[发明专利]利用荒煤气余热实现焦炉烟气高效脱硝的系统及工艺

说明书

本发明涉及一种利用荒煤气余热实现焦炉烟气高效脱硝的系统及工艺，烟气引风机的烟气入口通过烟气主管道连接焦炉烟道，烟气引风机的烟气出口连接气‑气换热器的第一换热介质入口，气‑气换热器的第一换热介质出口通过管道依次连接硝反应吸收塔、换热器、脱硫装置及烟囱；换热器另外连接余热锅炉；气‑气换热器的第二换热介质入口连接各个焦炉荒煤气上升管，气‑气换热器的第二换热介质出口连接荒煤气后续处理系统。本发明将荒煤气余热直接与焦炉烟气进行热交换，使换热升温后的焦炉烟气能够采用中高温脱硝催化剂进行脱硝处理，在保证脱硝效率及烟气达标排放的同时，大大减少了焦炉烟气脱硝的运行成本。

技术领域

本发明涉及工业烟气脱硫脱硝及环境保护技术领域，尤其涉及一种利用荒煤气余热实现焦炉烟气高效脱硝的系统及工艺。

背景技术

随着国家对环境保护工作的日益重视，环保部规定自2015年1月1日起焦炉烟气排放的氮氧化物不超过500mg/m³，二氧化硫不超过50mg/m³，对于特别限制地区，氮氧化物排放不超过150mg/m³，二氧化硫不超过30mg/m³。

目前国内钢铁企业在用的焦炉均采用高炉煤气或者混合煤气做燃料，如果炉况较好加上精细操作管理，焦炉烟气排放的氮氧化物及二氧化硫量能够达到上述指标要求。而对于独立的焦化厂，由于只能使用焦炉煤气做燃料，焦炉烟气中氮氧化物浓度一般在500～1800mg/m³，二氧化硫也普遍超标；为了达到环保要求，需要采用脱硫脱硝工艺对焦炉烟气进行净化处理，对于特别限制地区，任何焦炉都必须增加脱硫脱硝设备。

目前，SCR脱硝工艺应用最广，脱硝催化剂是SCR脱硝工艺的关键，中低温脱硝催化剂催化性能不稳定，而且抗毒性差，因此脱硝效果不佳。而使用温度范围在280～380℃的中高温脱硝催化剂具有使用稳定性佳、脱硝效率高、催化剂使用寿命长的优点，因此在SCR脱硝工艺中，中高温脱硝催化剂是首选的脱硝催化剂。

申请公布号为CN104923046A的中国专利，公开了“一种焦炉烟气脱硫、脱硝及余热回收一体化方法”，其采用的系统包括加热炉、脱硝装置、余热回收装置、供氨系统、脱硫装置、硫铵回收装置等。来自焦炉的烟气首先进入加热炉加热升温至300～400℃，再进入脱硝装置，利用脱硝还原剂和脱硝催化剂脱除烟气中的氮氧化物；脱硝还原剂为氨；脱硝装置出来的烟气经余热回收装置回收热量并降温至100～150℃，再进入氨法脱硫装置脱除烟气中的二氧化硫。该技术方案为了使用性能最稳定的中高温催化剂，采用加热炉将烟气加热至300～400℃，该过程需要消耗大量的能源，增加运行成本，后期的余热回收装置也只能少量的减少运行成本。

申请公布号为CN106381155A的中国专利公开了一种“焦炉上升管余热利用系统”，包括汽水循环回路、排污装置、除氧装置以及补水装置；其中，汽水循环回路包括若干上升管换热器组，上升管换热器组包括若干上升管换热装置，各上升管换热装置的入水口与分配联箱联通，各上升管换热装置的汽水混合物出口与汇集联箱联通，分配联箱与汽包的下部连通，汇集联箱与汽包的上部连通，除氧装置的蒸汽入口与汽包的上部连通，除氧装置的蒸汽入口与箱包的上部连通，除氧装置的除氧水箱与汽包的下部连通，补水装置包括与车间工业水管连通的软水处理设备和与软水处理设备连通的软水箱，软水箱与除氧水的补水入口连通。该发明采用常见的余热回收利用系统，将热量变成蒸汽汇集到汽包然后用于发电等用途。该技术方案对上升管的质量以及热交换时的控制有严格的要求，否则容易产生漏水、结石墨等荒煤气余热回收常见的问题，对焦炉寿命不利。

综上所述，现有焦炉烟气脱硝工艺采用中低温脱硝催化剂时，均需要将烟气升温，一般常见的做法是用加热炉将气体升温，后期虽然有余热回收装置，但是也存在巨大的能源浪费。而焦炉荒煤气的余热一般都是经过多次能量交换，浪费能量。

发明内容