[发明专利]一种热风炉高效脱硝方法及热风炉装置

说明书

本发明公开了一种热风炉高效脱硝方法及热风炉装置，所述的热风炉为立式结构，包括带有烧嘴的加热区和安装有蓄热体的炉体，加热区设置在炉体的上方，在炉体上设置有冷风管道和热风管道，关键是：在加热区和炉体之间设置安装有脱硝催化剂喷嘴的催化剂供给段，在此基础上，所述的高效脱硝方法是：将炉体加热至800‑1000℃时，脱硝催化剂喷嘴喷出的粉末状脱硝催化剂会附着在蓄热体上，脱硝催化剂与从冷风管道进来的烟气进行充分反应后，由热风管道排出脱硝后的热风。本发明的有益效果是，在较高的温度下和较宽的温度范围内，催化剂能够发挥具有较高的催化活性，使得脱硝效率能够达到80%以上。

技术领域

本发明属于热风炉技术领域，涉及到一种热风炉脱硝方法及热风炉装置，特别是一种高效的脱硝方法及热风炉的结构。

背景技术

热风炉排放的NOx主要源自高炉煤气或混合煤气的高温燃烧，燃烧过程中产生的氮氧化物主要是NO和NO₂，统称为NOx，在低温条件下燃烧还会产生一定量的N₂O。燃烧过程中产生的NOx的种类和浓度与烧结配料的燃料情况、烧结温度和空气系数等燃烧条件有密切关系。一般NO占NOx总量的90％以上，NO₂占5％～10％，N₂O占1％左右。烟气脱硝技术大致可以分为湿法和干法，目前我国热风炉脱硝技术还不是很完善，因此通过借鉴国内外的先进脱硝技术，运用频率较高主要有四种工艺路线，分别是湿法脱硝工艺、臭氧氧化脱硝工艺、选择性催化还原工艺、活性焦工艺，前面两种工艺是属于湿法，后面两种属于干法脱硝。

湿法脱硝工艺

这项工艺的原理是通过液相氧化一还原吸收来达到脱硝的目的，氧化步骤主要选择具有强氧化性的物质来把一氧化氮氧化成高价态的氮氧化物，一般来说是二氧化氮，吸收步骤主要是利用脱硫产生的亚硫酸盐将高价态的氮氧化物还原吸收，使得其最终通过氮气的形式脱离。

烧结烟气中NO占NO_X总量的90％以上，所以脱硝的目的主要就是去除烟气中的NO_X,而NO对于水的溶解度比较低，如何提高NO在溶液中的溶解度是提高烧结烟气脱硝效率的关键技术。

由于烧结烟气中有Fe的存在，而Fe³⁺发现可以作为一种催化剂和氧化剂能提高NO在溶液中的氧化吸收反应，使NO_X和SO₂同时处于边吸收边氧化的过程中。反应过程有一定的条件：液相中必须有(SO₃)^2-，、HSO₃^-存在并且其含量大于一次性的脱硫浓度；烟气中必须有SO₂和NO_X同时存在；烟气中必须有Fe³⁺；在湿法吸收塔中烟气与吸收液充分接触并有足够的停留时间。

臭氧氧化脱硝工艺

这项工艺的原理是通过臭氧作为一种强氧化剂来达到脱硝的目的，烟气中NO_X的主要组成是NO，NO难溶于水，反应活性较差。而臭氧作为一种强氧化剂，可以容易的将NO氧化成高价态的NO₂、N₂O₃、N₂O₅等，且溶于水生成HNO₂和HNO₃，溶解能力大大进步，从而可与后期的SO₂同时被吸收，达到同时脱硫脱硝的目的。臭氧作为一种清洁的强氧化剂，可以快速有效地将NO氧化到高价态的氮氧化物。

低温条件下臭氧与NO的关键反应进行研究。关键反应如下：

NO+O₃→NO₂+O₂

NO₂+O₃→NO₃+O₂