一种基于烟气循环的炭素阳极焙烧预净化工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种基于烟气循环的炭素阳极焙烧预净化工艺，从焙烧炉与烟气净化装置之间的主烟道中抽出部分高温烟气，作为循环烟气，引入焙烧炉助燃空气管道进行混合，然后通入焙烧炉火道内，预净化焙烧烟气。与现有技术相比，本发明专利技术可以显著减少后续烟气处理量；回收焙烧炉循环烟气的热量，减少燃料消耗；利用焙烧炉火道高温实现循环烟气有机污染物的深度脱除；具有工艺简单，降低整体烟气净化一次性投资和运行成本的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于烟气循环的炭素阳极焙烧预净化工艺
本专利技术属于环境保护领域的烟气净化技术，具体是涉及一种炭素阳极焙烧烟气循环净化工艺。
技术介绍
我国原铝产量连续十余年位居世界第一，为电解铝提供阳极的炭素阳极产量也非常大，焙烧炉烟气是炭素行业大气污染物排放的主要来源之一，主要包含颗粒物、SO2、NOx、有机污染物等多种污染物，其中有机污染物，如苯并芘等是重要的致癌物质，环境保护部于2013年发布了《铝工业污染物排放标准准》(GB25465-2010)修改单，大幅度提高了以前的炭素行业焙烧炉烟气污染物排放标准。因此，在新标准的严格要求下，许多炭素企业面临集中整治甚至整体关停的风险。当前，炭素行业焙烧烟气大多采用电捕法除尘，湿法脱硫，和SCR等脱硝工艺去除颗粒物、硫氧化物和氮氧化物，对于沥青烟和有机污染物的治理关注不足，如果需要强化对沥青烟和有机污染物的控制有需要增加新的处理单元。同时，焙烧烟气量大，出口温度较高，需要首先降温才能利用后续烟气净化设备进行处理，造成了热量的损失。因此，开发一种节能的低成本焙烧烟气净化工艺具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于烟气循环的炭素阳极焙烧预净化工艺，将有机污染物深度脱除，同时可以实现热量的回收及减少燃料消耗，减少焙烧烟气处理量。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于烟气循环的炭素阳极焙烧预净化工艺，从焙烧炉与烟气净化装置之间的主烟道中抽出部分高温烟气，作为循环烟气，引入焙烧炉助燃空气管道进行混合，然后通入焙烧炉火道内，预净化焙烧烟气。进一步地，所述的焙烧炉排出的烟气先经过旋风除尘器，通过向其中添加定量吸附材料，并预先去除部分粉尘后再进行烟气循环。进一步地，所述的吸附材料为石油焦、煅后焦、炭素阳极等废料粉末，其粒径为100-300目，每立方烟气的吸附剂投加量为100-300mg。进一步地，采用引风机从主烟道中抽出体积百分含量10-40％的焙烧烟气进行循环。进一步地，所述的引风机为耐高温耐腐蚀的风机，将高温烟气引出输送至助燃空气管道。进一步地，所述的主烟道上设有一循环烟气引出管道，该循环烟气引出管道与主烟道之间的夹角为20-80°。进一步地，从主烟道抽出的循环烟气通过在线仪表进行监测后，经过流量控制装置后引入焙烧炉助燃空气管道。进一步地，所述的在线仪表监测烟气中氧气的含量和温度；进一步地，所述的流量控制装置为耐高温耐腐蚀的阀门。进一步地，采用补氧系统通过向循环烟气中补充其体积1-10％的纯氧，以确保其氧含量能满足循环烟气与助燃空气的充分燃烧。进一步地，从主烟道抽出的烟气温度在300-650℃范围内。进一步地，所述的烟气净化装置为常规的焙烧烟气净化装置，对污染物进行深度净化处理。与现有技术相比，本专利技术具有以下一些优点：1、本专利技术在焙烧炉出口设置一个旋风除尘器将烟气中的粉尘进行预脱除，然后通过主烟道连接常规的焙烧烟气净化装置，同时在烟气进入常规的焙烧烟气净化装置之前抽取部分烟气循环返回焙烧炉，通过烟气循环可以显著减少后续待净化处理的烟气量；2、通过循环利用高温焙烧炉烟气，可以回收循环烟气的热量，用于预热助燃烟气，并减少燃料消耗；3、利用焙烧炉火道高温实现循环烟气有机污染物的深度脱除，尤其是对沥青烟和有机污染物可通过循环烟气返回焙烧炉进行有效脱除；4、具有工艺简单，降低整体烟气净化一次性投资和运行成本的优点。5、现有的炭素阳极焙烧烟气净化的主流工艺是通过电捕焦去除粉尘和沥青烟，然后用湿法洗涤设备脱硫，没有采用烟气循环进行烟气处理的先例。其主要原因可能是由于烟气中含有大量的沥青烟和焦油之类的粘性污染物质，很容易在管道堆积，腐蚀堵塞管道，造成检修困难。为此，本专利技术先设置了一个旋风除尘系统，并利用炭素厂自有的石油焦、煅后焦、炭素阳极等工艺废料粉末对沥青烟和焦油进行初步的脱除，是的烟气较为洁净，然后进行循环处理时可以减少其对管道的不良影响。此外，针对循环烟气氧含量可能存在不足的问题，特意设置了氧含量监测系统和纯氧补充系统，可以保障焙烧炉火道燃料的充分燃烧，不会对原来的炭素焙烧工艺参数造成不良影响。附图说明图1为本专利技术烟气干法脱硫工艺的结构示意图；图2为烟气循环烟道与主烟道位置结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。下面结合具体附图和实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，一种基于烟气循环的炭素阳极焙烧烟气预净化工艺，燃料101和助燃空气102输入焙烧炉1内，在焙烧炉1内进行炭素阳极焙烧，产生的烟气先通过旋风除尘器2预先去除部分粉尘，然后通过主烟道3进入常规的焙烧烟气净化装置8(可以是现有烟气净化工艺中的任一种，如电捕焦、脱硝或脱硫工艺)，在主烟道3上设有一循环烟气引出管道4，该循环烟气引出管道4与主烟道3之间的夹角为20-80°(如图2所示)，所述的循环烟气引出管道4通过循环管道连接至焙烧炉前的助燃空气管道，循环管道上还设有烟气流量调节阀6、引风机5，利用引风机5从预除尘后的主烟道3中抽出部分高温烟气，通过在线仪表进行监测循环烟气中的氧气含量，如果氧气不足，通过补氧系统7向循环烟气中补充其体积1-10％的纯氧，以确保其氧含量能满足循环烟气与助燃空气的充分燃烧，并通过烟气流量调节阀6调节循环烟气流量，循环烟气引入焙烧炉助燃空气管道，与助燃空气102混合，利用循环烟气的热量加热助燃空气，减少燃料消耗，然后通入焙烧炉1火道内，利用火道内的高温将循环烟气中的挥发性有机污染物进行深度燃烧净化。按照焙烧烟气量为200000Nm3/h的系统为例进行说明，其烟气中的氧气含量按照15％进行计算。焙烧烟气经过旋风除尘器以后，通过引风机将一部分高温焙烧烟气直接从烟道中抽出，并且补充到火道入口，在火道内与助燃空气、燃料混合后进行焙烧。实施例1：1、向旋风除尘器内添加粒径为100-300目石油焦粉末作为吸附剂，每立方烟气的吸附剂投加量为200mg，利用旋风除尘器首先将高温的焙烧烟气进行预除尘处理，去除烟气中的大部分粉尘，并将预处理后的焙烧烟气维持在650℃之间，以便后续可以进行余热回收；2、利用引风机从旋风除尘器出口管道处引出10％(约20000Nm3/h)左右的高温循环烟气；3、将1200Nm3/h压力为0.6MPa的纯O2作为补充氧气，通入到循环烟道中，与循环烟气进行混合；4、将调节氧含量后的循环烟气经过多个喷口喷入到焙烧炉的火道内与助燃空气与燃料进行混合后燃烧。5、通过实验室200m3/h规模的模拟焙烧及烟气净化系统实验，经过实施例1所述工艺处理后，沥青焦油含量下降了约8％，燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于烟气循环的炭素阳极焙烧预净化工艺，其特征在于，从焙烧炉与烟气净化装置之间的主烟道中抽出部分高温烟气，作为循环烟气，引入焙烧炉助燃空气管道进行混合，然后通入焙烧炉火道内，预净化焙烧烟气。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于烟气循环的炭素阳极焙烧预净化工艺，其特征在于，从焙烧炉与烟气净化装置之间的主烟道中抽出部分高温烟气，作为循环烟气，引入焙烧炉助燃空气管道进行混合，然后通入焙烧炉火道内，预净化焙烧烟气。


2.根据权利要求1所述的一种基于烟气循环的炭素阳极焙烧预净化工艺，其特征在于，所述的焙烧炉排出的烟气先经过旋风除尘器，通过向其中添加定量吸附材料，并预先去除部分粉尘后再进行烟气循环。


3.根据权利要求2所述的一种基于烟气循环的炭素阳极焙烧预净化工艺，其特征在于，所述的吸附材料为石油焦、煅后焦、炭素阳极等废料粉末，其粒径为100-300目，每立方烟气的吸附剂投加量为100-300mg。


4.根据权利要求1所述的一种基于烟气循环的炭素阳极焙烧预净化工艺，其特征在于，采用引风机从主烟道中抽出体积百分含量10-40％的焙烧烟气进行循环。


5.根据权利要求4所述的一种基于烟气循环的炭素阳极焙烧预净化工艺，其特征在于，所述的引风机为耐高温耐腐蚀的风机，将高温烟气引出输送至助燃空气管道。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿赞，范兰，黄文君，丰来国，徐浩淼，晏乃强，高冠群，
申请(专利权)人：上海交通大学，盐城市兰丰环境工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31