烟气脱硝工艺以及烟气脱硝装置制造方法及图纸

一种烟气脱硝工艺，用于对烟气进行脱硝处理，所述烟气脱硝工艺包括：将燃料、烟气及气化剂通入还原反应器进行反应，生成含有可燃物的还原性烟气；以及将生成的还原性烟气和氧化剂通入补燃反应器，使得还原性烟气和氧化剂在补燃反应器内发生氧化反应，燃烧可燃物，生成待排烟气。本发明专利技术还提供了一种烟气脱硝装置。根据本发明专利技术的烟气脱硝工艺和烟气脱硝装置，其能够减小脱硝过程中所带来的额外污染物排放。

【技术实现步骤摘要】
烟气脱硝工艺以及烟气脱硝装置
本专利技术涉及化工
，具体地，涉及一种氮氧化物等的减排方法及装置，尤其涉及一种烟气脱硝工艺以及烟气脱硝装置。
技术介绍
大多数工业烟气中含有氮氧化物。研究表明，钢铁厂中各种设备放出的NOx总量在固定发生源中占第二位。其中，烧结生产过程NOx排放量约占钢铁厂NOx排放总量的一半左右。因此，对烧结烟气NOx排放量的严格控制，可有效降低钢厂的NOx的排放量。烧结烟气的脱硫问题越来越被重视，目前烧结机普遍增设了烟气脱硫设施。对于已经建好烧结烟气脱硫项目的钢厂，当钢厂烧结机采用湿法烟气脱硫工艺时，目前主流的烧结烟气脱硝工艺路线为：将烧结烟气升温(一般升温至320～450℃)，接着采用选择性催化还原(SCR)工艺对烟气进行脱硝，脱硝后的烟气通过换热降温后，进行湿法烟气脱硫；或，将烟气脱硝工艺置于脱硫工艺之后，烧结烟气先经过脱硫后，通过加热装置升温(一般升温至320～450℃)，接着采用SCR工艺对烟气进行脱硝，然后用换热装置进行降温处理，净化后烟气经烟囱排出。烧结烟气脱硝获得成功应用的工程案例特别少。目前主流的烧结烟气脱硝技术为将SCR脱硝工艺运用于烧结烟气。该工艺的主要困难一方面在于烧结烟气温度偏低(通常在150℃左右，低温烧结工艺的烧结烟气温度更低，约80℃)，达不到SCR催化剂的活性温度窗口。为适应脱硝所需温度，均需先对烟气进行加热升温。通常每生产1吨烧结矿产生约3000立方米烧结烟气，加热这些烧结烟气所需热量相当于燃烧约50千克煤炭。50千克燃煤所排放的NOx将完全抵消烧结烟气脱硝的减排效果。另一方面，烧结烟气排烟量波动、烟温低、湿度大、污染物浓度低且不稳定等多种特殊因素的影响，增加了对加热烟气温度控制的难度，一旦脱离SCR技术需要的反应温度窗口，将面临SCR催化剂失效的问题。第三，SCR的一次性投资高，催化剂占整个SCR脱硝装置的投资比例达到30％～40％。最后，烧结烟气中含有大量的挥发性有机化合物(VOC)，甚至有二噁英等多种有害物质，普通的脱硝工艺无法同时消除上述有害物质。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种新的烟气脱硝工艺和烟气脱硝装置。本专利技术的目的还在于提供一种烟气脱硝工艺和烟气脱硝装置，其能够减小脱硝过程中所带来的额外污染物排放。本专利技术的目的还在于提供一种烟气脱硝工艺和烟气脱硝装置，其对烟气参数波动的适应性强。本专利技术的目的还在于提供一种工艺简单、成本降低的烟气脱硝工艺和烟气脱硝装置。本专利技术的目的还在于提供一种烟气脱硝工艺和烟气脱硝装置，可同时解决烟气中含有的大量VOC、甚至二噁英等多种有害物质的排放的问题。为达到上述目的或目的之一，本专利技术的技术解决方案如下：一种烟气脱硝工艺，用于对烟气进行脱硝处理，所述烟气脱硝工艺包括：将燃料、烟气及气化剂通入还原反应器进行反应，生成含有可燃物的还原性烟气；以及将生成的还原性烟气和氧化剂通入补燃反应器，使得还原性烟气和氧化剂在补燃反应器内发生氧化反应，燃烧可燃物，生成待排烟气。根据本专利技术的一个优选实施例，还原反应器中的过量氧气系数小于1。根据本专利技术的一个优选实施例，所述过量氧气系数为0.7-0.9。根据本专利技术的一个优选实施例，向所述补燃反应器内通入的氧化剂的量使得总过量氧气系数达到1.1～1.4。根据本专利技术的一个优选实施例，所述烟气脱硝工艺还包括：使待排烟气通过换热装置，回收余热。根据本专利技术的一个优选实施例，所述燃料包括固体燃料、气体燃料和液体燃料中的至少一种。根据本专利技术的一个优选实施例，所述气化剂包括空气、富氧空气或纯氧，或者前述三者之一与水蒸汽的组合。根据本专利技术的一个优选实施例，所述还原性烟气含有的可燃物包括固定碳。根据本专利技术的一个优选实施例，所述还原反应器内的反应温度为800～1000℃。根据本专利技术的一个优选实施例，所述氧化剂为纯氧、富氧空气或空气。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种烟气脱硝装置，用于对烟气进行脱硝处理，所述烟气脱硝装置包括相互连通的还原反应器和补燃反应器，所述还原反应器上设置有燃料入口、气化剂入口、烟气入口和还原性烟气出口，所述还原反应器被配置为使通入的燃料、气化剂和烟气发生反应并生成含有可燃物的还原性烟气，并且还原性烟气通过还原性烟气出口排出，所述补燃反应器上设置有还原性烟气入口、氧化剂入口和待排烟气出口，所述补燃反应器被配置为使通入的还原性烟气与氧化剂发生燃烧反应，生成待排烟气，并将待排烟气从待排烟气出口排出，并且所述补燃反应器的还原性烟气入口与还原反应器的还原性烟气出口相连通。根据本专利技术的一个优选实施例，所述还原反应器被构造为循环流化床反应器。根据本专利技术的一个优选实施例，所述还原反应器上还设置有排渣口。根据本专利技术的一个优选实施例，所述补燃反应器上还设置有灰渣出口。根据本专利技术的一个优选实施例，所述烟气脱硝装置还包括换热装置，所述换热装置被配置为从补燃反应器排出的待排烟气中回收余热。本专利技术的烟气脱硝工艺和烟气脱硝装置适用于烧结烟气及其他烟气的脱硝。根据本专利技术的烟气脱硝工艺和烟气脱硝装置，解决了在SCR脱硝工艺中烟气(特别是烧结烟气)加热过程中由于燃料消耗所额外增加的NOx的排放问题，并且本专利技术的烟气脱硝工艺和烟气脱硝装置对烧结烟气排烟量、烟温、湿度、污染物浓度等多种烟气参数波动的适应性强。进一步地，本专利技术的烟气脱硝工艺和烟气脱硝装置不使用催化剂，因此系统简单，可显著降低投资及运行成本。此外，本专利技术的烟气脱硝工艺和烟气脱硝装置可同时解决烧结烟气中含有的大量VOC、甚至二噁英等多种有害物质的排放的问题。附图说明图1为根据本专利技术的烟气脱硝工艺的示意图；图2为根据本专利技术的实施例一的烟气脱硝装置的示意图；以及图3为根据本专利技术的实施例二的烟气脱硝装置的示意图。具体实施方式下面结合附图详细描述本专利技术的示例性的实施例，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。根据本专利技术的总体构思，提供了一种烟气脱硝工艺，用于对烟气进行脱硝处理，所述烟气脱硝工艺包括：将燃料、烟气及气化剂通入还原反应器进行反应，生成含有可燃物的还原性烟气；以及将生成的还原性烟气和氧化剂通入补燃反应器，使得还原性烟气和氧化剂在补燃反应器内发生氧化反应，燃烧可燃物，生成待排烟气。下面以烧结烟气为例说明本专利技术的技术原理。烧结烟气中的氮氧化物(NOx)主要以一氧化氮(NO)的形式存在，其含量占到烧结烟气NOx含量的90％以上。本专利技术将烧结烟气通入还原反应器中，一方面，通入还原反应器的燃料与气化剂以及烧结烟气中所含的少量氧气(烧结烟气含氧量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气脱硝工艺，用于对烟气进行脱硝处理，其特征在于：所述烟气脱硝工艺包括：/n将燃料、烟气及气化剂通入还原反应器进行反应，生成含有可燃物的还原性烟气；以及/n将生成的还原性烟气和氧化剂通入补燃反应器，使得还原性烟气和氧化剂在补燃反应器内发生氧化反应，燃烧可燃物，生成待排烟气。/n

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硝工艺，用于对烟气进行脱硝处理，其特征在于：所述烟气脱硝工艺包括：
将燃料、烟气及气化剂通入还原反应器进行反应，生成含有可燃物的还原性烟气；以及
将生成的还原性烟气和氧化剂通入补燃反应器，使得还原性烟气和氧化剂在补燃反应器内发生氧化反应，燃烧可燃物，生成待排烟气。


2.根据权利要求1所述的烟气脱硝工艺，其特征在于：还原反应器中的过量氧气系数小于1。


3.根据权利要求2所述的烟气脱硝工艺，其特征在于：所述过量氧气系数为0.7～0.9。


4.根据权利要求2所述的烟气脱硝工艺，其特征在于：向所述补燃反应器内通入的氧化剂的量使得总过量氧气系数达到1.1～1.4。


5.根据权利要求1所述的烟气脱硝工艺，其特征在于：所述烟气脱硝工艺还包括：使待排烟气通过换热装置，回收余热。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的烟气脱硝工艺，其特征在于：所述燃料包括固体燃料、气体燃料和液体燃料中的至少一种。


7.根据权利要求1-5中任一项所述的烟气脱硝工艺，其特征在于：所述气化剂包括空气、富氧空气或纯氧，或者前述三者之一与水蒸汽的组合。


8.根据权利要求1-5中任一项所述的烟气脱硝工艺，其特征在于：所述还原性烟气含有的可燃物包括固定碳。


9.根据权利要求1-5中任一项所述的烟气脱硝工艺，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱治平，王小芳，吕清刚，董鹏飞，王坤，高鸣，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11