一種焦爐廢氣新型脫硝的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于焦爐煙道廢氣無害化處理技術領域，尤其涉及一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，采用通過將焦爐廢氣加熱的技術工藝，通過將焦爐廢氣加熱到320℃～350℃，使目前焦爐廢氣的低溫脫硝改進為中溫脫硝技術；由于國內(nèi)外中溫脫硝技術成熟，催化劑成本低，脫硝效果好，應用普遍，因此可以解決國內(nèi)焦化行業(yè)脫硝行業(yè)普遍存在的技術難題，使焦化行業(yè)的焦爐廢氣凈化能夠滿足國家各項環(huán)保要求。
【專利說明】
一種焦爐廢氣新型脫硝的方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于焦爐煙道廢氣無害化處理技術領域，尤其涉及一種焦爐廢氣新型脫硝 的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，在能源消費中帶來的環(huán)境污染也越來越嚴重。其中， 大氣煙塵、酸雨、溫室效應和臭氧層的破壞已成為危害人民生存的四大殺手。燃料煙氣所含 的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等有害物質是造成大氣污染、酸雨和溫室效應的主要根源。
[0003] 在眾多的脫硝技術中，選擇性催化還原法(SCR)是脫硝效率最高，最為成熟的脫硝 技術。SCR方法已成為目前國內(nèi)外電廠脫硝比較成熟的主流技術。
[0004] SCR(Selective Catalytic Reduction)即為選擇性催化還原技術，是目前氨催化 還原法應用得最多的技術。SCR脫硝工藝的原理是在催化劑的作用下，還原劑(液氨)與煙氣 中的氮氧化物反應，生成無害的氮氣和水，從而去除煙氣中的NOx。其主要反應式為： 4N0 + 4NH3 + 〇2 -^ 4N2 + 6H2O (1) 2N〇2 + 4NH3 + O2 ^ 3N2 + 6H2O (2) 該反應沒有污染產(chǎn)物，不形成二次污染，裝置結構簡單，具有脫除效率高（可達90%以 上），運行可靠，便于維護等優(yōu)點。 催化劑作為SCR脫硝反應的核心，其質量和性能直接關系到脫硝效率的高低。目前脫硝 用催化劑種類可分為三類:高溫催化劑(450°C~600°C)、中溫催化劑(300°C~450°C)和低 溫催化劑(80°C~300°C)。目前商業(yè)上應用比較廣泛的是運行溫度處于300-450°C的中溫催 化劑，因此催化還原脫硝的反應溫度應控制在320-400°C。如果反應溫度太低，催化劑的活 性降低，脫硝效率下降，則達不到脫硝的效果。當反應溫度低于300°C時，在催化劑表面副反 應會加強，NH 3與SO3和H2O反應生成(NH4)2S〇4或NH 4HSO4,并減少與NOx的反應。同時生成物附 著在催化劑表面，堵塞催化劑的通道和微孔，降低催化劑的活性，使催化劑發(fā)生中毒直至催 化劑失效。
[0005] 目前在焦化行業(yè)，焦化廠的焦爐排出的焦爐廢氣，溫度均在280°C以下甚至更低。 由于焦爐廢氣溫度較低，該脫硝反應只能在低溫脫硝環(huán)境下進行。因此造成焦爐廢氣SCR脫 硝效率低，脫硝效果差，脫硝設備難以長期穩(wěn)定運行，目前國內(nèi)焦化行業(yè)還沒有成功長期運 行的脫硝裝置。同時低溫催化劑由于需要加入鉑(Pt)、鈀(Pd)等貴金屬元素，因此造成低溫 催化劑造價高昂，生產(chǎn)技術難度較高，并且催化劑容易中毒失效，脫硝效果差。
[0006] 同時低溫催化劑對于中溫和高溫催化劑來說，對原料品質要求也非常高，價格昂 貴，設備投資大，生產(chǎn)技術難度大，且國際上僅有為數(shù)不多的少數(shù)幾家公司擁該有該項技 術。即便如此，由于在低溫脫硝環(huán)境下，低溫催化劑也易發(fā)生中毒和失效，使催化劑喪失活 性能力，導致脫硝系統(tǒng)運行效果變差，脫硝能力降低，使排出的廢氣氮氧化物含量超過國家 或行業(yè)標準要求。
[0007] -般脫硝系統(tǒng)中，催化劑的成本費用可占總投資費用的40%_60%，催化劑的價格高 低，對于脫硝系統(tǒng)的投資來說至關重要。同時脫硝催化劑的使用壽命對于脫硝系統(tǒng)的運行 來說，也是最大的運行費用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對上述的焦化行業(yè)低溫脫硝效率低，脫硝效果差，焦化企業(yè)脫硝壓力、環(huán) 保壓力大的問題，設計了一種一種焦爐廢氣新型脫硝的方法。
[0009] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為， 一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，具體操作步驟如下： a) 焦炭在焦爐系統(tǒng)中進行燃燒產(chǎn)生的1號焦爐廢氣，此時1號焦爐廢氣的溫度Tf 280 °C，將1號焦爐廢氣經(jīng)第一輸送管道傳遞到焦爐廢氣加熱裝置內(nèi)，其目的是為了 1號焦爐廢 氣進行加熱，將1號焦爐廢氣加熱至溫度T為320°0350°C，得到2號焦爐廢氣； b) 步驟a)中的2號焦爐廢氣經(jīng)第二輸送管道，流經(jīng)噴氨機構進行噴氨處理，使2號焦爐 廢氣與氨進行充分混合，形成3號焦爐廢氣； c) 步驟b)中的3號焦爐廢氣經(jīng)第三輸送管道，流經(jīng)SCR反應器，進行氨氣脫硝處理，得到 4號焦爐廢氣； d) 步驟c)中的4號焦爐廢氣經(jīng)第四輸送管道，最后由焦爐廢氣排放機構將4號焦爐廢氣 排放到大氣中或者進入余熱鍋爐及脫硫系統(tǒng)中做進一步處理； 其中4號焦爐廢氣為經(jīng)過脫硝處理的焦爐廢氣。
[0010] 作為優(yōu)選，所述步驟a中的焦爐廢氣加熱裝置可為燃煤加熱爐、電加熱爐和燃氣加 熱爐中的一種。
[0011]作為優(yōu)選，所述第一輸送管道、第二輸送管道和第三輸送管道是具有保溫功能的 輸送管道，所述輸送管道上設置有相對應的控制閥。
[0012] 作為優(yōu)選，所述步驟b中的噴氨機構包括氨水處理器以及噴灑盤，所述氨水處理器 與噴灑盤之間通過軟管連接，所述噴氨機構中所噴灑的氣體為空氣與氨氣的混合物。
[0013] 作為優(yōu)選，所述步驟d中的焦爐廢氣排放機構包括廢氣輸送管和顆粒收集箱。
[0014] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于， 本發(fā)明通過將焦爐廢氣加熱到320°C~350°C，使目前焦爐廢氣的低溫脫硝改進為中溫 脫硝技術；由于國內(nèi)外中溫脫硝技術成熟，催化劑成本低，脫硝效果好，應用普遍，因此可以 解決國內(nèi)焦化行業(yè)脫硝行業(yè)普遍存在的技術難題，使焦化行業(yè)的焦爐廢氣凈化能夠滿足國 家各項環(huán)保要求;本發(fā)明不僅可大大降低脫硝設備投資成本和運行費用，還可以解決目前 國內(nèi)焦化行業(yè)普遍存在的脫硝難題，解決焦化行業(yè)內(nèi)急需解決的脫硝困難，為焦化行業(yè)在 氮氧化物脫除方面提供了一條新的工藝技術方案。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用 的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領 域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的 附圖。
[0016] 圖1為一種焦爐廢氣新型脫硝的方法的結構示意圖； 以上各圖中，1、焦爐系統(tǒng);21、第一輸送管道;22、第二輸送管道;23、第三輸送管道;24、 第四輸送管道;3、焦爐廢氣加熱裝置;4、噴氨機構;41、氨水處理器;42、軟管;43、噴灑盤;5、 SCR反應器;51、催化層;6、焦爐廢氣排放機構;61、顆粒收集箱;62、廢氣輸送管； 為焦爐廢氣的流向。
【具體實施方式】
[0017] 為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和實施例 對本發(fā)明做進一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的 特征可以相互組合。
[0018] 在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可 以采用不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開說明書的具體 實施例的限制。
[0019] 實施例1，如圖1所示，本發(fā)明提供了一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，具體操作步驟 如下： a) 焦炭在焦爐系統(tǒng)1中進行燃燒產(chǎn)生的1號焦爐廢氣，此時1號焦爐廢氣的溫度Tf 280 °C，將1號焦爐廢氣經(jīng)第一輸送管道21傳遞到焦爐廢氣加熱裝置3內(nèi)，其目的是為了 1號焦爐 廢氣進行加熱，將1號焦爐廢氣加熱至溫度T為320 °O350°C，得到2號焦爐廢氣;其焦炭在焦 爐系統(tǒng)1中進行燃燒排出的氣體通常都是小于等于280Γ的，如果將該溫度的焦爐廢氣直接 進行廢氣脫硝處理的話，一般則會采取低溫脫硝處理，因為考慮到低溫脫硝效率低、脫硝效 果差、催化劑易中毒失效等問題，發(fā)明人對1號焦爐廢氣進行了升溫處理，將其加熱到了溫 度T為320t>35(TC，使焦爐廢氣的氮氧化物脫除環(huán)境達到中溫脫硝工作環(huán)境要求，極大的 提高了氮氧化物脫除效果，提高了催化劑的活性和壽命以及脫硝系統(tǒng)的長期運行穩(wěn)定性； b) 步驟a)中的2號焦爐廢氣經(jīng)第二輸送管道22，流經(jīng)噴氨機構4進行噴氨處理，使2號焦 爐廢氣與氨進行充分混合，形成3號焦爐廢氣； c) 步驟b)中的3號焦爐廢氣經(jīng)第三輸送管道23，流經(jīng)SCR反應器5，進行氨氣脫硝處理， 得到4號焦爐廢氣； d) 步驟c)中的4號焦爐廢氣經(jīng)第四輸送管道24,最后由焦爐廢氣排放機構6將4號焦爐 廢氣排放到大氣中或者進入余熱鍋爐及脫硫系統(tǒng)中做進一步處理； 其中4號焦爐廢氣為經(jīng)過脫硝處理的焦爐廢氣。
[0020] 針對上述所述，焦爐煙道系統(tǒng)是焦爐系統(tǒng)1中焦爐煤氣燃燒產(chǎn)生的焦爐廢氣的排 出煙道出口；焦爐廢氣加熱裝置3是該新型脫硝技術中用以將焦爐廢氣加熱到中溫脫硝溫 度的專用設備;噴氨機構4是加入用以去除焦爐廢氣中的氮氧化物所需還原劑的設備;SCR 反應器5是用于放置脫硝用催化劑的脫硝反應設備，SCR反應器5采用了催化劑多層布置方 式，加長了焦爐廢氣、還原劑與催化劑的接觸時間，延長了脫硝還原反應時間，保證了脫硝 效果，提高了脫硝效率，可以完全滿足氮氧化物的排放指標滿足國家及行業(yè)標準要求;焦爐 廢氣排放機構6是脫硝后的焦爐廢氣排出的通道，其可以將4號焦爐廢氣直接排放到空氣 中，也可以連接到后續(xù)的余熱鍋爐及脫硫系統(tǒng)的通道 發(fā)明人為了使本發(fā)明的效果更好，還做了以下的設計： 焦爐廢氣加熱裝置3可為燃煤加熱爐、電加熱爐和燃氣加熱爐中的一種，發(fā)明人對焦爐 廢氣的溫度加熱處理，做了上三種選擇； 第一輸送管道21、第二輸送管道22和第三輸送管道23是具有保溫功能的輸送管道，輸 送管道上設置了相對應的控制閥，將各個輸送管道設計成帶有保溫功能的輸送管道，主要 是為了控制管道內(nèi)焦爐廢氣的溫度，控制閥則是控制焦爐廢氣的流量多少； 噴氨機構4包括氨水處理器41以及噴灑盤43,氨水處理器41與噴灑盤43之間通過軟管 42連接，噴氨機構4中所噴灑的氣體為空氣與氨氣的混合物； 焦爐廢氣排放機構6包括廢氣輸送管62和顆粒收集箱61，廢氣輸送管62是輸送焦爐廢 氣的，顆粒收集箱61主要是收集來自管道內(nèi)的顆粒。
[0021]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等 效實施例應用于其它領域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1. 一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，其特征在于，具體操作步驟如下： 焦炭在焦爐系統(tǒng)中進行燃燒產(chǎn)生的1號焦爐廢氣，此時1號焦爐廢氣的溫度T5 28(TC， 將1號焦爐廢氣經(jīng)第一輸送管道傳遞到焦爐廢氣加熱裝置內(nèi)，對1號焦爐廢氣進行加熱，將1 號焦爐廢氣加熱至溫度T為320°0350°C，得到2號焦爐廢氣； 步驟a)中的2號焦爐廢氣經(jīng)第二輸送管道，流經(jīng)噴氨機構進行噴氨處理，使2號焦爐廢 氣與氨進行充分混合，形成3號焦爐廢氣； 步驟b)中的3號焦爐廢氣經(jīng)第三輸送管道，流經(jīng)SCR反應器，進行氨氣脫硝處理，得到4 號焦爐廢氣； 步驟c)中的4號焦爐廢氣經(jīng)第四輸送管道，最后由焦爐廢氣排放機構將4號焦爐廢氣排 放到大氣中或者進入余熱鍋爐及脫硫系統(tǒng)中做進一步處理； 其中4號焦爐廢氣為經(jīng)過脫硝處理的焦爐廢氣。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，其特征在于，所述步驟a中的 焦爐廢氣加熱裝置可為燃煤加熱爐、電加熱爐和燃氣加熱爐中的一種。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，其特征在于，所述第一輸送管 道、第二輸送管道和第三輸送管道是具有保溫功能的輸送管道，所述輸送管道上設置有相 對應的控制閥。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，其特征在于，所述步驟b中的 噴氨機構包括氨水處理器以及噴灑盤，所述氨水處理器與噴灑盤之間通過軟管連接，所述 噴氨機構中所噴灑的氣體為空氣與氨氣的混合物。5. 根據(jù)權利要求1所述的一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，其特征在于，所述步驟d中的 焦爐廢氣排放機構包括廢氣輸送管和顆粒收集箱。
【文檔編號】B01D53/78GK106039958SQ201610534504
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】仲亞杰, 張聰, 荊蒙蒙, 王士平
【申請人】山東源根化學技術研發(fā)有限公司