焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝及余熱利用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種尾氣脫硫脫硝及余熱利用系統(tǒng)，尤其涉及焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝及余熱利用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)事業(yè)均蓬勃發(fā)展，但由于在初期的發(fā)展中環(huán)境保護(hù)意識(shí)的薄弱和環(huán)境保護(hù)技術(shù)的不到位，對(duì)環(huán)境尤其是大氣環(huán)境造成了一定的影響。近年來(lái)北方多地尤其是北京地區(qū)出現(xiàn)的重度霧霾天氣更是引起的國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際的廣泛關(guān)注。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)焦?fàn)t煙氣的脫硫脫硝處理尚處在起步階段，絕大多數(shù)焦化廠、鋼廠的焦?fàn)t煙氣仍然不經(jīng)處理直接排放到大氣中。這樣的做法嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)境，給人們的健康也帶來(lái)很大的隱患。隨著更嚴(yán)格的焦?fàn)t煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)GB16171-2012的出臺(tái)，焦?fàn)t煙氣的脫硫、脫硝將成為國(guó)內(nèi)所有焦化生產(chǎn)廠的必備工藝。可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)煙氣的排放標(biāo)準(zhǔn)會(huì)向更嚴(yán)格的國(guó)際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)靠攏，以適應(yīng)國(guó)際化的節(jié)能環(huán)保趨勢(shì)。所以，必須有一種可靠的系統(tǒng)及工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煙氣的脫硫脫硝及余熱回收的目的。
[0004]CN104548900A公開(kāi)了一種焦?fàn)t煙氣脫硝脫硫及再熱系統(tǒng)工藝裝置，其是由SCR脫硝反應(yīng)器、GGH煙氣再熱器、脫硫塔、氨水蒸發(fā)器、氨空混合器、稀釋風(fēng)機(jī)、氨水稀釋罐、氨水栗、增壓風(fēng)機(jī)、煙氣切換閥、煙囪及管路相連而成。來(lái)自焦?fàn)t的煙氣首先進(jìn)入SCR脫硝反應(yīng)器進(jìn)行脫硝，脫硝后熱煙氣進(jìn)入GGH煙氣再熱器與脫硫塔脫硫后的濕煙氣進(jìn)行換熱，換熱后熱煙氣由280?350°C降至150?160°C后通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)增壓后進(jìn)入脫硫塔脫硫，脫硫塔出口濕煙氣進(jìn)入GGH煙氣再熱器由70?80°C換熱成160°C左右煙氣進(jìn)入煙囪排放;整個(gè)系統(tǒng)煙氣通過(guò)煙氣切換閥進(jìn)行切換，即當(dāng)脫硫檢修或故障停電等情況發(fā)生，脫硝后煙氣通過(guò)切換閥打開(kāi)直接進(jìn)煙囪排放；當(dāng)SCR脫硝反應(yīng)器內(nèi)因煙氣焦油等中毒后通過(guò)煙氣切換閥切換在線再生產(chǎn)。該技術(shù)由于采用了 GGH煙氣換熱裝置，導(dǎo)致排入大氣的煙氣溫度達(dá)160°C，完全浪費(fèi)了焦?fàn)t煙氣中帶有的熱量。高溫?zé)煔庵苯舆M(jìn)入大氣造成了能源的浪費(fèi)，無(wú)法回收利用此部分能源必然導(dǎo)致其他能源消耗。
[0005]CNl 04923046A公開(kāi)了一種焦?fàn)t煙氣脫硫、脫硝及余熱回收一體化方法，該方法所采用的系統(tǒng)包括加熱爐、脫硝裝置、余熱回收裝置、供氨系統(tǒng)、脫硫裝置、硫銨回收裝置等。來(lái)自焦?fàn)t的煙氣首先進(jìn)入加熱爐加熱升溫至300?400°C，再進(jìn)入脫硝裝置，利用脫硝還原劑和脫硝催化劑脫除煙氣中的氮氧化物;脫硝還原劑為氨;脫硝裝置出來(lái)的煙氣經(jīng)余熱回收裝置回收熱量并降溫至100?150°C，再進(jìn)入氨法脫硫裝置脫除煙氣中的二氧化硫。該技術(shù)必須使用的加熱爐需要大量的能源消耗，增加額外燃料消耗和環(huán)境負(fù)擔(dān)。該系統(tǒng)采用的脫硝裝置無(wú)法進(jìn)行中低溫脫硝，只能依賴加熱爐進(jìn)行煙氣加熱;整套系統(tǒng)并未設(shè)置事故安全排放系統(tǒng)，無(wú)法在事故狀態(tài)下保證焦?fàn)t安全，易引起焦?fàn)t堵煙爆炸。
[0006]長(zhǎng)期以來(lái)，制約焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝工藝發(fā)展的主要有兩個(gè)問(wèn)題:一是現(xiàn)有的脫硫脫硝及余熱回收工藝不能適應(yīng)焦?fàn)t生產(chǎn)的特點(diǎn)，加裝脫硫脫硝設(shè)施后，由于煙氣通路阻力加大，對(duì)生產(chǎn)安全性產(chǎn)生影響。二是焦?fàn)t煙氣溫度較低，現(xiàn)有工藝無(wú)法達(dá)到很好的脫硝效率，使得整個(gè)工藝的效果無(wú)法得到保證。由于這兩個(gè)問(wèn)題的存在，實(shí)際中尚未存在一種既能夠保證焦?fàn)t生產(chǎn)安全又能夠高效完成脫硫脫硝及余熱回收的系統(tǒng)及工藝。因此，開(kāi)發(fā)一種既能夠保證焦?fàn)t生產(chǎn)安全又能夠高效完成脫硫脫硝及余熱回收的系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題之一。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的主要目的在于提供焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝及余熱利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)在有效保障脫硝脫硫工藝的生產(chǎn)安全同時(shí)能夠高效完成脫硫脫硝及余熱回收。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝及余熱利用系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)至少包括:焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝及余熱利用單元和焦?fàn)t煙氣安全排放單元；
[0009]所述焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝及余熱利用單元包括SCR脫硝裝置；
[0010]所述SCR脫硝裝置為200°C?350°C使用的SCR脫硝裝置；
[0011 ]所述焦?fàn)t煙氣安全排放單元包括安全煙道及煙囪；
[0012]焦?fàn)t的煙氣排放口通過(guò)管道及三通切換閥分別連接于所述焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝及余熱利用單元的入口及所述安全煙道的一端，所述安全煙道的另一端連接于所述煙囪的底部，所述煙囪的底部設(shè)置使其使處于熱備狀態(tài)的供熱單元。
[0013]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)通過(guò)科學(xué)合理設(shè)計(jì)，將焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝及余熱利用單元和焦?fàn)t煙氣安全排放單元平行設(shè)置，使整個(gè)系統(tǒng)能夠在事故狀態(tài)下可通過(guò)三通切換閥的即時(shí)切換，使焦?fàn)t煙氣排至安全煙道進(jìn)入大氣，由于煙囪處于熱備狀態(tài)，其對(duì)安全煙道將會(huì)產(chǎn)生自然吸力，該吸力能夠保證焦?fàn)t排煙正常不發(fā)生堵煙爆炸事故，從而保證焦?fàn)t安全生產(chǎn)，解決了現(xiàn)有條件下脫硫脫硝工藝無(wú)法保證焦?fàn)t生產(chǎn)安全的問(wèn)題。
[0014]此外，本實(shí)用新型系統(tǒng)中在200°C?350°C使用的SCR脫硝裝置屬于中低溫SCR脫硝裝置，由于焦?fàn)t煙氣溫度低，為不影響系統(tǒng)的脫硝脫硫效率，現(xiàn)有技術(shù)所采用的脫硝裝置通常需要加熱焦?fàn)t煙氣才能保障脫硝脫硫效率，而本實(shí)用新型使用中低溫SCR脫硝裝置，其可使在不加熱焦?fàn)t煙氣的情況下，保障脫硝脫硫的效率，有效解決目前焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝耗能?chē)?yán)重的問(wèn)題。本實(shí)用新型所述在200°C?350°C使用的SCR脫硝裝置中所使用的催化劑為現(xiàn)有在該溫度范圍內(nèi)使用的催化劑。本實(shí)用新型所述SCR脫硝裝置包含配套的脫硝劑(氨水或尿素等)供應(yīng)系統(tǒng)。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，其中，所述供熱單元包括連接于所述煙囪的底部的或連接于靠近煙囪底部的安全煙道上的用于輸送熱空氣的管道。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，其中，所述焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝及余熱利用單元還包括余熱回收裝置及脫硫裝置。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，其中，所述余熱回收裝置包括依次連接的以空氣為換熱介質(zhì)的空氣換熱裝置及以水為換熱介質(zhì)的鍋爐換熱裝置。本實(shí)用新型所述的空氣換熱裝置是采用脫硝后的熱煙氣作為熱源加熱空氣實(shí)現(xiàn)換熱的;本實(shí)用新型所述的鍋爐換熱裝置是采用經(jīng)空氣換熱裝置初步換熱后的熱煙氣作為熱源加熱水實(shí)現(xiàn)換熱的。采用依次連接的空氣換熱裝置及鍋爐換熱裝置能夠有效回收脫硝后熱煙氣的熱量，使能源有效利用，并且還能夠使經(jīng)回收后的脫硝煙氣易于滿足脫硫工藝的要求。
[0018]本實(shí)用新型對(duì)所述空氣換熱裝置類型不作限定，只要能實(shí)現(xiàn)換熱功能即可，通常其是管式或板式的換熱器。脫硝后的煙氣的溫度通常在250°C左右，使用空氣換熱裝置可利用該煙氣為熱源將冷空氣加熱至100°C以上。
[0019]本實(shí)用新型對(duì)所述的鍋爐換熱裝置的具體類型不作限定，只要能實(shí)現(xiàn)換熱功能即可，通常其是一種管式換熱器，使用鍋爐換熱裝置可利用經(jīng)脫硝換熱后230°C左右煙氣為熱源將介質(zhì)冷水加熱生產(chǎn)飽和蒸汽。優(yōu)選地，該介質(zhì)冷水可為工業(yè)軟水。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，其中，所述焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝及余熱利用單元的入口為所述SCR脫硝裝置入口，所述SCR脫硝裝置的出口通過(guò)管道與所述空氣換熱裝置的入口相連，所述空氣換熱裝置的出口通過(guò)管道與所述鍋爐換熱裝置的入口相連接;所述鍋爐換熱裝置的出口與所述脫硫裝置的入口相連接。
[0021]將SCR脫硝裝置設(shè)置在系統(tǒng)的前端，其有益效果是焦?fàn)t煙氣可以直接進(jìn)行脫硝，無(wú)需煙氣再熱設(shè)備，無(wú)需大量煙氣再熱能源消耗。將空氣換熱裝置和鍋爐換熱裝置在SCR脫硝裝置與脫硫裝置之間，其優(yōu)勢(shì)在于:
[0022](I)能最大限度地回收煙氣中的熱能，避免高溫排放所造成的浪費(fèi)；
[0023](2)能夠使煙氣達(dá)到濕法脫硫所適宜的反應(yīng)溫度，省去了煙氣降溫設(shè)備及其所造成的水資源消耗；
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，其中，所述用于輸送熱空氣的管道與所述空氣換熱裝置的熱空氣出口連接。采用這種設(shè)置可直接使由所述空氣換熱裝置加熱后的熱空氣作為熱備煙囪熱源而不需要消耗額外能源，有效節(jié)約了能源消耗。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，其中，所述脫硫裝置為濕法脫硫裝置。本實(shí)用新型所述濕法脫硫裝置中使用的脫硫劑為現(xiàn)有用于濕法脫硫裝置的脫硫劑。
[0026]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)可方便在現(xiàn)有未配備焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝及余熱利用單元的焦?fàn)t廠中應(yīng)用，在加裝了本實(shí)施新型所述焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝及余熱利用單元后，可將原來(lái)直接排放焦?fàn)t煙氣