焦炉烟气脱硫脱硝及余热利用系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种尾气脱硫脱硝及余热利用系统，尤其涉及焦炉烟气脱硫脱硝及余热利用系统。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的不断发展，各项经济事业均蓬勃发展，但由于在初期的发展中环境保护意识的薄弱和环境保护技术的不到位，对环境尤其是大气环境造成了一定的影响。近年来北方多地尤其是北京地区出现的重度雾霾天气更是引起的国内甚至国际的广泛关注。
[0003]目前，国内焦炉烟气的脱硫脱硝处理尚处在起步阶段，绝大多数焦化厂、钢厂的焦炉烟气仍然不经处理直接排放到大气中。这样的做法严重影响了当地的大气环境，给人们的健康也带来很大的隐患。随着更严格的焦炉烟气排放标准GB16171-2012的出台，焦炉烟气的脱硫、脱硝将成为国内所有焦化生产厂的必备工艺。可以预见，未来烟气的排放标准会向更严格的国际环保标准靠拢，以适应国际化的节能环保趋势。所以，必须有一种可靠的系统及工艺来实现焦炉烟气的脱硫脱硝及余热回收的目的。
[0004]CN104548900A公开了一种焦炉烟气脱硝脱硫及再热系统工艺装置，其是由SCR脱硝反应器、GGH烟气再热器、脱硫塔、氨水蒸发器、氨空混合器、稀释风机、氨水稀释罐、氨水栗、增压风机、烟气切换阀、烟囱及管路相连而成。来自焦炉的烟气首先进入SCR脱硝反应器进行脱硝，脱硝后热烟气进入GGH烟气再热器与脱硫塔脱硫后的湿烟气进行换热，换热后热烟气由280?350°C降至150?160°C后通过增压风机增压后进入脱硫塔脱硫，脱硫塔出口湿烟气进入GGH烟气再热器由70?80°C换热成160°C左右烟气进入烟囱排放;整个系统烟气通过烟气切换阀进行切换，即当脱硫检修或故障停电等情况发生，脱硝后烟气通过切换阀打开直接进烟囱排放；当SCR脱硝反应器内因烟气焦油等中毒后通过烟气切换阀切换在线再生产。该技术由于采用了 GGH烟气换热装置，导致排入大气的烟气温度达160°C，完全浪费了焦炉烟气中带有的热量。高温烟气直接进入大气造成了能源的浪费，无法回收利用此部分能源必然导致其他能源消耗。
[0005]CNl 04923046A公开了一种焦炉烟气脱硫、脱硝及余热回收一体化方法，该方法所采用的系统包括加热炉、脱硝装置、余热回收装置、供氨系统、脱硫装置、硫铵回收装置等。来自焦炉的烟气首先进入加热炉加热升温至300?400°C，再进入脱硝装置，利用脱硝还原剂和脱硝催化剂脱除烟气中的氮氧化物;脱硝还原剂为氨;脱硝装置出来的烟气经余热回收装置回收热量并降温至100?150°C，再进入氨法脱硫装置脱除烟气中的二氧化硫。该技术必须使用的加热炉需要大量的能源消耗，增加额外燃料消耗和环境负担。该系统采用的脱硝装置无法进行中低温脱硝，只能依赖加热炉进行烟气加热;整套系统并未设置事故安全排放系统，无法在事故状态下保证焦炉安全，易引起焦炉堵烟爆炸。
[0006]长期以来，制约焦炉烟气脱硫脱硝工艺发展的主要有两个问题:一是现有的脱硫脱硝及余热回收工艺不能适应焦炉生产的特点，加装脱硫脱硝设施后，由于烟气通路阻力加大，对生产安全性产生影响。二是焦炉烟气温度较低，现有工艺无法达到很好的脱硝效率，使得整个工艺的效果无法得到保证。由于这两个问题的存在，实际中尚未存在一种既能够保证焦炉生产安全又能够高效完成脱硫脱硝及余热回收的系统及工艺。因此，开发一种既能够保证焦炉生产安全又能够高效完成脱硫脱硝及余热回收的系统是本领域技术人员亟需解决的技术问题之一。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的主要目的在于提供焦炉烟气脱硫脱硝及余热利用系统，该系统在有效保障脱硝脱硫工艺的生产安全同时能够高效完成脱硫脱硝及余热回收。
[0008]为实现上述目的，本实用新型提供一种焦炉烟气脱硫脱硝及余热利用系统，其中，该系统至少包括:焦炉烟气脱硫脱硝及余热利用单元和焦炉烟气安全排放单元；
[0009]所述焦炉烟气脱硫脱硝及余热利用单元包括SCR脱硝装置；
[0010]所述SCR脱硝装置为200°C?350°C使用的SCR脱硝装置；
[0011 ]所述焦炉烟气安全排放单元包括安全烟道及烟囱；
[0012]焦炉的烟气排放口通过管道及三通切换阀分别连接于所述焦炉烟气脱硫脱硝及余热利用单元的入口及所述安全烟道的一端，所述安全烟道的另一端连接于所述烟囱的底部，所述烟囱的底部设置使其使处于热备状态的供热单元。
[0013]本实用新型所述系统通过科学合理设计，将焦炉烟气脱硫脱硝及余热利用单元和焦炉烟气安全排放单元平行设置，使整个系统能够在事故状态下可通过三通切换阀的即时切换，使焦炉烟气排至安全烟道进入大气，由于烟囱处于热备状态，其对安全烟道将会产生自然吸力，该吸力能够保证焦炉排烟正常不发生堵烟爆炸事故，从而保证焦炉安全生产，解决了现有条件下脱硫脱硝工艺无法保证焦炉生产安全的问题。
[0014]此外，本实用新型系统中在200°C?350°C使用的SCR脱硝装置属于中低温SCR脱硝装置，由于焦炉烟气温度低，为不影响系统的脱硝脱硫效率，现有技术所采用的脱硝装置通常需要加热焦炉烟气才能保障脱硝脱硫效率，而本实用新型使用中低温SCR脱硝装置，其可使在不加热焦炉烟气的情况下，保障脱硝脱硫的效率，有效解决目前焦炉烟气脱硫脱硝耗能严重的问题。本实用新型所述在200°C?350°C使用的SCR脱硝装置中所使用的催化剂为现有在该温度范围内使用的催化剂。本实用新型所述SCR脱硝装置包含配套的脱硝剂(氨水或尿素等)供应系统。
[0015]根据本实用新型的具体实施方案，其中，所述供热单元包括连接于所述烟囱的底部的或连接于靠近烟囱底部的安全烟道上的用于输送热空气的管道。
[0016]根据本实用新型的具体实施方案，其中，所述焦炉烟气脱硫脱硝及余热利用单元还包括余热回收装置及脱硫装置。
[0017]根据本实用新型的具体实施方案，其中，所述余热回收装置包括依次连接的以空气为换热介质的空气换热装置及以水为换热介质的锅炉换热装置。本实用新型所述的空气换热装置是采用脱硝后的热烟气作为热源加热空气实现换热的;本实用新型所述的锅炉换热装置是采用经空气换热装置初步换热后的热烟气作为热源加热水实现换热的。采用依次连接的空气换热装置及锅炉换热装置能够有效回收脱硝后热烟气的热量，使能源有效利用，并且还能够使经回收后的脱硝烟气易于满足脱硫工艺的要求。
[0018]本实用新型对所述空气换热装置类型不作限定，只要能实现换热功能即可，通常其是管式或板式的换热器。脱硝后的烟气的温度通常在250°C左右，使用空气换热装置可利用该烟气为热源将冷空气加热至100°C以上。
[0019]本实用新型对所述的锅炉换热装置的具体类型不作限定，只要能实现换热功能即可，通常其是一种管式换热器，使用锅炉换热装置可利用经脱硝换热后230°C左右烟气为热源将介质冷水加热生产饱和蒸汽。优选地，该介质冷水可为工业软水。
[0020]根据本实用新型的具体实施方案，其中，所述焦炉烟气脱硫脱硝及余热利用单元的入口为所述SCR脱硝装置入口，所述SCR脱硝装置的出口通过管道与所述空气换热装置的入口相连，所述空气换热装置的出口通过管道与所述锅炉换热装置的入口相连接;所述锅炉换热装置的出口与所述脱硫装置的入口相连接。
[0021]将SCR脱硝装置设置在系统的前端，其有益效果是焦炉烟气可以直接进行脱硝，无需烟气再热设备，无需大量烟气再热能源消耗。将空气换热装置和锅炉换热装置在SCR脱硝装置与脱硫装置之间，其优势在于:
[0022](I)能最大限度地回收烟气中的热能，避免高温排放所造成的浪费；
[0023](2)能够使烟气达到湿法脱硫所适宜的反应温度，省去了烟气降温设备及其所造成的水资源消耗；
[0024]根据本实用新型的具体实施方案，其中，所述用于输送热空气的管道与所述空气换热装置的热空气出口连接。采用这种设置可直接使由所述空气换热装置加热后的热空气作为热备烟囱热源而不需要消耗额外能源，有效节约了能源消耗。
[0025]根据本实用新型的具体实施方案，其中，所述脱硫装置为湿法脱硫装置。本实用新型所述湿法脱硫装置中使用的脱硫剂为现有用于湿法脱硫装置的脱硫剂。
[0026]本实用新型所述系统可方便在现有未配备焦炉烟气脱硫脱硝及余热利用单元的焦炉厂中应用，在加装了本实施新型所述焦炉烟气脱硫脱硝及余热利用单元后，可将原来直接排放焦炉烟气