[发明专利]一种协同脱除VOC和NOX

说明书

本发明属于冶金环保技术领域，具体提供了一种协同脱除VOC和NO_X的系统，包括旋风除尘器、喷氨装置、第一吸附反应塔、混风器和第二吸附反应塔，所述旋风除尘器的出口与所述第一吸附反应塔的入口相连；所述喷氨装置与所述第一吸附反应塔的入口相连；所述第一吸附反应塔的出口与所述混风器、所述第二吸附反应塔的入口依次相连；所述第一吸附反应塔内设有第一催化吸附剂；所述第二吸附反应塔内设有第二催化吸附剂。本发明提供的系统可使得VOC和NO_X经过高温催化分解和低温吸附两步过程，充分脱除。此外，本发明中使用的催化吸附剂充分利用了钢厂本身拥有的煤炭和活性焦资源，没有二次污染产生。吸附反应塔内的催化吸附剂能够随时更换其他种类，通用性强。

技术领域

本发明属于冶金环保技术领域，具体涉及一种协同脱除VOC和NO_X的系统及其使用方法和应用。

背景技术

短流程电弧炉炼钢以废钢、铁水为原料，在电弧炉中熔炼金属、去除杂质，得到合格产品。由于省去了传统高炉-转炉中排碳量最大的高炉冶铁这一步骤，短流程冶炼的吨钢二氧化碳排放大约只有长流程的三分之一。在碳达峰、碳中和的背景下，该技术在国内得到了进一步发展，许多钢铁企业逐渐开始建设短流程电弧炉炼钢生产线。该技术的工程化实践过程中，电弧炉部分受到了极大重视，但后续配套的余热回收和烟气处理部分则较少地被关注和规范。

电炉炼钢过程中会产生两种烟气：电炉熔炼过程从炉孔中排放，经过给废钢预热后的一次烟气以及电炉炼钢全过程中从炉盖缝隙、电极孔、加料孔和炉门等处冒出的二次烟气。一次烟气的温度较高，约1000～1400℃，普遍采用燃烧沉降+急冷余热锅炉+布袋除尘的净化方法，二次烟气则简单采用集气罩+布袋除尘的净化方法。

由于废钢本身S、N等元素含量低，上述净化方法均未考虑其他如NO_X、SO₂等污染物存在情况。但工程实践过程中发现，废钢的来源较杂，兼之预清洗等步骤缺失，即使废钢本身潜在污染成分含量小，但其附带于表面的油污、涂料等物质会一并进入电炉的一次烟气，产生低浓度的VOC(100～400mg/Nm³)和NO_X(100～200)mg/Nm³，没有经过脱除，直接进入空气，超过了允许排放的限值。目前，电炉烟气的VOC和NO_X排放仍未受到重视，相关的脱除技术仍有待开发。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中电炉烟气净化方法未考虑NO_X、SO₂等污染物的问题。

为此，本发明提供了一种协同脱除VOC和NO_X的系统，包括旋风除尘器、喷氨装置、第一吸附反应塔、混风器和第二吸附反应塔，所述旋风除尘器的出口与所述第一吸附反应塔的入口相连；所述喷氨装置与所述第一吸附反应塔的入口相连；所述第一吸附反应塔的出口与所述混风器、所述第二吸附反应塔的入口依次相连；所述第一吸附反应塔内设有第一催化吸附剂；所述第二吸附反应塔内设有第二催化吸附剂。

具体的，上述第一吸附反应塔内设有至少一层催化吸附剂床层Ⅰ，每层所述催化吸附剂床层Ⅰ上均设有一层多孔导流板Ⅰ；所述第一吸附反应塔的入口处设有气流分布器Ⅰ；所述催化吸附剂床层Ⅰ设有进料口Ⅰ和圆辊排料装置Ⅰ；所述第一催化吸附剂设置在所述催化吸附剂床层Ⅰ内。

具体的，上述第二吸附反应塔内设有至少一层催化吸附剂床层Ⅱ，每层所述催化吸附剂床层Ⅱ上均设有一层多孔导流板Ⅱ；所述第二吸附反应塔的入口处设有气流分布器Ⅱ；所述催化吸附剂床层Ⅱ设有进料口Ⅱ和圆辊排料装置Ⅱ；所述第二催化吸附剂设置在所述催化吸附剂床层Ⅱ内。

具体的，上述第一催化吸附剂由双金属氧化物团簇半嵌于活性焦的孔道中复合而成。

具体的，上述双金属氧化物团簇由过渡金属氧化物与变价金属氧化物复合而成。