一种提高余热利用率及脱硝率的烟气净化装置及其使用方法制造方法及图纸

一种提高余热利用率及脱硝率的烟气净化装置，按照烟气走向，该装置包括一级吸附塔和设置在一级吸附塔下游的二级吸附塔；原烟气输送管道连接至一级吸附塔的烟气入口，一级吸附塔的烟气出口通过第一管道连接至二级吸附塔的烟气入口；该装置还包括解析塔；解析塔上设有加热段和冷却段；加热段的下部设有加热段气体入口，加热段的上部设有加热段气体出口；解析塔的加热段气体出口通过第二管道连接至二级吸附塔的烟气入口。该装置将与待解析活性炭换热后的一部分外排热风引入二级吸附塔的烟气入口，一方面去除外排SO2浓度，同时加热二级吸附塔入口处的烟气，烟气温度得到提高。

【技术实现步骤摘要】
一种提高余热利用率及脱硝率的烟气净化装置及其使用方法
本专利技术涉及一种活性炭法烟气净化装置及其净化，具体涉及一种提高余热利用率及脱硝率的烟气净化装置，属于烟气净化处理领域。
技术介绍
烧结烟气排放温度在110-170℃之间，里面含有SO2、NOx、粉尘、二噁英、重金属等多种污染物，而活性炭烟气净化技术恰好适宜烧结烟气温度排放区间，可实现多污染物的协同高效净化，在一套设备上能同时脱除多种污染物，实现副产物SO2的资源化利用，并且该技术具有污染物脱除效率高，基本不消耗水资源，无二次污染等优点。活性炭烟气净化装置设置有吸附系统、解析系统、制酸系统等多个子系统，烟气经过活性炭吸附单元后净化，活性炭颗粒在吸附单元和解析单元之间循环流动，实现“吸附污染物→加温解析活化(使污染物逸出)→冷却→吸附污染物”的循环利用。活性炭吸附目前分为单级吸附与双级吸附两种方式，单级吸附为在一个吸附塔内同时吸附多种污染物，氨气在吸附塔入口加入，该种方法可以达到SO2脱除效率>98％，脱硝率约50％，粉尘出口浓度小于20mg/Nm3。随着环保要求的提高，部分钢铁厂采用双级吸附，其中一级塔进行脱硫、除尘等，二级塔进行脱硝，该种方法可以达到SO2脱除效率>98％，脱硝率大于80％，粉尘出口浓度小于10mg/Nm3。活性炭解析系统通过热风炉燃烧高炉煤气、焦炉煤气等燃料对活性炭进行间接加热，因此燃烧后的高温气体中含有约100ppm的SO2气体，其温度约在300℃左右。目前该燃烧后的高温气体大部分用于热风循环，用于减少高炉煤气、焦炉煤气或其它燃料的应用，同时为了保持热风循环系统中压力及含氧量稳定，需要时刻向烟道中排放，这部分外排气量约为循环量的10％，温度约300℃左右。现有技术中外排的气体直接排放，排放的加热气体中存在微量的SO2外排，对环境造成影响，并且也不能充分利用外排的热量，造成热量的浪费。因此，向烟道中排放的这部分外排气量的热量没有得到充分利用，造成能源浪费。不仅如此，这部分外排气量含有SO2气体，直接外排对周边环境造成污染。此外，吸附了污染物的活性炭采用解析塔进行解析。解析系统目的是对吸附了污染物的活性炭进行高温解析再生，生产气体中含有高浓度SO2、大量水分等多种污染物(SRG)，SRG气体送往制酸系统制酸。由于活性炭的吸附特性，烧结烟气中SO2及其他有害杂质几乎全部富集到SRG气体中。因此，在烧结净烟气中几乎测不到的有害成分在SRG烟气中都达到了很高的浓度，SRG烟气具有以下特点：(1)流量小、温度高，烟气平均温度约400℃，600m2烧结机SRG烟气流量(干基)为2000m3/h左右；(2)烟气SO2浓度高，SRG烟气中SO2质量分数可达25％(干基)；(3)烟气中水含量高，最高水含量能达到33％；(4)烟气CO含量高，质量分数约0.5％；(5)烟气中氨、氟、氯、汞等有害组分含量高，平均质量分数分别为3.1％/0.1％/1.6％/51mg/Nm3；(6)烟气尘含量高，尘平均在2g/m3左右；烟尘主要成分为活性炭，占到总尘量的65-85％。从中可知，SRG气体中含水量大，温度高，具有高温高腐蚀性质，因此制酸工序为玻璃钢材质，玻璃钢材质对温度要求很高，一般要求在100℃以下运行，但是SRG气体水分含量高，会造成如下不利影响：(1)为了处理SRG中的污染物，消耗大量水，造成资源浪费；(2)由于水的比热容较大，为了在玻璃钢材质的制酸系统中处理SRG气体，必须在SRG气体中加入水达到降温的目的，由于水分含量重，降温后温度相对较高，对玻璃钢材质寿命造成影响；(3)产生大量工艺废水。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于：防止用于解析的热风循环气体中所含的SO2直接外排，为解决这一问题，本专利技术提供一种能够去除外排SO2浓度的烟气净化装置。该装置将与待解析活性炭换热后的一部分外排热风引入二级吸附塔的烟气入口，一方面去除外排SO2浓度，同时加热二级吸附塔入口处的烟气，烟气温度得到提高。一般而言，二级吸附塔入口处烟气的SO2浓度越低，温度相应提高，脱硝率就越高。因此，该装置在去除外排SO2浓度的同时，还提高了脱硝效率及余热利用率。本专利技术的第二个目的在于：针对现有技术中SRG气体中水分含量重，不利于后续质酸处理的问题，本专利技术开发一种新的解析塔结构，依照活性炭吸附污染物的分解温度不同，通过分步加热的方法提前分离活性炭中的水分，减少SRG气体中水分含量，为下游制酸、废水处理工序正常运行创造良好条件。根据本专利技术提供的第一种实施方案，提供一种提高余热利用率及脱硝率的烟气净化装置。一种提高余热利用率及脱硝率的烟气净化装置，按照烟气走向，该装置包括一级吸附塔和设置在一级吸附塔下游的二级吸附塔。原烟气输送管道连接至一级吸附塔的烟气入口。一级吸附塔的烟气出口通过第一管道连接至二级吸附塔的烟气入口。该装置还包括解析塔。解析塔上设有加热段和冷却段。加热段的下部设有加热段气体入口，加热段的上部设有加热段气体出口。解析塔的加热段气体出口通过第二管道连接至二级吸附塔的烟气入口。作为优选，该装置还包括热风炉。热风炉上设有热风入口和热风出口。从热风炉的热风出口引出的第三管道连接至解析塔的加热段气体入口。从加热段气体出口引出的第四管道连接至热风炉的热风入口。第二管道为第四管道分出的支路。作为优选，所述解析塔包括自上而下设置的预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区、第一过渡段和第二过渡段。其中：预热区的下部设有预热区气体入口和预热区气体出口。水蒸气分解区的下部设有水蒸气分解区气体入口和水蒸气分解区气体出口。污染物分解区的下部设有污染物分解区气体入口和污染物分解区气体出口。冷却区的下部设有冷却区气体入口和冷却区气体出口。水蒸气分解区与污染物分解区之间为第一过渡段。污染物分解区与冷却区之间为第二过渡段。第一过渡段的侧壁上设有水蒸气出口。第二过渡段的侧壁上设有SRG气体出口。作为优选，冷却区气体入口与冷却气体输送管道连接。污染物分解区气体入口与第三管道连接。污染物分解区气体出口通过第五管道连接至水蒸气分解区气体入口。水蒸气分解区气体出口通过第四管道连接至热风炉的热风入口。作为优选，冷却区气体出口通过第六管道连接至预热区气体入口。作为优选，该活性炭解析塔还包括向解析塔上部通入氮气的氮气输送管道。氮气输送管道连接至解析塔，并且氮气输送管道与解析塔的连接位置位于预热区的上方。作为优选，氮气输送管道上设有氮气换热器。预热区气体出口通过第七管道连接至氮气换热器的加热介质通道的入口。作为优选，水蒸气出口通过第八管道输送至原烟气输送管道。SRG气体出口通过SRG气体输送管道输送至制酸系统。作为优选，所述二级吸附塔设置在一级吸附塔的一侧(例如右侧)。一级吸附塔的顶部设有一级吸附塔活性炭入口。一级吸附塔的底部设有一级吸附塔活性炭出口。二级吸附塔的顶部设有二级吸附塔活性炭入口。二级吸附塔的底部设有二级吸附塔活性炭出口。解析塔的顶部设有解析塔活性炭入口。解析塔的底部设有解析塔活性炭出口。其中，一级吸附塔活性炭出口与解析塔活性炭入口连接。解析塔活性炭出口与二级吸附塔活性炭入口连接。二级吸附塔活性炭出口与一级吸附塔活性炭入口连接。作为优选，该装置还包括第一输送机，用于将待再生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高余热利用率及脱硝率的烟气净化装置，按照烟气走向，该装置包括一级吸附塔(1)和设置在一级吸附塔(1)下游的二级吸附塔(2)；原烟气输送管道(L0)连接至一级吸附塔(1)的烟气入口(101)，一级吸附塔(1)的烟气出口(102)通过第一管道(L1)连接至二级吸附塔(2)的烟气入口(201)；该装置还包括解析塔(3)；解析塔(3)上设有加热段(4)和冷却段(5)；加热段(4)的下部设有加热段气体入口(401)，加热段(4)的上部设有加热段气体出口(402)；解析塔(3)的加热段气体出口(402)通过第二管道(L2)连接至二级吸附塔(2)的烟气入口。

【技术特征摘要】
1.一种提高余热利用率及脱硝率的烟气净化装置，按照烟气走向，该装置包括一级吸附塔(1)和设置在一级吸附塔(1)下游的二级吸附塔(2)；原烟气输送管道(L0)连接至一级吸附塔(1)的烟气入口(101)，一级吸附塔(1)的烟气出口(102)通过第一管道(L1)连接至二级吸附塔(2)的烟气入口(201)；该装置还包括解析塔(3)；解析塔(3)上设有加热段(4)和冷却段(5)；加热段(4)的下部设有加热段气体入口(401)，加热段(4)的上部设有加热段气体出口(402)；解析塔(3)的加热段气体出口(402)通过第二管道(L2)连接至二级吸附塔(2)的烟气入口。2.根据权利要求1所述的烟气净化装置，其特征在于：该装置还包括热风炉(6)；热风炉(6)上设有热风入口(601)和热风出口(602)；从热风炉(6)的热风出口(602)引出的第三管道(L3)连接至解析塔(3)的加热段气体入口(401)，从加热段气体出口(402)引出的第四管道(L4)连接至热风炉(6)的热风入口(601)；第二管道(L2)为第四管道(L4)分出的支路。3.根据权利要求1或2所述的烟气净化装置，其特征在于：所述解析塔(3)包括自上而下设置的预热区(A1)、水蒸气分解区(A2)、污染物分解区(A3)、冷却区(A4)、第一过渡段(A5)和第二过渡段(A6)；其中：预热区(A1)的下部设有预热区气体入口(A101)和预热区气体出口(A102)；水蒸气分解区(A2)的下部设有水蒸气分解区气体入口(A201)和水蒸气分解区气体出口(A202)；污染物分解区(A3)的下部设有污染物分解区气体入口(A301)和污染物分解区气体出口(A302)；冷却区(A4)的下部设有冷却区气体入口(A401)和冷却区气体出口(A402)；水蒸气分解区(A2)与污染物分解区(A3)之间为第一过渡段(A5)；污染物分解区(A3)与冷却区(A4)之间为第二过渡段(A6)；第一过渡段(A5)的侧壁上设有水蒸气出口(A7)；第二过渡段(A6)的侧壁上设有SRG气体出口(A8)。4.根据权利要求3所述的烟气净化装置，其特征在于：冷却区气体入口(A401)与冷却气体输送管道(L5)连接；污染物分解区气体入口(A301)与第三管道(L3)连接；污染物分解区气体出口(A302)通过第五管道(L6)连接至水蒸气分解区气体入口(A201)；水蒸气分解区气体出口(A202)通过第四管道(L4)连接至热风炉(6)的热风入口(601)。5.根据权利要求4所述的烟气净化装置，其特征在于：冷却区气体出口(A402)通过第六管道(L7)连接至预热区气体入口(A101)；和/或该活性炭解析塔(3)还包括向解析塔(3)上部通入氮气的氮气输送管道(L8)，氮气输送管道(L8)连接至解析塔(3)，并且氮气输送管道(L8)与解析塔(3)的连接位置位于预热区(A1)的上方。6.根据权利要求5所述的烟气净化装置，其特征在于：氮气输送管道(L8)上设有氮气换热器(A9)，预热区气体出口(A102)通过第七管道(L9)连接至氮气换热器(A9)的加热介质通道的入口；和/或水蒸气出口(A7)通过第八管道(L10)输送至原烟气输送管道(L0)；SRG气体出口(A8)通过SRG气体输送管道(L11)输送至制酸系统。7.根据权利要求1-6中任一项所述的烟气净化装置，其特征在于：所述二级吸附塔(2)设置在一级吸附塔(1)的一侧(例如右侧)；一级吸附塔(1)的顶部设有一级吸附塔活性炭入口(103)，一级吸附塔(1)的底部设有一级吸附塔活性炭出口(104)；二级吸附塔(2)的顶部设有二级吸附塔活性炭入口(203)，二级吸附塔(2)的底部设有二级吸附塔活性炭出口(204)；解析塔(3)的顶部设有解析塔活性炭入口(301)，解析塔(3)的底部设有解析塔活性炭出口(302)；其中，一级吸附塔活性炭出口(104)与解析塔活性炭入口(301)连接，解析塔活性炭出口(302)与二级吸附塔活性炭入口(203)连接，二级吸附塔活性炭出口(204)与一级吸附塔活性炭入口(103)连接。8.根据权利要求1-6中任一项所述的烟气净化装置，其特征在于：所述二级吸附塔(2)设置在一级吸附塔(1)的上部；二级吸附塔(2)的顶部设有二级吸附塔活性炭入口(203)；一级吸附塔(1)的底部设有一级吸附塔活性炭出口(104)；解析塔(3)的顶部设有解析塔活性炭入口(301)，解析塔(3)的底部设有解析塔活性炭出口(302)；其中，一级吸附塔活性炭出口(104)与解析塔活性炭入口(301)连接，解析塔活性炭出口(302)与二级吸附塔活性炭入口(203)连接。9.根据权利要求7所述的烟气净化装置，其特征在于：该装置还包括第一输送机(7)，用于将待再生活性炭从一级吸附塔活性炭出口(104)输送至解析塔活性炭入口(301)；该装置还包括第二输送机(8)，用于将再生活性炭从解析塔活性炭出口(302)输送至二级吸附塔活性炭入口(203)；该装置还包括第三输送机(9)，用于将脱硝后的活性炭从二级吸附塔活性炭出口(204)输送至一级吸附塔活性炭入口(103)。10.根据权利要求8所述的烟气净化装置，其特征在于：该装置还包括第一输送机(7)，用于将待再生活性炭从一级吸附塔活性炭出口(104)输送至解析塔活性炭入口(301)；该装置还包括第二输送机(8)，用于将再生活性炭从解析塔活性炭出口(302)输送至二级吸附塔活性炭入口(203)。11.根据权利要求4-7中任一项所述的烟气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊杰，魏进超，李小龙，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43