含氨廢水用于煙氣控溫的煙氣脫硫脫硝裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及含氨廢水用于煙氣控溫的煙氣脫硫脫硝裝置。更具體地說，本實(shí)用新型涉及在活性炭吸附塔的上游或前端對(duì)煙氣(燒結(jié)煙氣)同時(shí)采用了噴水降溫及兌冷風(fēng)降溫的措施來控制進(jìn)入吸附塔的煙氣溫度在100?150°C范圍，優(yōu)選控制在120?140°C范圍的方法和裝置，這些屬于燒結(jié)煙氣處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于工業(yè)煙氣、尤其鋼鐵工業(yè)的燒結(jié)機(jī)煙氣而言，采用包括活性炭吸附塔和解析塔的大型干法脫硫、脫硝裝置和工藝是比較理想的?；钚蕴繜煔鈨艋夹g(shù)具有能夠同時(shí)脫硫脫硝、實(shí)現(xiàn)副產(chǎn)物資源化、吸附劑可循環(huán)使用、脫硫脫硝效率高等特點(diǎn)，是非常具有發(fā)展前景的脫硫脫硝一體化技術(shù)。在包括活性炭吸附塔和解析塔(或再生塔)的脫硫、脫硝裝置中，活性炭吸附塔用于從燒結(jié)煙氣或廢氣(尤其鋼鐵工業(yè)的燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)煙氣)吸附包括硫氧化物、氮氧化物和二惡英在內(nèi)的污染物，而解析塔用于活性炭的熱再生。
[0003]然而，對(duì)于高度到達(dá)幾十米的脫硫脫硝塔，吸附塔內(nèi)活性炭床層的溫度控制面臨巨大的挑戰(zhàn)。
[0004]對(duì)于活性炭法煙氣凈化技術(shù)而言，活性炭吸附塔內(nèi)活性炭床層的正常工作溫度為100?160°C，優(yōu)選控制在120?150。。。
[0005]一方面，為了防止床層中的活性炭燃燒，嚴(yán)格控制活性炭床層溫度低于165°C、優(yōu)選低于160°C。這是因?yàn)?，雖然活性炭的燃點(diǎn)在430°C左右，然而在活性炭表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)一般為放熱反應(yīng)，且煙氣中的粉塵中含有少量易燃、助燃物質(zhì)，并且活性炭本身也夾帶易燃性粉塵。如果沒有嚴(yán)格控制吸附塔內(nèi)的溫度，則這些易燃性物質(zhì)或易燃性粉塵的存在隨時(shí)造成安全隱患，輕則可能導(dǎo)致幾十米高的吸附塔內(nèi)活性炭自燃，嚴(yán)重則導(dǎo)致粉塵爆炸，這兩種事故的出現(xiàn)對(duì)于大型的脫硫脫硝塔裝置而言都是災(zāi)難性的。所以，為了安全起見，一般設(shè)置活性炭床層溫度報(bào)警溫度為165°C。燒結(jié)原煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)加壓后溫度一般為900C _200°C、更一般為100-180°C之間，而且燒結(jié)煙氣中氧含量高，塔內(nèi)活性炭表面氧化后床層溫度會(huì)比進(jìn)口煙氣溫度高出5-15°C，因此為了確保脫硫脫硝裝置的安全運(yùn)行，需要對(duì)進(jìn)入吸附塔的煙氣溫度進(jìn)行控制，一般設(shè)置報(bào)警溫度為150°C ο此外，吸附塔停運(yùn)前，須保持塔內(nèi)活性炭床層溫度低于90°C，此時(shí)需對(duì)活性炭床層進(jìn)行冷卻降溫，因此為了確保安全停運(yùn)，也須對(duì)活性炭床層溫度進(jìn)行控制。
[0006]另一方面，活性炭煙氣凈化系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)需要嚴(yán)格控制進(jìn)入吸附塔的煙氣溫度高于或不低于100°c、優(yōu)選高于或不低于110°C。這是因?yàn)?，如果煙氣溫度低?00°c，則進(jìn)入床層內(nèi)的燒結(jié)煙氣中所含的水蒸汽的溫度接近露點(diǎn)(或凝結(jié)點(diǎn))，極易變成水并且與硫氧化物反應(yīng)變成強(qiáng)腐蝕性的酸，導(dǎo)致裝置的嚴(yán)重腐蝕并且嚴(yán)重降低脫硝、脫硝的效果。
[0007]傳統(tǒng)的煙氣降溫方法為向煙氣中單獨(dú)噴水降溫。這種冷卻方法在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)能有效控制活性炭床層溫度，但用于系統(tǒng)停運(yùn)前降溫會(huì)導(dǎo)致煙氣濕度過高，導(dǎo)致活性炭會(huì)吸附煙氣中大量水蒸氣，降低了活性炭低溫脫硝活性。
[0008]通常，活性炭法煙氣凈化技術(shù)具有脫硫脫硝率高、副產(chǎn)物可資源化利用、活性炭可循環(huán)使用等特點(diǎn)，其脫硫脫硝的原理如下:
[0009]在活性炭的表面302被氧化吸收形成硫酸，其反應(yīng)式:
[0010]2S02+02+2H20 — 2H2S04
[0011]如果在煙氣中噴入少量氨，可加快SO2的吸收，其反應(yīng)式:
[0012]NH3+H2S04— NH 4hso4
[0013]但是，為了在脫硫的同時(shí)達(dá)到脫硝的效果，一般會(huì)在吸附塔煙氣入口處噴射較多的氨，既要滿足脫硫所需的氨，同時(shí)滿足脫硝所需的氨。脫硝反應(yīng)式為:
[0014]4N0+02+4NH3— 4N 2+6H20
[0015]與此同時(shí)在反應(yīng)塔內(nèi)還存在以下的副反應(yīng):
[0016]2NH3+H2S04— (NH4)2SO4
[0017]而且SO# NH 3的反應(yīng)速率比NO與NH 3的反應(yīng)速率更快，SO2的存在抑制了脫硝反應(yīng)的進(jìn)行。另外，煙氣中的S03、HF、和HCl也會(huì)和NH3反應(yīng)，對(duì)于脫硝而言，這些副反應(yīng)會(huì)大大增加了氨氣的用量，增加了運(yùn)行成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0018]本實(shí)用新型的目的是提供一種活性炭床層溫度的控制方法，可以確保系統(tǒng)在運(yùn)行及停運(yùn)時(shí)實(shí)現(xiàn)安全有效的溫度控制，防止事故發(fā)生。在活性炭吸附塔的上游或前端對(duì)煙氣(燒結(jié)煙氣)同時(shí)采用了噴水降溫及兌冷風(fēng)降溫的措施來控制吸附塔中活性炭床層的溫度在100?160°C范圍，優(yōu)選控制在120?150°C范圍的方法。
[0019]本申請(qǐng)使用的煙氣溫度控制方法同時(shí)采用了對(duì)煙氣進(jìn)行噴水降溫及兌冷風(fēng)降溫。吸附塔正常工作時(shí)，如果活性炭床層溫度高于150°C，則利用吸附塔之前、增壓風(fēng)機(jī)之后設(shè)置的噴水點(diǎn)，向原煙氣中噴入霧化水對(duì)煙氣進(jìn)行降溫，從而降低活性炭床層溫度。所噴的工藝水的量由煙氣量及煙氣溫度決定。
[0020]吸附塔正常停運(yùn)或在事故情況下(裝置因故障或維護(hù)需要停機(jī)，或水冷系統(tǒng)故障時(shí))，為了在不增加塔內(nèi)濕度的條件下降低吸附塔內(nèi)溫度，關(guān)閉工藝水降溫系統(tǒng)，將原煙氣擋板關(guān)閉，打開冷風(fēng)閥，向煙道中通入冷空氣，從而降低吸附塔內(nèi)活性炭床層溫度。
[0021]另外，本實(shí)用新型還使用在活性炭吸附塔中多位點(diǎn)噴射空氣稀釋氨氣的手段，它一方面用于同時(shí)兼顧脫硫和脫硝的作用，另一方面，也協(xié)助吸附塔內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)和/或控制。也可以說，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選的方案，采用以上手段或措施來控制吸附塔內(nèi)的煙氣溫度，以便在理想的煙氣溫度下進(jìn)行吸附。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施方案，提供一種包括含氨廢水用于煙氣控溫的煙氣脫硫脫硝的方法，該方法包括以下步驟:
[0023]I)煙氣控溫的步驟或煙氣調(diào)溫的步驟，該步驟包括以下子步驟:
[0024](I)首先在向活性炭吸附塔輸送高溫?zé)煔獾臒煹赖纳嫌挝恢肞l的冷風(fēng)入口處，通過向該煙道中通入冷空氣來對(duì)煙氣進(jìn)行第一次降溫，
[0025](2)然后在通入冷空氣的位置Pl的下游位置P2的工藝水噴嘴(P2)處向煙道內(nèi)的煙氣中噴入用于冷卻燒結(jié)煙氣的工藝水，即冷卻水或冷水霧，以便調(diào)節(jié)進(jìn)入吸附塔的煙氣溫度在設(shè)定的T3設(shè)定范圍內(nèi)，例如T3設(shè)定在105 - 150°C，優(yōu)選在115 — 145°C范圍；
[0026]II)脫硫、脫硝步驟:在以上I)步驟中經(jīng)過控溫或經(jīng)過調(diào)節(jié)溫度的煙氣進(jìn)入到吸附塔的進(jìn)氣室中之后依次流過吸附塔的一個(gè)或多個(gè)活性炭床層，煙氣與從吸附塔頂加入的活性炭進(jìn)行錯(cuò)流式接觸，同時(shí)，將稀釋氨氣通入吸附塔的煙氣輸入管道中和任選地通入吸附塔內(nèi)，其中煙氣所含的污染物，即包括硫氧化物、氮氧化物和二惡英在內(nèi)的污染物，被活性炭脫除，之后凈煙氣進(jìn)入到出氣室中而排出，吸附了污染物的活性炭則從吸附塔底部排出；
[0027]III)活性炭解析步驟:將吸附了污染物的活性炭從吸附塔的底部轉(zhuǎn)移到具有上部的加熱區(qū)和下部的冷卻區(qū)的一種活性炭解析塔的加熱區(qū)中，在解析塔的加熱區(qū)中活性炭與作為加熱氣體所輸入的熱風(fēng)(Gl)進(jìn)行間接熱交換而被加熱或升溫至活性炭解析溫度Td(例如390-450°C，更優(yōu)選400-440°C )，導(dǎo)致活性炭在該Td溫度下進(jìn)行解析、再生；同時(shí)由冷卻風(fēng)機(jī)將常溫空氣或冷卻風(fēng)(G2)從解析塔冷卻區(qū)的冷風(fēng)入口通入到解析塔的冷卻區(qū)中，與在冷卻區(qū)中向下移動(dòng)的活性炭進(jìn)行間接熱交換來冷卻活性炭，從解析塔的冷卻區(qū)的冷卻風(fēng)出口排出冷卻風(fēng)或冷卻空氣(G2’)(例如具有130±25°C的溫度)；而解析、再生后的活性炭向下流過冷卻區(qū)之后從解吸塔底部排出(經(jīng)過篩分之后將粗顆粒的活性炭再返回到吸附塔的頂部)；其中:在解析過程中將作為載氣的氮?dú)饨?jīng)由氮?dú)鈸Q熱器通入到解析塔的上部，并且任選地同時(shí)將作為載氣的氮?dú)饨?jīng)由第二氮?dú)夤艿劳ㄈ虢馕鏊南虏?；和，通入解析塔?nèi)的氮?dú)鈱幕钚蕴可蠠峤馕陌⊿OjP NH 3在內(nèi)的氣體污染物從解吸塔的加熱區(qū)和冷卻區(qū)之間的中間區(qū)段中帶出并送至制酸系統(tǒng)即制酸區(qū)去制酸，在制酸系統(tǒng)中產(chǎn)生含氨的廢水(例如被貯存在含氨廢水的貯罐中)，
[0028]其特征在于:從解析塔的冷卻區(qū)的冷卻風(fēng)出口排出的冷卻風(fēng)或冷卻空氣(G2’ )(例如具有120°C溫度)的一部分(例如8-35vol %，優(yōu)選10_30vol %、更優(yōu)選12_25vol % )(例如經(jīng)由外排管路(L4)或經(jīng)由該外排管路(L4)的第一支路)被輸送到氮?dú)鈸Q熱器中與氮?dú)膺M(jìn)行間接熱交換來加熱作為載氣的氮?dú)?，或上述外排熱風(fēng)(G1’ )的一部分(例如4-25vol%，優(yōu)選6-20vol%、更優(yōu)選8-15vol% )被輸送到氮?dú)鈸Q熱器中與氮?dú)膺M(jìn)行間接熱交換來加熱氮?dú)?，例如將氮?dú)饧訜嶂?05-155°C (優(yōu)選110-150°C、更優(yōu)選115_140°C )，然后，經(jīng)歷熱交換后的冷風(fēng)(G2’)被排放；和，在制酸區(qū)中產(chǎn)生的含氨廢水替代上述工藝水或替代上述工藝水的一部分。
[0029]優(yōu)選的是，在以上步驟(I)中，在位置Pl的前側(cè)和后側(cè)分別設(shè)置第一測(cè)溫點(diǎn)和第二測(cè)溫點(diǎn)，在線測(cè)量在這兩個(gè)測(cè)溫點(diǎn)處在煙道內(nèi)的煙氣溫度Tl和T2，其中在第二測(cè)溫點(diǎn)的目標(biāo)值或設(shè)定值為T2設(shè)定和其中T2設(shè)定是在110-180°C、優(yōu)選120_170°C范圍內(nèi)取值。
[0030]當(dāng)實(shí)測(cè)Tl高于值時(shí)，啟動(dòng)上述子步驟⑴和⑵:根據(jù)Tl與T2iSg的差值進(jìn)行預(yù)測(cè)和根據(jù)T2與的差值進(jìn)行反饋來調(diào)整步驟(I)中冷風(fēng)的流量，以便將T2調(diào)節(jié)或控制在T2設(shè)定土a°C范圍，其中a°C是在2_10°C。
[0031]當(dāng)實(shí)測(cè)Tl低于值時(shí)，啟動(dòng)上述子步驟(2)、停止步驟⑴的操作，即關(guān)閉冷風(fēng)閥門，只進(jìn)行后續(xù)的步驟(2)。
[0032]當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或正常停機(jī)時(shí)，切斷煙氣的供應(yīng)，只操作上述子步驟(1)，并且停止子步驟(2)的操作，將冷風(fēng)通入吸附塔中。
[0033]優(yōu)選的是，根據(jù)Tl-T2iSg之差值Λ Tl、煙氣的流量和冷空氣的溫度來計(jì)算并確定在步驟(I)中的冷空氣的流量，調(diào)節(jié)冷風(fēng)閥門的開度，從而將煙氣溫度Τ2降低至T2iSS±a°C范圍。
[0034]進(jìn)一步優(yōu)選的是，在以上步驟⑵中，在位置P2的下游、在吸附塔的煙氣進(jìn)口的上游設(shè)置第三測(cè)溫點(diǎn)，在線測(cè)量在第三測(cè)溫點(diǎn)處在煙道內(nèi)煙氣的溫度T3，根據(jù)實(shí)測(cè)T2與在第三測(cè)溫點(diǎn)處的目標(biāo)值或預(yù)設(shè)值的差值進(jìn)行預(yù)測(cè)和根據(jù)T3與的差值進(jìn)行反饋來調(diào)整噴射工藝水的流量，將T3調(diào)節(jié)或控制在T3iSS ±b°C范圍，其中T3iSg是在105-150°C，優(yōu)選在115 - 145°C范圍，更優(yōu)選在120-140°C圍內(nèi)取值，和其中b°C是在2_10°C。
[0035]一般，T2設(shè)定比?設(shè)定高2O-5O °C，更優(yōu)選高25_45°C，更優(yōu)選高30_40°C。
[0036]優(yōu)選的是，工藝水是或包括來自制酸區(qū)的含氨廢水。在包含SO# NH3的(氣體)污染物被輸送至制酸區(qū)中處理之后，獲得了含氨廢水。將含氨廢水替代工藝