[发明专利]一种焦炉烟道气低温SCR脱硝和余热回收一体化装置及工艺

说明书

本发明涉及焦炉烟道气低温SCR脱硝领域，具体涉及一种焦炉烟道气低温SCR脱硝和余热回收一体化装置及工艺，包括与焦炉烟囱依次连接的地下烟道、氨水气化装置、脱硝反应器、引风机、脱硫塔和除尘器，解决了现有技术问题中存在的焦炉烟道气脱硝技术中存在的催化剂失活、换热器堵塞、原烟囱防腐以及需要停机检修的技术缺陷。本发明提供一种具有脱硝效率高、氨逃逸率低、催化剂不会堵塞、催化剂使用寿命高、烟囱防腐性能好、结构简单和成本低廉的脱硝装置及工艺。

技术领域

本发明涉及焦炉烟道气低温SCR脱硝领域，具体涉及一种焦炉烟道气低温SCR脱硝和余热回收一体化装置及工艺。

背景技术

焦化行业的焦炉烟道气中SO2、NOx及粉尘颗粒物的排放浓度指标，在基准氧含量8％时，颗粒物 浓度为10mg/Nm3，SO2浓度为30mg/Nm3，NOx浓度为150mg/Nm3，并要求净化处理后烟气须回原 烟囱排放。当前焦炉烟道气采用的低温SCR脱硝技术，源自于在燃煤电厂应用已非常成熟的SCR脱硝 技术，采用活性温度区间较低的催化剂。

焦炉烟道气中的SO2是焦炉加热煤气中所含硫化物燃烧产生的，主要包含焦炉加热用焦炉煤气中H2S、有机硫和因焦炉炉体窜漏导致荒煤气等燃烧所生成的SO2，焦炉烟道气排放的SO2浓度一般在100-500mg/Nm3。

焦炉烟道气中的NOx是燃气在焦炉立火道中燃烧时，由于燃烧温度高，将空气中的N2氧化生成的NOx，其中NO占95%左右，NO2占5%左右。焦炉烟道气排放的NOx浓度一般在600-1300mg/Nm3。

焦炉碳化室窜漏导致荒煤气（含焦油和细煤灰）进入到燃烧室，导致焦炉烟道气中颗粒物浓度可达到30-100 mg/Nm3。

所以，对于焦炉烟道气而言，由于其自身的特点，燃煤锅炉烟气脱硝技术并不完全适用于焦炉烟道气，具体原因如下：一、焦炉烟道气温度较低，受焦炉炉型、炉龄、燃料种类、管理水平等因素的影响，不同焦炉烟道气温度差别很大，一般在180-280℃之间，相比电厂320-400℃的烟气温度，焦炉烟道气温度较低；二、焦炉烟道气排放的NOx浓度较高，一般在600-1300mg/Nm3，SO2和烟尘浓度较低，分别在100-500mg/Nm3和30-100 mg/Nm3；三、净化处理后烟气须回原烟囱排放，需要利用SCR脱硝后烟气热量来抬升去烟囱排放的净烟气温度不低于140℃，避免原烟囱的腐蚀及烟羽问题，否则无法直接回原烟囱排放；四、焦炉烟道气中由于炉墙窜漏而含有焦油，且随着炉龄增长而增加，焦油是强粘性物质，会对催化剂活性造成影响；五、为了达到超低排放要求，低温SCR脱硝效率要达到90%甚至更高，NH3逃逸量很难满足国家排放标准的要求；六、SCR脱硝后的烟气由于逃逸NH3和SO3会形成硫酸氢铵，当温度低于200℃时，硫酸氢铵易在催化剂、换热器表面沉积，造成催化剂失活和换热器堵塞，尤其是烟气经过换热器降温时，硫酸氢铵更易造成沉积在换热器表面。

综上所述，虽然SCR脱硝技术是目前燃煤锅炉烟气脱硝中运行最稳定、应用最可靠的技术，但是由于焦炉烟道气特性与燃煤锅炉烟气存在差异，且环保要求也有不同。因此直接采用燃煤锅炉烟气SCR脱硝技术不能满足要求。因此，紧密结合焦炉烟道气的特性及实际工程应用的要求，有针对性地开发一种焦炉烟道气低温SCR脱硝和余热回收一体化工艺十分必要。

发明内容

针对现有技术问题中存在的焦炉烟道气脱硝技术中存在的催化剂失活、换热器堵塞、原烟囱防腐以及需要停机检修的技术缺陷。本发明提供一种新的焦炉烟道气低温SCR脱硝和余热回收一体化工艺，该焦炉烟道气低温SCR脱硝和余热回收一体化工艺具有脱硝效率高、氨逃逸率低、催化剂不会堵塞、催化剂使用寿命高、烟囱防腐性能好、结构简单和成本低廉的优势。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：