一种烧结烟气脱硫脱硝装置的制作方法

本实用新型涉及环保领域，特别是一种适用于钢铁冶金行业烟气处理的湿法脱硫脱硝装置。

背景技术：

钢铁冶金行业是煤炭消费的重要流向，也是近年来防控空气污染的重要对象。近年来通过烟气湿法脱硫技术的推广，主要污染源颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度已经大幅下降，但是原料与燃料之间的燃烧产生的烟气中携带了大量的水汽及少量超细颗粒物、溶解性固体等污染物，对环境存在一定的污染，且饱和烟气排放到大气时，在阳光折射下产生“白色烟羽”现象，产生视觉污染。因此，国外及国内部分地区已相继出台消除烟囱白色烟羽的规定。

目前普通超净排放的工艺为：湿法脱硫+选择性催化还原脱硝(scr)。scr中采用的中高温催化剂额定温度范围为200～320℃，但是在烧结刚开机或烟气量＜额定烟气量的1/3时，scr催化剂温度不能满足喷氨条件，足量支撑催化反应，因此在刚开机或者烟气不足的情况下采用高热方式，也就是烟气换热器冷端进气温度要高于80℃，补热＞260℃，scr运行温度280℃，方能满足nox排放不超标。同样的，这种高热情况伴随含湿量高，因此白色烟羽在刚开机或者烟气不足的情况下难以控制。并且含湿量高，易夹带颗粒物，scr及ggh在吹扫过程中容易造成颗粒物超标排放，脱硫后烟气中的颗粒物得不到再次脱除。

技术实现要素：

本实用新型的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种烧结烟气脱硫脱硝装置，使其在任何情况下都可以稳定工作。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：一种烧结烟气脱硫脱硝装置，其特征在于：包括脱硫总成、除尘冷凝总成、烟气换热总成、热循环总成和脱硝总成；

所述的脱硫总成，包括外壳内顺序排列的管束除雾器、喷淋层和气动脱硫单元；在外壳下部侧壁设置有进气口，在外壳顶部设置有出气口；所述的喷淋层与入液口连接，在外壳底部设置有出液口；所述的出液口和入液口通过浆液冷凝器连接；所述的气动脱硫单元为多个，点阵排列；所述的气动脱硫单元底部设置有旋流器；所述的管束除雾器包括气旋筒、气旋板；

所述的除尘冷凝总成，包括顺序连接的湿式除尘器和烟气冷凝器；所述的湿式除尘器入口与脱硫总成出气口连接，所述烟气冷凝器水路与冷却塔连接；

所述的烟气换热总成，包括媒介式烟气换热器和回转式烟气换热器；所述的媒介式烟气换热器包括水路连接的降温侧和升温侧，所述的降温侧气道前端连接烧结机排烟口，后端连接所述脱硫总成的进气口；所述的升温侧气道前端连接烟气冷凝器出口，后端连接所述回转式烟气换热器的进气口；所述的回转式烟气换热器回路出口通过烟道连接脱硝总成；所述的烟道侧壁顺序设有煤气补热装置和氨水加料口；所述的回转式烟气换热器出口通过脱硝引风机连接烟囱；

所述的热循环总成，包括热循环风机，其入口通过管道连接回转式烟气换热器回路出口，具体位于回转式烟气换热器回路出口与煤气补热装置之间；其出口通过管道连接所述媒介式烟气换热器升温侧与回转式烟气换热器入口之间的管路；

所述的脱硝总成，为脱硝反应器scr；scr出口连接所述的回转式烟气换热器回路入口。

上述喷淋层为三层，其中一层在所述的气动脱硫单元上方，两层在气动脱硫单元下方。

在所述的媒介式烟气换热器降温侧和烧结机排烟口之间设有主抽风机。

在所述烟气冷凝器和所述媒介式烟气换热器升温侧之间设有烟道除雾器。

上述煤气补热装置为热风炉。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下突出的有益效果：

1、本装置避免湿法脱硫出口烟气带走更多的水份，造成排放口烟气拖尾过长，实现零度以上烟囱无可视烟羽；

2、采用烟气冷凝降温7℃后，210万m³/h的烟气可节水约40-50t/h回收利用；

3、媒介式烟气换热器(mggh)换热后，脱硫饱和湿烟气通过换热升温25℃后变成不饱和烟气进入ggh，提高了换热效果，减少了ggh堵塞的几率；同时排烟温度相对提高了25℃，能降低白色烟羽排放；

4、热风循环能提前给scr催化剂升温，提前达到喷氨条件，避免nox超标排放，实现达标排放，系统运行更稳定。

附图说明

图1是本实用新型的连接关系示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。为了便于叙述，设定以图1烟气进入方向为前，排出方向为后。

如图1所示，本实用新型包括脱硫总成、除尘冷凝总成、烟气换热总成、热循环总成和脱硝总成。

所述的脱硫总成，包括外壳内顺序排列的管束除雾器11、喷淋层12和气动脱硫单元13。

在外壳下部侧壁设置有进气口，在外壳顶部设置有出气口。

所述的喷淋层12与入液口连接，在外壳底部设置有出液口。所述的出液口和入液口通过浆液冷凝器14连接。具体的喷淋层12为三层，其中一层在所述的气动脱硫单元13上方，两层在气动脱硫单元13下方。

所述的气动脱硫单元13为多个，点阵排列，具体采用316l材质，单塔共198个气动脱硫单元13，单个气动脱硫单元13直径600mm，高度1m。所述的气动脱硫单元13底部设置有旋流器。烟气从气动脱硫单元13下方进入，在旋流器的作用下，形成具有一定速度(＜9.8m/s)的向上的旋转气流，将气动脱硫单元13上端注入的硫酸钙及亚硫酸钙浆液托住，反复旋切，形成一段动态稳定的液粒悬浮层，液相的聚散组合随时发生，气相向液相传质，达到有害气体吸收、粉尘捕集的目的，该技术具有传质效果好，液气比小，脱硫效率高等优点。所述的气动脱硫单元13为湿法脱硫常用设备，其内部结构在此不再累述。

所述的管束除雾器11位于所述的喷淋层12的上方，包括气旋筒、气旋板。气动脱硫单元13提供旋转气流动力，使脱硫后的喊雾净烟气进入，并在气旋筒内旋转起来，形成气液两相的剧烈旋转及扰动，从而使得净烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物互相碰撞团聚凝聚成大液滴，再在气旋板作用下产生离心运动，并被气旋筒壁液膜捕获吸收，从而实现高效除雾除尘，能够满足出口烟尘小于10mg/nm3的超低排放要求。

所述的除尘冷凝总成，包括顺序连接的湿式除尘器21和烟气冷凝器22。

所述的湿式除尘器21入口与脱硫总成出气口连接，能降低脱硫后烟气中的颗粒物2-3mg/nm³。

所述烟气冷凝器22水路与冷却塔23连接。所述的烟气冷凝器22可以使脱硫后的烟气降温7℃，减少了烟气中的水分。

经由所述的除尘冷凝总成处理后，再次降低进入scr前烟气中的颗粒物浓度，减少了ggh及scr堵塞的风险；且烟气冷凝出的水再次回收利用，节约成本；能实现环境温度0度以上无可视烟羽。

所述的烟气换热总成，包括媒介式烟气换热器mggh和回转式烟气换热器ggh。

所述的mggh包括水路连接的降温侧31和升温侧32，所述的降温侧31气道前端连接烧结机排烟口，后端连接所述脱硫总成的进气口；所述的升温侧32气道前端连接烟气冷凝器22出口，后端连接所述ggh冷端33的进气口。mggh把进入脱硫前烟气中的热量换热至ggh入口，把脱硫后的湿饱和烟气加热20-25℃变成不饱和湿烟气，减少ggh堵塞的风险，其次是降低脱硫总成入口烟气温度20-25℃，减少脱硫总成内的蒸发量，达到节水及避免过多的湿烟气进入scr脱硝系统。优化方案中，在所述的mggh降温侧31和烧结机排烟口之间设有主抽风机。优化方案中，在烟气冷凝器22和所述mggh升温侧32之间设有烟道除雾器24。

所述的ggh回路出口通过烟道连接脱硝总成5。所述的烟道侧壁顺序设有煤气补热装置35和氨水加料口36。所述的煤气补热装置可以为热风炉。

所述的ggh热端34出口通过脱硝引风机37连接烟囱38。

所述的热循环总成，包括热循环风机41，其入口通过管道连接ggh回路出口，具体位于ggh回路出口与煤气补热装置之间。其出口通过管道连接所述mggh升温侧32与ggh冷端33入口之间的管路。实现热气流从所述的ggh回路出口→ggh入口之间的单向流动。在烧结刚开机或烟气量＜额定烟气量的1/3及脱硫后烟气温度＜55℃时，开启热风循环，能提前给scr催化剂升温，提前达到喷氨条件，避免nox超标排放。

所述的脱硝总成5，为脱硝反应器scr。scr出口连接所述的ggh回路入口。所述的scr为现有技术，因其未做改良，因此其内部结构不在累述。其中scr脱硝采用“中温设计、宽温运行”的理念，即脱硝本体及设备选型按照280℃设计，脱硝运行按照200℃-280℃温度区间运行的设计思路。优化方案中，采用200℃运行。检测结果显示，280℃脱硝运行时入口烟气量718569.80nm³/h，高炉煤气热值3858.01kj/nm³，高炉煤气耗量14334.59nm³/h，折算成1nm³(每标立方米)原烟气的高炉煤气能耗为76.96kj/nm³，而在200℃脱硝运行时入口烟气量718477.63nm³/h，高炉煤气热值3904.56kj/nm³，高炉煤气耗量为8734.58nm³/h，折算成1nm³(每标立方米)原烟气的高炉煤气能耗47.47kj/nm³，脱硝系统在200℃运行，比在280℃运行节约燃气能耗38.32％。

本装置使用方法为：

1、初始温度为130±5℃的烧结机来烟气经由媒介式烟气换热器(mggh)降温侧31换热，降温20～25℃进入脱硫总成；

2、在脱硫总成内采用湿法脱硫装置进行脱硫。具体为：烟气从气动脱硫单元13下方进入，在旋流器的作用下，形成具有一定速度(＜9.8m/s)的向上的旋转气流，将气动脱硫单元13上端注入的硫酸钙及亚硫酸钙浆液托住，反复旋切，形成一段动态稳定的液粒悬浮层，液相的聚散组合随时发生，气相向液相传质，达到有害气体吸收、粉尘捕集的目的，该技术具有传质效果好，液气比小，脱硫效率高等优点。优化方案中，其中的浆液通过浆液冷凝器14进行冷凝循环。

3、脱硫后的气体进入除雾器进行气水分离。除雾器为管束除雾器11，气水分离具体为：气动脱硫单元13提供旋转气流动力，使脱硫后的喊雾净烟气进入，并在气旋筒内旋转起来，形成气液两相的剧烈旋转及扰动，从而使得净烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物互相碰撞团聚凝聚成大液滴，再在气旋板作用下产生离心运动，并被气旋筒壁液膜捕获吸收，从而实现高效除雾除尘，能够满足出口烟尘小于10mg/nm³的超低排放要求。除雾后的烟气温度为50±1℃，含湿量为12～12.5％。

4、除雾后的烟气进入湿式除尘器21，该操作能降低脱硫后烟气中的颗粒物2-3mg/nm³。除尘后的烟气温度为50±1℃，含湿量为12～12.5％。湿式除尘器21独立于脱硫总成以外，可以达到除尘但是不改变温度，也不会增加烟气含湿量。

5、除尘后的烟气经由烟气冷凝器22处理降温7～8℃，冷凝后的烟气温度为43±1℃，含湿量为8.4～8.8％。避免湿法脱硫出口烟气带走更多的水份，造成排放口烟气拖尾过长，实现零度以上烟囱无可视烟羽；

6、冷凝后的烟气进入mggh升温侧32换热，升温20～25℃，进入ggh冷端33，与回转后热端34脱硝烟气进行换热，升温到190±10℃；含湿量为12～12.5％，在不改变含湿量的情况下，由饱和烟气转化为不饱和烟气。

7、ggh冷端33烟气经回路出口进入烟道，经由补热装置，升温到220±10℃，与加入的氨气混合，形成含氨烟气；

8、含氨烟气进入脱硝总成5，在脱硝总成5内部宽温催化剂的活性催化作用下，完成脱硝，得脱硝烟气；

9、脱硝烟气回至ggh热端34，与冷端33烟气进行换热，降温到100±10℃；含湿量为12～12.5％。

10、降温后的脱硝烟气经由脱硝引风机连接烟囱排出。

11、在ggh冷端33烟气排出ggh回路出口且尚未补热时，通过热循环总成引入所述mggh升温侧32与ggh入口之间的管路。在烧结刚开机或烟气量＜额定烟气量的1/3及脱硫后烟气温度＜55℃时，开启热循环，能提前给scr催化剂升温，提前达到喷氨条件，避免nox超标排放，实现达标排放，系统运行更稳定。

使用上述装置可以将硫、尘得到更好的脱除；降温后的不饱和烟气进入ggh，不容易发生堵塞；在烧结刚开机或负荷小时，避免了nox超标排放的风险。

需要说明的是，本实用新型的特定实施方案已经对本实用新型进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本实用新型的保护范围之内。