一种高CO浓度烟气耦合低温SCR的处理系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种高CO浓度烟气耦合低温SCR的处理系统，通过将高CO浓度烟气分成三路，第一路烟气通入主反应塔进行CO催化氧化，第二路烟气通入调节塔进行CO催化氧化，第三路烟气通过旁路烟气输送管道直接输送，通过调控CO转化产热量的装置及控制系统，从而控制进入SCR反应器的烟气温度在一定的温度窗口内。本实用新型专利技术的技术方案实现不停机状态下更换或再生CO反应塔催化剂；通过控制CO转化率从而控制烟气温升，实现精准调控CO催化氧化带来的温升；从而保证了进入SCR反应器中烟气的温度在最优的活性反应温度窗口，进而保证了脱硝效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高CO浓度烟气耦合低温SCR的处理系统
本技术涉及一种脱硝脱碳系统，具体涉及一种高CO浓度烟气的脱硝脱碳系统，属于烟气净化

技术介绍
对于工业烟气、尤其钢铁工业的烧结机烟气而言，烟气脱硫脱硝技术是应用于多氮氧化物、硫氧化物生成化工工业的一项烟气净化技术。氮氧化物、硫氧化物是空气污染的主要来源之一。烟气同时脱硫脱硝技术目前大多处于研究和工业示范阶段，但由于其在一套系统中能同时实现脱硫和脱硝，特别是随着对NOX控制标准的不断严格化，同时脱硫脱硝技术正受到各国的日益重视。现有技术中，采用选择性催化还原SCR法脱硝，一般温度控制在150-400℃左右；如果采用选择性非催化还原SNCR法脱硝，一般温度控制在800℃～1100℃较为适宜。现有技术中优先将待处理烟气的温度调节到适合脱硫处理的温度范围，一般温度较低，然后将经过脱硫后的烟气进行升温，将其温度升高到适合脱硝的温度范围。此工艺过程，由于一般待处理烟气量大，因此需消耗大量的燃料用于加热经过脱硫处理后的烟气，造成资源的浪费和环境的二次污染。此外，由于待处理烟气均是由于燃料的燃烧产生，由于燃烧的充分程度和燃料不可能完全充分燃烧，因此，烟气中均含有一定量的一氧化碳。现有技术中，国家目前对于一氧化碳的排放标准没有明确规定，因此，对于待处理烟气一般只经过脱硫和脱硝处理后直接排放，烟气中的一氧化碳没有针对性的进行处理和利用，造成一氧化碳的直接排放。同时，一氧化碳为无色、无臭、无刺激性的气体；在水中的溶解度甚低，极难溶于水；与空气混合爆炸极限为12.5％～74.2％；一氧化碳极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息，严重时死亡；一氧化碳对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其对大脑皮质的影响最为严重。因此，一氧化碳的直接排放对环境污染极大。烧结烟气CO催化氧化脱除协同SCR脱硝是SCR技术能够成功应用于烧结烟气脱硝最有前景的技术方案之一。高CO浓度烟气采用低温SCR工艺进行脱硝时，CO催化氧化过程特有的烟气温升效应为低温SCR高效率脱除NOx创造了可能。然而，无论是低温SCR催化剂还是中高温SCR催化剂，均存在最优的活性反应温度窗口。当CO催化氧化脱除协同SCR脱硝工艺确定时，为保证SCR催化反应过程长期维持在一个理想稳定的脱硝水平，CO产热对烟气的温升作用需相对稳定。但是，随着烟气量、原烟气温度、烟气中CO浓度、烟气中其它组分等的变化，CO催化氧化产热过程将发生变化，继而导致进入SCR反应器前的烟气温度发生波动，影响脱硝反应过程。SCR催化剂仅在特定温度窗口下具备较高的催化活性，当CO浓度较高，催化氧化过程中产热过高时，有可能由于烟气温度高抑制低温SCR催化剂的催化活性，而烟气通常具有波动性，因此，如何控制进入SCR反应器前的烟气温度成为CO催化氧化脱除协同SCR脱硝成功应用于烧结烟气脱硝的重点和难点。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术的目的在于针对高CO浓度烟气的特点，通过分析高CO浓度烟气中CO的浓度，调节烟气的不同走向，使得进入SCR反应器中烟气的温度在最优的活性反应温度窗口。本技术提供一种高CO浓度烟气耦合低温SCR温度控制方法，通过将高CO浓度烟气分成三路，第一路烟气通入主反应塔进行CO催化氧化，第二路烟气通入调节塔进行CO催化氧化，第三路烟气通过旁路烟气输送管道直接输送，通过调控CO转化产热量的装置及控制系统，从而控制进入SCR反应器的烟气温度在一定的温度窗口内。本技术的技术方案实现不停机状态下更换或再生CO反应塔催化剂；通过控制CO转化率从而控制烟气温升，实现精准调控CO催化氧化带来的温升；从而保证了进入SCR反应器中烟气的温度在最优的活性反应温度窗口，进而保证了脱硝效率，同时是SCR催化剂高效、长寿命服役的基础。根据本技术的第一个实施方案，提供一种高CO浓度烟气耦合低温SCR温度控制方法。一种高CO浓度烟气耦合低温SCR温度控制方法，该方法包括以下步骤：1)识别获取高CO浓度烟气的总烟气量Q、高CO浓度烟气中的CO浓度C、高CO浓度烟气的温度T0；2)将高CO浓度烟气分成三路，第一路烟气通入主反应塔进行CO催化氧化，该路主反应塔烟气量记为Q1；第二路烟气通入调节塔进行CO催化氧化，该路调节塔烟气量记为Q2；第三路烟气通过旁路烟气输送管道直接输送，旁路烟气输送量记为Q3；3)将主反应塔CO催化氧化后排出的烟气、调节塔CO催化氧化后排出的烟气、旁路烟气输送管道内的烟气混合，得到SCR反应烟气，该混合后的SCR反应烟气的温度为T1；4)控制通入调节塔的烟气量Q2和通入旁路烟气输送管路的烟气量Q3，从而调节混合后SCR反应烟气温度T1的大小，使得SCR反应烟气的温度T1达到SCR反应窗口温度T适。在本技术中，根据混合后SCR反应烟气增加的热量W来源于主反应塔进行CO催化氧化的热量W1和调节塔进行CO催化氧化W2；即：W＝W1+W2。经过主反应塔进行CO催化氧化和调节塔进行CO催化氧化后烟气的温度升高量△T为：根据CO催化氧化过程，有：W1＝Q1·C·f(GHSV1)·η……II；W2＝Q2·C·f(GHSV2)·η……III；f(GHSV1)＝a·GHSV1+k……IV；f(GHSV2)＝a·GHSV2+k……V；GHSV1＝Q1/V……VI；GHSV2＝Q2/V……VII；得出：其中：Q：高CO浓度烟气总烟气量；Q1：主反应塔烟气量；Q2：调节塔烟气量；Q3为旁路烟气输送量；Cp：烟气比热容；△T：CO催化氧化前后烟气温度的变化量；f(GHSV1)：主反应塔CO催化氧化转化率；f(GHSV2)：调节塔下CO催化氧化转化率；a为主反应塔和调节塔内空速与CO催化氧化转化率的关系常数，为负值；k为主反应塔和调节塔内空速与CO催化氧化转化率的反应常数，为正值；GHSV1：主反应塔空速，GHSV1∈[5000,20000]；GHSV2：调节塔反应空速，GHSV2∈[5000,20000]；V：主反应塔和调节塔内催化剂装填量；W1：主反应塔产热量；W2：调节塔产热量；C：高CO浓度烟气中CO浓度；η：单位流量条件下CO转化为CO2时的放热量。根据式VIII可得，调节主反应塔烟气量Q1、调节塔烟气量Q2、旁路烟气输送量Q3，即可调节经过主反应塔进行CO催化氧化和调节塔进行CO催化氧化后烟气的温度升高量△T，即可调节SCR反应烟气的温度T1。作为优选，调节将高CO浓度烟气全部进入主反应塔，使得Q1＝Q，Q2＝Q3＝0，即烟气全部经过主反应塔进行CO催化氧化，然后将经过CO催化氧化后的SCR反应烟气输送至SCR反应器；判断：a)当T1大于T适时，调节将高CO浓度烟气分别输送至主反应塔和旁路输送管道，逐步调节输送进入旁路输送管道的烟气量，即：Q1逐渐减小，Q3逐渐增大；使得适时检测的SCR反应烟气的温度T1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高CO浓度烟气耦合低温SCR的处理系统，其特征在于，该系统包括：CO主反应塔(1)、CO调节塔(2)、旁路烟气输送管道(3)；通有高CO浓度烟气的总烟气管道(L0)分成三路：分别通过第一管道(L1)连接CO主反应塔(1)、第二管道(L2)连接CO调节塔(2)、连接旁路烟气输送管道(3)；CO主反应塔(1)通过第三管道(L3)排出CO催化氧化后的烟气，CO调节塔(2)通过第四管道(L4)排出CO催化氧化后的烟气；第三管道(L3)、第四管道(L4)、旁路烟气输送管道(3)的末端合并接入第五管道(L5)，第五管道(L5)的末端连接至SCR反应器(5)；其中：CO主反应塔(1)的高度为1-50m。/n

【技术特征摘要】
1.一种高CO浓度烟气耦合低温SCR的处理系统，其特征在于，该系统包括：CO主反应塔(1)、CO调节塔(2)、旁路烟气输送管道(3)；通有高CO浓度烟气的总烟气管道(L0)分成三路：分别通过第一管道(L1)连接CO主反应塔(1)、第二管道(L2)连接CO调节塔(2)、连接旁路烟气输送管道(3)；CO主反应塔(1)通过第三管道(L3)排出CO催化氧化后的烟气，CO调节塔(2)通过第四管道(L4)排出CO催化氧化后的烟气；第三管道(L3)、第四管道(L4)、旁路烟气输送管道(3)的末端合并接入第五管道(L5)，第五管道(L5)的末端连接至SCR反应器(5)；其中：CO主反应塔(1)的高度为1-50m。


2.根据权利要求1所述的高CO浓度烟气耦合低温SCR的处理系统，其特征在于：第一管道(L1)上设有第一气阀(K1)，第二管道(L2)上设置有第二气阀(K2)，旁路烟气输送管道(3)上设有第三气阀(K3)。


3.根据权利要求1或2所述的高CO浓度烟气耦合低温SCR的处理系统，其特征在于，该处理系统还包括：原烟气测温传感器(T0)、原烟气CO浓度检测传感器(N0)、原烟气气体流量传感器(G0)、第一气体流量传感器(G1)、第二气体流量传感器(G2)、第三气体流量传感器(G3)；原烟气测温传感器(T0)、原烟气CO浓度检测传感器(N0)、原烟气气体流量传感器(G0)设置在总烟气管道(L0)上；所述第一气体流量传感器(G1)设置在第一管道(L1)上；第二气体流量传感器(G2)设置在第二管道(L2)上，第三气体流量传感器(G3)设置在旁路烟气输送管道...

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