[发明专利]一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统

说明书

本发明公开了一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，包括热风炉和锅炉烟道、烟气换热器和选择性催化还原脱硝(SCR)装置。锅炉烟道包括低温烟道段、高温烟道段和低温出口烟道。热风炉通过热风管道连接到锅炉烟道。热风管道设置有等压配风箱和若干个热风分配管，热风分配管上设置有氨水喷枪，出口设置有等压掺混器。烟气换热器同时设置在低温烟道段和高温烟道段，将高温烟气热量回收后传递给低温烟气，实现低温烟气的第一级升温。热风炉产生的高温烟气先经过等压配风箱均匀分配到各热风分配管内，热风分配管内蒸发的氨水与热风再通过等压掺混器均匀分配到大截面锅炉烟道内，实现热风、氨气、烟气的均匀掺混。本发明具有系统简化、混合特性好、脱硝效率高、氨逃逸低等优点。

技术领域

本发明涉及一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，属于烧结或焦炉的烟气脱硝领域。

背景技术

近年来，非电行业的大气污染控制已经成为继电力行业后的重点减排对象。自2015年1月起执行的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中规定：一般地区焦炉烟囱烟气颗粒物、SO₂、NOx排放浓度需低于30mg/m³、50mg/m³、500mg/m³；重点地区需低于15mg/m³、30mg/m³、150mg/m³。

2018年5月发布的关于征求《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》意见函，提出了推动钢铁行业超低排放改造要求计划将烧结烟气中的NOx排放浓度严格控制在50mg/m³以内，给钢铁企业带来巨大环保压力。2018年，各地方发布的《钢铁工业大气污染物超低排放标准》、《炼焦化学工业大气污染超低排放标准》、《关于部分重点城市执行大气污染物特别排放限制的公告》、《钢铁工业大气污染物超低排放标准(征求意见稿)》等文件使得钢铁行业的污染物超低排放改造迫在眉睫。这意味着我国将进入大规模控制非电行业NOx排放的重要阶段。

过去几十年，电力行业在烟气脱硝领域积累了大量先进而成熟的经验，尤其是SCR(选择性催化还原法)脱硝技术，可经济高效的脱除氮氧化物。然而，烧结、焦炉烟气特点不同于电力行业。烧结烟气汇合后烟温一般低于200℃，焦炉烟气温度范围为180～230℃，而达不到SCR脱硝技术催化脱硝温度窗口320～450℃，给钢铁行业烟气脱硝带来巨大挑战。采用外部高温烟气对烧结、焦炉烟气进行加热，是目前采用的常规解决办法。然而，外部氨气(或氨水)、高温烟气和烧结(或焦炉)低温烟气的快速掺混涉及到大截面、短距离的组分混合问题，混合后烟气温度分布和氨浓度分布的均匀度显著影响着脱硝效率，是整套系统投运成功与否的关键。以往的研究，多数都将热风掺混系统和喷氨系统分开设置。热风掺混采用单口或多口射流混合的技术，混合效果差，即使经过结构的优化，混合后到达SCR入口截面的最大温度偏差也高达40℃，并且对速度场的均匀分布也有不利影响，严重影响了系统脱硝效率。此外，喷氨系统采用喷氨格栅，系统包括空气混合器、液氨站、稀释风机等，系统复杂，运维成本较高。

发明内容

本发明旨在提供一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，采用氨水喷枪，在热风支管内实现氨水的蒸发，混入热风，并跟随热风一起进入热风掺混装置，利用等压设计理念设计热风配风箱和热风掺混装置，保证热风在大截面烟道内初始喷出点位均匀，为后续热风、氨气在烟气中的扩散掺混提供保证，并经过低阻高效静态混合器完成各烟气组分的充分混合及对焦炉或烧结机出口低温烟气的均匀加热。

本发明通过以下技术方案实现：

一种烟气调温喷氨脱硝一体化系统，包括热风炉和锅炉烟道以及设置在锅炉烟道内的SCR装置，所述锅炉烟道包括依次连接的低温烟道段、高温烟道段和低温出口烟道，所述高温烟道段呈Π型设置；所述热风炉通过热风管道连接到所述锅炉烟道的低温烟道段和高温烟道段之间；所述热风管道设置有氨水喷枪，且所述热风管道位于锅炉烟道的热风出口设置有等压掺混器。