一种轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置的制作方法

1.本实用新型涉及轧钢加热炉烟气处理设备技术领域，尤其涉及一种轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置。

背景技术：

2.随着近年来社会经济的飞速发展，钢铁行业的发展也迎来质的飞跃，由此带来的环保污染也越来越严重，轧钢加热炉在生产过程中会产生粉尘、二氧化硫、氮氧化物等有害污染物，对环境和人民生活带来不小的影响。现生态环境部对轧钢加热炉的排放指标做出了明确的要求，轧钢加热炉的尾气处理迫在眉睫。
3.轧钢加热炉的烟气分为空烟与煤烟两个系统。这两个系统在不做处理的情况下直接混合易发生爆炸的危险，且根据现有的技术，也无法消除此隐患。故轧钢加热炉的尾气处理装置必须分为空烟与煤烟两套系统，任何描述为一套系统的且不做危险处理的治理工艺都是不合理且不可取的。
4.轧钢加热炉的烟气量正常情况下比较小(正常几万到十几万nm3/h之间)，且温度不高(正常在100℃-150℃)。
5.公开号为cn 215693080 u的实用新型专利，公开了一种轧钢加热炉后处理装置，其轧钢加热炉烟气处理采取的是先进行脱硝后脱硫除尘工艺。此种工艺存在以下几种弊端。一、由于轧钢加热炉的烟气温度不高，若先进行脱硝，烟气种的二氧化硫极易与氨发生反应生成硫酸氢氨，硫酸氢氨会附着在催化剂表面，产生堵塞以及催化剂中毒。一旦催化剂中毒或堵塞，则需要频繁解吸，且解吸也无法从根本上解决中毒或堵塞的情况。若为中高温脱硝，则需将烟气温度控制在280℃以上，此种情况下，对升温的成本要求过高，且热风炉、脱硝反应器的选型会增大很多。对装置的成本以及施工占地要求会高，因此不经济。二、专利中轧钢加热炉的烟气在没有经过除尘的情况下直接进入脱硝装置。此种工艺存在粉尘堵塞催化剂的情况。一旦堵塞，脱硝装置的阻力会增大，脱硝装置的催化剂可接触面会大大降低，脱硝效率会大大降低，只能通过频繁吹灰来控制，但是不能从根本上解决堵塞的问题。
6.公开号为cn113877419a的发明专利，公开了一种蓄热式轧钢加热炉低温烟气脱硫脱硝系统及方法，其通过对低温加热炉烟气依次顺序进行了高效脱硫、除尘、脱硝，保证了脱硝催化剂在低硫低尘的环境下进行使用，避免了脱硝催化剂中毒影响脱硝效果的问题，处理后的烟气符合环保要求，不会产生二次污染。同时，利用烟气余热对煤烟烟气和空烟烟气进行升温，使其满足脱硫、脱硝反应温度要求，不仅达到了节能降耗、安全环保的效果，而且显著减少了占地面积、节省了一次投资成本和运行成本。但是，一方面其在空烟脱硫除尘脱硝过程中，先通过空烟换热器和空烟升温混合器将空烟温度升至脱硝所需温度，再依次进行空烟脱硫、除尘以及脱硝，空烟在脱硫和除尘的过程中，由于温度较高，热量散失速度快，不利于节能降耗，且还可能存在由于热量的散失导致空烟进入脱硝设备时达不到脱硝温度；另一方面，煤烟脱硫装置和空烟脱硫装置分别需要一套脱硫剂(成品小苏打)的存储、制备以及输送系统，占用面积大，设备成本高。
7.基于上述陈述，如何设计一种节能降耗、占用面积小、成本低的轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置是本实用新型所要解决的技术问题。

技术实现要素：

8.本实用新型针对现有技术的不足，提供一种节能降耗、占用面积小、成本低的轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置。
9.本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
10.一种轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置，包括煤烟脱硫脱硝装置、空烟脱硫脱硝装置、热风炉装置以及脱硫剂输送装置；
11.所述煤烟脱硫脱硝装置包括依次连通设置的原煤烟风机、煤烟一级换热器、煤烟脱硫装置、煤烟除尘装置、煤烟二级换热器以及煤烟低温脱硝装置；所述煤烟低温脱硝装置的排气端和煤烟一级换热器的热源进口连通；
12.所述空烟脱硫脱硝装置包括依次连通设置的原空烟风机、空烟一级换热器、空烟脱硫装置、空烟除尘装置、空烟混风装置以及空烟低温脱硝装置；所述空烟低温脱硝装置的排气端和空烟一级换热器的热源进口连通；
13.所述热风炉装置和煤烟二级换热器的热源进口以及空烟混风装置连通；所述煤烟二级换热器的热源出口和空烟混风装置连通；
14.所述脱硫剂输送装置包括脱硫剂粉仓、研磨机、罗茨风机以及三通管；所述脱硫剂粉仓的出口和研磨机连通；所述研磨机的出口和罗茨风机连通；所述三通管的其中两端分别和煤烟脱硫装置以及空烟脱硫装置连通，另一端和罗茨分机的出口连接。
15.作为上述技术方案的改进，所述的一种轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置，所述煤烟低温脱硝装置上连接有煤烟氨水蒸发器；所述煤烟氨水蒸发器上连接有煤烟引入风机；所述煤烟引入风机的进口和煤烟低温脱硝装置的出口连通。
16.作为上述技术方案的改进，所述的一种轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置，所述空烟低温脱硝装置上连接有空烟氨水蒸发器；所述空烟氨水蒸发器上连接有空烟引入风机；所述空烟引入风机的进口和空烟低温脱硝装置的出口连通。
17.作为上述技术方案的改进，所述的一种轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置，所述煤烟一级换热器的热源出口连接有煤烟排空风机；所述煤烟排空风机的出口连接有煤烟烟囱；所述空烟一级换热器的热源出口连接有空烟排空风机；所述空烟排空风机的出口连接有空烟烟囱。
18.本实用新型的优点在于：
①
煤烟脱硫脱硝装置和空烟脱硫脱硝装置公用一套脱硫剂储存、制备、输送系统，节约设备成本和设备占用场地；
②
空烟脱硫脱硝过程中，空烟先脱硫除尘，然后二次升温达到脱硝温度需求后直接进行脱硝处理，相比先升温至脱硝所需温度再依次进行脱硫除尘脱硝过程，降低了空烟脱硫除尘过程中热量散失，避免了由于脱硫除尘过程中热量散失导致空烟进入脱硝设备时达不到脱硝所需温度问题。
附图说明
19.图1为本实用新型轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置的工艺流程图。
具体实施方式
20.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.实施例1
22.参见图1，一种轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置，包括煤烟脱硫脱硝装置、空烟脱硫脱硝装置、热风炉装置3以及脱硫剂输送装置；
23.所述煤烟脱硫脱硝装置包括依次连通设置的原煤烟风机11、煤烟一级换热器12、煤烟脱硫装置13、煤烟除尘装置14、煤烟二级换热器15以及煤烟低温脱硝装置16；所述煤烟低温脱硝装置16的排气端和煤烟一级换热器12的热源进口连通；
24.所述空烟脱硫脱硝装置包括依次连通设置的原空烟风机21、空烟一级换热器22、空烟脱硫装置23、空烟除尘装置24、空烟混风装置25以及空烟低温脱硝装置26；所述空烟低温脱硝装置26的排气端和空烟一级换热器22的热源进口连通；
25.所述热风炉装置3和煤烟二级换热器15的热源进口以及空烟混风装置25连通；所述煤烟二级换热器15的热源出口和空烟混风装置25连通；
26.所述脱硫剂输送装置包括脱硫剂粉仓41、研磨机42、罗茨风机43以及三通管44；所述脱硫剂粉仓41的出口和研磨机42连通；所述研磨机42的出口和罗茨风机43连通；所述三通管44的其中两端分别和煤烟脱硫装置13以及空烟脱硫装置23连通，另一端和罗茨分机43的出口连接；
27.煤烟脱硫脱硝的过程为：轧钢加热炉排出的煤烟由原煤烟风机11输送至煤烟一级换热器12内进行初次换热，以升高煤烟温度，达到脱硫温度要求，煤烟换热后进入煤烟脱硫装置13内进行脱硫，脱硫后的煤烟进入煤烟除尘装置14内进行除尘，除尘完成后进入煤烟二级换热器15内进行二次升温，以达到脱硝温度要求，然后送入煤烟低温脱硝装置16内进行脱硝处理；其中，煤烟一级换热器12的热源为煤烟低温脱硝装置16排出的脱硫脱硝后的洁净空气；煤烟二级换热器15的热源为热风炉装置3输送的热风；
28.空烟脱硫脱硝的过程为：轧钢加热炉排出的空烟由原空烟风机21输送至空烟一级换热器22内进行初次升温，以达到脱硫温度要求，空烟换热后依次进入空烟脱硫装置23和空烟除尘装置24内进行脱硫和除尘，脱硫除尘后的烟气进入空烟混风装置25内进行二次升温，以达到脱硝所需温度，然后送入空烟低温脱硝装置26进行脱硝处理；其中，空烟一级换热器22的热源为空烟低温脱硝装置26排出的脱硫脱硝后的洁净空气；空烟二次升温的原理为：热风炉装置3输送的热风在煤烟二次换热器15内和煤烟换热后，再输送至空烟混风装置25内和空烟混合，使空烟温度上升，同时，热风炉装置3直接将部分热风直接输送至空烟混风装置25内进行补热，使空烟温度达到脱硝温度要求；
29.其中，煤烟和空烟的脱硫温度在140℃以上，煤烟和空烟的脱硝温度在180℃以上；考虑资源和成本，脱硫温度设计在140℃-180℃之间，脱硝温度设计在180℃-230℃之间；热风炉装置3排出的热风温度在600℃左右；煤烟一级换热器12、煤烟二级换热器15以及空烟一级换热器22包含但不局限于列管式换热器、ggh回转式换热器、板式换热器等；
30.空烟和煤烟系统共用一套脱硫剂(成品的小苏打)储存、制备、输送系统；具体的，将成品的小苏打通过吨包袋下料到脱硫剂粉仓41，脱硫剂粉仓41下部设有手动插板阀与变频星型卸料器，通过变频星型卸料器将成品的小苏打输送到研磨机42中研磨到800目左右的细粉，在罗茨风机43的作用下输送到煤烟脱硫装置13和空烟脱硫装置23中；
31.通过一级换热器将脱硫脱硝后的高温净烟气与轧钢加热炉原烟气(空烟和煤烟)换热，换热后的烟气进行sds干法脱硫，再经布袋除尘器后得到脱硫除尘完的净化烟气，净化后的烟气在热风炉热风的作用下进行升温，达到脱硝所需的温度，能降低升温所需的煤气耗量；轧钢加热炉烟气先进行脱硫除尘后脱硝，能更好的保护脱硝催化剂，脱硫除尘后的烟气大大降低了脱硝催化剂的堵塞与中毒现象，极大的提高了脱硝效率，增加催化剂使用寿命；整套装置工艺简单，脱硫除尘脱硝效率高，运行与投资成本低，维护检修方便；
32.①
煤烟脱硫脱硝装置和空烟脱硫脱硝装置公用一套脱硫剂储存、制备、输送系统，节约设备成本和设备占用场地；
②
空烟脱硫脱硝过程中，空烟先脱硫除尘，然后二次升温达到脱硝温度需求后直接进行脱硝处理，相比先升温至脱硝所需温度再依次进行脱硫除尘脱硝过程，降低了空烟脱硫除尘过程中热量散失，避免了由于脱硫除尘过程中热量散失导致空烟进入脱硝设备时达不到脱硝所需温度问题。
33.作为上述技术方案的改进，所述煤烟低温脱硝装置16上连接有煤烟氨水蒸发器161；所述煤烟氨水蒸发器161上连接有煤烟引入风机162；所述煤烟引入风机162的进口和煤烟低温脱硝装置16的出口连通；
34.氨水(20％氨水)通过氨水输送泵输送至煤烟氨水蒸发器161的双流体喷中，双流体喷采用压缩氮气或者压缩空气对氨水进行雾化，煤烟引入风机162抽取煤烟低温脱硝装置16排出的部分高温净烟气并输送到煤烟氨水蒸发器161中，通过高温净烟气将雾化的氨水进行气化输送到煤烟低温脱硝装置16中；
35.作为上述技术方案的改进，所述空烟低温脱硝装置26上连接有空烟氨水蒸发器261；所述空烟氨水蒸发器261上连接有空烟引入风机262；所述空烟引入风机262的进口和空烟低温脱硝装置26的出口连通；
36.氨水(20％氨水)通过氨水输送泵输送至空烟氨水蒸发器261的双流体喷中，双流体喷采用压缩氮气或者压缩空气对氨水进行雾化，空烟引入风机262抽取空烟低温脱硝装置26排出的部分高温净烟气并输送到空烟氨水蒸发器261中，通过高温净烟气将雾化的氨水进行气化输送到空烟低温脱硝装置16中；
37.氨水气化的热能采用煤烟低温脱硝装置16和空烟低温脱硝装置26排出的高温净烟气中的余热，降低氨水气化消耗的能源，节约资源和成本。
38.作为上述技术方案的改进，所述煤烟一级换热器12的热源出口连接有煤烟排空风机17；所述煤烟排空风机17的出口连接有煤烟烟囱18；所述空烟一级换热器22的热源出口连接有空烟排空风机27；所述空烟排空风机27的出口连接有空烟烟囱28；
39.煤烟低温脱硝装置16和空烟低温脱硝装置26排出的高温净烟气，一部分用于氨水的气化，另一部分在煤烟一级换热器12和空烟一级换热器22中和煤烟及空烟换热后，通过煤烟烟囱18和空烟烟囱28排空。
40.轧钢加热炉煤烟原风机11出来的烟气至煤烟一级换热器12原烟气进口的管道上安装有煤烟进口在线检测设备，煤烟烟囱18上安装有煤烟出口在线监测设备；轧钢加热炉
空烟原风机21出来的烟气至空烟一级换热器22原烟气进口的管道上安装有空烟进口在线检测设备，空烟烟囱28上安装有空烟出口在线监测设备，通过进出口的在线监测设备的数据对比，能够实时控制脱硫剂与氨水的使用量，保证在使用最少量的投入的同时，达到环保排放要求。
41.煤烟低温脱硝装置16与空烟低温脱硝装置26内部设计原理一致，煤烟低温脱硝装置16与空烟低温脱硝装置26前均设有烟道导流板，对原烟气进行整流，使煤烟低温脱硝装置16与空烟低温脱硝装置26进口的烟气分布更均匀，减小系统阻力，提高脱硝效率；同时，脱硝装置前端设有均化装置，保证氨气与原烟气混合更均匀，以便混合烟气在催化剂的作用下能够充分发生反应，提高脱硝效率；再者，脱硝装置中设有吹灰装置，实际运行中，催化剂表面会粘附部分颗粒物，吹灰装置的作用就是为了保证这些颗粒物不会堵塞催化剂孔，使脱硝反应正常稳定进行，此处的吹灰装置包含但不限于声波吹灰，激波吹灰，耙式吹灰等；最后，脱硝装置中铺设催化剂层，根据系统需要，可铺设“n+1”层催化剂，其中“n”层为项目初期系统最经济的铺设，等n层催化剂效率降低时可考虑加装剩余“1”层催化剂，依旧可以保证整体的脱硝效率以及系统达标排放。
42.需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
43.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置，其特征在于：包括煤烟脱硫脱硝装置、空烟脱硫脱硝装置、热风炉装置(3)以及脱硫剂输送装置；所述煤烟脱硫脱硝装置包括依次连通设置的原煤烟风机(11)、煤烟一级换热器(12)、煤烟脱硫装置(13)、煤烟除尘装置(14)、煤烟二级换热器(15)以及煤烟低温脱硝装置(16)；所述煤烟低温脱硝装置(16)的排气端和煤烟一级换热器(12)的热源进口连通；所述空烟脱硫脱硝装置包括依次连通设置的原空烟风机(21)、空烟一级换热器(22)、空烟脱硫装置(23)、空烟除尘装置(24)、空烟混风装置(25)以及空烟低温脱硝装置(26)；所述空烟低温脱硝装置(26)的排气端和空烟一级换热器(22)的热源进口连通；所述热风炉装置(3)和煤烟二级换热器(15)的热源进口以及空烟混风装置(25)连通；所述煤烟二级换热器(15)的热源出口和空烟混风装置(25)连通；所述脱硫剂输送装置包括脱硫剂粉仓(41)、研磨机(42)、罗茨风机(43)以及三通管(44)；所述脱硫剂粉仓(41)的出口和研磨机(42)连通；所述研磨机(42)的出口和罗茨风机(43)连通；所述三通管(44)的其中两端分别和煤烟脱硫装置(13)以及空烟脱硫装置(23)连通，另一端和罗茨风机(43)的出口连接。2.根据权利要求1所述的一种轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置，其特征在于：所述煤烟低温脱硝装置(16)上连接有煤烟氨水蒸发器(161)；所述煤烟氨水蒸发器(161)上连接有煤烟引入风机(162)；所述煤烟引入风机(162)的进口和煤烟低温脱硝装置(16)的出口连通。3.根据权利要求1所述的一种轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置，其特征在于：所述空烟低温脱硝装置(26)上连接有空烟氨水蒸发器(261)；所述空烟氨水蒸发器(261)上连接有空烟引入风机(262)；所述空烟引入风机(262)的进口和空烟低温脱硝装置(26)的出口连通。4.根据权利要求1所述的一种轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置，其特征在于：所述煤烟一级换热器(12)的热源出口连接有煤烟排空风机(17)；所述煤烟排空风机(17)的出口连接有煤烟烟囱(18)；所述空烟一级换热器(22)的热源出口连接有空烟排空风机(27)；所述空烟排空风机(27)的出口连接有空烟烟囱(28)。

技术总结

本实用新型公开了一种轧钢加热炉烟气先脱硫除尘后低温脱硝装置，包括煤烟脱硫脱硝装置、空烟脱硫脱硝装置、热风炉装置以及脱硫剂输送装置；所述煤烟脱硫脱硝装置包括依次连通设置的原煤烟风机、煤烟一级换热器、煤烟脱硫装置、煤烟除尘装置、煤烟二级换热器以及煤烟低温脱硝装置；所述空烟脱硫脱硝装置包括依次连通设置的原空烟风机、空烟一级换热器、空烟脱硫装置、空烟除尘装置、空烟混风装置以及空烟低温脱硝装置。煤烟脱硫脱硝装置和空烟脱硫脱硝装置公用一套脱硫剂储存、制备、输送系统，节约设备成本和设备占用场地；空烟脱硫脱硝过程设计合理，避免了热量散失导致的空烟达不到脱硝所需温度问题。脱硝所需温度问题。脱硝所需温度问题。