一種焦爐廢氣新型脫硝的方法
【專利摘要】本發明屬于焦爐煙道廢氣無害化處理技術領域，尤其涉及一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，采用通過將焦爐廢氣加熱的技術工藝，通過將焦爐廢氣加熱到320℃～350℃，使目前焦爐廢氣的低溫脫硝改進為中溫脫硝技術；由于國內外中溫脫硝技術成熟，催化劑成本低，脫硝效果好，應用普遍，因此可以解決國內焦化行業脫硝行業普遍存在的技術難題，使焦化行業的焦爐廢氣凈化能夠滿足國家各項環保要求。
【專利說明】
一種焦爐廢氣新型脫硝的方法
技術領域
[0001] 本發明屬于焦爐煙道廢氣無害化處理技術領域，尤其涉及一種焦爐廢氣新型脫硝 的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國經濟的快速發展，在能源消費中帶來的環境污染也越來越嚴重。其中， 大氣煙塵、酸雨、溫室效應和臭氧層的破壞已成為危害人民生存的四大殺手。燃料煙氣所含 的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等有害物質是造成大氣污染、酸雨和溫室效應的主要根源。
[0003] 在眾多的脫硝技術中，選擇性催化還原法(SCR)是脫硝效率最高，最為成熟的脫硝 技術。SCR方法已成為目前國內外電廠脫硝比較成熟的主流技術。
[0004] SCR(Selective Catalytic Reduction)即為選擇性催化還原技術，是目前氨催化 還原法應用得最多的技術。SCR脫硝工藝的原理是在催化劑的作用下，還原劑(液氨)與煙氣 中的氮氧化物反應，生成無害的氮氣和水，從而去除煙氣中的NOx。其主要反應式為： 4N0 + 4NH3 + 〇2 -^ 4N2 + 6H2O (1) 2N〇2 + 4NH3 + O2 ^ 3N2 + 6H2O (2) 該反應沒有污染產物，不形成二次污染，裝置結構簡單，具有脫除效率高（可達90%以 上），運行可靠，便于維護等優點。 催化劑作為SCR脫硝反應的核心，其質量和性能直接關系到脫硝效率的高低。目前脫硝 用催化劑種類可分為三類:高溫催化劑(450°C~600°C)、中溫催化劑(300°C~450°C)和低 溫催化劑(80°C~300°C)。目前商業上應用比較廣泛的是運行溫度處于300-450°C的中溫催 化劑，因此催化還原脫硝的反應溫度應控制在320-400°C。如果反應溫度太低，催化劑的活 性降低，脫硝效率下降，則達不到脫硝的效果。當反應溫度低于300°C時，在催化劑表面副反 應會加強，NH 3與SO3和H2O反應生成(NH4)2S〇4或NH 4HSO4,并減少與NOx的反應。同時生成物附 著在催化劑表面，堵塞催化劑的通道和微孔，降低催化劑的活性，使催化劑發生中毒直至催 化劑失效。
[0005] 目前在焦化行業，焦化廠的焦爐排出的焦爐廢氣，溫度均在280°C以下甚至更低。 由于焦爐廢氣溫度較低，該脫硝反應只能在低溫脫硝環境下進行。因此造成焦爐廢氣SCR脫 硝效率低，脫硝效果差，脫硝設備難以長期穩定運行，目前國內焦化行業還沒有成功長期運 行的脫硝裝置。同時低溫催化劑由于需要加入鉑(Pt)、鈀(Pd)等貴金屬元素，因此造成低溫 催化劑造價高昂，生產技術難度較高，并且催化劑容易中毒失效，脫硝效果差。
[0006] 同時低溫催化劑對于中溫和高溫催化劑來說，對原料品質要求也非常高，價格昂 貴，設備投資大，生產技術難度大，且國際上僅有為數不多的少數幾家公司擁該有該項技 術。即便如此，由于在低溫脫硝環境下，低溫催化劑也易發生中毒和失效，使催化劑喪失活 性能力，導致脫硝系統運行效果變差，脫硝能力降低，使排出的廢氣氮氧化物含量超過國家 或行業標準要求。
[0007] -般脫硝系統中，催化劑的成本費用可占總投資費用的40%_60%，催化劑的價格高 低，對于脫硝系統的投資來說至關重要。同時脫硝催化劑的使用壽命對于脫硝系統的運行 來說，也是最大的運行費用。
【發明內容】
[0008] 本發明針對上述的焦化行業低溫脫硝效率低，脫硝效果差，焦化企業脫硝壓力、環 保壓力大的問題，設計了一種一種焦爐廢氣新型脫硝的方法。
[0009] 為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為， 一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，具體操作步驟如下： a) 焦炭在焦爐系統中進行燃燒產生的1號焦爐廢氣，此時1號焦爐廢氣的溫度Tf 280 °C，將1號焦爐廢氣經第一輸送管道傳遞到焦爐廢氣加熱裝置內，其目的是為了 1號焦爐廢 氣進行加熱，將1號焦爐廢氣加熱至溫度T為320°0350°C，得到2號焦爐廢氣； b) 步驟a)中的2號焦爐廢氣經第二輸送管道，流經噴氨機構進行噴氨處理，使2號焦爐 廢氣與氨進行充分混合，形成3號焦爐廢氣； c) 步驟b)中的3號焦爐廢氣經第三輸送管道，流經SCR反應器，進行氨氣脫硝處理，得到 4號焦爐廢氣； d) 步驟c)中的4號焦爐廢氣經第四輸送管道，最后由焦爐廢氣排放機構將4號焦爐廢氣 排放到大氣中或者進入余熱鍋爐及脫硫系統中做進一步處理； 其中4號焦爐廢氣為經過脫硝處理的焦爐廢氣。
[0010] 作為優選，所述步驟a中的焦爐廢氣加熱裝置可為燃煤加熱爐、電加熱爐和燃氣加 熱爐中的一種。
[0011]作為優選，所述第一輸送管道、第二輸送管道和第三輸送管道是具有保溫功能的 輸送管道，所述輸送管道上設置有相對應的控制閥。
[0012] 作為優選，所述步驟b中的噴氨機構包括氨水處理器以及噴灑盤，所述氨水處理器 與噴灑盤之間通過軟管連接，所述噴氨機構中所噴灑的氣體為空氣與氨氣的混合物。
[0013] 作為優選，所述步驟d中的焦爐廢氣排放機構包括廢氣輸送管和顆粒收集箱。
[0014] 與現有技術相比，本發明的優點和積極效果在于， 本發明通過將焦爐廢氣加熱到320°C~350°C，使目前焦爐廢氣的低溫脫硝改進為中溫 脫硝技術；由于國內外中溫脫硝技術成熟，催化劑成本低，脫硝效果好，應用普遍，因此可以 解決國內焦化行業脫硝行業普遍存在的技術難題，使焦化行業的焦爐廢氣凈化能夠滿足國 家各項環保要求;本發明不僅可大大降低脫硝設備投資成本和運行費用，還可以解決目前 國內焦化行業普遍存在的脫硝難題，解決焦化行業內急需解決的脫硝困難，為焦化行業在 氮氧化物脫除方面提供了一條新的工藝技術方案。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用 的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領 域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的 附圖。
[0016] 圖1為一種焦爐廢氣新型脫硝的方法的結構示意圖； 以上各圖中，1、焦爐系統;21、第一輸送管道;22、第二輸送管道;23、第三輸送管道;24、 第四輸送管道;3、焦爐廢氣加熱裝置;4、噴氨機構;41、氨水處理器;42、軟管;43、噴灑盤;5、 SCR反應器;51、催化層;6、焦爐廢氣排放機構;61、顆粒收集箱;62、廢氣輸送管； 為焦爐廢氣的流向。
【具體實施方式】
[0017] 為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和實施例 對本發明做進一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的 特征可以相互組合。
[0018] 在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可 以采用不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發明并不限于下面公開說明書的具體 實施例的限制。
[0019] 實施例1，如圖1所示，本發明提供了一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，具體操作步驟 如下： a) 焦炭在焦爐系統1中進行燃燒產生的1號焦爐廢氣，此時1號焦爐廢氣的溫度Tf 280 °C，將1號焦爐廢氣經第一輸送管道21傳遞到焦爐廢氣加熱裝置3內，其目的是為了 1號焦爐 廢氣進行加熱，將1號焦爐廢氣加熱至溫度T為320 °O350°C，得到2號焦爐廢氣;其焦炭在焦 爐系統1中進行燃燒排出的氣體通常都是小于等于280Γ的，如果將該溫度的焦爐廢氣直接 進行廢氣脫硝處理的話，一般則會采取低溫脫硝處理，因為考慮到低溫脫硝效率低、脫硝效 果差、催化劑易中毒失效等問題，發明人對1號焦爐廢氣進行了升溫處理，將其加熱到了溫 度T為320t>35(TC，使焦爐廢氣的氮氧化物脫除環境達到中溫脫硝工作環境要求，極大的 提高了氮氧化物脫除效果，提高了催化劑的活性和壽命以及脫硝系統的長期運行穩定性； b) 步驟a)中的2號焦爐廢氣經第二輸送管道22，流經噴氨機構4進行噴氨處理，使2號焦 爐廢氣與氨進行充分混合，形成3號焦爐廢氣； c) 步驟b)中的3號焦爐廢氣經第三輸送管道23，流經SCR反應器5，進行氨氣脫硝處理， 得到4號焦爐廢氣； d) 步驟c)中的4號焦爐廢氣經第四輸送管道24,最后由焦爐廢氣排放機構6將4號焦爐 廢氣排放到大氣中或者進入余熱鍋爐及脫硫系統中做進一步處理； 其中4號焦爐廢氣為經過脫硝處理的焦爐廢氣。
[0020] 針對上述所述，焦爐煙道系統是焦爐系統1中焦爐煤氣燃燒產生的焦爐廢氣的排 出煙道出口；焦爐廢氣加熱裝置3是該新型脫硝技術中用以將焦爐廢氣加熱到中溫脫硝溫 度的專用設備;噴氨機構4是加入用以去除焦爐廢氣中的氮氧化物所需還原劑的設備;SCR 反應器5是用于放置脫硝用催化劑的脫硝反應設備，SCR反應器5采用了催化劑多層布置方 式，加長了焦爐廢氣、還原劑與催化劑的接觸時間，延長了脫硝還原反應時間，保證了脫硝 效果，提高了脫硝效率，可以完全滿足氮氧化物的排放指標滿足國家及行業標準要求;焦爐 廢氣排放機構6是脫硝后的焦爐廢氣排出的通道，其可以將4號焦爐廢氣直接排放到空氣 中，也可以連接到后續的余熱鍋爐及脫硫系統的通道 發明人為了使本發明的效果更好，還做了以下的設計： 焦爐廢氣加熱裝置3可為燃煤加熱爐、電加熱爐和燃氣加熱爐中的一種，發明人對焦爐 廢氣的溫度加熱處理，做了上三種選擇； 第一輸送管道21、第二輸送管道22和第三輸送管道23是具有保溫功能的輸送管道，輸 送管道上設置了相對應的控制閥，將各個輸送管道設計成帶有保溫功能的輸送管道，主要 是為了控制管道內焦爐廢氣的溫度，控制閥則是控制焦爐廢氣的流量多少； 噴氨機構4包括氨水處理器41以及噴灑盤43,氨水處理器41與噴灑盤43之間通過軟管 42連接，噴氨機構4中所噴灑的氣體為空氣與氨氣的混合物； 焦爐廢氣排放機構6包括廢氣輸送管62和顆粒收集箱61，廢氣輸送管62是輸送焦爐廢 氣的，顆粒收集箱61主要是收集來自管道內的顆粒。
[0021]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等 效實施例應用于其它領域，但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1. 一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，其特征在于，具體操作步驟如下： 焦炭在焦爐系統中進行燃燒產生的1號焦爐廢氣，此時1號焦爐廢氣的溫度T5 28(TC， 將1號焦爐廢氣經第一輸送管道傳遞到焦爐廢氣加熱裝置內，對1號焦爐廢氣進行加熱，將1 號焦爐廢氣加熱至溫度T為320°0350°C，得到2號焦爐廢氣； 步驟a)中的2號焦爐廢氣經第二輸送管道，流經噴氨機構進行噴氨處理，使2號焦爐廢 氣與氨進行充分混合，形成3號焦爐廢氣； 步驟b)中的3號焦爐廢氣經第三輸送管道，流經SCR反應器，進行氨氣脫硝處理，得到4 號焦爐廢氣； 步驟c)中的4號焦爐廢氣經第四輸送管道，最后由焦爐廢氣排放機構將4號焦爐廢氣排 放到大氣中或者進入余熱鍋爐及脫硫系統中做進一步處理； 其中4號焦爐廢氣為經過脫硝處理的焦爐廢氣。2. 根據權利要求1所述的一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，其特征在于，所述步驟a中的 焦爐廢氣加熱裝置可為燃煤加熱爐、電加熱爐和燃氣加熱爐中的一種。3. 根據權利要求1所述的一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，其特征在于，所述第一輸送管 道、第二輸送管道和第三輸送管道是具有保溫功能的輸送管道，所述輸送管道上設置有相 對應的控制閥。4. 根據權利要求1所述的一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，其特征在于，所述步驟b中的 噴氨機構包括氨水處理器以及噴灑盤，所述氨水處理器與噴灑盤之間通過軟管連接，所述 噴氨機構中所噴灑的氣體為空氣與氨氣的混合物。5. 根據權利要求1所述的一種焦爐廢氣新型脫硝的方法，其特征在于，所述步驟d中的 焦爐廢氣排放機構包括廢氣輸送管和顆粒收集箱。
【文檔編號】B01D53/78GK106039958SQ201610534504
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月8日
【發明人】仲亞杰, 張聰, 荊蒙蒙, 王士平
【申請人】山東源根化學技術研發有限公司