本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種脫硫脫硝裝置。

背景技術(shù)：

鋼鐵燒結(jié)煙氣多污染物排放特征如下：

二氧化硫：燒結(jié)煙氣中的so2主要來源于鐵礦石和固體燃料(如煤粉)。鐵礦石中的硫通常以硫化物、硫酸鹽的形式存在，燃料煤中的硫多以有機(jī)硫的形式存在，硫化物和有機(jī)硫分解后很快和氧氣反應(yīng)而氧化為so2。

氮氧化物。燒結(jié)過程產(chǎn)生的nox主要包括no和no2。nox來源主要有兩部分：一是燒結(jié)點火階段，二是固體燃料燃燒和高溫反應(yīng)階段。nox產(chǎn)生途徑主要有3種：在燃燒條件下，空氣中的n2和o2反應(yīng)生成熱力型nox；燃燒過程中，空氣中的n2和燃料中的碳?xì)浠鶊F(tuán)反應(yīng)生成的hcn、cn等no前驅(qū)物又被進(jìn)一步氧化成為nox，為快速型nox；燃料中的氮在燃燒過程中被氧化成為燃料型nox。

so2和nox的濃度隨燒結(jié)機(jī)位置的不同而變化：機(jī)頭和機(jī)尾煙氣so2濃度低，中部煙氣so2濃度高；nox濃度沿?zé)Y(jié)方向的變化趨勢與so2不同，在機(jī)頭濃度最高，自燒結(jié)機(jī)中部到機(jī)尾，開始逐漸下降至最低值。燒結(jié)的不同階段so2和nox的含量均會發(fā)生變化，同時，在燒結(jié)機(jī)的不同位置，抽出的煙氣中的so2和nox的含量也不相同，而so2和nox的含量不同相應(yīng)的煙氣處理方法也不盡相同，如何正確判斷不同位置抽出的煙氣中的氣體組分，并根據(jù)氣體組分選擇最為適宜的處理方法為環(huán)保工作人員提出了新的難題，進(jìn)一步地，不同位置處的煙氣的溫度也差別很大，能否最大程度利用各個位置煙氣的自身特點，為各個位置處的煙氣自動選擇最為適宜的處理方法，并且使得各個位置煙氣的熱能能夠形成優(yōu)勢互補，最大化煙氣的脫硫脫硝效果，最終得到凈化后符合國家標(biāo)準(zhǔn)的可排放氣體是本申請中著重解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種脫硫脫硝裝置，能夠為各個位置處的煙氣自動選擇最為適宜的處理方法，并且使得各個位置煙氣的熱能能夠形成優(yōu)勢互補，最大化煙氣的脫硫脫硝效果，本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種脫硫脫硝裝置，所述脫硫脫硝裝置對于燒結(jié)機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫脫硝處理，沿所述燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)機(jī)臺車行進(jìn)方向設(shè)置有n個風(fēng)箱，所述n個風(fēng)箱分為一類風(fēng)箱、二類風(fēng)箱和三類風(fēng)箱，所述一類風(fēng)箱通過第一控制閥與吸附塔連通，所述三類風(fēng)箱通過第三控制閥與脫硫系統(tǒng)連通，所述第一控制閥和所述第三控制閥均受控于總控系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述二類風(fēng)箱通過第二控制閥與脫硝系統(tǒng)連接，通過第二控制閥與脫硫系統(tǒng)連接，所述第二控制閥開啟時，所述二類風(fēng)箱與脫硝系統(tǒng)鏈接，所述第二控制閥關(guān)閉時，所述二類風(fēng)箱與脫硫系統(tǒng)連接，所述第二控制閥受控于所述總控系統(tǒng)；

所述脫硫系統(tǒng)沿?zé)煔饬鹘?jīng)通路分別設(shè)置有第一混氣室、第一反應(yīng)室和除塵室，所述除塵室出口與所述吸附塔連通；

所述脫硝系統(tǒng)沿?zé)煔饬鹘?jīng)通路分別設(shè)置有第二混氣室、濕度調(diào)解室、第二反應(yīng)室和產(chǎn)物收集室；所述第一混氣室和所述第二混氣室通過第四控制閥連通，所述第四控制閥受控于所述總控系統(tǒng)；所述產(chǎn)物收集室的出口通過第五控制閥與所述第一混氣室連通，所述第五控制閥受控于所述總控系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述總控系統(tǒng)包括計氣體組分分析器、氣體溫度分析器、中控器和分控器，所述氣體組分分析器、氣體溫度分析器和所述分控器均受控于所述中控器，所述分控器用于控制第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥和第五控制閥；

每個目標(biāo)風(fēng)箱的煙氣出口處均設(shè)置有氣體感測裝置，所述氣體感測裝置與總控系統(tǒng)連通以使得所述總控系統(tǒng)根據(jù)氣體感測結(jié)果進(jìn)行氣體組分分析，所述氣體分析器包括氧化鋯基體，所述氧化鋯基體的材料為氧化釔穩(wěn)定氧化鋯，所述氧化鋯基體的一端并排設(shè)置有第一敏感級和第二敏感級，第一敏感級和第二敏感級均浸沒在二類風(fēng)箱的煙氣環(huán)境之中，所述氧化鋯基體的背側(cè)設(shè)置有參考電極，所述參考電極浸沒在大氣之中；所述第一敏感級和所述第二敏感級均獨立與所述參考電極連通；

所述氣體組分分析器獲取所述第一敏感級輸出的第一電動勢和所述第二敏感級輸出的第二電動勢，并根據(jù)所述第一電動勢和第二電動勢分析氣體組分并將分析結(jié)果傳輸至中控器；所述中控器根據(jù)所述分析結(jié)果控制所述二類風(fēng)箱對應(yīng)的第二控制閥。

進(jìn)一步地，在所述第一混氣室和所述第二混氣室連通的通路上，所述第四控制閥靠近第一混氣室的一側(cè)設(shè)置有第一溫度傳感器，所述第二混氣室內(nèi)設(shè)置有第二溫度傳感器，所述第一溫度傳感器和所述第二溫度傳感器的測量結(jié)果傳輸至氣體溫度分析器；

所述氣體溫度分析器將獲取到的第二混氣室的溫度t2和第一混氣室的溫度t1傳輸至中控器，所述中控器根據(jù)第二混氣室的溫度t2、第一混氣室的溫度t1以及第二混氣室的容積計算第一混氣室的氣體流入至第二混氣室的目標(biāo)流量，并根據(jù)所述目標(biāo)流量調(diào)節(jié)第四控制閥。

進(jìn)一步地，一類風(fēng)箱中的煙氣中so2濃度低于第一閾值、nox濃度低于第二閾值，并且煙氣溫度低于第四閾值，二類風(fēng)箱nox濃度高于第三閾值，并且溫度低于第五閾值，三類風(fēng)箱nox濃度低于第三閾值，并且溫度高于第五閾值。

進(jìn)一步地，所述第一閾值低于so2濃度的大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，所述第二閾值低于nox濃度的大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，所述第三閾值為進(jìn)行脫硝處理的臨界值；所述第四閾值為對煙氣進(jìn)行預(yù)熱回收的臨界值，所述第五閾值為進(jìn)行煙氣間熱交換的臨界值。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供一種脫硫脫硝裝置，具備下述有益效果：

(1)自動對各個風(fēng)箱中的煙氣進(jìn)行組分分析，從而自動為其選擇處理裝置，并將風(fēng)箱中的煙氣自動導(dǎo)入相對應(yīng)的處理裝置；

(2)自動控制各個處理裝置的運轉(zhuǎn)，并且通過處理裝置之間的連通控制使得各個位置煙氣的熱能能夠形成優(yōu)勢互補，最大化煙氣的脫硫脫硝效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的so2和nox的濃度變化示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的脫硫脫硝裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的脫硫脫硝裝置連通關(guān)系示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的控制系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

燒結(jié)工序是鋼鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，在燒結(jié)過程中原料含有的硫化物、氮化物經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)生成二氧化硫、氮氧化物等污染物，被燒結(jié)煙氣攜帶。

燒結(jié)煙氣不同于其他含塵氣體，有其獨有的特殊性。沿所述燒結(jié)機(jī)，不同風(fēng)箱抽出的煙氣組分具有明顯的差別。以風(fēng)箱數(shù)為24為例，如圖1所示，經(jīng)過測試得知，so2和nox的濃度隨燒結(jié)機(jī)位置的不同而變化：機(jī)頭和機(jī)尾煙氣so2濃度低，中部煙氣so2濃度高；nox濃度沿?zé)Y(jié)方向的變化趨勢與so2不同，在機(jī)頭濃度最高，自燒結(jié)機(jī)中部到機(jī)尾，開始逐漸下降至最低值。燒結(jié)機(jī)首部的煙氣平均溫度、so2和nox含量均較低，這部分煙氣不需要進(jìn)行脫硫脫硝處理；燒結(jié)機(jī)中部的煙氣so2和nox較高，但是平均溫度較低，這部分煙氣需要進(jìn)行脫硫脫硝處理，但是其溫度較低會導(dǎo)致脫硫脫硝處理效果較差；燒結(jié)機(jī)尾部煙氣的so2含量較高，需要進(jìn)行脫硫處理，但是其溫度又較高，顯然，燒結(jié)機(jī)中部和燒結(jié)機(jī)尾部的煙氣需要使用化學(xué)方法對其進(jìn)行脫硫和/或脫硝處理，這產(chǎn)生了兩個問題：(1)確定具體哪些風(fēng)箱的煙氣不進(jìn)行脫硫脫硝處理、進(jìn)行脫硫脫硝處理或進(jìn)行脫硫處理；(2)燒結(jié)機(jī)尾部的煙氣溫度過高，燒結(jié)機(jī)中部的煙氣溫度過低，能否實現(xiàn)這兩種煙氣的熱能互補，提升對于燒結(jié)機(jī)中部煙氣脫硫脫硝的效果，并且提升對于燒結(jié)機(jī)尾部煙氣脫硫的效果。

為實現(xiàn)上述兩個技術(shù)問題，本發(fā)明實施例一種脫硫脫硝裝置，如圖2所示，所述脫硫脫硝裝置對于燒結(jié)機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫脫硝處理，沿所述燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)機(jī)臺車行進(jìn)方向設(shè)置有n個風(fēng)箱，所述n個風(fēng)箱分為一類風(fēng)箱1、二類風(fēng)箱2和三類風(fēng)箱3，所述一類風(fēng)箱1通過第一控制閥11與吸附塔4連通，所述三類風(fēng)箱3通過第三控制閥31與脫硫系統(tǒng)5連通，所述第一控制閥11和所述第三控制閥31均受控于總控系統(tǒng)(圖中未示出)。

具體地，所述二類風(fēng)箱2通過第二控制閥21與脫硝系統(tǒng)6連接，通過第二控制閥21與脫硫系統(tǒng)5連接，所述第二控制閥21開啟時，所述二類風(fēng)箱2與脫硝系統(tǒng)6連接，所述第二控制閥21關(guān)閉時，所述二類風(fēng)箱2與脫硫系統(tǒng)5連接，所述第二控制閥21受控于所述總控系統(tǒng)；當(dāng)所述第二控制閥21開啟時，煙氣經(jīng)脫硝系統(tǒng)6、脫硫系統(tǒng)5和吸附塔4后被排出，當(dāng)所述第二控制閥21關(guān)閉時，煙氣經(jīng)脫硫系統(tǒng)6和吸附塔4后被排出。

如圖3所示，所述脫硫系統(tǒng)沿?zé)煔饬鹘?jīng)通路分別設(shè)置有第一混氣室、第一反應(yīng)室和除塵室，所述除塵室出口與所述吸附塔連通；

所述脫硝系統(tǒng)沿?zé)煔饬鹘?jīng)通路分別設(shè)置有第二混氣室、濕度調(diào)解室、第二反應(yīng)室和產(chǎn)物收集室；所述第一混氣室和所述第二混氣室通過第四控制閥連通，所述第四控制閥受控于所述總控系統(tǒng)；所述產(chǎn)物收集室的出口通過第五控制閥與所述第一混氣室連通，所述第五控制閥受控于所述總控系統(tǒng)。

具體地，一類風(fēng)箱中的煙氣中so2和nox均較低并且溫度較低，二類風(fēng)箱so2和nox濃度較高并且溫度較低，三類風(fēng)箱so2較高而nox較低，溫度較高，一類風(fēng)箱、二類風(fēng)箱和三類風(fēng)箱沿?zé)Y(jié)機(jī)臺車行進(jìn)方向布設(shè)。

在本實施例所述的脫硫脫硝裝置中，實現(xiàn)了對于一部分煙氣(二類風(fēng)箱)經(jīng)過經(jīng)脫硝系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)和吸附塔后被排出，對于另一部分煙氣(三類風(fēng)箱)經(jīng)脫硫系統(tǒng)和吸附塔后被排出，從而實現(xiàn)了對于燒結(jié)機(jī)不同部分的煙氣按其自身組分分別處理的目的。

如圖4所示，為實現(xiàn)煙氣組分的自動化分析和煙氣處理裝置的自動化選擇，所述總控系統(tǒng)包括氣體組分分析器、氣體溫度分析器、中控器和分控器，所述氣體組分分析器、氣體溫度分析器和所述分控器均受控于所述中控器，所述分控器用于控制第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥和第五控制閥；

每個目標(biāo)風(fēng)箱的煙氣出口處均設(shè)置有氣體感測裝置。所述目標(biāo)風(fēng)箱為不確定是二類風(fēng)箱還是三類風(fēng)箱的風(fēng)箱，即排除位于燒結(jié)機(jī)首部的若干風(fēng)箱(可以確定為一類風(fēng)箱)，和位于燒結(jié)機(jī)尾部的若干風(fēng)箱(可以確定為三類風(fēng)箱)之外的其它風(fēng)箱。具體地，一類風(fēng)箱和三類風(fēng)箱的數(shù)量可以根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定。所述氣體感測裝置與總控系統(tǒng)連通以使得所述總控系統(tǒng)根據(jù)氣體感測結(jié)果進(jìn)行氣體組分分析。

所述氣體感測裝置包括氧化鋯基體，所述氧化鋯基體的材料為氧化釔穩(wěn)定氧化鋯，所述氧化鋯基體的一端并排設(shè)置有第一敏感級和第二敏感級，第一敏感級和第二敏感級均浸沒在二類風(fēng)箱的煙氣環(huán)境之中，所述氧化鋯基體的背側(cè)設(shè)置有參考電極，所述參考電極浸沒在大氣之中；所述第一敏感級和所述第二敏感級均獨立與所述參考電極連通；所述第一敏感極由nio和三氧化二釔含量為5～8mole％的氧化鋯陶瓷材料的復(fù)合材料制成；所述第二敏感極由cuo層和覆蓋層構(gòu)成，覆蓋層由含mn元素0～10vol％的尖晶石材料制成。

所述氣體組分分析器獲取所述第一敏感級輸出的第一電動勢和所述第二敏感級輸出的第二電動勢，并根據(jù)所述第一電動勢和第二電動勢分析氣體組分并將分析結(jié)果傳輸至中控器；所述中控器根據(jù)所述分析結(jié)果控制所述二類風(fēng)箱對應(yīng)的第二控制閥。

具體地，所述氣體組分分析器中存儲有第一電動勢與no濃度之間的對應(yīng)關(guān)系，以及第二電動勢與no2濃度之間的對應(yīng)關(guān)系，所述氣體組分分析器根據(jù)第一電動勢和第二電動勢分析出nox的濃度，并將nox的濃度傳輸至中控器，若nox的濃度的濃度大于預(yù)設(shè)閾值，則說明當(dāng)前煙氣需要脫硝，則所述煙氣對應(yīng)的風(fēng)箱為二類風(fēng)箱，中控器控制所述風(fēng)箱對應(yīng)的第二控制閥開啟；若nox的濃度的濃度不大于預(yù)設(shè)閾值，則說明當(dāng)前煙氣不需要脫硝，則所述煙氣對應(yīng)的風(fēng)箱為三類風(fēng)箱，中控器控制所述風(fēng)箱對應(yīng)的第二控制閥關(guān)閉。

在實際的控制過程中，一類風(fēng)箱中的煙氣中so2濃度低于第一閾值、nox濃度低于第二閾值，并且煙氣溫度低于第四閾值，二類風(fēng)箱nox濃度高于第三閾值，并且溫度低于第五閾值，三類風(fēng)箱nox濃度低于第三閾值，并且溫度高于第五閾值。

所述第一閾值低于so2濃度的大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，所述第二閾值低于nox濃度的大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，所述第三閾值為進(jìn)行脫硝處理的臨界值；所述第四閾值為對煙氣進(jìn)行預(yù)熱回收的臨界值，所述第五閾值為進(jìn)行煙氣間熱交換的臨界值。因此，一類風(fēng)箱中的煙氣不需要進(jìn)行化學(xué)處理也不需要進(jìn)行預(yù)熱回收，可以直接進(jìn)入吸附塔進(jìn)行粉塵吸附后排入大氣；二類風(fēng)箱的煙氣需要進(jìn)行脫硝處理，因此進(jìn)入脫硝系統(tǒng)，后經(jīng)脫硫系統(tǒng)和吸附塔后排入大氣；三類風(fēng)箱的煙氣不需要經(jīng)過脫硝系統(tǒng)，可以經(jīng)過脫硫系統(tǒng)和吸附塔后排入大氣。需要強調(diào)的是，三類風(fēng)箱中的煙氣雖然也有部分nox，而脫硫系統(tǒng)對nox也具備一定的清楚能力，因此，三類風(fēng)箱中的煙氣不需要再經(jīng)過脫硝系統(tǒng)的處理。

通過上述裝置，本發(fā)明實施例自動確定了具體哪些風(fēng)箱的煙氣不進(jìn)行脫硫脫硝處理、進(jìn)行脫硫脫硝處理或進(jìn)行脫硫處理，并能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)煙氣組成實時切換其對應(yīng)的處理裝置的功能。

進(jìn)一步的，由上述可知，二類風(fēng)箱中的煙氣溫度低于第五閾值，而三類風(fēng)箱中的溫度高于第五閾值，可見二類風(fēng)箱中的煙氣和三類風(fēng)箱中的煙氣具備熱交換的條件，本發(fā)明實施例還進(jìn)一步提供了一種脫硝裝置，所述脫硝裝置能夠充分利用煙氣的熱能資源，實現(xiàn)余熱再利用。由于燒結(jié)機(jī)自身工作特點，三類風(fēng)箱的煙氣的溫度要遠(yuǎn)高于二類風(fēng)箱的煙氣溫度，而三類風(fēng)箱的煙氣首先進(jìn)入脫硫裝置，因此，從脫硫裝置的第一混氣室引出煙氣至脫硝裝置的第二混氣室，從而通過煙氣熱傳輸將第二混氣室中的煙氣控制在預(yù)設(shè)的溫度區(qū)間內(nèi)，在所述溫度區(qū)間內(nèi)，所述脫硝裝置能夠達(dá)到最好的脫硝效果。

為保證第二混氣室中的煙氣的溫度在所述溫度區(qū)間內(nèi)，在所述第一混氣室和所述第二混氣室連通的通路上，所述第四控制閥靠近第一混氣室的一側(cè)設(shè)置有第一溫度傳感器，所述第二混氣室內(nèi)設(shè)置有第二溫度傳感器，所述第一溫度傳感器和所述第二溫度傳感器的測量結(jié)果傳輸至氣體溫度分析器；

所述氣體溫度分析器將獲取到的第二混氣室的溫度t2和第一混氣室的溫度t1傳輸至中控器，所述中控器根據(jù)第二混氣室的溫度t2、第一混氣室的溫度t1以及第二混氣室的容積計算第一混氣室的氣體流入至第二混氣室的目標(biāo)流量，并根據(jù)所述目標(biāo)流量調(diào)節(jié)第四控制閥，從而控制第二混氣室的溫度，確保第二混氣室的溫度在溫度區(qū)間的范圍之內(nèi)，并且充分利用了第一混氣室的熱能資源。

具體地，所述脫硝裝置包括第二混氣室、濕度調(diào)解室、第二反應(yīng)室和產(chǎn)物收集室。設(shè)所述第二混氣室的溫度區(qū)間為[ta,tb],經(jīng)過所述濕度調(diào)節(jié)室進(jìn)行濕度調(diào)節(jié)之后，第二反應(yīng)室的溫度區(qū)間為[tc,td]，溫度區(qū)間為[tc,td]即為脫硝反應(yīng)的最佳反應(yīng)溫度區(qū)間。

在所述第二反應(yīng)室這種設(shè)置有一氨氣進(jìn)氣口，所述氨氣進(jìn)氣口用于向所述第二反應(yīng)室輸入氨氣，所述氨氣進(jìn)氣口處設(shè)置有第六控制閥，所述第六控制閥受控于所述總控系統(tǒng)。所述第二反應(yīng)室壁上還設(shè)置有若干出射窗安置臺，每個所述出射窗安置臺外均安裝一電子發(fā)生器，所述電子發(fā)生器包括具有一定寬度的真空室；位于真空室內(nèi)用于生成電子的電子發(fā)生裝置；以及細(xì)長噴嘴，該細(xì)長噴嘴從真空室沿著縱軸延伸，所述噴嘴頂端處架設(shè)與所述出射窗安置臺之上，電子發(fā)生器生成的電子眼所述出射窗安裝臺射入所述第二反應(yīng)室；所述電子發(fā)生器均受控于所述總控系統(tǒng)。

所述第二反應(yīng)室的氨氣進(jìn)氣口噴入氨氣。煙氣進(jìn)入第二反應(yīng)室后，在電子的作用下，產(chǎn)生大量的自由基，使煙氣中的nox與nh3進(jìn)行復(fù)雜而迅速化學(xué)反應(yīng)硝酸銨微粒，從而實現(xiàn)了脫硝。

進(jìn)一步地，進(jìn)入產(chǎn)物收集室，用靜電除塵方式，捕集煙氣中的硝酸銨。最后由設(shè)在產(chǎn)物收集室底部的刮板機(jī)刮出，進(jìn)行包裝或存儲以實現(xiàn)脫硝產(chǎn)物的再利用，經(jīng)由產(chǎn)物收集室出來的煙氣中的nox已經(jīng)能夠達(dá)到國家規(guī)定濃度，其經(jīng)由第五控制閥再次進(jìn)入第一混氣室，與需要脫硫的三類風(fēng)箱中的煙氣一起經(jīng)過脫硫系統(tǒng)的處理后進(jìn)入吸附塔，最后經(jīng)由吸附塔排入大氣。具體地，所述吸附塔內(nèi)布設(shè)有大量活性炭微粒。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。