本發(fā)明涉及煤焦化煙氣處理領域，尤其涉及一種煤焦化中低溫脫硫脫硝系統(tǒng)。

背景技術：

煤焦化又稱煤炭高溫干餾。以煤為原料，在隔絕空氣條件下，加熱到950℃左右，經高溫干餾生產焦炭，同時獲得煤氣、煤焦油并回收其它化工產品的一種煤轉化工藝。于此同時產生的煙氣污染物，包括有so2、nox、co2、hg等，為保護大氣環(huán)境，需要對煙氣進行處理后才能排放。

在脫硫工藝中按照治理工藝，可以分成干法脫硫、濕法脫硫和半干法脫硫。干法脫硫：主要的是循環(huán)流化床反應器脫硫。石灰石加入循環(huán)流化床鍋爐后，將發(fā)生兩步高溫氣固反應：燃燒分解反應和硫鹽化反應，通過這兩個反應來脫硫。

濕法脫硫：石灰石/石灰—石膏濕法，鍋爐煙氣經增壓風機增壓，通過氣－氣熱交換器交換熱降溫后進入脫硫塔，自下而上流經脫硫塔，與自上而下的石灰石/石灰漿液形成逆向流動，同時發(fā)生熱量交換和化學反應，除去煙氣中的so2。凈化后的煙氣經除霧器除去煙氣中攜帶的液滴，通過氣－氣熱交換器升溫后從煙囪排出。反應生成物caso3進入脫硫塔底部的漿液池，被通過增氧風機鼓入的空氣強制氧化，生成caso4，繼而生成石膏。為了使?jié){液池中的硫酸鈣保持一定的濃度，生成的石膏需不斷排出，新鮮的石灰石/石灰漿液需連續(xù)補充，石膏漿經脫水后得到純度較高的石膏。

半干法脫硫：噴霧干燥煙氣脫硫以及循環(huán)流化床煙氣脫硫(也可以為半干法，最后處理不同)。經破碎后石灰在消化池中經消化后，與脫硫副產物和部分煤灰混合，制成混合漿液，經漿液泵升壓送入旋轉噴霧器，經霧化后在塔內均勻分散。熱煙氣從塔頂切向進入煙氣分配器，同時與霧滴順流而下。霧滴在蒸發(fā)干燥的同時發(fā)生化學反應吸收煙氣中的so2。

在脫硝工藝中按照治理工藝，可以分成干法脫硝和濕法脫硝。目前比較流行的選擇性催化還原法(scr)和非選擇性催化還原法(sncr)。其中，scr是在催化劑的作用下，利用還原劑(液氨、氨水或者尿素)與煙氣中的nox反應生成無害的氨和水，從而脫除煙氣中的nox。選擇性是指在催化劑的作用和在氧氣存在條件下，nh3優(yōu)先和nox發(fā)生還原脫除反應，生成氮氣和水，而不和煙氣中的氧進行氧化反應。在催化劑的作用下，選擇性催化還原法(scr)的反應溫度在230～350℃之間。而我國焦爐煙氣余熱回收后溫度通常為180℃左右，沒有達到催化劑的活性要求。

技術實現要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種煤焦化中低溫脫硫脫硝系統(tǒng)，實現對煙氣的脫硫和脫硝工藝。

本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種煤焦化中低溫脫硫脫硝系統(tǒng)，其特征在于：包括用于存儲液氨的液氨罐、用于實現液氨氣化的蒸發(fā)器、用于將氨氣和空氣進行混合的混合器、用于將空氣引入混合器內實現對氨氣進行稀釋的稀釋風機、預熱器、scr反應器、用于對煙氣進行壓縮的壓縮器、對煙氣件加熱的加熱器、用于控制scr反應器內溫度的溫度控制器和用于對煙氣進行脫硫處理的脫硫裝置，液氨罐與蒸發(fā)器相連，蒸發(fā)器和混合器的其中一個進口端相連，稀釋風機與混合器的另外一個進口端相連，混合器的出口端和預熱器相連，需要處理的煙氣與壓縮器連接，壓縮器與加熱器連接，所述scr反應器包括位于反應腔體、位于反應腔體上部的噴氨格柵、填充于反應腔體內的催化劑以及成型于反應腔體外周部的恒溫控制腔，所述噴氨格柵上端與加熱器相連，噴氨格柵側部與預熱器相連，溫度控制器與恒溫控制腔相連，脫硫裝置包括石灰石漿液制備器、與石灰石漿液制備器相連通的氧化反應池、與氧化反應池并列設置的沉淀池、與沉淀池并列設備的澄清池、與scr反應器下部出口相連的增壓器、與增壓器相連的熱交換器、吸收塔，熱交換器的出氣口與吸收塔底部的進氣口連接，吸收塔底部的循環(huán)出氣口與氧化池連接，澄清池通過一循環(huán)泵與吸收塔頂部的噴淋組件相連，氧化池與一曝氣風機連接，所述催化劑主要成分以重量百分比計為tio275～81％，wo37～11％，mo30.5～1％，v2o50～3％，sio26～9％，al2o31～2％，cao0.5～2％，na2o0～0.5％，k2o0～0.5％。

優(yōu)選地，所述加熱器的加熱溫度為230～350℃。

優(yōu)選地，所述預熱器的加熱溫度為230～350℃。

優(yōu)選地，所述溫度控制器的控制溫度為300～400℃。

進一步地，所述煙氣在進入壓縮器前先通過除塵器。

優(yōu)選地，所述nh3和no的比例為1。

進一步地，所述沉淀池與一石膏制備設備連接，將沉淀池內氧化處理生成的硫酸鈣進行處理，經過旋流分離、真空脫水回收后制成石膏。

進一步地，所述吸收塔的噴淋組件具有多個縱向并列設置的噴淋口，實現對吸收塔進行分層噴淋，提高煙氣再吸收塔內的脫硫效果。

進一步地，所述吸收塔的頂部出氣口連通一除霧器，除霧器的出口連接煙囪，吸收塔出來的煙氣經過除霧器干燥后由煙囪排出。

與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：由于本發(fā)明焦爐煙氣余熱回收后溫度通常為180℃左右，而催化劑的反應溫度在230～350℃之間，沒有達到催化劑的活性要求，本發(fā)明利用壓縮器將需要處理的煙氣進行壓縮，一方面提高單位體積內氮氧化物和硫氧化物的濃度，另一方面有助于提高煙氣的溫度，同時，利用加熱器對煙氣在進入scr反應器前進行加熱，使得煙氣接近催化劑反應溫度，另外，本發(fā)明以氨氣作為脫硫和脫硝共同的還原劑，還原劑用罐裝卡車運輸，以液體形態(tài)儲存于氨罐中，液態(tài)氨在注入scr系統(tǒng)煙氣之前經由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化，氣化的氨和稀釋空氣混合，同時，經過預熱器預熱，使得還原劑和空氣混合氣體接近催化劑的催化溫度，通過噴氨格柵噴入scr反應器上端的煙氣中，同時，利用溫度控制器對scr反應器的反應腔體內的溫度進行控制，在scr反應器內煙氣、還原劑和催化劑反應腔體的溫度控制在理想的溫度范圍內，充分混合后的還原劑和煙氣在scr反應器中催化劑的作用下發(fā)生反應，去除nox，最后，去除了nox的煙氣再進行脫硫處理，具體地，石灰石漿液制備器將石灰石制成漿液輸送至氧化池內，經過沉淀池和澄清池的過濾作用，經循環(huán)泵輸送至吸收塔的噴淋組件內，噴淋組件在吸收塔內形成噴淋的石灰石漿液，另外，從scr反應器出來的煙氣經增壓器增壓，進入熱交換器控制調節(jié)煙氣的溫度，之后煙氣從吸收塔的底部進入，在吸收塔內煙氣和石灰石噴淋漿液充分接觸，去除了煙氣中的so2。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中煤焦化中低溫脫硫脫硝系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

實施例1

如圖1所示，本實施中的煤焦化中低溫脫硫脫硝系統(tǒng)，包括用于存儲液氨的液氨罐1、用于實現液氨氣化的蒸發(fā)器2、用于將氨氣和空氣進行混合的混合器3、用于將空氣引入混合器3內實現對氨氣進行稀釋的稀釋風機4、預熱器7、scr反應器5、用于對煙氣進行壓縮的壓縮器10、對煙氣件加熱的加熱器9、用于控制scr反應器5內溫度的溫度控制器8和用于對煙氣進行脫硫處理的脫硫裝置。

其中，液氨罐1與蒸發(fā)器2相連，蒸發(fā)器2和混合器3的其中一個進口端相連，稀釋風機4與混合器3的另外一個進口端相連，混合器3的出口端和預熱器7相連，優(yōu)選地，所述預熱器7的加熱溫度為230～350℃，需要處理的煙氣先通過除塵器11后與壓縮器10連接，壓縮器10與加熱器9連接，優(yōu)選地，加熱器9的加熱溫度為230～350℃，scr反應器5包括位于反應腔體53、位于反應腔體53上部的噴氨格柵51、填充于反應腔體53內的催化劑52以及成型于反應腔體53外周部的恒溫控制腔54，所述噴氨格柵51上端與加熱器9相連，噴氨格柵51側部與預熱器7相連，溫度控制器8與恒溫控制腔54相連，優(yōu)選地，所述溫度控制器8的控制溫度為300～400℃，脫硫裝置6包括石灰石漿液制備器61、與石灰石漿液制備器61相連通的氧化反應池63、與氧化反應池63并列設置的沉淀池64、與沉淀池64并列設備的澄清池65、與scr反應器5下部出口相連的增壓器69、與增壓器69相連的熱交換器601、吸收塔67，熱交換器601的出氣口與吸收塔67底部的進氣口連接，吸收塔67底部的循環(huán)出氣口與氧化池63連接，澄清池65通過一循環(huán)泵66與吸收塔67頂部的噴淋組件671相連，吸收塔67的噴淋組件671具有多個縱向并列設置的噴淋口672，實現對吸收塔67進行分層噴淋，提高煙氣再吸收塔67內的脫硫效果，氧化池63與一曝氣風機62連接，進一步地，沉淀池64與一石膏制備設備68連接，將沉淀池64內氧化處理生成的硫酸鈣進行處理，經過旋流分離、真空脫水回收后制成石膏，另外，吸收塔67的頂部出氣口連通一除霧器602，除霧器602的出口連接煙囪603，吸收塔67出來的煙氣經過除霧器602干燥后由煙囪603排出。

石灰石的脫硫機理為：

水的離解：

so2的吸收：

caco3的溶解：

在有氧存在時，hso3^-的氧化：

caso3和caso4的結晶

催化劑52主要成分以重量百分比計為tio275～81％，wo37～11％，mo30.5～1％，v2o50～3％，sio26～9％，al2o31～2％，cao0.5～2％，na2o0～0.5％，k2o0～0.5％。研究發(fā)現wo3與moo3均可提高催化劑52的熱穩(wěn)定性，并能改善v2o5與tio2之間的電子作用，提高催化劑52的活性、選擇性和機械強度，除此以外，moo3還可以增強催化劑52的抗as2o3中毒能力，催化劑載體主要起到支撐、分散、穩(wěn)定催化活性物質的作用，同時tio2本身也有微弱的催化能力，選用銳鈦礦型的tio2作為scr催化劑52的載體，與其他氧化物(如al2o3、zro2)載體相比，tio2抑制so2氧化的能力強，能很好的分散表面的釩物種和tio2的半導體本質。

另外，在壓縮器10中設置了no的濃度檢測器，在混合器3中設置了nh3的濃度檢測器，通過控制壓縮器10中的no的濃度以及控制混合器3中nh3的濃度，實現nh3和no的配比接近1，從而最大程度提高催化效果。

由于本發(fā)明焦爐煙氣余熱回收后溫度通常為180℃左右，而催化劑52的反應溫度在230～350℃之間，沒有達到催化劑52的活性要求，本發(fā)明利用壓縮器10將需要處理的煙氣進行壓縮，一方面提高單位體積內氮氧化物和硫氧化物的濃度，另一方面有助于提高煙氣的溫度，同時，利用加熱器9對煙氣在進入scr反應器5前進行加熱，使得煙氣接近催化劑52反應溫度，另外，本發(fā)明以氨氣作為還原劑，還原劑用罐裝卡車運輸，以液體形態(tài)儲存于氨罐1中，液態(tài)氨在注入scr反應器5之前，經由蒸發(fā)器2蒸發(fā)氣化，氣化的氨和稀釋空氣混合，同時，經過預熱器7預熱，使得還原劑和空氣混合氣體接近催化劑52的催化溫度，通過噴氨格柵51噴入scr反應器5上端的煙氣中，同時，利用溫度控制器8對scr反應器5的反應腔體53內的溫度進行控制，在scr反應器5內煙氣、還原劑和催化劑反應腔體53的溫度控制在理想的溫度范圍內，充分混合后的還原劑和煙氣在scr反應器5中催化劑52的作用下發(fā)生反應，去除nox，最后，煙氣進入脫硫裝置6進行脫硫處理，具體地，石灰石漿液制備器61將石灰石制成漿液輸送至氧化池63內，經過沉淀池64和澄清池65的過濾作用，經循環(huán)泵66輸送至吸收塔67的噴淋組件671內，噴淋組件671在吸收塔67內形成噴淋的石灰石漿液，另外，從scr反應器5出來的煙氣經增壓器69增壓，進入熱交換器601控制調節(jié)煙氣的溫度，之后煙氣從吸收塔67的底部進入，在吸收塔67內煙氣和石灰石噴淋漿液充分接觸，去除了煙氣中的so2，最后，煙氣經過除霧器602處理后，從煙囪603排出。

進一步地，電子對煙氣中的sox和nox的去除機理為：

主要經歷3個階段，

(1)、在電子束的作用下，煙氣中的主要成分被電離或激發(fā)，產生氧化性很強的自由基，如oh、o、ho2等；

(2)、產生的自由基以極快的速度氧化煙氣中的so2、nox，生成高價的硫氧化物和氮氧化物，繼而與水作用生成硫酸和硝酸等；

(3)、生成的硫酸和硝酸與事先加入的氨進行中和反應,生成硫酸銨和硝酸銨微粒；煙氣中未反應的氨在氣流中繼續(xù)進行熱化學反應生成硫酸銨。

h2so4+2nh3→(nh4)2so4

hno3+nh3→nh4no3

so2+2nh3+h2o+1/2o2→(nh4)2so4

實施例2

實施例2同實施例1，其中，催化劑52主要成分以重量百分比計為tio275％，wo37％，mo30.5％，sio26％，al2o31％，cao0.5％。預熱器7的加熱溫度為230℃；加熱器9的加熱溫度為230℃；溫度控制器8的控制溫度為300℃。

實施例3

實施例3同實施例1，其中，催化劑52主要成分以重量百分比計為tio277％，wo39％，mo30.6％，v2o51％，sio27％，al2o31.5％，cao1％，na2o0.2％，k2o0.3％。預熱器7的加熱溫度為280℃；加熱器9的加熱溫度為280℃；溫度控制器8的控制溫度為320℃。

實施例4

實施例4同實施例1，其中，催化劑52主要成分以重量百分比計為tio278％，wo310％，mo30.8％，v2o52％，sio28％，al2o31.8％，cao1.5％，na2o0.4％，k2o0.4％。預熱器7的加熱溫度為300℃；加熱器9的加熱溫度為300℃；溫度控制器8的控制溫度為380℃。

實施例5

實施例5同實施例1，其中，催化劑52主要成分以重量百分比計為tio281％，wo311％，mo31％，v2o53％，sio29％，al2o32％，cao2％，na2o0.5％，k2o0.5％。預熱器7的加熱溫度為350℃；加熱器9的加熱溫度為350℃；溫度控制器8的控制溫度為400℃。