CN105148696A - 一种工业窑炉烟气的脱硝除尘系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业窑炉烟气的脱硝除尘方法，步骤为：1)在工业窑炉烟道内对烟气喷消石灰去除烟气中的SO3，产生的亚硫酸钙颗粒与烟气中粉尘一起被高效除尘器截留；2)除尘后的烟气经过流化床反应器，在催化剂的作用下与氨气反应进脱硝，从而完成除尘和脱硝。系统包括消石灰喷射装置、烟气混合装置、高效除尘器、喷氨装置、流化床反应器；消石灰喷射装置、烟气混合装置分别设置高效除尘器的进气管道上，喷氨装置及均流器安装在反应器的入口烟道上。
Description
技术领域：
本发明涉及一种工业窑炉尾气除尘脱硝技术领域，特别适用于烧结烟气、燃煤锅炉烟气和水泥工业等烟气的脱硝及除尘。
背景技术：
随着大气控污的力度逐渐加大，政策的侧重点开始向钢铁、水泥和平板玻璃等重污染行业转移。京津冀、长三角与珠三角的大气污染限期治理方案中特别提出了对电力、钢铁、水泥和平板玻璃四个重点控污行业的具体整改任务。其中钢铁行业的改造市场最可观，预计2015-2020年，钢铁烟气处理设施改造市场可达到160亿元。常规SCR脱硝反应的温度为280～420℃，但许多工业锅炉的烟气温度较低，通常不到200℃，虽然市场上已经研发有中低温脱硝催化剂，但是在此温度下，NH3会与烟气中的SO3反应生成一种粘性物质，堵塞催化剂孔洞，降低催化剂性能。在电力行业中，当机组低负荷运行时，烟气温度低于280℃，同样也存在该问题，此时通常停用SCR反应器，而污染物排放会超标。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是，提供一种适用于较低温度、使用寿命长、效率高、使用成本低的工业窑炉烟气SCR脱硝系统与方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种工业窑炉烟气的脱硝除尘方法，其步骤为：1)在工业窑炉烟道内对烟气喷消石灰去除烟气中的SO3，产生的亚硫酸钙颗粒与烟气中粉尘一起被高效除尘器截留；2)除尘后的烟气经过流化床反应器，在催化剂的作用下与氨气反应进行脱硝，从而完成除尘和脱硝。
所述的消石灰喷射装置包括SO3检测系统、若干个正对烟气流向的消石灰喷射喷嘴及控制喷嘴喷量系统等，控制喷嘴喷量系统根据烟气中SO3浓度的大小和温度自动判断是否需要喷入消石灰以及消石灰的量。
高效除尘器可以根据实际情况选择，可以是布袋除尘器、电除尘器或者陶瓷过滤器等等。
工业窑炉烟气的脱硝除尘系统，包括消石灰喷射装置、烟气混合装置、高效除尘器、喷氨装置、流化床反应器；消石灰喷射装置、烟气混合装置分别设置高效除尘器的进气管道上，除尘器的出口与反应器的进口烟道相连通，并分别安装有导流装置，该烟道下方设有(锥形)灰斗，喷氨装置及均流器安装在流化床反应器的入口烟道上；流化床反应器内部设有用于放置催化剂颗粒的多孔板，反应器上布置有用于催化剂加料和卸料的孔。
流化床反应器内部设置一层或多层催化剂。
所使用的催化剂的主要活性材料为V2O5-WO3或者V2O5-MoO3。
本发明有益效果，上述工业窑炉烟气的SCR脱硝系统中，通过在除尘器前喷消石灰，将烟气中的SO3吸收，生成的亚硫酸钙被除尘器截留，避免在低温情况下SO3与NH3反应生成硫铵对脱硝工艺造成负面影响，由于采用了高效除尘器对颗粒物进行了精处理，除尘器出口几乎没有粉尘，从而有效防止流化床内的催化剂中毒和腐蚀，不仅延长催化剂的使用寿命，而且降低使用成本；与模块化催化剂相比，采用流动式的催化剂压力损失小，而且能够减少催化剂使用量，增大催化剂与烟气的接触面积，提高脱硝效率，进而节约运行成本。本发明压损小、效率高、运行成本低等特点；整套设备紧凑、结构简单、使用成本低。
附图说明
图1是本发明脱硝除尘系统的结构示意图。
具体实施方式
以钢铁行业烧结烟气脱硝为例做说明，图1是本装置的结构示意图，如图所示，该系统主要包括消石灰喷射装置1、烟气混合装置2和10、布袋除尘器3、喷氨装置9、流化床反应器13、出烟口15。消石灰喷射装置1、烟气混合装置2分别设置布袋除尘器3的进气管道上，除尘器的出口烟道5与反应器的进口烟道6相连通，并分别安装有导流板4、8，该烟道6下方设有灰斗7，喷氨装置9及均流器10安装在反应器13的入口烟道上。反应器13内部设有用于放置催化剂颗粒的多孔板12，反应器13上布置有用于催化剂加料和卸料的人孔11。消石灰喷射装置1包括SO3检测系统、若干个正对烟气流向的喷嘴及控制系统等，它可以根据烟气中SO3浓度的大小自动判断是否需要喷入消石灰以及消石灰的量。消石灰喷射装置包括SO3检测系统、若干个正对烟气流向的喷嘴及控制系统等，它可以根据烟气中SO3浓度的大小和温度自动判断是否需要喷入消石灰以及消石灰的量。当温度低于240℃时需要喷消石灰，消石灰的量根据SO3浓度而定，设定为理论消耗量的3～5倍，SO3可稳定控制在10ppm以内。
本案例中反应器只布置一层催化剂颗粒。由于烧结机烟气的温度只有120～180℃，如果将烟气温度加热到320℃，再使用SCR脱硝，虽然技术上能行得通，但是能耗太大；或者采用低温脱硝催化剂，但是要求烟气中无SO3。在本案例中，通过在除尘器3前喷消石灰，通过将烟气中的SO3吸收，生成的亚硫酸钙被除尘器3截留，避免在低温情况下SO3与NH3反应生成硫铵对脱硝工艺造成负面影响，由于采用了高效除尘器对颗粒物进行了精处理，除尘器出口几乎没有粉尘，从而有效防止流化床内的催化剂团聚、中毒和腐蚀，不仅延长催化剂的使用寿命，而且降低使用成本；与模块化催化剂相比，采用流动式的催化剂压力损失小，而且能够减少催化剂使用量，增大催化剂与烟气的接触面积，提高脱硝效率，进而节约运行成本。
消石灰为消石灰悬浮液或者消石灰固体颗粒。所述的消石灰颗粒的比表面积为28～40cm2/g。
以上所述仅为本发明的较优实施方案而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所住处的任何修改、等同替换和改进等，均应在本发明的保护范畴以内。
Claims (8)
1.一种工业窑炉烟气的脱硝除尘方法，其特征是步骤为：1）在工业窑炉烟道内对烟气喷消石灰去除烟气中的SO3，产生的亚硫酸钙颗粒与烟气中粉尘一起被高效除尘器截留；2）除尘后的烟气经过流化床反应器，在催化剂的作用下与氨气反应进脱硝，从而完成除尘和脱硝。
2.根据权利要求1所述的工业窑炉烟气的脱硝除尘方法，其特征在于，所述的消石灰喷射装置包括SO3检测系统、若干个正对烟气流向的消石灰喷射喷嘴及控制喷嘴喷量系统等，控制喷嘴喷量系统根据烟气中SO3浓度的大小和温度自动判断是否需要喷入消石灰以及消石灰的量。
3.工业窑炉烟气的脱硝除尘系统，其特征在于，包括消石灰喷射装置、烟气混合装置、高效除尘器、喷氨装置、流化床反应器；消石灰喷射装置、烟气混合装置分别设置高效除尘器的进气管道上，除尘器的出口与反应器的进口烟道相连通，并分别安装有导流装置，该烟道下方设有灰斗，喷氨装置及均流器安装在反应器的入口烟道上；流化床反应器内部设有用于放置催化剂颗粒的多孔板，反应器上布置有用于催化剂加料和卸料的孔。
4.根据权利要求3所述的工业窑炉烟气的脱硝除尘系统，其特征在于，
流化床反应器内部设置一层或多层催化剂。
5.根据权利要求3所述的工业窑炉烟气的脱硝除尘系统，其特征在于，所使用的催化剂的活性材料为V2O5-WO3或者V2O5-MoO3。
6.根据权利要求3所述的工业窑炉烟气的脱硝除尘系统，其特征在于在工业窑炉烟道内安装测温装置和SO3检测装置、和若干个正对燃煤锅炉烟气流向的消石灰喷射喷嘴。
7.根据权利要求3所述的工业窑炉烟气的脱硝除尘系统，其特征在于所述的消石灰为消石灰悬浮液或者消石灰固体颗粒；所述的消石灰颗粒的比表面积为28~40cm2/g。
8.根据权利要求3所述的工业窑炉烟气的脱硝除尘系统，其特征在于，除尘器是布袋除尘器、电除尘器或者陶瓷过滤器。
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