一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统及方法与流程

1.本发明涉及烟气脱硫技术领域，具体为一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统及方法。


背景技术：

2.so2是污染大气环境的主要成分，由so2过度排放导致的酸雨、工业烟雾等问题给生态系统和人体健康构成严重威胁，制约了社会的发展，为此，国家出台了严格的排放标准，企业也加大了对烟气脱硫治理的投资力度。
3.钠基干法脱硫工艺是以nahco3为脱硫剂，将nahco3细粉(以500～800目为主)喷入高温烟气中，将脱硫剂和烟气混合，借助烟气的温度，将nahco3细粉(以500～800目为主)迅速分解生成na2co3颗粒，通过na2co3和so2的反应将so2固化来降低排入大气中的so2的含量。但是这种工艺方法要求烟气的温度要保证在170℃以上才能确保nahco3(以500～800目为主)分解后的活性足够高，固化so2的效率高，否则，nahco3细粉(以800目为主)一方面无法全部分解，另一方面能够分解的部分的活性低，脱除so2的效率低，会造成nahco3的浪费。因此，钠基干法脱硫工艺的工程应用场景受到局限：只能处理高温烟气，而对于低温的烟气，常需要再燃烧高炉煤气等方式来加热混合烟气，使脱硫剂完全分解后再发挥作用，导致了系统整体能耗提高，增加系统的运行费用，降低了干法脱硫工艺的经济性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统及方法，其风量控制和温度控制简便，有利于工程现场的控制和操作，且降低了对风机的磨损，减少了需要加热的气体流量，降低了能耗，提高了脱硫效率和工艺的适用性、经济性，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统，包括焦炉除尘地面站主烟气管道、低温烟气管道、风机、加热装置、z型给料机、脱硫剂储存料斗、分级磨和耐磨输送风机，所述焦炉除尘地面站主烟气管道的后端依次连接有脱硫塔和布袋除尘器；所述低温烟气管道与焦炉除尘地面站主烟气管道上的低温烟气出气口连接或直接与低温室外空气进口连接；所述低温烟气管道在靠近低温室外空气进口的一端安装风机；所述低温烟气管道中还安装加热装置，加热装置的加热管段通过法兰分别与低温烟气管道、高温烟气管道连接；所述高温烟气管道的中部连接脱硫剂输送管道，脱硫剂输送管道上依次安装耐磨输送风机、分级磨、脱硫剂储存料斗和z型给料机；所述高温烟气管道的出口段安装脱硫剂混合均化装置，并通过脱硫剂混合均化装置与焦炉除尘地面站主烟气管道上的高温烟气管道回气口连接。
6.本发明提供另一种技术方案：一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统的脱硫方法，包括以下步骤：
7.s101：焦炉除尘地面站主烟气管道为含so2烟气的主管道；
8.s102：取气及送风：由风机通过低温室外空气进口抽取环境空气或通过低温烟气出气口抽取少量焦炉除尘地面站低温烟气，并输送至后续系统；
9.s103：加热装置加热由风机输送的环境空气或少量焦炉除尘地面站低温烟气，经混合后低温气体升温变为高温气体；
10.s104：上料：通过z型给料机将脱硫剂原料输送进脱硫剂储存料斗中；
11.s105：研磨及输送：脱硫剂原料经螺旋输送机均匀输送进分级磨中，在分级磨中将粒径大的脱硫剂原料研磨为高目数的脱硫剂粉末，再经耐磨输送风机15输送至高温烟气管道中；
12.s106：混合及预分解，经s103加热形成的高温气体与喷入高温烟气管道中的脱硫剂粉末混合，脱硫剂达到一定温度后产生爆米花式的分解效应，并随气流进入焦炉除尘地面站主烟气管道中与焦炉除尘地面站低温烟气混合，之后依次进入脱硫塔和布袋除尘器进行so2脱除和除尘。
13.更进一步的，所述风机采取前置式布置，风机抽取的低温气体介质为少量低温室外空气或少量焦炉除尘地面站主烟气管道中的烟气。
14.更进一步的，所述加热装置针对不同的能源介质可选用为燃气加热器或蒸汽加热器和电加热器组合加热的方式，燃气加热器为管道插入式燃烧器，燃气加热器与低温烟气管道之间通过混风内筒隔开，混风内筒与高温烟气管道之间安装布风环，混风内筒的燃烧室内安装温度、压力测点，高温烟气管道中安装温度、压力测点；电加热器由多个加热单元构成，多个加热单元分布于高温烟气管道中。
15.更进一步的，所述z型给料机用于将脱硫剂原料上料至脱硫剂储存料斗中，脱硫剂储存料斗上安装有料位显示开关，在脱硫剂储存料斗的底部设有插板阀。
16.更进一步的，所述分级磨由研磨室+分级室组成，可自行筛选目数
‑
的目标脱硫剂粉末。
17.更进一步的，所述耐磨输送风机通过脱硫剂输送管道与高温烟气管道之间采用法兰连接。
18.更进一步的，所述脱硫剂混合均化装置安装在高温烟气管道中，脱硫剂粉末与高温烟气管道中的高温气体接触后预分解。
19.更进一步的，s106的预分解中爆米花式分解效应是指作为脱硫剂的nahco3细粉受热分解生成na2co3颗粒、h2o和co2，其中na2co3颗粒与焦炉除尘地面站主烟气管道中的焦炉除尘地面站低温含so2烟气反应。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
21.本发明提出的一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统及方法，通过提前加热作为脱硫剂的nahco3细粉使其分解，激发活性，生成na2co3颗粒，然后再输入烟道和烟气混合，na2co3颗粒和so2反应，达到烟气脱除so2目的；其采用提前加热作为脱硫剂的nahco3细粉，使得需要处理的风量减少，风量控制和温度控制简便；有利于工程现场的控制和操作，且降低了对离心风机的磨损；相比于因为焦炉除尘地面站烟气温度不足导致的需要额外燃烧煤气等物质来提高焦炉除尘地面站全部烟气的温度使nahco3细粉分解产生活性，大大减少了需要加热的气体流量，降低了能耗，提高了效率和工艺的适用性、经济性。
附图说明
22.图1为本发明的抽取少量低温焦炉除尘地面站烟气脱硫流程图；
23.图2为本发明的抽取环境空气的脱硫流程图；
24.图3为本发明的实施例一中焦炉除尘地面站烟气脱硫系统的工作原理图；
25.图4为本发明的实施例二中焦炉除尘地面站烟气脱硫系统的工作原理图；
26.图5为本发明的实施例三中焦炉除尘地面站烟气脱硫系统的工作原理图；
27.图6为本发明的实施例四中焦炉除尘地面站烟气脱硫系统的工作原理图。
28.图中：1、焦炉除尘地面站主烟气管道；2、低温烟气管道；3、混风内筒；4、布风环；5、高温烟气管道；6、脱硫剂输送管道；7、脱硫剂混合均化装置；8、脱硫塔；9、布袋除尘器；10、风机；11、加热装置；12、z型给料机；13、脱硫剂储存料斗；14、分级磨；15、耐磨输送风机；16、低温烟气出气口；17、低温室外空气进口；18、高温烟气管道回气口；19、蒸汽加热器；20、电加热器。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参阅图1
‑
2，本发明实施例提供一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统的脱硫方法，包括以下步骤：
31.步骤一：焦炉除尘地面站主烟气管道1为含so2烟气的主管道；
32.步骤二：取气及送风：由风机10通过低温室外空气进口17抽取环境空气或通过低温烟气出气口16抽取少量焦炉除尘地面站低温烟气，并输送至后续系统；
33.步骤三：加热装置11加热由风机10输送的环境空气或少量焦炉除尘地面站低温烟气，经混合后低温气体升温变为高温气体；
34.步骤四：上料：通过z型给料机12将脱硫剂原料输送进脱硫剂储存料斗13中；
35.步骤五：研磨及输送：脱硫剂原料经螺旋输送机均匀输送进分级磨14中，在分级磨14中将粒径大的脱硫剂原料研磨为高目数的脱硫剂粉末，再经耐磨输送风机15输送至高温烟气管道5中；
36.步骤六：混合及预分解，经步骤三加热形成的高温气体与喷入高温烟气管道5中的脱硫剂粉末混合，脱硫剂达到一定温度后产生爆米花式的分解效应，爆米花式分解效应是指作为脱硫剂的nahco3细粉受热分解生成na2co3颗粒、h2o和co2，其中na2co3颗粒与焦炉除尘地面站主烟气管道1中的焦炉除尘地面站低温含so2烟气反应，并随气流进入焦炉除尘地面站主烟气管道1中与焦炉除尘地面站低温烟气混合，之后依次进入脱硫塔8和布袋除尘器9，如反应时间足够，可不用脱硫塔8，可在焦炉除尘地面站主烟气管道1内反应，同时脱硫剂附着于布袋除尘器9上，继续完成脱硫反应，固化so2，达到脱硫目的。
37.请参阅图3
‑
6，本发明实施例提供一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统，包括焦炉除尘地面站主烟气管道1、低温烟气管道2、风机10、加热装置11、z型给料机12、脱硫剂储存料斗13、分级磨14和耐磨输送风机15，所述焦炉除尘地面站主烟气管道1的后端依次连接有脱
硫塔8和布袋除尘器9；低温烟气管道2与焦炉除尘地面站主烟气管道1上的低温烟气出气口16连接或直接与低温室外空气进口17连接；低温烟气管道2在靠近低温室外空气进口17的一端安装风机10；低温烟气管道2中还安装加热装置11，加热装置11的加热管段通过法兰分别与低温烟气管道2、高温烟气管道5连接；高温烟气管道5的中部连接脱硫剂输送管道6，脱硫剂输送管道6上依次安装耐磨输送风机15、分级磨14、脱硫剂储存料斗13和z型给料机12；高温烟气管道5的出口段安装脱硫剂混合均化装置7，并通过脱硫剂混合均化装置7与焦炉除尘地面站主烟气管道1上的高温烟气管道回气口18连接。
38.在上述实施例中，加热装置11针对不同的能源介质可选用为燃气加热器或蒸汽加热器19和电加热器20组合加热的方式，不同的加热方式可解决能源介质要求的限制：
39.1)对于燃气加热器可选择天然气、焦炉煤气、高炉煤气作为运行燃料，整体采取插入式布置，对低温烟气管道2之间采用混风内筒隔离，保证燃气加热器的燃烧不受干扰，运行稳定，同时在混风内筒3与高温烟气管道5之间增加布风环4，优化低温气体与燃气燃烧产生的高温烟气混合流场，在燃烧系统出口处增加脱硫剂混合均化装置7。
40.2)对于蒸汽加热器19和电加热器20组合加热方式可选择饱和蒸汽、过热蒸汽、电能作为能源介质，其中电加热器20也可以由多个加热单元构成，多个加热单元分布在高温烟气管道5中。
41.参阅图3
‑
图6，脱硫剂选择低目数的原料，采用z型给料机12将脱硫剂原料输送进分级磨14上方的脱硫剂储存料斗13中，脱硫剂储存料斗13上设有料位显示开关，精确反应料斗内储料情况，脱硫剂储存料斗13底部设置插板阀，用于隔断脱硫剂储存料斗13与分级磨14之间的物料连接，分级磨14自带的螺旋输送机与脱硫剂储存料斗13之间通过非金属软连接连接，螺旋输送机均匀的将脱硫剂原料输送进分级磨14，在研磨机中研磨至700
‑
800目的脱硫剂粉末，并进入分级室，在分级室内经过离心筛选出合格的高目数脱硫粉末，耐磨输送风机15通过脱硫剂输送管道6将合格的脱硫剂粉末输送进高温烟气管道5中，在分级室中筛选不通过的脱硫剂粉末，将会到研磨室继续研磨，直至研磨质量合格后，再通过耐磨输送风机15输送至高温烟气管道5中。
42.为了进一步更好的解释说明本发明，还提供如下具体的实施例：
43.实施例一：
44.请参阅图3，一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统及方法，包括以下步骤：
45.环境空气通过低温室外空气进口17由风机10抽取进入低温烟气管道2，燃气加热器在混风内筒3的燃烧室中通过燃烧煤气、天然气等能源介质常温大于1000℃的高温烟气，1000℃以上的高温烟气与风机10输送的低温空气在布风环4中混合至250℃，脱硫剂原料通过z型给料机12将脱硫剂输送至脱硫剂储存料斗13中，通过分级磨14自带的螺旋输送机均匀给料至分级磨14研磨至700～800目的脱硫剂粉末，耐磨输送风机15将700～800目的脱硫剂粉末通过脱硫剂输送管道6输送进高温烟气管道5中，在脱硫剂混合均化装置7中700～800目的脱硫剂粉末与250℃的高温气体充分接触并热分解，热分解后的脱硫剂与高温气体一同进入焦炉除尘地面站主烟气管道1中混合，之后混合气体经过脱硫塔8和布袋除尘器9，如果反应时间足够则可以不用脱硫塔8，可在焦炉除尘地面站主烟气管道1中发生反应，脱硫剂附着在布袋除尘器9上，进一步与so2发生脱硫反应，提高脱硫效率，达到烟气排放标准。
46.实施例二：
47.请参阅图4，一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统及方法，包括以下步骤：
48.环境空气通过低温室外空气进口17由风机10抽取进入低温烟气管道2，蒸汽加热器19通过饱和蒸汽能源介质将低温空气换热至130℃，130℃的高温气体进入电加热器20，通过电加热元件将130℃的气体加热至250℃；脱硫剂原料通过z型给料机12将脱硫剂输送至脱硫剂储存料斗13中，通过分级磨14自带的螺旋输送机均匀给料至分级磨14研磨至700～800目的脱硫剂粉末，耐磨输送风机15将700～800目的脱硫剂粉末通过脱硫剂输送管道6输送进高温烟气管道5中，在脱硫剂混合均化装置7中700～800目的脱硫剂粉末与250℃的高温气体充分接触并热分解，热分解后的脱硫剂与高温气体一同进入焦炉除尘地面站主烟气管道1中混合，之后混合气体经过脱硫塔8和布袋除尘器9，如果反应时间足够则可以不用脱硫塔8，可在焦炉除尘地面站主烟气管道1中发生反应，脱硫剂附着在布袋除尘器9上，进一步与so2发生脱硫反应，提高脱硫效率，达到烟气排放标准。
49.实施例三：
50.请参阅图5，一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统及方法，包括以下步骤：
51.通过风机10从焦炉除尘地面站主烟气管道1的低温烟气出气口16中抽取少量的低温焦炉除尘地面站烟气进入低温烟气管道2，在混风内筒3的燃烧室中通过燃烧煤气、天然气等能源介质常温大于1000℃的高温烟气，1000℃以上的高温烟气与风机10输送的少量低温焦炉除尘地面站烟气在布风环4中混合至250℃；脱硫剂原料通过z型给料机12将脱硫剂输送至脱硫剂储存料斗13中，通过分级磨14自带的螺旋输送机均匀给料至分级磨14研磨至700～800目的脱硫剂粉末，耐磨输送风机15将700～800目的脱硫剂粉末通过脱硫剂输送管道6输送进高温烟气管道5中，在脱硫剂混合均化装置7中700～800目的脱硫剂粉末与250℃的高温气体充分接触并热分解，热分解后的脱硫剂与高温气体一同进入焦炉除尘地面站主烟气管道1中混合，之后混合气体经过脱硫塔8和布袋除尘器9，如果反应时间足够则可以不用脱硫塔8，可在焦炉除尘地面站主烟气管道1中发生反应，脱硫剂附着在布袋除尘器9上，进一步与so2发生脱硫反应，提高脱硫效率，达到烟气排放标准。
52.实施例四：
53.请参阅图6，一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统及方法，包括以下步骤：
54.通过风机10从焦炉除尘地面站主烟气管道1的低温烟气出气口16中抽取少量的低温焦炉除尘地面站烟气进入低温烟气管道2，蒸汽加热器19通过饱和蒸汽能源介质将少量焦炉除尘地面站低温烟气换热至130℃，130℃的高温气体进入电加热器20，通过电加热元件将130℃的气体加热至250℃；脱硫剂原料通过z型给料机12将脱硫剂输送至脱硫剂储存料斗13中，通过分级磨14自带的螺旋输送机均匀给料至分级磨14研磨至700～800目的脱硫剂粉末，耐磨输送风机15将700～800目的脱硫剂粉末通过脱硫剂输送管道6输送进高温烟气管道5中，在脱硫剂混合均化装置7中700～800目的脱硫剂粉末与250℃的高温气体充分接触并热分解，热分解后的脱硫剂与高温气体一同进入焦炉除尘地面站主烟气管道1中混合，之后混合气体经过脱硫塔8和布袋除尘器9，如果反应时间足够则可以不用脱硫塔8，可在焦炉除尘地面站主烟气管道1中发生反应，脱硫剂附着在布袋除尘器9上，进一步与so2发生脱硫反应，提高脱硫效率，达到烟气排放标准。
55.上述实施例一至实施例四中采用燃气燃烧器单独作为加热装置11，或者采用蒸汽
加热器19和电加热器20组合后作为加热装置11，对占总焦炉除尘地面站0％～20％烟气量的烟气或者低温室外空气进行预热，如下表所示：
[0056][0057][0058]
由上表可知：其中，实施例三和实施例四通过加热装置11加热少量的焦炉除尘地面站烟气，令少量焦炉除尘地面站烟气的温度达到250℃，再利用高温热烟气预分解脱硫剂；实施例一和实施例二通过加热装置11加热低温室外空气，令低温室外空气的温度达到250℃，再利用高温热空气预分解脱硫剂。
[0059]
综上所述：本发明提出的一种焦炉除尘地面站烟气脱硫系统及方法，通过提前加热作为脱硫剂的nahco3细粉使其分解，激发活性，生成na2co3颗粒，然后再输入烟道和烟气混合，na2co3颗粒和so2反应，达到烟气脱除so2目的；其采用提前加热作为脱硫剂的nahco3细粉，使得需要处理的风量减少，风量控制和温度控制简便；有利于工程现场的控制和操作，且降低了对离心风机的磨损；相比于因为焦炉除尘地面站烟气温度不足导致的需要额外燃烧煤气等物质来提高焦炉除尘地面站全部烟气的温度使nahco3细粉分解产生活性，大大减少了需要加热的气体流量，降低了能耗，提高了效率和工艺的适用性、经济性。
[0060]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0061]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。