[发明专利]焦炉烟气半干法脱硫、除尘及低温脱硝装置及其工艺方法

说明书

本发明涉及一种焦炉烟气半干法脱硫、除尘及低温脱硝装置及其工艺方法，属于烟气需要净化装置技术领域。本发明包括通过烟道依次相连的焦炉、半干法脱硫塔、布袋除尘器、SCR反应器、引风机和烟囱，旋转雾化器安装于半干法脱硫塔顶部，半干法脱硫塔锥形斗处安装有塔底卸灰阀，布袋除尘器底部安装有螺旋输送机，通过刮板输送机和斗式提升机与灰库连接，灰库下部灰斗设置有卸灰阀。本发明采用旋转喷雾半干法脱硫技术，无废水排放，脱硫渣具有稳定的市场渠道，彻底解决环保问题；排放无白雾拖尾现象；提高了低温催化剂的寿命。本发明可广泛运用于烟气需要净化装置场合，尤其适用于焦炉、垃圾焚烧炉、工业窑炉等低温脱硝、脱硫除尘领域。

技术领域

本发明涉及一种焦炉烟气半干法脱硫、除尘及低温脱硝装置及其工艺方法，属于烟气需要净化装置技术领域。

背景技术

目前国内焦化行业炼焦炉生产中用于焦炉加热的焦炉废烟气通过总烟道汇总会通过烟囱直接向大气排放。焦炉烟囱排放的大气污染物为焦炉煤气燃烧后产生的废气，主要有SO₂、NO_x及烟尘等，污染物呈有组织高架点源连续性排放，是污染最为严重的行业之一。

2012年6月，环境保护部及国家质量监督检验检疫局联合发布了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)，明确规定了焦化工业的大气污染物排放标准。2020年山东省区域性大气污染物排放综合标准(DB37/2376-2013)第四时段重点区域排放要求更高。要求规定SO₂排放浓度≤50mg/Nm³、NO_x排放浓度≤100mg/Nm³、颗粒物排放浓度≤10mg/Nm³。

焦炉结构比较特殊，与传统燃煤锅炉不同，且焦炉烟气与燃煤发电锅炉烟气相比具有显著的不同特点，比如焦炉烟气二氧化硫浓度相对较低，氮氧化物浓度相对较高，烟气中粉尘含量低，但是水分含量高等。且焦炉出口烟气温度与燃煤锅炉不同，焦炉出口烟气温度在230～300℃之间，燃煤锅炉省煤器处烟气温度在300～400℃之间，炉膛温度在850～1100℃之间。传统SNCR脱硝技术反应温度窗口在850～1000℃之间，传统SCR脱硝技术反应温度窗口在320～410℃之间，目前燃煤锅炉广泛采用传统SNCR+SCR脱硝技术，脱硝效率高达95％，但是由于焦炉烟气温度比较低，且焦炉炉型结构比较特殊，传统的SNCR、SCR脱硝技术无法用于焦炉烟气脱硝治理。现在已经研发出了一些低温脱硝技术，如氧化法(氧化剂：臭氧、双氧水和次氯酸钠等)脱硝技术和低温SCR脱硝技术，氧化法脱硝技术运行成本高，而焦炉烟气中氮氧化物浓度较高，氧化法脱硝技术不适于焦炉烟气脱硝处理，已经研究出SCR低温催化剂，可以在160～300℃之间进行脱硝，但是由于低温催化剂抗硫性非常差，低温催化剂要求二氧化硫浓度≤50mg/Nm³，如果二氧化硫浓度过高，采用SCR脱硝技术时，催化剂可以使烟气中SO₂氧化成SO₃，SO³与喷入的氨气反应，生成硫酸氨或硫酸氢氨，硫酸氨和硫酸氢氨会黏附到催化剂表明，造成催化剂失去活性。硫酸氨和硫酸氢氨的形成是可逆的，烟气温度高于280℃，可以使的硫酸氨升华。烟气温度高于316℃，可以使的硫酸氢氨升华。这也是燃煤锅炉传统SCR脱硝要求温度窗口为320-400℃的原因。

焦炉燃烧室温度1300℃左右，焦炉煤气中的焦油在高温情况能够完全燃烧，正常情况下，焦油在烟气中应该没有或者含量很低。现在焦化企业由于长期运行，可能会造成碳化室与燃烧室串漏，从而会造成烟气中焦油含量过高，焦油对催化剂的失效是不可逆的，如果碳化室与燃烧室串漏将回对企业产生很大的经济损失。

目前已经有一些企业采用低温SCR脱硝技术+湿法脱硫技术，皆由于催化剂中毒而以失败告终，湿法脱硫虽然比干法和半干法脱硫效率高，但是投资和运行费用非常高，同时会产生大量的废水，而焦炉烟气中二氧化硫浓度比较低，烟气二氧化硫浓度200～250mg/Nm³,不宜采用湿法脱硫。因此，研究一种适用于焦炉烟气的脱硫、除尘及脱硝工艺装置，具有非常广阔的社会效益和经济效益。