一種煙氣除塵脫硫脫硝協(xié)同處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種屬于鋼鐵企業(yè)燒結(jié)球團、焦?fàn)t煙氣綜合治理領(lǐng)域，確切地說是一 種煙氣除塵脫硫脫硝協(xié)同處理工藝。
[000引【背景技術(shù)】： 我國已投運或在建的燒結(jié)煙氣治理項目中，只脫硫不脫硝的占98%W上，脫硫脫硝一 體化的寥寥無幾，單純就脫硝而言，目前相對較成熟的煙氣脫硝技術(shù)主要有選擇性催化還 原技術(shù)（SelectiveCatalyticReduction,簡稱SCR)和選擇性非催化還原技術(shù)（Selective Non-化talyticRe化ction，簡稱SNCR)。此外，還有一些濕法脫除氮氧化物的技術(shù)。
[0003] 選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR):選擇性非催化還原技術(shù)是用畑3、氨水、尿素等還 原劑噴入燃燒室內(nèi)與NOx(氮氧化物）進行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加 入還原劑。還原劑噴入燃燒室溫度為85〇°c~Iiocrc的區(qū)域，該還原劑(尿素）迅速熱分解 成NHs并與煙氣中的NOx進行SNCR反應(yīng)生成N2,該方法是W燃燒室為反應(yīng)器。SNCR煙氣 脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為30%~40%。該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用是在20世紀70年代中期日本 的一些燃油、燃氣電廠開始的，歐盟國家一些燃煤電廠從80年代末也開始SNCR技術(shù)的工 業(yè)應(yīng)用。美國的SNCR技術(shù)在燃煤電廠的工業(yè)應(yīng)用是在90年代初開始的，目前世界上燃煤 電廠SNCR工藝的總裝機容量在5GWW上。由于SNCR工藝需要的反應(yīng)溫度太高（850°C~ 1100°C)，因此該技術(shù)不適用于鋼廠燒結(jié)煙氣脫硝。
[0004] 選擇性催化還原技術(shù)（SCR) :SCR工藝是將氨噴入燒結(jié)煙氣中，在催化劑的作用下 發(fā)生反應(yīng)。噴氨量與NOy入口濃度及NOx的脫除效率有關(guān)。設(shè)計的技術(shù)參數(shù)一定要令噴氨 量滿足脫除NOy的需要，同時不會產(chǎn)生大量的氨氣泄漏。SCR技術(shù)需要的反應(yīng)溫度窗口為 320°C~450°C。考慮到鋼廠燒結(jié)煙氣的實際狀況(溫度低、煙氣量波動大、含濕量高、粉塵成 分復(fù)雜）與燃煤鍋爐煙氣不同，只有在燃煤電廠中使用已經(jīng)成熟，該技術(shù)使用在鋼廠燒結(jié)煙 氣的脫硝中需要消耗大量能源，不適用與當(dāng)前面臨困境的鋼鐵企業(yè)，也違背節(jié)能環(huán)保的設(shè) 計初衷。
[0005] 活性焦脫硫脫硝一體化是在吸附塔內(nèi)同時脫硫脫硝的燒結(jié)煙氣治理工藝，在吸附 塔內(nèi)通過活性焦的被表面吸附，并在低溫下發(fā)生脫硫脫硝反應(yīng)，經(jīng)吸附飽和的活性焦進入 解析塔，經(jīng)加熱將活性焦上的污染物解析，回收富二氧化硫氣體并制硫酸。本工藝既脫硫又 脫硝，經(jīng)使用后的活性焦作為原料使用，不產(chǎn)生污水、副產(chǎn)物，是國內(nèi)燒結(jié)機煙氣治理較為 完善的方法，但由于其吸附一解析一制酸等工藝復(fù)雜，并需要消耗熱源達到解析，造成本工 藝方法投資、運行成本居高不下，直接限制了推廣速度。
[000引
【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的是，提供一種煙氣除塵脫硫脫硝協(xié)同處理工藝，就是針對現(xiàn)有鋼鐵企業(yè) 煙氣治理只脫硫不脫硝的不足、針對現(xiàn)有SCR法等脫硝大量消耗能源的不足、針對脫硫脫 硝一體化脫硝效率低的難題，而提供一種煙氣除塵脫硫脫硝協(xié)同處理工藝，該工藝方法既 能完善現(xiàn)有脫硫裝置使其實現(xiàn)二氧化硫、氮氧化物的總量減排，又可實現(xiàn)高效脫硝條件下 的低成本運行，有較高的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。活性焦脫硫脫硝一體化工藝是在同一裝置 內(nèi)完成脫硫脫硝，由于S化的優(yōu)先反應(yīng)，降低了活性焦的脫硝效率，本發(fā)明克服了活性焦吸 附法脫硫脫硝一體化的吸附塔因含有大量二氧化硫而降低脫硝效率的缺點。另外，低粉塵 煙氣有利于保持活性焦的活性，兩方面因素造成脫硝效率提高到85%W上。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種煙氣除塵脫硫脫硝協(xié)同處理工 藝，其步聚如下：①脫硫：氮氧化物含量300mg/Nm3,二氧化硫含量1500mg/Nm3的煙氣引入脫 硫塔；經(jīng)脫硫塔半干法脫硫后排出的煙氣參數(shù)為：溫度80°C，含塵濃度20mg/Nm3,氮氧化物 含量300mg/Nm3,二氧化硫含量《200mg/Nm3;②除塵：經(jīng)步驟①脫硫后的煙氣引入除塵裝置 內(nèi)進行除塵處理；③均勻布氣和噴氨：用導(dǎo)流管對步驟②除塵后的煙氣加W引導(dǎo)，使其分 布均勻、流動穩(wěn)定，并且，在布氣過程中向煙氣內(nèi)噴氨氣，使氨氣與煙氣充分混合；④脫硝： 導(dǎo)流管將步驟③分布均勻、流速平穩(wěn)且混有氨氣的煙氣向上通入安裝于除塵裝置上方的脫 硝裝置中，煙氣中的絕大部分氮氧化物與脫硝裝置內(nèi)活性焦催化作用下與氨氣，氨氣將氮 氧化物轉(zhuǎn)化為氮氣和水，即進行脫硝處理。
[0008] 所述導(dǎo)流管是穩(wěn)壓導(dǎo)流管，其包括外殼，外殼為由下而上的漸擴管，外殼內(nèi)上部安 裝支架，支架中部設(shè)有第一軸套，第一軸套內(nèi)安裝轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上安裝葉輪和噴氨管，噴氨管 位于葉輪下方，噴氨管上設(shè)有開口朝下的第二噴嘴，轉(zhuǎn)軸內(nèi)開設(shè)氣道，氣道與噴氨管相通， 轉(zhuǎn)軸下部開設(shè)側(cè)孔，側(cè)孔與氣道相通，轉(zhuǎn)軸下部安裝第二軸套，外殼側(cè)壁上安裝進氨管，第 二軸套內(nèi)壁上開設(shè)環(huán)形槽，進氨管的一端與環(huán)形槽相通，進氨管的另一穿出外殼外，環(huán)形槽 與側(cè)孔聯(lián)通，確保在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動過程中，側(cè)孔始終與環(huán)形槽聯(lián)通；第二軸套通過連桿與外殼連 接，外殼下部分別安裝環(huán)形噴氨管，環(huán)形噴氨管與外殼內(nèi)壁連接，環(huán)形噴氨管內(nèi)壁均勻開設(shè) 數(shù)個，環(huán)形噴氨管通過支管與進氨管聯(lián)通，外殼底部內(nèi)安裝一塊第一導(dǎo)向板和兩塊第二導(dǎo) 向板，第一導(dǎo)向板位于兩第二導(dǎo)向板中間，兩第二導(dǎo)向板構(gòu)成由下而上的漸擴通道，環(huán)形噴 氨管位于噴氨管與第一導(dǎo)向板之間，第一導(dǎo)向板和兩塊第二導(dǎo)向板間分別構(gòu)成布氣通道， 為煙氣進行導(dǎo)向使其均勻分布；步驟②除塵后的煙氣進入導(dǎo)流管，煙氣先經(jīng)第一導(dǎo)向板、第 二導(dǎo)向板布氣均勻后繼續(xù)上升，經(jīng)過環(huán)形噴氨管時，環(huán)形噴氨管通過第一噴嘴由外而內(nèi)向 煙氣噴氨氣，煙氣繼續(xù)上升經(jīng)噴氨管時，噴氨管通過第二噴嘴向下對煙氣噴氨氣，使煙氣與 氨氣混合，繼續(xù)上升的煙氣始終驅(qū)動轉(zhuǎn)軸帶動葉輪和噴氨管旋轉(zhuǎn)，葉輪旋轉(zhuǎn)能對煙氣和氨 氣進行攬拌使兩者進一步混合均勻。所述葉輪與噴氨管間的最短距離為1.5m至3m。所述 是布袋除塵器。所述包括箱體，箱體內(nèi)豎向安裝數(shù)個陶瓷除塵單元，每個陶瓷除塵單元由旋 風(fēng)子、導(dǎo)向器和出氣管連接構(gòu)成；導(dǎo)向器由豎管、螺旋葉片總成和圓柱筒連接構(gòu)成；圓柱筒 的上部均勻設(shè)有=個V型開口；圓柱筒內(nèi)安裝螺旋葉片總成，螺旋葉片總成有=個葉片；螺 旋葉片總成的外徑與圓柱筒的內(nèi)徑緊密配合；螺旋葉片總成中部安裝豎管，豎管的外徑與 螺旋葉片總成的內(nèi)徑緊密配合；V型開口、圓柱筒的內(nèi)壁、豎管的外壁及螺旋葉片總成連接 在一起，而構(gòu)成螺旋形導(dǎo)氣孔；圓柱筒的下端與旋風(fēng)子的上端連接；圓柱筒下端面座裝在 旋風(fēng)子上端面，其兩端面之間的間隙緊密配合，并兩端面間設(shè)有高溫陶瓷粘結(jié)劑層，兩端面 周圈的間隙設(shè)有密封層密封；豎管的上端與出氣管的下端連接；箱體內(nèi)數(shù)個陶瓷除塵單元 的旋風(fēng)子之間填充珍珠巖，珍珠巖上層面用40mm的抓±水泥密封，作為下密封層，起到密 封作用；下密封層與上密封層之間構(gòu)成進氣分配室，進入的煙氣分配到每個陶瓷除塵單元， 灰塵落于箱體底部的灰斗排出，潔凈氣體由出氣管排入導(dǎo)氣室；高溫?zé)煔饨?jīng)箱體側(cè)部的進 氣口進入進氣分配室，進氣分配室將煙氣分給所有陶瓷除塵單元；煙氣經(jīng)由每個陶瓷除塵 單元的螺旋形導(dǎo)氣孔進入旋風(fēng)子內(nèi)，在螺旋葉片總成旋轉(zhuǎn)向下，使粉塵沿旋風(fēng)子內(nèi)壁下落， 除塵后的煙氣向上經(jīng)出氣管進入出氣室排入導(dǎo)流管。所述密封層20是由抓±水泥混合料 制成，其厚度是40mm。所述的螺旋葉片總成與導(dǎo)向器的軸線的夾角為30°。所述脫硝裝置 是吸附塔。所述吸收的S02轉(zhuǎn)化成了硫酸巧，用于制蒸壓磚；脫除的NOx轉(zhuǎn)化成N2隨煙氣 排放。
[0009] 本發(fā)明的有益效果在于： 1、節(jié)省占地：目前國內(nèi)大部分燒結(jié)機已經(jīng)建成脫硫設(shè)施。本發(fā)明是在保留現(xiàn)有設(shè)施 的條件下增加脫硝及深度脫硫設(shè)施。本發(fā)明是在不增加占地的條件下，增加吸附脫硝等裝 置，比傳統(tǒng)的單獨脫硫+單獨脫硝節(jié)約占地40% ;比活性焦吸附法脫硫脫硝一體化節(jié)約占地 30%。如果現(xiàn)有設(shè)施為半干法脫硫，可W保留現(xiàn)有脫硫設(shè)施，直接在除塵器后增加脫硝吸附 塔，節(jié)約投資60%。占地小，投資省。
[0010] 2、脫硝效率高：經(jīng)申請人多年研究偶然發(fā)現(xiàn)，活性焦脫硫脫硝一體化工藝脫硝效 率低的根本原因在于：在活性焦同時脫硫脫硝工藝過程中，S〇2的脫除反應(yīng)優(yōu)先于NOx的脫 除反應(yīng)。在含有高濃度S〇2的煙氣中，活性焦主要進行的是SO2脫除反應(yīng)，NOx脫除為輔。由 于本發(fā)明工藝中煙氣經(jīng)半干法脫硫后，煙氣中的二氧化硫急劇減少，因此，大大減少了因二 氧化硫置換解析物理吸附氮氧化物的反應(yīng)。在S〇2濃度較低的煙氣中，NOx脫除反應(yīng)占主導(dǎo) 地位，S〇2脫除為輔。在脫硫后的凈煙氣中噴氨脫硝，僅有極少的SO2與氨反應(yīng)，保證了活性 焦表面不會因（NH4)2S04的生成造成活性焦孔隙堵塞或活性焦相互之間的粘連，同時降低了 NHs的用量，從而，實現(xiàn)在一臺塔內(nèi)實現(xiàn)脫硝協(xié)同脫硫。脫硝效率急劇增加到85%W上，比活 性