[发明专利]烟气补偿脱硫脱硝、余热利用一体化工艺及设备系统

说明书

该发明主要是利用1换热系统的热交换后生成的低温烟气与原热烟气混合生成适合SCR脱硫、脱硝温度要求的中温烟气，经过脱硫、脱硝后形成的中温净烟气通过2换热系统的热交换后形成低温净烟气排放。2换热系统生成的一次热空气流经1换热系统经过热交换以后形成温度更高的二次热空气，进入加热炉助燃，脱硫脱硝的同时实现节能目的。

技术领域

本发明涉及环保和节能领域，具体说就是通过烟气补偿脱硫脱硝、余热利用一体化工艺及设备系统的生产工艺，实现环保的同时，实现同步节能。

背景技术

根据近年统计，钢铁、有色、水泥、玻璃、和陶瓷等行业工业炉窑粉尘年排放量270万吨，SO₂年排放量400万吨，NOx年排放量200万吨，分别占全国总排放量的50%、18%、15%，这些工业炉窑也是氟化物、氯化物、重金属、二噁英等污染物的主要排放源，我国的工业炉窑数量多且零散。目前，我国各种炉窑中，燃煤型炉窑占比64%，燃油燃气工业炉窑占比20%。其中钢铁、有色、水泥、玻璃、和陶瓷等行业工业炉窑20万台，仅次于电站锅炉和工业锅炉，工业炉窑作为耗能大户，在我国总能耗中占比约为20%，而平均能源利用率仅为35%。

发明内容

鉴于此，本发明提供了烟气补偿脱硫脱硝、余热利用一体化工艺及设备系统。主要是在保证脱硫脱硝环保要求的前提下，最大利用烟气中的热能，提高工业炉热效率。SCR脱硫脱硝或者单独脱硝工艺，需要在合适的温度范围内进行。该脱硝技术关键是选择优良催化剂，其中V2O5活性最好，另外添加一些反应催化剂的有效助剂，抗氧化、抗毒化辅助成份浸渍到催化剂表面，以提高催化剂活性达到脱硝目的，工作温度范围宽320-430°C，能在富氧环境下工作，抗中毒能力强，大多负载到TiO2上，也可以负载到SiO2或Al2O3上。钒作催化剂时，当温度超过400°C时，氨的氧化才会对脱硝过程有显著影响。随着脱硝温度的增加也会加快SO2的氧化，形成SO3。实验表明，当超过371°C时，氧化率将迅速增加。约在320°C以下，NH3与SO3反应，生成（NH4）2SO4或NH4HSO4，附着在催化剂表面令其失效。为避免催化剂玷污，SCR运行温度应控制在320°C以上。另外，HC-SCR脱硝技术，CO-SCR脱硝技术，H2-SCR脱硝技术分别有各自的活性催化剂和反应温度范围。这就需要把烟气温度控制在一个合理的范围内，当然对于氨法催化还原也可以在200-320°C进行，但这需要提高催化剂活性，因而催化剂价格昂贵，加重了投资成本。

为了实现上述目的，本发明的具体方案是：

烟气补偿脱硝脱硫、余热利用一体化设备系统，其特征在于：该设备系统包括换热系统、烟气混合系统、SCR脱硫脱硝反应系统、吹灰系统、风机系统、闪蒸锅炉系统、喷还原剂系统、管道系统；1换热系统的进烟口B通过管道与加热炉的排烟口A相连，1换热系统的排烟口B1通过管道与烟气混合系统的进烟口C相连，烟气混合系统的进烟口C1通过管道和加热炉的排烟口A1连接，烟气混合系统的排烟口C3通过管道与SCR脱硫脱硝反应系统的进烟口E1连接，吹灰系统排气口D通过管道与SCR脱硫脱硝反应系统进气口E连接，SCR脱硫脱硝反应系统的排烟口E3通过管道与2换热系统的进烟口H1连接，2换热系统排气口H通过管道与1换热系统的进气口B2连接，1换热系统的排气口B3通过管道与加热炉进气口A2连接，2换热系统的排烟口H2通过管道与1风机系统进烟口J连接，1风机系统排烟口J1通过管道与烟囱进烟口K连接，加热炉的排烟口A3通过管道与闪蒸锅炉的进烟口L2连接，闪蒸锅炉的排烟口L1通过管道与2风机系统进烟口M1连接，2风机系统排烟口M通过管道与烟气混合系统的进烟口C2连接，闪蒸锅炉的排汽口L通过管道与喷还原剂系统加热入汽口F1连接，喷还原剂系统出口F通过管道与SCR脱硫脱硝反应系统的混合气进气口E2相连接。

根据权利要求1所述的烟气补偿脱硫脱硝、余热利用一体化设备系统，其特征在于，所述1换热系统和2换热系统的空气流通管道是串联连接； 1换热系统采用直流蓄换热器和金属换热器中的一种，2换热系统采用直流蓄换热器和金属换热器中的一种。