标准对烧结烟气大气污染物的排放与控制提出了新的要求。因此，钢铁烧结烟气脱硫脱硝将是钢铁工业SO2和NOx排放控制的重心。烧结烟气具有烟气量大(4000～6000m3/吨烧结矿)、温度变化大(120～180℃)、CO浓度高(0.5～2.0％)、SO2浓度变化大(1000～3000mg/Nm3)、NOx浓度低(300～500mg/Nm3)、含湿量大(7～12％)和含氧量高(15～18％)等特点。与电厂烟气相比具有许多自身的特点，其烟气成分更复杂，变化波动更大，处理更困难。我国目前已投产和在建的烧结烟气脱硫工艺主要有干法脱硫技术(如SDA法、循环流化床法和NID法)和湿法脱硫技术(如氨-硫铵法)。但是这些方法净化烧结烟气各有优缺点，如循环流化床法脱硫效率一般为80％，处理高浓度二氧化硫时无法达标排放；氨-硫铵法脱硫效率高达95％以上，但是氨逃逸严重；NID法脱硫效率在90％左右，但是脱硫灰无法有效捕集，导致颗粒物排放浓度严重超标。目前结合国内外钢铁企业经验，认为干法脱硫技术如SDA法、循环流化床法和NID法对烧结烟气的净化效果较为突出，干法/半干法脱硫用于国内烧结烟气净化的市场占有率较高。相比烧结烟气脱硫技术，我国烧结烟气脱硝技术研究起步较晚，目前还没有开发出成熟的烧结烟气脱硝技术。但是NH3选择性催化还原(NH3-SCR)法已成功应用于燃煤烟气脱硝，而且最有希望应用于钢铁烧结烟气NOX的净化。SCR技术是指在催化剂存在下，向烟气中喷入NH3，使NH3选择性地与NOx反应生成N2，而不与O2发生非选择性氧化，从而达到降低NOx还原温度、提高NOx脱除效率的目的。NH3-SCR技术的核心是SCR催化剂体系；SCR催化剂不同，其还原NOx的最佳温度区间不同。目前工业上用于SCR脱硝的催化剂(V2O5-WO3(MoO3)/TiO2)在350～400℃温度窗口内具有优异的NOx净化效率，但是存在催化剂成本较高、容易硫化失活等问题。中国专利号CN201210533763.3公开了一种基于烧结烟气净化的烧结矿余热利用工艺，该工艺提出利用热烧结矿加热烧结烟气，使烧结烟气温度达到选择性催化还原的窗口温度350～400℃，然后进行SCR脱硝。该工艺解决了烧结烟气温度低，无法满足SCR脱硝窗口温度的问题，但是后续烧结烟气SCR脱硝过程还是存在需将烧结烟气升温增加能耗、催化剂成本高及催化剂易中毒的问题。中国专利号CN201310459262.X公开了一种基于热烧结矿催化作用的烧结烟气净化方法。该方法提出了将烧结机引出的除尘后烧结烟气与烧结机引出的烧结矿在烧结矿冷却设备中直接换热，并在烧结矿作用下进行选择性的催化还原反应，将烟气中的NOx转化为N2，然后再进行氨法脱硫得到洁净烟气，从而实现烧结烟气的同时脱硫脱硝。但是该方法中提到的烧结矿冷却设备中的温度极其不稳定(该温度在300～600℃内波动)，当氨气喷入烧结矿冷却设备后，大部分氨气可能在450～600℃的环境下被氧化成NOx，从而无法起到催化还原的目的。为了尽可能减少氨气被氧化，该方法中通过控制NH3/NO为0.4～0.5，但是脱硝效率又只能维持在40％左右。此外，该方法采用先SCR脱硝，然后再氨法脱硫，氨逃逸非常严重。中国专利号CN201611216729.8公开了一种移动床热烧结矿脱硝装置，在该装置中，该烧结矿催化剂温度为350～450℃、NH3/NO＝0.5和空速比为5000h-1的O2浓度为15％，NO浓度为400mg/Nm3，SO2浓度为50ppm，湿度为6.9％，CO2浓度为5％的混合气体中的脱硝效率为39.46～42.62％。采用移动式脱硝装置可以解决催化剂中毒失活的问题，但NH3和NOx在高温催化剂下反应，窗口温度较难控制，易将NH3氧化为NOx，如图1，热烧结矿从脱硝反应器500顶部的料斗200连续输入从卸料装置1000底部连续输出，脱硝反应器通过进气气流分布装置810和出气气流分布装置820连接进气管100和出气管700，烧结烟气和脱硝还原剂NH3通过进气管100进入脱硝反应器500，形成移动床，烧结烟气和脱硝还原剂NH3在脱硝反应器500内与定向移动的烧结矿之间以错流的方式进行气固接触，烟气中NOX的与NH3反应，生成的N2和水蒸气随着脱硝烟气由出气管700排出。前两种方案都存在催化剂成本高，催化剂中毒后需停产更换，对脱硝前烧结烟气含硫量有要求的问题，需要一种催化剂成本低且能连续更换催化剂防止催化剂中毒，窗口温度稳定，氨逃逸低，脱硝效率较高且节能的脱硝工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、能耗低、脱硝脱硫效果好、可避免催化剂中毒失活、催化剂来源广且成本低本、系统占地面积小、投资成本和运行成本低、对环境友好的基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺。本专利技术还涉及一种用于上述净化方法的系统。本专利技术方法包括包括从烧结机引出的120-140℃烧结烟气依次经除尘器除尘、脱硫系统脱硫、再与移动式脱硝装置引出的300-350℃脱硝后烟气在换热器中换热后得到的170-220℃脱硫烟气，其特征在于，还包括以下步骤：S01、将所述脱硫烟气与烧结机引出的800-900℃的烧结矿在环形冷却设备中直接换热后得升温后的脱硫烟气和降温后的烧结矿；S02、通过向步骤S01中升温后的脱硫烟气中通入氨气控制烟气中NH3/NOx的体积比＝0.7～1.0；S03、将步骤S02中与氨混合的脱硫烟气，和步骤S01中降温后的烧结矿，送入移动式脱硝装置中进行选择性催化还原反应；S04、出移动式脱硝装置的脱硝后经换热器降温至110-160℃后得到洁净烟气，再由烟囱排出，出移动式脱硝装置的烧结矿经二次余热利用装置换热后送入下一工序。优选的，步骤S03中所述烧结矿送入振动筛筛分，筛取粒径为5～10mm的烧结矿，筛分后的烧结矿温度为300～350℃，将所述烧结矿送入移动式脱硝装置；将所述换热后烧结烟气降温至300～350℃后与氨气混合，再送入移动式脱硝装置进行与所述烧结矿直接接触进行选择性催化还原反应。优选的，为了减少烧结烟气经脱硫系统脱硫后的温降，降低后续加热脱硫烟气的能耗，所述脱硫系统为干法或半干法脱硫系统，经脱硫后的烧结烟气温度为100～110℃。进一步的，所述烧结烟气与烧结机引出的800-900℃的烧结矿在环形冷却设备中逆向直接换热，使脱硫后的烧结烟气利用烧结矿余热加热升温，还可保证脱硝反应在催化剂窗口温度300～350℃环境下进行，避免因温度分布不均匀导致氨气被氧化、脱硝效果不佳。步骤S01中所述出环形冷却设备中换热后的脱硫烟气温度升高至300～350℃。进一步的，所述出环形冷却设备后的烧结矿温度降至300～350℃。优选的，所述升温后的烧结烟气中O2浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺，包括从烧结机引出的120‑140℃烧结烟气依次经除尘器除尘、脱硫系统脱硫、再与移动式脱硝装置引出的300‑350℃脱硝后烟气在换热器中换热后得到的170‑220℃脱硫烟气，其特征在于，还包括以下步骤：S01、将所述脱硫烟气与烧结机引出的800‑900℃的烧结矿在环形冷却设备中直接换热后得升温后的烧结烟气和降温后烧结矿；S02、通过向步骤S01中升温后的烧结烟气中通入氨气控制烟气中NH3/NOx的体积比＝0.7～1.0；S03、将步骤S02中与氨混合的烧结烟气，和步骤S01中降温后烧结矿，送入移动式脱硝装置中进行选择性催化还原反应；S04、出移动式脱硝装置的脱硝后烟气经换热器降温至110‑160℃后得到洁净烟气，再由烟囱排出，出移动式脱硝装置或步骤S03中的烧结矿，经二次余热利用装置换热后送入下一工序。

【技术特征摘要】
2017.06.22 CN 20171048268851.一种基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺，包括从烧结机引出的120-140℃烧结烟气依次经除尘器除尘、脱硫系统脱硫、再与移动式脱硝装置引出的300-350℃脱硝后烟气在换热器中换热后得到的170-220℃脱硫烟气，其特征在于，还包括以下步骤：S01、将所述脱硫烟气与烧结机引出的800-900℃的烧结矿在环形冷却设备中直接换热后得升温后的烧结烟气和降温后烧结矿；S02、通过向步骤S01中升温后的烧结烟气中通入氨气控制烟气中NH3/NOx的体积比＝0.7～1.0；S03、将步骤S02中与氨混合的烧结烟气，和步骤S01中降温后烧结矿，送入移动式脱硝装置中进行选择性催化还原反应；S04、出移动式脱硝装置的脱硝后烟气经换热器降温至110-160℃后得到洁净烟气，再由烟囱排出，出移动式脱硝装置或步骤S03中的烧结矿，经二次余热利用装置换热后送入下一工序。2.根据权利要求1所述的基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺，其特征在于，步骤S03中所述烧结矿送入振动筛筛分，筛取粒径为5～10mm的烧结矿，筛分后的烧结矿温度为300～350℃，将所述烧结矿送入移动式脱硝装置；将所述烧结烟气与氨气混合，再送入移动式脱硝装置与所述烧结矿直接接触进行选择性催化还原反应。3.根据权利要求1所述的基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺，其特征在于，所述脱硫系统为干法或半干法脱硫系统。4.根据权利要求1所述的基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺，其特征在于，所述烧结烟气与烧结机引出的800-900℃的烧结矿在环形冷却设备中逆向直接换热。5.根据权利要求1所述的基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺，其特征在于，步骤S01中所述出环形冷却设备中换热后的烧结烟气温度升高至300～350℃。6.根据权利要求1所述的基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺，其特征在于，步骤S01中所述出环形冷却设备后的烧结矿温度降至300～350℃。7.根据权利要求1所述的基于干法和半干法脱硫的烧结烟气SCR...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旺生，秦林波，李泽，韩军，吴高明，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42