[发明专利]一种CO氧化协同脱硝的系统和方法

说明书

一种CO氧化协同脱硝系统，该系统包括SCR反应器(1)、CO氧化装置(2)；CO氧化装置(2)为管壳型结构的气固间接换热塔，其中内层为CO氧化装置(2)的主反应塔(201)，外层为CO氧化装置(2)的预热腔室(202)；原烟气输送管道(L0)连接至SCR反应器(1)的烟气入口，从SCR反应器(1)的烟气出口引出的第一管道(L1)上分出第二管道(L2)和第三管道(L3)，第二管道(L2)和第三管道(L3)分别连接至CO氧化装置(2)的主反应塔(201)和预热腔室(202)。本发明避免了CO催化剂在低温状态遇硫氧化物容易失活的问题，同时节约了燃料的使用。

技术领域

本发明涉及烟气脱一氧化碳脱硝的处理系统和处理方法，具体涉及一种CO氧化协同脱硝的系统及方法，属于化工和环境保护技术领域。

背景技术

对于工业烟气、尤其钢铁工业的烧结机烟气而言，烟气脱硝技术是应用于多氮氧化物生成化工工业的一项烟气净化技术。烟气脱硝，是指把已生成的NO_X还原为N₂，从而脱除烟气中的NO_X，按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝。烟气脱硝技术主要有干法(选择性催化还原烟气脱硝、选择性非催化还原法脱硝)和湿法两种。与湿法烟气脱硝技术相比，干法烟气脱硝技术的主要优点是：基本投资低，设备及工艺过程简单，脱除NO_X的效率也较高，无废水和废弃物处理，不易造成二次污染。选择性催化还原SCR法脱硝是在催化剂存在的条件下，采用氨、CO或碳氢化合物等作为还原剂，在氧气存在的条件下将烟气中的NO还原为N₂。SCR法脱硝，一般温度控制在120-400℃左右。现有技术中往往要先通过对烟气加热等方式将待处理烟气的温度升高到合适脱硝的温度范围，然后进行脱硝。此工艺过程，由于一般待处理烟气量大，因此需消耗大量的燃料用于加热待处理烟气，造成资源的浪费和环境的二次污染。

而且，由于待处理烟气均是由于燃料的燃烧产生，由于燃烧的充分程度和燃料不可能完全充分燃烧，因此，烟气中均含有一定量的一氧化碳。现有技术中，国家目前对于一氧化碳的排放标准没有明确规定，因此，对于待处理烟气一般只经过脱硫和脱硝处理后直接排放，烟气中的一氧化碳没有针对性的进行处理和利用，造成一氧化碳的直接排放。同时，一氧化碳为无色、无臭、无刺激性的气体；在水中的溶解度甚低，极难溶于水；与空气混合爆炸极限为12.5％～74.2％；一氧化碳极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息，严重时死亡；一氧化碳对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其对大脑皮质的影响最为严重。因此，一氧化碳的直接排放对环境污染极大。

考虑到一氧化碳的催化氧化属于放热反应，反应放出的热量能够对烟气进行加热，因此本申请提出一种利用一氧化碳协同处理的烟气脱硝的系统及方法。但目前发现一氧化碳在低温时抗硫性能特别差，而系统开机时，CO处理装置总会有一段时间处于低温状态。也就是说，在系统冷启动时，CO处理装置内的催化剂很容易遇硫氧化物而中毒失效。

发明内容

针对现有技术中对烟气进行脱硝处理过程中，需要额外通过外部加热系统对该烟气进行升温处理，然后才能进行脱硝工艺；现有技术中未对烟气中的一氧化碳进行处理而直接排放；及一氧化碳的催化剂在低温时抗硫性能差而容易导致催化剂失活等技术问题，本发明提出一种CO氧化协同脱硝的系统及方法。本发明采用先脱硝后脱碳，烟气经过脱硝后温度会升高，因此先脱硝后脱碳更有利于避免CO催化剂在低温状态遇硫氧化物中毒失效的问题。

而且在脱碳过程中，烟气中的一氧化碳转化为二氧化碳，此过程放出的热量通过GGH换热器用于加热原烟气，减少甚至节省了通过外部燃料加热升温该烟气的过程。

本发明中的CO氧化装置采用管壳型结构，在系统启动之初，利用脱硝后的烟气或热风炉加热后的脱硝烟气对CO氧化装置的主反应塔内的CO催化剂进行间接加热，从而很好地解决了系统冷启动时，CO的催化剂遇到烟气中的硫氧化物容易中毒失效的问题。