一种蓄热式加热炉烟气尘硫硝协同处理系统的制作方法

1.本实用新型属于大气污染治理技术领域，具体涉及一种蓄热式加热炉烟气尘硫硝协同处理系统。


背景技术：

2.蓄热式加热炉是钢铁企业轧钢工序的重要生产设备之一，其使用燃料大多为高炉煤气、焦炉煤气或高焦混合煤气，燃烧后的烟气中含有so2、no
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、粉尘颗粒物等污染物。随着国家环保形势日趋严峻，对轧钢工序加热炉烟气污染物排放的要求也日益严格。国家生态环境部印发的《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》中明确指出，要求轧钢工序热处理炉污染物排放指标在基准氧含量为8%下，so2浓度≤50mg/nm3、no
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浓度≤200mg/nm3、颗粒物浓度≤10mg/nm3。
3.现有的蓄热式加热炉主要由加热炉炉体、蓄热室、换向系统以及燃料、供风和排烟系统组成。在炉体两侧成对布置蓄热室及烧嘴，通过换向装置切换燃烧烧嘴，烧嘴既起到燃烧作用也起到排烟作用，正由于这种燃烧制度，导致排烟分为两路系统，分别为空烟及煤烟。煤烟烟气中一氧化碳含量较高，而空烟烟气中氧气含量较高，两路烟气不能进行混合处理，因此，对其烟气治理过程中也要分开处理。
4.对于蓄热式加热炉，排烟中so2浓度在100～300 mg/nm3，no
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浓度在200～450 mg/nm3，但排烟温度相对较低，一般在180℃以内，多为80～150℃。对于上述污染物浓度范围，采用sds脱硫及中温scr脱硝工艺进行污染物协同治理，sds脱硫工艺一般要求烟气温度≥140℃，而中温scr脱硝工艺要求烟气温度≥240℃，因此要对煤烟及空烟两路烟气进行升温，同时要保证升温过程安全可靠。现有的蓄热式加热炉对于空烟及煤烟的处理存在余热浪费的问题，导致处理成本较高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了提供一种蓄热式加热炉烟气尘硫硝协同处理系统，解决现有蓄热式加热炉空烟及煤烟两路烟气处理存在余热浪费的问题，集合干法sds脱硫工艺、中温scr脱硝工艺和烟气余热利用工艺协同处理蓄热式加热炉的排放烟气，既安全环保无二次污染，又高效可靠节省成本。
6.本实用新型的技术方案是：
7.一种蓄热式加热炉烟气尘硫硝协同处理系统，包括煤烟处理单元和空烟处理单元，所述煤烟处理单元包括依次串联的煤烟脱硫塔、煤烟除尘器和煤烟脱硝反应器，所述空烟处理单元包括依次串联的空烟脱硫塔、空烟除尘器和空烟脱硝反应器，其技术要点是：所述煤烟脱硫塔的入口利用文丘里加速管道ⅰ与换热单元ⅰ连接，所述空烟脱硫塔的入口利用文丘里加速管道ⅱ与换热单元ⅱ连接；所述换热单元ⅰ由管程入口与煤烟排放管连通的煤烟一次换热器、管程入口与煤烟一次换热器的管程出口连通的煤烟二次换热器组成，所述煤烟一次换热器的壳程入口与煤烟脱硝反应器的出口管道连通，所述煤烟一次换热器的壳
程出口与煤烟管路增压引风机的入口管道连通，煤烟管路增压引风机的出口管道末端与煤烟净化排气筒连通，所述煤烟二次换热器的壳程入口与补热热风炉的出口管道连通，煤烟二次换热器的管程出口与煤烟脱硫塔入口的文丘里加速管道ⅰ连通；所述换热单元ⅱ由管程入口与空烟排放管连通的空烟一次换热器、与空烟一次换热器的管程出口连通的烟气混合均布器组成，所述空烟一次换热器的壳程入口与空烟脱硝反应器的出口管道连通，空烟一次换热器的壳程出口与空烟管路增压引风机的入口管道连通，空烟管路增压引风机的出口管道末端与空烟净化排气筒连通，所述煤烟二次换热器的壳程出口与烟气混合均布器连通，所述烟气混合均布器的出口与空烟脱硫塔入口的文丘里加速管道ⅱ连通。
8.上述的蓄热式加热炉烟气尘硫硝协同处理系统，所述文丘里加速管道ⅰ和文丘里加速管道ⅱ的结构相同，分别包括收敛部、扩展部、设于收敛部和扩展部之间的喉管部，所述收敛部与煤烟二次换热器的管程出口和烟气混合均布器的出口连通。
9.上述的蓄热式加热炉烟气尘硫硝协同处理系统，所述煤烟一次换热器、煤烟二次换热器和空烟一次换热器分别为气气全焊接板式换热器。
10.上述的蓄热式加热炉烟气尘硫硝协同处理系统，所述煤烟除尘器和空烟除尘器的结构相同，分别包括除尘壳体、设于除尘壳体中的内圆筒，所述除尘壳体上部为上圆筒，下部为下锥筒，内圆筒的上端与除尘壳体顶面连接固定，内圆筒的下端与除尘壳体连通，所述内圆筒中吊设有多个除尘布袋笼组件，所述内圆筒与上圆筒之间形成环形进气空间，所述环形进气空间内布置电除尘组件，所述除尘壳体外侧对应环形进气空间上部设有烟气入口，所述上圆筒对应除尘布袋笼组件上部的位置设有烟气出口，且烟气出口引出除尘壳体外侧，所述除尘壳体的下锥筒下端为出灰口。
11.上述的蓄热式加热炉烟气尘硫硝协同处理系统，所述电除尘组件包括围绕内圆筒中心线均匀布置的多根电极线、与内圆筒同心的环形电极板，所述环形进气空间的上、下端分别固定有用于支撑电极线和环形电极板的上、下环形镂空板。
12.上述的蓄热式加热炉烟气尘硫硝协同处理系统，所述除尘布袋笼组件包括圆筒形笼体、固定于圆筒形笼体中的除尘布袋，所述内圆筒中设有与圆筒形笼体固定有水平支撑板，所述除尘布袋与水平支撑板上方空间连通。
13.本实用新型的有益效果是：
14.1、对蓄热式加热炉煤烟烟气和空烟烟气单独处理，分别先脱硫、除尘再脱硝，实现全系统尘硫硝协同治理，达到高效、安全、稳定的治理效果，高效降低蓄热式加热炉空烟、煤烟两路排烟中的so2、no
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及粉尘颗粒物，满足钢铁企业的烟气污染物排放要求。
15.2、设置一台补热热风炉，通过补热热风炉燃烧后的高温烟气对煤烟烟气进行二次升温，同时换热后的高温烟气混入空烟烟气中，实现空烟烟气的二次升温，实现了烟气余热利用，减少设备投资成本的目的。
16.3、煤烟脱硫塔、空烟脱硫塔在烟气入口端分别设有文丘里加速管道，使塔内气体充分扰流，进而达到脱硫剂与烟气中的污染物充分接触，高效脱除的目的。
17.4、除尘器先电除尘再布袋除尘，显著增强除尘效果。
附图说明
18.图1 是本实用新型的结构示意图；
19.图2 是本实用新型的文丘里加速管道ⅰ和文丘里加速管道ⅱ的结构示意图；
20.图3是本实用新型的煤烟除尘器和空烟除尘器的结构示意图。
21.图中：1.煤烟排放管、2.煤烟一次换热器、3.煤烟二次换热器、4.文丘里加速管道ⅰ、5.煤烟脱硫塔、6.煤烟除尘器、7.煤烟脱硝反应器、8.煤烟管路增压引风机、9.煤烟净化排气筒、10.补热热风炉、11.空烟排放管、12.空烟一次换热器、13.烟气混合均布器、14.文丘里加速管道ⅱ、15.空烟脱硫塔、16.空烟除尘器、17.空烟脱硝反应器、18.空烟管路增压引风机、19.空烟净化排气筒、20.喉管部、21.收敛部、22.扩展部、23.烟气入口、24.除尘壳体、25.上环形镂空板、26.电极线、27.环形电极板、28.内圆筒、29.除尘布袋、30.下环形镂空板、31.水平支撑板、32.烟气出口。
具体实施方式
22.如图1-图3所示，该蓄热式加热炉烟气尘硫硝协同处理系统，包括煤烟处理单元和空烟处理单元。所述煤烟处理单元包括依次串联的煤烟脱硫塔5、煤烟除尘器6和煤烟脱硝反应器7。所述空烟处理单元包括依次串联的空烟脱硫塔15、空烟除尘器16和空烟脱硝反应器17。
23.其中，所述煤烟脱硫塔5的入口利用文丘里加速管道ⅰ4与换热单元ⅰ连接，所述空烟脱硫塔15的入口利用文丘里加速管道ⅱ14与换热单元ⅱ连接。所述换热单元ⅰ由管程入口与煤烟排放管1连通的煤烟一次换热器2、管程入口与煤烟一次换热器2的管程出口连通的煤烟二次换热器3组成。所述煤烟一次换热器2的壳程入口与煤烟脱硝反应器7的出口管道连通，所述煤烟一次换热器2的壳程出口与煤烟管路增压引风机8的入口管道连通，煤烟管路增压引风机8的出口管道末端与煤烟净化排气筒9连通，所述煤烟二次换热器3的壳程入口与补热热风炉10的出口管道连通，煤烟二次换热器3的管程出口与煤烟脱硫塔5入口的文丘里加速管道ⅰ4连通。所述换热单元ⅱ由管程入口与空烟排放管11连通的空烟一次换热器12、与空烟一次换热器12的管程出口连通的烟气混合均布器13组成。所述空烟一次换热器12的壳程入口与空烟脱硝反应器17的出口管道连通，空烟一次换热器12的壳程出口与空烟管路增压引风机18的入口管道连通，空烟管路增压引风机18的出口管道末端与空烟净化排气筒19连通，所述煤烟二次换热器3的壳程出口与烟气混合均布器13连通，所述烟气混合均布器13的出口与空烟脱硫塔15入口的文丘里加速管道ⅱ14连通。
24.本实施例中，所述文丘里加速管道ⅰ4和文丘里加速管道ⅱ14的结构相同，分别包括收敛部21、扩展部22、设于收敛部21和扩展部22之间的喉管部20，所述收敛部21与煤烟二次换热器3的管程出口和烟气混合均布器13的出口连通。所述煤烟一次换热器2、煤烟二次换热器3和空烟一次换热器12分别为气气全焊接板式换热器。
25.所述煤烟除尘器6和空烟除尘器16的结构相同，分别包括除尘壳体24、设于除尘壳体24中的内圆筒28，所述除尘壳体24上部为上圆筒，下部为下锥筒，内圆筒28的上端与除尘壳体24顶面连接固定，内圆筒28的下端与除尘壳体24连通，所述内圆筒28中吊设有多个除尘布袋笼组件，所述内圆筒28与上圆筒之间形成环形进气空间，所述环形进气空间内布置电除尘组件，所述除尘壳体24外侧对应环形进气空间上部设有烟气入口23，所述上圆筒对应除尘布袋笼组件上部的位置设有烟气出口32，且烟气出口32引出除尘壳体24外侧，所述除尘壳体24的下锥筒下端为出灰口。所述电除尘组件包括围绕内圆筒28中心线均匀布置的
多根电极线26、与内圆筒28同心的环形电极板27，所述环形进气空间的上、下端分别固定有用于支撑电极线26和环形电极板27的上、下环形镂空板25、30。所述除尘布袋笼组件包括圆筒形笼体、固定于圆筒形笼体中的除尘布袋29，所述内圆筒28中设有与圆筒形笼体固定有水平支撑板31，所述除尘布袋29与水平支撑板31上方空间连通。烟气进入后，先经过环形进气空间进行静电除尘，再经过内圆筒28中各个除尘布袋29除尘。
26.工作原理：
27.蓄热式加热炉的排烟烟气分为两路，一路为煤烟烟气，一路为空烟烟气。煤烟烟气经煤烟排放管1进入煤烟一次换热器2进行一次升温。详细地说，蓄热式加热炉的煤烟烟气一般在80～150℃，煤烟烟气在原蓄热式加热炉引风机后引出经煤烟管道接入煤烟一次换热器2升温至170～180℃左右，升温热源为煤烟脱硝反应器7出口220～230℃净烟气。一次换热后的煤烟烟气进入到煤烟二次换热器3进行二次升温。详细地说，一次换热后煤烟烟气可升至170～180℃，为满足后续脱硝部分反应温度，在煤烟二次换热器3中升温至230～240℃，进而满足中温脱硝工艺温度要求。补热热风炉10使用高炉煤气或天然气作为燃料，常温空气为助燃风，煤气在热风炉内燃烧后形成高温烟气，该部分高温烟气作为煤烟二次换热器3的升温热源。而后二次换热后的煤烟烟气依次进入煤烟脱硫塔5和煤烟除尘器5进行脱硫除尘处理。详细的说，经煤烟二次换热器升温后，煤烟烟气达到230～240℃，进入煤烟脱硫塔5进行干法脱硫，脱硫采用sds脱硫工艺，脱硫剂为碳酸氢钠（俗称小苏打），在230～240℃时有良好的反应活性，快速分解，分解后的小苏打与烟气中的so2及酸性污染物进行脱除反应，脱硫后的煤烟烟气进入煤烟除尘器6。经脱硫除尘后的煤烟烟气进入煤烟脱硝反应器7进行中温脱硝处理。详细的说，煤烟烟气经两次升温满足中温脱硝反应温度窗口，在煤烟脱硝反应器7内进行中温脱硝，反应器内设有催化剂层，煤烟烟气中的no
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与还原剂在催化剂的作用下反应，达到净化目的。脱硝后的煤烟烟气接回煤烟一次换热器2，换热后经煤烟管路增压引风机送至煤烟排气筒9排入大气。详细地说，脱硝后的煤烟烟气温度在220～230℃左右，为节约能源，脱硝后烟气可以余热利用，将该部分烟气送至煤烟一次换热器2，作为煤烟烟气一次升温的热源，换热后降至150～170℃经煤烟管路增压引风机8送入煤烟排气筒9排入大气，煤烟管路增压引风机8采用离心式引风机。
28.与此同时，蓄热式加热炉的空烟烟气进入空烟一次换热器12。详细地说，蓄热式加热炉的空烟烟气一般在80～150℃，为满足后续脱硫脱硝的反应温度窗口，首先进入空烟一次换热器12升温至170～180℃，升温热源为空烟脱硝反应器17出口220～230℃净烟气。一次换热后的空烟烟气进入烟气混合均布器13进行二次升温。详细地说，空烟烟气经空烟一次换热器12后升温至170～180℃，进入烟气混合均布器13，与补热热风炉10经煤烟二次换热器3换热后的高温烟气进行混合，混合升温至230～240℃，通过设置烟气混合均布器13，利用补热热风炉10换热后的烟气余热，不再设置空烟二次换热器，减少投资，达到空烟烟气二次升温的目的。烟气混合均布器13出口的空烟烟气依次进入空烟脱硫塔15及空烟除尘器16进行脱硫除尘处理。详细地说，经烟气混合均布器13后，空烟烟气达到230～240℃，进入空烟脱硫塔15进行干法脱硫，脱硫采用sds脱硫工艺，脱硫剂为碳酸氢钠（俗称小苏打），在230～240℃时有良好的反应活性，快速分解，分解后的小苏打与烟气中的so2及酸性污染物进行脱除反应，脱硫后的空烟烟气进入空烟除尘器16。经脱硫除尘后的空烟烟气进入空烟脱硝反应器17进行中温脱硝处理。详细的说，空烟烟气经一次升温，二次混合均布后满足中
温脱硝反应温度窗口，在空烟脱硝反应器17内进行中温脱硝，反应器内设有催化剂层，空烟烟气中的no
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与还原剂在催化剂的作用下反应，达到净化目的。脱硝后的空烟烟气接回空烟一次换热器12，换热后经空烟管路增压引风机18送至空烟排气筒19排入大气。详细地说，脱硝后的空烟烟气温度在220～230℃左右，为节约能源，脱硝后烟气可以余热利用，将该部分烟气送至空烟一次换热器12，作为空烟烟气一次升温的热源，换热后将至150～170℃经空烟管路增压引风机18送入空烟排气筒19排入大气，空烟管路增压引风机18采用离心式引风机。
29.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。