一种工业炉烟气余热梯级冷凝利用及脱硫脱硝一体化系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种工业炉烟气余热梯级冷凝利用及脱硫脱硝一体化系统，与工业炉对应设置，所述工业炉的上端部设置为对流换热段，包括化肥溶解罐、输送泵、溶液罐、计量分配装置、热解器、稀释风机、稀释风机加热器、烟气脱硝换热器、增压风机、空气风机、多股冷媒换热器、冷凝换热器、中和反应池、碱液池、烟气加热器以及烟囱。本发明专利技术具有如下优点：烟气余热回收大，实现了烟气余热利用及脱硫脱硝反应的有机结合，减少空间和场地占用，减少燃料消耗，提高工业铝的综合热效率，达到烟尘颗粒物零排放且消除烟囱“白烟”现象，达到节能及减排，消除视觉污染的目的，节能减排节水节蒸汽四效合一，应用范围广。

An Integrated System of Cascade Condensation Utilization and Desulfurization and Denitrification of Industrial Furnace Flue Gas Waste Heat

The invention discloses an integrated system of cascade condensation utilization and desulfurization and denitrification of industrial furnace flue gas waste heat, which corresponds to an industrial furnace. The upper end of the industrial furnace is provided with a convective heat exchange section, including a fertilizer dissolving tank, a conveying pump, a solution tank, a metering and distributing device, a pyrolysis device, a dilution fan, a dilution fan heater, a flue gas denitrification heat exchanger, a pressurized fan and an air fan. Multi-strand refrigerant heat exchanger, condensation heat exchanger, neutralization reaction pool, alkali liquid pool, flue gas heater and chimney. The invention has the following advantages: large waste heat recovery of flue gas, organic combination of waste heat utilization of flue gas and desulfurization and denitrification reaction, reduction of space and site occupancy, reduction of fuel consumption, improvement of comprehensive thermal efficiency of industrial aluminium, zero emission of dust particles and elimination of \white smoke\ phenomenon of chimney, energy saving and emission reduction, elimination of visual pollution, energy saving, emission reduction and water saving. Steam has four effects in one and has a wide range of applications.

【技术实现步骤摘要】
一种工业炉烟气余热梯级冷凝利用及脱硫脱硝一体化系统
本专利技术涉及一种工业炉烟气余热梯级冷凝利用及脱硫脱硝一体化系统。
技术介绍
现应用的脱硫和脱硝为两个独立的系统。且各自要求的反应温度不一样。常规脱硝系统一般采用SCR脱硝系统，反应的温度区间在250~590℃。脱硫反应温度在50~60℃。常规的脱硫系统，进入脱硫塔的烟气温度一般在120℃~150℃左右，而脱硫反应需要温度在50~60℃，因此需要把烟气用大量宝贵的水进行冷却，造成烟气最终排出至烟囱时，含水量很大。如果不进行烟气的再加热，会产生“湿烟囱”现象，对烟囱造成腐蚀破坏，造成安全隐患，影响安全生产；而烟气中携带的脱硫剂与烟气中SOx反应生成的产物会在烟囱出口附近冷凝落下形成“泥雨”，同样造成对环境的污染。造成视觉污染的烟囱“白烟”现象就是因为从脱硫后的烟气中携带大量的水蒸气及水形成的。常规脱硝系统一般采用SCR脱硝系统。反应区间温度在250~590℃。是目前最有效的脱硝方法，脱硝效率可达95%已上。现在应用的脱硫及SCR脱硝系统，为独立的系统，占地面积大，对现场空间要求高、一次投资大，操作运行费用高，易形成二次污染，而且是纯粹为环保排放达标而增设的系统，并未考虑烟气余热的综合利用。石油炼制、石油化工、化学、化纤、冶金钢铁、玻璃陶瓷建材等行业中广泛使用的工业炉，均设置有余热回收系统，一般采用空气预热器把从工业炉来的温度在300℃~450℃的烟气与常温燃烧用空气换热，降低排烟温度，提高燃烧空气温度，来回收烟气余热。一般排烟温度在120~200℃，热效率约为85～92%。烟气中仍然有大量物理显热没有得到有效利用。与此同时，由于燃料燃烧产生的烟气中含有大量水蒸气（含量10~20%），其汽化潜热（约占燃料低热值的10%）随烟气排出，造成很大能量浪费。而且低热效率下，烟气排放量大，污染物排放量大，污染物排放浓度高，环境污染严重。制约降低排烟温度、提高热效率的一个重要因素就是设备和管线的烟气露点腐蚀问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种烟气余热回收大，实现了烟气余热利用及脱硫脱硝反应的有机结合，减少空间和场地占用，减少燃料消耗，提高工业铝的综合热效率，达到烟尘颗粒物零排放且消除烟囱“白烟”现象，达到节能及减排，消除视觉污染的目的，节能减排节水节蒸汽四效合一，应用范围广的工业炉烟气余热梯级冷凝利用及脱硫脱硝一体化系统。本专利技术的技术方案是，一种工业炉烟气余热梯级冷凝利用及脱硫脱硝一体化系统，与工业炉对应设置，所述工业炉的上端部设置为对流换热段，包括化肥溶解罐、输送泵、溶液罐、计量分配装置、热解器、稀释风机、稀释风机加热器、烟气脱硝换热器、增压风机、空气风机、多股冷媒换热器、冷凝换热器、中和反应池、碱液池、烟气加热器以及烟囱，所述化肥溶解罐、输送泵、溶液罐、计量分配装置和热解器依次对应设置，并且所述计量分配装置通过氨喷嘴与热解器对应设置，所述热解器通过氨喷嘴与工业炉的炉口对应设置，所述工业炉和热解器均经氨喷嘴并通过备用催化剂层与烟气脱硝换热器的烟气通道入口对应设置，所述烟气脱硝换热器的烟气通道出口通过增压风机与多股冷媒换热器烟气通道入口对应设置，所述多股冷媒换热器的烟气通道出口与冷凝换热器的烟气通道入口对应设置，所述冷凝换热器的烟气通道出口既与中和反应池对应设置，还通过除雾器经烟气加热器的冷流体通道与烟囱对应设置，所述多股冷媒体换热器的冷流体通道出口与烟气脱硝换热器的冷流体通道入口对应设置，所述烟气脱硝换热器的冷流体通道出口既与工业炉的尾部烟道的氨喷嘴对应设置，还通过稀释风机经稀释风机加热器的冷流体通道与热解器对应设置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述热解器还与烟气脱硝换热器的烟气通道入口对应设置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述热解器还通过氨喷嘴与烟气脱硝换热器的烟气通道入口对应设置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述多股冷媒换热器的冷流体通道入口还对应设置有空气风机。在本专利技术一个较佳实施例中，所述烟气脱硝换热器的冷流体通道入口和冷流体通道出口还通过烟气温度补偿管线对应设置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述碱液池通过带泵的输液管线经碱喷嘴与冷凝换热器的烟气通道入口对应设置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述工业炉的颈部连通稀释风机加热器的烟气通道并与备用催化剂层对应设置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述增压风机还与烟气加热器的烟气通道入口对应设置，此时，烟气加热器的烟气通道出口还与多股冷媒换热器的烟气通道出口对应设置。本专利技术所述为一种工业炉烟气余热梯级冷凝利用及脱硫脱硝一体化系统，本专利技术具有如下优点：1、本系统实现了烟气余热的梯级冷凝利用，最大限度地回收了烟气余热；2、本系统实现了烟气余热利用及脱硫脱硝反应的有机结合；3、系统设置在工业炉尾部烟气出口处，随时可从系统中切出，不影响工业炉本体系统的正常生产运行；4、可在线施工，特别适用于现工业炉系统改造；5、在装有脱硝催化剂的空气预热器中，换热和脱硝反应同时进行，实现了换热脱硝一体化，减少空间和场地占用。且催化剂更换方便，不影响正常生产；6、回收120~200℃的低温烟气中的显热及大部分水蒸气潜热，减少燃料消耗，烟气冷凝水经过初步处理后，可作为锅炉系统原水使用，减少水资源消耗，提高工业炉的综合热效率；7、通过采用特殊材料及结构，解决露点腐蚀及酸碱腐蚀问题。保证系统设备及部件使用寿命；8、实现了烟气余热梯级冷凝利用及脱硫脱硝一体化，同时达到烟尘颗粒物零排放，且消除烟囱“白烟”现象；9、脱硝效率≥90%；NOx排放浓度可达10~20mg/m3及以下；10、脱硫效率≥90%；11、烟尘颗粒物排放基本为零；12无需额外增设脱硫塔；也无需消耗为满足脱硫反应温度而需要的冷却烟气用水，节约用水；减少脱硫反应所用碱液消耗；13、通过烟气冷凝器，烟气进一步降温（降温至30~60℃），烟气中水蒸气大部分被冷凝，减少烟气中水蒸气含量，冷凝液可以溶解吸收大部分SOx，并吸附烟气中的烟尘颗粒物；烟气得到净化，必要时，也可以在烟气冷凝器中设置脱硫碱液喷嘴系统，以达到更好的脱硫效率，使烟气得到更好的净化；14、烟气冷凝换热和脱硫反应在一台设备内进行，无需分别设置，减少占地面积，节省投资；15、烟气冷凝换热器内加热的冷媒，可以是锅炉软化水。从锅炉水系统来的软化水在进入热力除氧器前，在烟气冷凝换热器内加热至60~90℃，然后送入锅炉热力除氧器进行除氧，减少除氧蒸汽消耗；16、设置的除雾器，捕捉烟气中水雾滴，减少排放烟气中雾滴状存在的水；17、烟气升温器把冷烟气升温，使烟气扩散能力升高，降低烟囱附近局部地区污染物浓度（如果烟气中污染物浓度及水蒸气含量很低，可以不设烟气升温器），升温烟气所用热源也可以采用外部热源来加热烟气；18、能够同时达到烟气余热梯级冷凝利用及脱硫脱硝除尘除雾消白烟的目的，可实现烟气超洁净污染物零排放，保障生产安全的同时，达到节能及减排，消除视觉污染的目的；19、节能减排节水节蒸汽四效合一；20、系统简单，占地面积小，一次投资小，操作费用低；21、可广泛应用于各类中小型锅炉，石油炼制、石油化工、化学、化纤、冶金钢铁、玻璃陶瓷建材等行业中的工业炉系统。附图说明图1为本专利技术一种工业炉烟气余热梯级冷凝利用及脱硫脱硝一体化系统一较佳实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业炉烟气余热梯级冷凝利用及脱硫脱硝一体化系统，与工业炉对应设置，所述工业炉的上端部设置为对流换热段，其特征在于：包括化肥溶解罐、输送泵、溶液罐、计量分配装置、热解器、稀释风机、稀释风机加热器、烟气脱硝换热器、增压风机、空气风机、多股冷媒换热器、冷凝换热器、中和反应池、碱液池、烟气加热器以及烟囱，所述化肥溶解罐、输送泵、溶液罐、计量分配装置和热解器依次对应设置，并且所述计量分配装置通过氨喷嘴与热解器对应设置，所述热解器通过氨喷嘴与工业炉的炉口对应设置，所述工业炉和热解器均经氨喷嘴并通过备用催化剂层与烟气脱硝换热器的烟气通道入口对应设置，所述烟气脱硝换热器的烟气通道出口通过增压风机与多股冷媒换热器的烟气通道入口对应设置，所述多股冷媒换热器的烟气通道出口与冷凝换热器的烟气通道入口对应设置，所述冷凝换热器的烟气通道出口既与中和反应池对应设置，还通过除雾器经烟气加热器的冷流体通道与烟囱对应设置，所述多股冷媒体换热器的冷流体通道出口与烟气脱硝换热器的冷流体通道入口对应设置，所述烟气脱硝换热器的冷流体通道出口既与工业炉的尾部烟道的氨喷嘴对应设置，还通过稀释风机经稀释风机加热器的冷流体通道与热解器对应设置。...

【技术特征摘要】
1.一种工业炉烟气余热梯级冷凝利用及脱硫脱硝一体化系统，与工业炉对应设置，所述工业炉的上端部设置为对流换热段，其特征在于：包括化肥溶解罐、输送泵、溶液罐、计量分配装置、热解器、稀释风机、稀释风机加热器、烟气脱硝换热器、增压风机、空气风机、多股冷媒换热器、冷凝换热器、中和反应池、碱液池、烟气加热器以及烟囱，所述化肥溶解罐、输送泵、溶液罐、计量分配装置和热解器依次对应设置，并且所述计量分配装置通过氨喷嘴与热解器对应设置，所述热解器通过氨喷嘴与工业炉的炉口对应设置，所述工业炉和热解器均经氨喷嘴并通过备用催化剂层与烟气脱硝换热器的烟气通道入口对应设置，所述烟气脱硝换热器的烟气通道出口通过增压风机与多股冷媒换热器的烟气通道入口对应设置，所述多股冷媒换热器的烟气通道出口与冷凝换热器的烟气通道入口对应设置，所述冷凝换热器的烟气通道出口既与中和反应池对应设置，还通过除雾器经烟气加热器的冷流体通道与烟囱对应设置，所述多股冷媒体换热器的冷流体通道出口与烟气脱硝换热器的冷流体通道入口对应设置，所述烟气脱硝换热器的冷流体通道出口既与工业炉的尾部烟道的氨喷嘴对应设置，还通过稀释风机经稀释风机加热器的冷流体通道与热解器对应设置。2.根据权利要求1所述的工业炉烟气余热梯级冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：付玲君，
申请(专利权)人：上海孚旺炉业有限公司，付玲君，
类型：发明
国别省市：上海,31