一种净化烧结烟气中CO和NOx的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种净化烧结烟气中CO和NOx的装置及方法，所述装置包括依次连接的脱硫单元、CO燃烧单元和脱硝单元，所述CO燃烧单元包括CO催化燃烧器，所述脱硝单元包括SCR反应器，所述CO催化燃烧器的出口与SCR反应器的入口相连。本发明专利技术通过在脱硫单元和脱硝单元间增加CO燃烧单元，利用CO的燃烧对烟气加热，既能够降低烟气再加热成本，又能显著降低烟气中CO的浓度，通过烟气换热实现热量的梯级利用，减少了热量损失；所述装置操作简单，可实现长期稳定低能耗运行，对烟气具有较强的适用性，具有良好的发展前景。

A Device and Method for Purifying CO and NOx in Sintering Flue Gas

The invention provides a device and a method for purifying CO and NOx in sintering flue gas. The device comprises successively connected desulfurization unit, CO combustion unit and denitrification unit. The CO combustion unit comprises a CO catalytic burner, the denitrification unit comprises a SCR reactor, and the outlet of the CO catalytic burner is connected with the entrance of the SCR reactor. By adding CO combustion unit between desulfurization unit and denitrification unit and heating flue gas by CO combustion, the invention can not only reduce the cost of flue gas reheating, but also significantly reduce the concentration of CO in flue gas, realize cascade utilization of heat through flue gas heat exchange, and reduce heat loss; the device has simple operation, can realize long-term stable and low energy consumption operation, and has strong flue gas performance. Applicability, has good prospects for development.

【技术实现步骤摘要】
一种净化烧结烟气中CO和NOx的装置及方法
本专利技术属于烟气净化
，涉及一种净化烧结烟气中CO和NOx的装置及方法。
技术介绍
近年来，随着环境问题的加剧，工业生产的减排技术也不断发展，大气污染物排放的治理是重要领域之一。随着大多数燃煤电厂常规脱硫脱硝除尘改造工作的完成，火电大气污染物正式迈进超净排放阶段，未来大气污染治理行业的增量市场将主要来自燃煤电厂超低排放改造和非电行业烟气治理两个领域。非电行业大气污染治理包括各种工业烟气的治理，涉及钢铁、水泥、冶金等，其中钢铁行业已经进入超低排放改造阶段。钢铁工业包括烧结，焦化，炼铁，炼钢，轧钢五个工序，其中烧结工序排放的NOx占钢铁主工序排放量总和的一半，因此，钢铁行业烧结工序烟气中氮氧化物(NOx)的控制是钢铁企业NOx减排的重点。目前，烧结烟气脱硝技术主要有活性炭吸附法、氧化脱硝法以及选择性催化还原脱硝(SCR)等。其中，活性炭吸附法使用的活性炭造价高，且活性炭吸附量有限，需要频繁再生，耗水量大，容易造成二次污染，另外再生过程中原料损耗大，使得投资成本及运行费用较高。氧化脱硝是指利用氧化剂首先将难溶于水的NO氧化为易溶的NO2，然后用水或碱溶液吸收，但是氧化脱硝常用的氧化剂O3的制备往往成本较高，且后续吸收效率受烟气条件影响较大，效率不稳定。而SCR技术目前己广泛应用于电厂脱硝，但由于SCR技术的操作温度高于烧结烟气很多，需要对烧结烟气进行加热，导致成本提高，对此进行的改进研究也多有报导。CN108479332A公开了一种低温烟气脱硫脱硝消白系统，包括湿法脱硫塔、气气换热器、脱硝反应器，湿法脱硫后的湿烟气与热气体混合预热后进入气气换热器，经加热后再与热气体混合升温后进入脱硝反应脱除氮氧化物，脱硝后的烟气经气气换热器降温后经烟囱排出，虽然在一定程度上降低了脱硝反应所需的热负荷，但仍然需要热气体补充热源。CN106287778A公开了一种用于烟气脱硫脱硝系统的燃烧式加热器装置，该装置通过在烟道上加装燃烧器和掺混器，利用燃料燃烧对低温烟气进行加热，使其达到脱硝催化剂的最适催化温度，但该装置也需要额外使用燃料，成本较高。除此之外，由于含碳物质在不完全燃烧时会产生的CO同样会对人体和环境造成危害，钢铁行业烧结工序产生的CO量也较大，而上述烟气处理过程也并不能对烟气中的CO进行处理。CO的燃烧热为280.04kJ/mol，热值较高，具有较高的利用价值，烧结烟气中的CO含量往往较高，如240m2的烧结机产生100万m3/h的烟气，CO浓度最大能达到9000mg/m3，若能合理利用，则可为烟气再加热提供热量，使烟气温度达到脱硝催化剂的活性范围。综上所述，烧结烟气的处理在脱硫脱硝的基础上，还需要能够脱除CO，以达到较高的净化效率，同时能够尽可能降低处理成本。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种净化烧结烟气中CO和NOx的装置及方法，本专利技术将烟气依次进行脱硫、脱除CO以及脱硝处理，先进行脱硫处理可以减少烟气中SO2对脱硝催化剂的毒害作用，脱除CO过程中实现对烟气的再加热使烟气温度达到脱硝反应所需温度，既能够减少CO的排放量，又能够降低再加热成本，上述过程实现了烟气的梯级净化，同时装置结构简单，操作方便。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种净化烧结烟气中CO和NOx的装置，所述装置包括依次连接的脱硫单元、CO燃烧单元和脱硝单元，所述CO燃烧单元包括CO催化燃烧器，所述脱硝单元包括SCR反应器，所述CO催化燃烧器的出口与SCR反应器的入口相连。本专利技术中，烟气净化装置依次包括脱硫单元、CO燃烧单元和脱硝单元，即依次进行脱硫、脱除CO和脱硝处理，将SCR脱硝反应器布置在脱硫单元之后，可以减少SO2对催化剂的毒害作用，提高SCR脱硝催化剂的使用寿命；在脱硝单元前设置CO燃烧单元，既可以脱除烟气中的CO，又可以利用其高热值点的特点，为烟气再加热，使进入后续SCR反应器的烟气温度达到脱硝催化剂的活性温度范围，提高烟气的处理效率；同时本专利技术所述装置结构简单，操作方便，投资运行成本较低。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，所述脱硫单元包括脱硫剂供给设备、喷淋设备和脱硫塔，所述脱硫剂供给设备与喷淋设备相连，所述喷淋设备设置于脱硫塔内，位于脱硫塔顶部。本专利技术中，脱硫处理采用半干法，可选地包括循环流化床法、密相干塔法或旋转喷雾干燥法中任意一种；所述脱硫单元的运行，如脱硫剂的供给、液体的喷淋等，由PLC控制系统进行控制。作为本专利技术优选的技术方案，所述CO催化燃烧器包括壳体、催化剂、保温层和蓄热体，所述保温层包覆在壳体外侧，所述催化剂和蓄热体设置在壳体内，蓄热体布置在催化剂周围。优选地，所述蓄热体的材质为陶瓷。优选地，所述催化剂为贵金属催化剂，优选为钯系催化剂。本专利技术中，在催化剂存在情况下，CO能够在较低温度下燃烧，为脱硫后的烟气加热；CO催化燃烧器设置保温层和蓄热体，可以避免CO燃烧放出的热量大量散失，充分用于烟气加热。优选地，所述SCR反应器包括喷氨格栅和脱硝催化剂床层，所述喷氨格栅设置于SCR反应器的烟气入口处。优选地，所述脱硝催化剂包括蜂窝式催化剂和/或板式催化剂。优选地，所述脱硝催化剂包括钒钨钛催化剂。优选地，所述CO催化燃烧器和SCR反应器之间还设有热风炉。本专利技术中，由于在点炉期间，装置的初始温度较低，依靠CO催化燃烧提供的热量无法达到SCR脱硝温度，因此设置了热风炉对烟气加热，在装置稳定运行后，热风炉可关闭，实现在启、停炉期间也能达到脱硝的目的。作为本专利技术优选的技术方案，所述装置还包括除尘单元，所述除尘单元包括第一除尘装置和第二除尘装置，所述第一除尘装置的气体出口与脱硫单元的气体入口相连，所述第二除尘装置的气体入口与脱硫单元的气体出口相连，所述第二除尘装置的气体出口与CO燃烧单元的气体入口相连。本专利技术中，由于烟气中通常含有大量粉尘，因此在脱硫脱硝前需要先进行除尘，而本专利技术中为了避免脱硫处理后剩余粉尘以及可能带出的脱硫剂颗粒对后续脱硝处理的影响，再次进行除尘。优选地，所述第一除尘装置为电除尘器。优选地，所述第二除尘装置为袋式除尘器。作为本专利技术优选的技术方案，所述装置还包括换热单元，所述换热单元位于脱硫单元和CO燃烧单元之间。优选地，所述换热单元包括换热器，所述换热器的冷源入口与第二除尘装置的气体出口相连，所述换热器的冷源出口与CO催化燃烧器的气体入口相连，所述换热器的热源入口与SCR反应器的气体出口相连。优选地，所述装置还包括烟囱，所述换热器的热源出口与烟囱相连。本专利技术中，由于脱硫后的烟气温度往往无法达到CO催化燃烧的温度，或者温度偏低，CO催化燃烧不足以使烟气升温到脱硝温度，而脱硝后的烟气温度往往较高，若直接排放既造成能量浪费，又容易损坏烟气排放装置，因此可以将脱硝处理后的烟气与除尘脱硫后的烟气进行换热，以实现热量的充分利用，提高装置的处理效率。另一方面，本专利技术提供了一种净化烧结烟气中CO和NOx的方法，所述方法采用上述装置进行，所述方法包括：烧结烟气经过脱硫处理后进入CO燃烧单元发生燃烧反应，之后进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种净化烧结烟气中CO和NOx的装置，其特征在于，所述装置包括依次连接的脱硫单元、CO燃烧单元和脱硝单元，所述CO燃烧单元包括CO催化燃烧器，所述脱硝单元包括SCR反应器，所述CO催化燃烧器的出口与SCR反应器的入口相连。

【技术特征摘要】
1.一种净化烧结烟气中CO和NOx的装置，其特征在于，所述装置包括依次连接的脱硫单元、CO燃烧单元和脱硝单元，所述CO燃烧单元包括CO催化燃烧器，所述脱硝单元包括SCR反应器，所述CO催化燃烧器的出口与SCR反应器的入口相连。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱硫单元包括脱硫剂供给设备、喷淋设备和脱硫塔，所述脱硫剂供给设备与喷淋设备相连，所述喷淋设备设置于脱硫塔内，位于脱硫塔顶部。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述CO催化燃烧器包括壳体、催化剂、保温层和蓄热体，所述保温层包覆在壳体外侧，所述催化剂和蓄热体设置在壳体内，蓄热体布置在催化剂周围；优选地，所述蓄热体的材质为陶瓷；优选地，所述催化剂为贵金属催化剂，优选为钯系催化剂；优选地，所述SCR反应器包括喷氨格栅和脱硝催化剂床层，所述喷氨格栅设置于SCR反应器的烟气入口处；优选地，所述脱硝催化剂包括蜂窝式催化剂和/或板式催化剂；优选地，所述脱硝催化剂包括钒钨钛催化剂；优选地，所述CO催化燃烧器和SCR反应器之间还设有热风炉。4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括除尘单元，所述除尘单元包括第一除尘装置和第二除尘装置，所述第一除尘装置的气体出口与脱硫单元的气体入口相连，所述第二除尘装置的气体入口与脱硫单元的气体出口相连，所述第二除尘装置的气体出口与CO燃烧单元的气体入口相连；优选地，所述第一除尘装置为电除尘器；优选地，所述第二除尘装置为袋式除尘器。5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括换热单元，所述换热单元位于脱硫单元和CO燃烧单元之间；优选地，所述换热单元包括换热器，所述换热器的冷源入口与第二除尘装置的气体出口相连，所述换热器的冷源出口与CO催化燃烧器的气体入口相连，所述换热器的热源入口与SCR反应器的气体出口相连；优选地，所述装置还包括烟囱...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱廷钰，刘霄龙，张诚，宁汝亮，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11