[发明专利]一种降低焦炉烟气氮氧化物排放的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及焦炉烟气污染物排放控制技术领域，尤其涉及一种不使用催化剂即可降低焦炉烟气氮氧化物排放的方法及系统。

背景技术

焦化行业能耗高、污染严重，但是对此行业的污染控制却不够重视，尤其是焦炉氮氧化物的污染问题始终未能得到解决。2012年实施的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中规定在2015年后新建的炼焦炉氮氧化物排放浓度不得超过500mg/m³。目前大多数的独立焦化企业，焦炉烟囱排放烟气中的NO_x含量都在800mg/m³以上，远超过了国家标准，因此必须采取有效的焦炉烟气脱硝方法，减少炼焦过程中产生的氮氧化物的排放量。

焦炉烟气中氮氧化物的来源主要是煤气和过量空气经预热以后进入燃烧室进行混合燃烧，产生的高温导致的空气中的氮和过量的氧气发生氧化反应生成NO_x导致的，在目前的焦炉结构下，很难从根本上降低其产生量到排放标准以下。

焦炉烟气自下降立火道出来后经斜道到达经蓄热室顶部，其温度在1200℃到1320℃，氧含量在4.7％以上，在该环境下，氨气和尿素等含氨液体等会与废气发生氧化反应生成大量的氮氧化物。

在现有技术中，焦炉燃烧废气的脱硝采用的选择性催化还原技术，在废气盘后总烟道内使用催化剂或催化装置进行脱硝。采用现有脱硝工艺需要增加催化剂或催化装置，催化剂需定期进行更换，还需设置高温风机，因此该技术的建设投资大，运行成本高。

焦化废水是焦化厂在炼焦、煤气净化及化工产品回收过程中产生的，其组成复杂、有害物浓度高、毒性大且难以处理，引起水质污染。半数以上的废水来源是由煤干馏及煤气冷却过程中产生的剩余氨水；经蒸氨后以蒸氨废水形式排出的蒸氨废水污染物浓度较高，需要后续处理后才能排放。

发明内容

本发明提供了一种降低焦炉烟气氮氧化物排放的方法及系统，利用剩余氨水及蒸氨废水等焦化废水作为还原剂，经预热后喷入焦炉蓄热室的脱硝反应空间内，其中的活性成分与烟气中的氮氧化物充分反应，在控制焦炉烟气氮氧化物排放的同时，还可控制焦化废水的排放；初期投资小，运行成本低，节能环保。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种降低焦炉烟气氮氧化物排放的方法，包括如下步骤：

1)焦炉炉外设还原剂存储及预混装置，炉内设脱硝反应空间以及还原剂喷入装置；

2)在还原剂存储及预混装置中掺混后的蒸氨废水与剩余氨水的混合溶液作还原剂，其活性成分为氨，还原剂中含氨浓度为0.5～2％；

3)焦炉工作时，上升气流的煤气和空气与下降气流的烟气由交换传动装置定时进行换向，当交换传动装置改变废气盘开闭状态，焦炉蓄热室内的气流向由上升变为下降时，打开还原剂存储及预混装置与还原剂喷入装置之间连接管道一上的第一切断阀，使液态还原剂进入还原剂喷入装置，利用焦炉蓄热室内砖和烟气的热量加热管道内的还原剂，使还原剂充分汽化；

4)还原剂充分预热汽化后通过还原剂喷入装置喷入到脱硝反应空间内，脱硝反应空间位于焦炉蓄热室内温度为870-970℃的区域，还原剂在脱硝反应空间内的停留时间为0.2～2s，氨氮比控制在1.5～2.0；还原剂中的氨与烟气中的氮氧化物反应，实现焦炉烟气脱硝和焦化废水的净化；

5)关闭第一切断阀，停止通入还原剂，开启还原剂喷入装置与压缩空气管道之间连接管道二上的第二切断阀，开始通入压缩空气；当焦炉蓄热室内气流流向由下降变为上升时，关闭第二切断阀，停止通入压缩空气；

6)以上过程重复进行，由控制系统通过交换传动装置输出的动作转换信号同步控制第一切断阀、第二切断阀的切换动作。

用于实现一种降低焦炉烟气氮氧化物排放的方法的系统，包括还原剂存储及预混装置、还原剂喷入装置和脱硝反应空间，所述脱硝反应空间位于焦炉蓄热室内温度为870-970℃的区域，还原剂喷入装置设置在脱硝反应空间顶部，其在焦炉外的一侧与还原剂存储及预混装置通过连接管道一连接，连接管道一上设第一切断阀；还原剂喷入装置另外与压缩空气管道通过连接管道二连接，连接管道二上设第二切断阀。

所述还原剂存储及预混装置由蒸氨废水存储装置、剩余氨水存储装置、备用含氨液体存储装置、还原剂预混装置组成，蒸氨废水存储装置、剩余氨水存储装置、备用含氨液体存储装置分别连接还原剂预混装置。

所述还原剂喷入装置在焦炉外的一侧还设有放散阀和压力监测表。