[发明专利]用于烧结烟气SCR脱硝催化剂预热的系统及方法

说明书

本发明公开了用于烧结烟气SCR脱硝催化剂预热的系统及方法，所述系统包括：原始烧结烟气SCR脱硝线，包括通过烟道顺次连接的烟气引入单元、补燃单元、SCR脱硝单元和烟气排出单元，以及设置在SCR脱硝单元的入口烟道与出口烟道之间的烟气换热单元；冷风进风单元，设置在所述烟气换热单元的烟气入口侧并用于引入冷风；旁路单元，能够控制烧结烟气从烟气引入单元直接送入烟气排出单元。所述方法利用上述用于烧结烟气SCR脱硝催化剂预热的系统进行SCR脱硝催化剂的预热。本发明可以最大程度规避烧结机启动初期粉尘过高、水分过多的影响，避免高粉尘和高水分导致催化剂堵塞，延长催化剂使用寿命。

技术领域

本发明涉及烧结烟气环保处理的技术领域，更具体地讲，涉及一种可以有效保护催化剂的用于烧结烟气SCR脱硝催化剂预热的系统及方法。

背景技术

钢铁工业产业规模大，工艺流程长，同时能源消耗高，污染物排放量大，为推动钢铁行业超低排放改造，中国生态环境部等五部委联合印发的《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》明确各区域的钢铁企业要分步开展超低排放改造，其中烧结机头烟气要求在基准含氧量16％条件下，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物小时均值排放浓度分别不高于10、35、50mg/m³。

烧结工艺是将铁矿粉、煤粉(无烟煤)和石灰、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣等按一定配比混匀，经烧结而成的有一定强度和粒度的烧结矿，可作为炼铁的熟料。由于在生产过程中涉及到加热工序，加热过程中会利用大量的燃料以及矿石，在烧结过程中，在高温燃烧条件下，燃料与烧结混合料发生烧结反应产生SO₂、NOx等多种污染物和粉尘，目前国内烧结主抽风机出口的烧结烟气温度通常为110～150℃。

烧结烟气脱硝技术的主要目的是将烧结烟气中的NOx及粉尘降低至最新国家环保要求以下，减少排放对环境造成的污染，技术实施后对于改善企业环境污染和保证生产将起十分重要的作用，目前烧结烟气脱硝技术多选用SCR脱硝技术，该技术设备造价低、工艺流程简单。该工艺通过喷入还原剂氨将氮氧化物还原为氮气进而达到脱硝的目的，具体有脱硝效率高，技术比较成熟的特点，一般选用钒钛系催化剂，反应温度在250～400℃左右。考虑到粉尘等杂质可能降低催化剂的使用寿命，国内多数项目将SCR脱硝工艺设备布置在在除尘器及脱硫塔之后，即SCR采用后置布置工艺。要满足SCR脱硝所需烟温要求，需将进入SCR的烟气加热到SCR所需的较高的烟气温度。

目前国内烧结烟气脱硫系统多选用氨、石灰石等吸收剂的湿法脱硫工艺，脱硫出口的烟气温度一般较低，通常约50℃；SCR采用后置脱硝工艺时，烟气加热需要较大的能源消耗，运行经济上不合理；若SCR采用较低的反应温度，需要安装更多的催化剂，工程投资成本较高。另外，SCR布置于脱硫塔下游，若脱硫设备运行异常，脱硫塔排出烟气的过量吸收剂、较高的水分、脱硫反应产物等与脱硝还原剂、烟气内灰分等可能发生化学反应，生成物易造成催化剂孔内堵塞、催化剂阻力增大等严重后果，可能导致脱硝装置不能正常、稳定运行。

此外，在烧结机点火启动阶段，烧结烟气中的水份和灰分均大于烧结机正常运行时的情况，烟气中烟尘易聚集于催化剂表面，如不及时清除，催化剂的阻力可能快速上升，导致催化剂堵塞。

发明内容

针对现有技术的不足，为了解决烧结机启动阶段烧结烟气中水分和灰分过大对催化剂的影响，解决催化剂易堵塞、灰分在催化剂表面板结、烟气加热能源消耗大及催化剂投资成本高等技术问题，本发明提出一种能够保护催化剂并保证烧结烟气净化系统平稳运行的用于烧结烟气SCR脱硝催化剂预热的系统及方法。

为此，本发明的一方面提供了一种用于烧结烟气SCR脱硝催化剂预热的系统，所述系统包括：

原始烧结烟气SCR脱硝线，包括通过烟道顺次连接的烟气引入单元、补燃单元、SCR脱硝单元和烟气排出单元，以及设置在SCR脱硝单元的入口烟道与出口烟道之间的烟气换热单元；

冷风进风单元，设置在所述烟气换热单元的烟气入口侧并用于引入冷风；