一種燒結煙氣脫硫脫硝裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金工業(yè)中環(huán)保領域，特別涉及一種燒結煙氣脫硫脫硝裝置及方法。
【背景技術】
[0002]中國的鋼鐵企業(yè)主要以“燒結-高爐-轉爐-連鑄”長流程冶煉生產為主，燒結工序是高爐煉鐵的原料供應工序，幾乎所有的大型鋼鐵企業(yè)都有燒結工序，鋼鐵企業(yè)的最大的污染源就來自燒結工序，燒結工序產生的燒結煙氣中平均SO2濃度在1000mg/Nm3以上，NOx濃度在400mg/Nm3以上。而2012年頒布的最新燒結機的煙氣排放標準中，一般新建燒結機的煙氣排放標準是SO2濃度在200mg/Nm3以內，N0X濃度在300mg/Nm3以內，細顆粒物濃度為30mg/Nm3以內，對于環(huán)保要求高的地區(qū)標準則變?yōu)镾O2濃度在180mg/Nm3以內，N0X濃度在300mg/Nm3以內，細顆粒物濃度為20mg/Nm3以內。并且，這一標準從2015年I月I日起在所有企業(yè)實施，而實際情況是除個別鋼鐵企業(yè)外幾乎所有的企業(yè)都沒有脫硝裝置，僅有傳統(tǒng)的脫硫裝置。傳統(tǒng)的脫硫方式主要有濕法和干法兩種，而目前60%以上的燒結脫硫采用石灰石-石膏法脫硫，這是一種濕法工藝，脫硫后產生的石膏銷路不好，而且生產工序復雜，有一定的水耗，目前不是最佳的脫硫工藝。對于煙氣脫硝，盡管目前工業(yè)上已經有成熟的脫硝工藝，如SCR工藝，但這一工藝僅限于煙氣溫度在350°C左右的高溫煙氣，而對于低溫燒結煙氣來說，如果要采用傳統(tǒng)的SCR脫硝方式，必須對煙氣進行加熱處理，使其溫度達到350°C左右，這將大大增加煙氣脫硝的成本；當然，煙氣也可以采用低溫催化劑進行脫硝處理。目前來看，直接將石灰石-石膏法脫硫后的煙氣進行低溫催化劑脫硝處理也是不現(xiàn)實的，因為傳統(tǒng)用石灰石膏濕法脫硫后煙氣中的水分含量很高，一般排放煙氣的水分體積含量在7%以上，這會嚴重影響到催化劑的使用效果，因此，傳統(tǒng)的石灰石-石膏法脫硫配加低溫催化脫硝的工藝是不可行的。
[0003]盡管目前我國僅太鋼采用的是活性焦同時脫硫脫硝的方式，而這種同時脫硫脫硝存在的問題是，煙氣中通入氨氣后會影響活性焦的脫硫效率，使得活性焦使用量大，總體設備投資和運行成本較高，因此，這也是活性焦同時脫硫脫硝所面臨的問題。
[0004]總之，在目前現(xiàn)有燒結煙氣濕法脫硫工藝的基礎上不能直接進行煙氣的脫硝，而采用活性焦同時脫硫脫硝的方式又面臨成本問題，因此，需要重新尋找合適的燒結煙氣脫硫脫硝的新方法和工藝。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的一個目的，是提供一種燒結煙氣脫硫脫硝裝置，能夠實現(xiàn)燒結煙氣同時脫硫脫硝處理，保證燒結煙氣排放達標，促進鋼鐵工業(yè)朝著綠色工業(yè)的方向發(fā)展。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供一種采用上述裝置的燒結煙氣脫硫脫硝方法。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術方案:
[0008]本發(fā)明提供一種燒結煙氣脫硫脫硝裝置，包括:煙氣除塵系統(tǒng)1、脫硫反應器2、脫硝反應器3、引風機4、煙囪5、活性焦解析塔6、硫酸制備系統(tǒng)7和氨氣系統(tǒng)8;其中:
[0009]煙氣除塵系統(tǒng)I的進氣端與燒結機的燒結煙氣排氣口連接，出氣端與脫硫反應器2進氣端連接;脫硫反應器2的出氣端連接脫硝反應器3的進氣端，脫硝反應器3的進氣端還連接有氨氣系統(tǒng)8，出氣端與引風機4的一端連接；引風機4的另一端連接煙囪5;
[0010]脫硫反應器2的頂部和底部分別設置有多個進料口和出料口，脫硫反應器2的進料口分別與活性焦解析塔6的出料口和新活性焦補充裝置9連接，脫硫反應器2的出料口與活性焦解析塔6的進料口連接；
[0011 ]活性焦解析塔6的排氣口與硫酸制備系統(tǒng)7連接。
[0012]所述煙氣除塵系統(tǒng)I包括多個電除塵器。
[0013]所述煙氣除塵系統(tǒng)I還包括高溫布袋除塵器，其濾材選用氟美斯，耐熱溫度最高達JlJ290 0C ο
[0014]本發(fā)明提供一種采用上述燒結煙氣脫硫脫硝裝置的燒結煙氣脫硫脫硝方法，包括如下步驟:
[0015]a、燒結煙氣從燒結機風箱排出后先經過煙氣除塵系統(tǒng)I，進行除塵；
[0016]b、除塵后的煙氣進入脫硫反應器2采用活性焦煙氣脫硫的方式進行脫硫，脫硫反應器2輸入的活性焦部分為再生后的活性焦，其余為新活性焦；
[0017]C、脫硫后的煙氣再進入脫硝反應器3脫硝，并且，煙氣進入脫硝反應器3之前，從氨氣系統(tǒng)8向煙氣管道中通入適量的氨氣，脫硝反應器3內裝有低溫脫硝催化劑，催化劑采用含CeO2陶瓷蜂窩載體的低溫脫硝催化劑，催化劑的使用溫度在100-250°C之間，脫硝效率在30%以上；
[0018]d、脫硝后的煙氣再經過引風機4從煙囪5排出。
[0019]所述步驟a中，進入煙氣除塵系統(tǒng)I的煙氣溫度小于250°C;經過除塵后的煙氣中粉塵量在15mg/Nm3以內。
[0020]所述步驟b中，脫硫反應器2內的活性焦從脫硫反應器頂部加入，底部排出，脫硫后的煙氣溫度降幅在100°c之內；其中活性焦的指標為，水分含量〈3%，灰分〈10%，揮發(fā)分2%-5% ,耐壓強度>300N/cm2，耐磨強度>98%，粒度在5mm_l2mm之間，堆密度580kg/m3-680kg/ m3，碘吸附值 >420mg/g，硫容量 > 18mg/g。
[0021]所述步驟b中，活性焦解析塔6輸出再生活性焦，脫硫反應器2排出的飽和后的活性焦15從活性焦解析塔6上部加入，解析后從下部排出，活性焦解析塔6內部采用間接加熱的方式來加熱活性焦，活性焦解析塔6的進料口和出料口都采用氮氣密封;從活性焦解析塔6排出的濃硫酸氣體12進入硫酸制備系統(tǒng)7制備硫酸，該氣體中SO2濃度大于10%。
[0022]所述步驟b中，脫硫反應器2中活性焦的排料速度小于或等于活性焦解析塔6處理活性焦的速度。
[0023]所述步驟c中，氨氣系統(tǒng)8是在脫硫后的煙氣進入脫硝反應器之前，根據煙氣中NOx濃度，將合適量的氨氣14噴入煙氣管道與煙氣混合，根據脫除NOx的需要，NH3 = NOx的摩爾比小于1.1。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0025](I)脫硫脫硝效率高，由于本方法和工藝采用活性焦脫硫、活性焦再生和硫酸制備等工藝過程，完全實現(xiàn)了脫硫過程零排放，盡管活性焦的磨損會產生的少量的活性焦粉末，但這些粉末完全可以代替煤粉使用，因此，此脫硫過程沒有固廢排放，脫硫效率可以達到90%以上;脫硫后的煙氣中S02、H20、粉塵等含量都很低，滿足低溫催化劑的對煙氣的脫硝要求，可以大大提尚脫硝效率。
[0026](2)工藝流程簡單，運行成本低。本脫硫脫硝方法和工藝的主流程上僅有除塵、脫硫、脫硝等三個主要環(huán)節(jié)串聯(lián)組成，工藝結構簡單;其次，運行過程中，活性焦再生后生產的硫酸產品可以抵消一部分脫硫成本，而脫硝使用的催化劑為一次性投資，其使用壽命在3年以上，因此，脫硝過程的成本較低。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明燒結煙氣脫硫脫硝的方法示意圖。
[0028]其中的附圖標記為:
[0029]I煙氣除塵系統(tǒng)2脫硫反應器
[0030]3脫硝反應器4引風機
[0031]5煙囪6活性焦解析塔
[0032]7硫酸制備系統(tǒng)8氨氣系統(tǒng)
[0033]9新活性焦補充裝置10再生后的活性焦
[0034]11新活性焦12濃硫酸氣體
[0035]13硫酸產品14氨氣
[0036]15飽和的活性焦16燒結煙氣
【具體實施方式】
[0037]下面結合實施例對本發(fā)明進行進一步說明。
[0038]如圖1所示，本發(fā)明的燒結煙氣脫硫脫硝裝置包括:煙氣除塵系統(tǒng)1、脫硫反應器2、脫硝反應器3、引風機4、煙囪5、活性焦解析塔6、硫酸制備系統(tǒng)7和氨氣系統(tǒng)8。
[0039]煙氣除塵系統(tǒng)I的進氣端與燒結機的燒結煙氣排氣口連接，出氣端與脫硫反應器2進氣端連接;脫硝反應器3的進氣端還連接有氨氣系統(tǒng)8，出氣端與引風機4的一端連接；弓丨風機4的另一端連接煙囪5。
[0040]脫硫反應器2的頂部和底部分別設置有進料口和出料口，脫硫反應器2的進料口分別與活性焦解析塔6的出料口和新活性焦補充裝置9連接，脫硫反應器2的出料口與活性焦解析塔6的進料口連接，使脫硫反應器2排出的飽和活性焦15返回活性焦解析塔6。
[0041 ]活性焦解析塔6的排氣口與硫酸制備系統(tǒng)7連接，將排出的濃硫酸氣體12輸入硫酸制備裝置7，制備硫酸廣品13。
[0042]所述煙氣除塵系統(tǒng)I包括多個電除塵器。
[0043]所述煙氣除塵系統(tǒng)I還包括高溫布袋除塵器，其濾材選用氟美斯，耐熱溫度最高達JlJ290 0C ο
[0044]本發(fā)明燒結煙氣脫硫脫硝方法包括如下步驟:
[0045]a、燒結煙氣從燒結機風箱排出后先經過煙氣除塵系統(tǒng)I，進行除塵;進入煙氣除塵系統(tǒng)I的煙氣溫度小于250°C ;經過除塵后的煙氣中粉塵量在15mg/Nm3以內；
[0046]b、除塵后的煙氣進入脫硫反應器2進行脫硫，采用活性焦煙氣脫硫的方式，脫硫反應器2輸入的活性焦大部分來自活性焦解析塔6的再生后活性焦10，少部分為新活性焦11;脫硫反應器2內的活性焦從脫硫反應器頂部加入，底部排出，脫硫后的煙氣溫度降幅在100°C之內；
[0047]c、脫硫后的煙氣再進入脫硝反應器3脫硝，并且，煙氣進入脫硝反應器3之前，必須從氨氣系統(tǒng)8向煙氣管道中通入適量的氨氣14，脫硝反應器3內裝有低溫脫硝催化劑，催化劑采用含CeO2陶瓷蜂窩載體的低溫脫硝催化劑，催化劑的使用溫度在100-250°C之間，，根據煙氣的不同特點，催化劑的脫硝效率在30%以上；
[0048]d、脫硝后的煙氣再經過引風機4從煙囪5排出。
[0049]步驟b中，使用的活性焦的指標為，水分