一種煉焦煙氣的脫硝方法及脫硝系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種煉焦煙氣的脫硝方法及脫硝系統，主要用于煉焦行業產生的含氮氧化物的煙氣的凈化處理。
【背景技術】
[0002]煉焦行業是大氣污染物主要排放行業之一，其對環境的影響受到了越來越多人的重視，為此，國家于2012年6月27日發布并要求在2012年10月I日開始實施《煉焦化學工業污染物排放標準》(GB16171 — 2012)，第一次將焦爐煙囪排放的氮氧化物(NOx)列為我國煉焦行業大氣污染物排放的控制指標，并對現有企業、新建企業以及“需要采取特別保護措施的地區”的企業分別規定了排放限值，但就目前焦爐工藝及采用焦爐煤氣加熱或余熱回收的技術而言，都無法滿足此新排放標準要求，因此，焦爐煙氣脫硝成為了焦化行業目前面臨的最棘手問題之一。
[0003]CN104324591A公開了一種煉焦行業產生的含氮氧化物的煙氣凈化處理方法。其通過三個階段對焦爐蓄熱室煙氣進行凈化:第一階段直接向焦爐蓄熱室內由燃燒室排出的高溫煙氣中噴入氨，發生選擇性非催化還原反應，去除一部分氮氧化物；第二階段利用蓄熱室中煙氣以紊流方式運動的特性使未反應的氮氧化物和氨充分混和；第三階段通過蓄熱室后的煙氣溫度降低至適當的溫度后通過總煙道催化劑床層，發生選擇性催化還原反應進一步除去煙氣中的氮氧化物。通過以上三個階段處理，使煙氣中的氮氧化物還原為無毒無害的氮氣，從而實現焦爐廢氣中氮氧化物的達標排放。
[0004]然而，在實際應用中發現，對于現有大容積蓄熱室，焦爐燃燒煙氣從斜道進入蓄熱室內，煙氣溫度在1000°C左右，但從蓄熱室頂部到蓄熱室底部溫度逐漸降低到400°C (基本呈線性關系)，而SNCR脫硝的理想溫度區段在1000°C?850°C的范圍內，因此無法達到理想的脫硝效果。此外，煙氣在焦爐總煙道內的溫度在230°C左右；而SCR脫硝的理想溫度在280°C?420°C，在總煙道內SCR脫硝同樣無法達到預期的效果。
【發明內容】
[0005]為了解決上述脫硝工藝無法達到理想的溫度，焦爐生產過程中產生的氮氧化物排放濃度過高的問題，本發明提供一種煉焦煙氣的脫硝方法及脫硝系統，其能夠更好的凈化處理焦爐生產過程中產生的氮氧化物。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案來實現:
[0007]—種煉焦煙氣的脫硝方法，包括如下步驟:
[0008](I)焦爐燃燒室立火道下降氣流SNCR反應階段；
[0009](2)焦爐一段煙道內SCR反應階段；
[0010](3)焦爐二段煙道內SCR反應階段。
[0011]上述各階段具體步驟如下:
[0012]所述步驟(I)焦爐燃燒室立火道下降氣流SNCR反應階段具體為:煤氣和空氣在上升立火道內燃燒，在煤氣燃燒過程中伴隨有氮氧化物產生，燃燒后的煙氣經雙聯火道的跨越孔進入焦爐燃燒室下降立火道；同時，氨氣經制氨單元產生，并經由氨氣噴嘴噴入焦爐燃燒室下降立火道中進行SNCR反應，去除一部分氮氧化物；其中，步驟(I)中SNCR反應溫度為 IlOO0C -1250。。。
[0013]所述步驟(2)焦爐一段煙道內SCR反應階段具體為:步驟(I)處理后的煙氣經蓄熱室換熱到達焦爐一段煙道，與焦爐一段煙道底部噴入的氨氣充分混合，在催化劑的作用下進行SCR反應，以脫除煙氣中的部分氮氧化物；其中，SCR反應溫度為380-450°C。
[0014]所述步驟(3)焦爐二段煙道內SCR反應階段具體為:步驟(2)處理后的煙氣進入焦爐二段煙道，與焦爐二段煙道底部噴入的氨氣充分混合，在催化劑的作用下進行SCR反應，進一步去除煙氣中的部分氮氧化物；其中，SCR反應溫度為280-350°C。
[0015]本發明還提供實現上述方法的脫硝系統，包括依次連接的供氨單元、氨氣控制單元、焦爐燃燒室立火道、焦爐一段煙道、煙囪；
[0016]其中，在焦爐一段煙道與煙囪之間還設有焦爐二段煙道，所述焦爐二段煙道位于焦爐縱向爐體外側；
[0017]其中，在焦爐燃燒室立火道上方、以及焦爐一段煙道和焦爐二段煙道的底部分別設有氨氣噴嘴；
[0018]其中，所述焦爐燃燒室立火道為雙聯式火道，即每一組火道由上升氣流火道和下降氣流火道成對組合，且上升氣流火道和下降氣流火道之間設有跨越孔；其中，上升氣流火道用于煤氣和空氣燃燒，燃燒過程中伴隨有氮氧化物產生，燃燒后的煙氣經跨越孔進入下降氣流火道。而且，雙聯式火道在工藝運行當中，每隔一段時間，上升氣流火道和下降氣流火道進行自動換向，即原來的上升氣流火道變換為下降氣流火道，原來的下降氣流火道變換為上升氣流火道。通過雙聯形式的設計，可使焦爐加熱更加均勻。本發明中整個燃燒室由若干組雙聯式火道組成。
[0019]本發明通過在焦爐燃燒室立火道，焦爐一段煙道，和焦爐二段煙道中運用SCR/SCNR聯合脫硝技術對煙氣中的氮氧化物進行更為充分的反應，進一步提高脫硝程度，得到無毒無害的氮氣和水，凈化了煙氣。
[0020]本發明所述的脫硝系統中，所述焦爐一段煙道和焦爐二段煙道內部均設有催化劑床層。
[0021]本發明所述的脫硝系統中，所述氨氣控制單元用于確定將氨氣噴入哪一組火道及控制氨氣噴入量。
[0022]本發明所述的脫硝系統中，所述氨氣噴嘴位于焦爐燃燒室下降立火道高向1/10-1/9處，以便使含氮氧化物的煙氣在進入焦爐燃燒室下降立火道第一時間就可以與噴入的氨氣混合。
[0023]本發明所述的脫硝系統中，所述供氨單元是由脫氨裝置、氨解析裝置、氨精餾裝置組成，以煤爐產生的荒煤氣作為原料，荒煤氣在脫氨裝置中與循環噴淋的磷酸銨鹽溶液接觸，煤氣中的氨被吸收；吸收液達到一定濃度后進入氨解析裝置利用中壓蒸汽進行解析；再經氨精餾裝置精餾得到無水氨級，從而滿足SNCR/SCR脫硝要求。常規方法中，荒煤氣脫氨得到的氨氣用硫酸吸收制備硫酸銨，而本發明所用氨源為焦化系統自供。
[0024]本發明所述脫硝方法是通過三個階段對焦爐煙氣進行凈化，第一階段直接向焦爐燃燒室下降立火道的高溫煙氣中噴入氨氣，發生選擇性非催化還原反應(SNCR)，去除一部分氮氧化物；第二階段向焦爐一段煙道中的煙氣中噴入氨氣，在催化劑作用下完成部分煙氣脫硝(SCR);第三階段向焦爐二段煙道中的煙氣中噴入氨氣，在催化劑作用下發生選擇性催化還原反應進一步除去煙氣中的氮氧化物(SCR)。采用本發明所述的脫硝裝置和工藝可使SNCR/SCR反應均發生于最佳反應溫度，從而將脫硝效率提高到90-95%。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明所述脫硝系統的結構示意圖。
[0026]圖2為本發明所述脫硝方法中供氨單元結構示意圖。
[0027]1---供氨單元；2—氨氣控制單元；3—氨氣噴嘴；4—焦爐燃燒室立火道；5、6焦爐一段煙道；7、8焦爐二段煙道；9煙囪。
【具體實施方式】
[0028]以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0029]實施例1 一種脫硝系統
[0030]一種煉焦煙氣的脫硝系統，包括依次連接的供氨單元I，氨氣控制單元2，焦爐燃燒室立火道4，焦爐一段煙道5、6，煙囪9 ;
[0031]其中，在焦爐一段煙道與煙囪之間還設有焦爐二段煙道7、8，其位于焦爐縱向爐體外側；
[0032]其中，在焦爐燃燒室立火道上方、以及焦