全文摘要
本实用新型提供了一种烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置，包括：除尘器；主抽风机，连接除尘器；回转式烟气换热器，具有第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，第一入口连接主抽风机；烟道燃烧器，连接第一出口；氨罐，连接烟道燃烧器；脱硝反应器，连接所述氨罐；回转式烟气换热器的第二入口，连接脱硝反应器；增压风机，连接第二出口；烟气水媒式换热器，降温段连接增压风机；脱硫系统，连接所述降温段；升温段，连接所述脱硫系统；烟囱，连接所述升温段。本实用新型减少了脱硝所需能耗，实现氨法脱硫烟气消白、旋流雾化技术强化氨法脱硫效果、降低了脱硫后饱和烟气温度和含水量，减少了系统耗水量，工艺路线简单，易操作。
主设计要求
1.一种烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置，其特征在于，所述烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置包括：除尘器，设置在烧结机机头；主抽风机，连接所述除尘器；回转式烟气换热器，具有第一入口、第一出口、第二入口和第二出口第一入口连接所述主抽风机；烟道燃烧器，连接所述回转式烟气换热器的第一入口；氨罐，连接所述烟道燃烧器；脱硝反应器，连接所述氨罐；回转式烟气换热器的第二入口，连接所述脱硝反应器；增压风机，连接回转式烟气换热器的第二出口；烟气水媒式换热器，具有升温段和降温段，降温段连接增压风机；脱硫系统，连接所述降温段；升温段，连接所述脱硫系统；烟囱，连接所述升温段。
设计方案
1.一种烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置，其特征在于，所述烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置包括：
除尘器，设置在烧结机机头；
主抽风机，连接所述除尘器；
回转式烟气换热器，具有第一入口、第一出口、第二入口和第二出口第一入口连接所述主抽风机；
烟道燃烧器，连接所述回转式烟气换热器的第一入口；
氨罐，连接所述烟道燃烧器；
脱硝反应器，连接所述氨罐；
回转式烟气换热器的第二入口，连接所述脱硝反应器；
增压风机，连接回转式烟气换热器的第二出口；
烟气水媒式换热器，具有升温段和降温段，降温段连接增压风机；
脱硫系统，连接所述降温段；
升温段，连接所述脱硫系统；
烟囱，连接所述升温段。
2.如权利要求1所述的烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置，其特征在于，所述脱硫系统包括：连通的浓缩塔和脱硫塔。
3.如权利要求2所述的烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置，其特征在于，所述脱硫系统包括：布置于脱硫塔侧壁上的多个旋流雾化器。
4.如权利要求3所述的烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置，其特征在于，所述多个旋流雾化器布置于脱硫塔侧壁上在同一水平面切向。
5.如权利要求3所述的烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置，其特征在于，所述脱硫系统还包括：布置于脱硫塔内的凝并除雾器，凝并除雾器位于旋流雾化器的上方。
6.如权利要求5所述的烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置，其特征在于，所述主抽风机的数量为两个，两个主抽风机并联连接在除尘器和回转式烟气换热器之间。
7.如权利要求5所述的烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置，其特征在于，所述脱硫系统还包括：布置于脱硫塔内的屋脊除雾器，所述屋脊除雾器位于凝并除雾器的上方。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及环保领域，具体涉及烟气净化技术，尤其是一种烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置。
背景技术
在钢铁行业或其他工业生产中，原料与燃料之间的燃烧产生的烟气含有大量的氮氧化物、二氧化硫和颗粒物，对大气造成了一定的污染。2018年5月中国出台了《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》，《意见稿》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、50㎎\/m3<\/sup>。
钢铁行业烧结烟气氮氧化物的脱除方法主要有还原法、氧化法和分解法。还原法中的SNCR(非选择性催化还原)和SCR(选择性催化还原)被认为是最有效的脱硝技术，能够满足严格的烟气排放标准。目前钢企烧结烟气温度一般在120-160℃，均不在SNCR和SCR反应窗口温度范围，但通过GGH(烟气-烟气再热器)可以利用较少能耗提升烧结烟气温度至280—320℃，达到中温SCR反应窗口温度。在此温度条件下，向烟气中喷入还原剂氨，在催化剂的作用下氨与烟气中的NOx反应并生成无毒、无污染的N2<\/sub>和H2<\/sub>O，从而达到去除NOX<\/sub>的目的。
二氧化硫的脱除方法主要有湿法、干法和半干法，其中湿法技术主要为石灰石-石膏法，氨法，氧化镁法，双碱洗涤法等。烧结烟气湿法脱硫技术比较成熟、应用比较多的工艺是钙法和氨法，其中氨法脱硫效率可以达到98％以上，采用氨水作为吸收剂，使用(NH4<\/sub>)2<\/sub>SO3<\/sub>、(NH4)2<\/sub>SO4<\/sub>、NH3<\/sub>HSO3<\/sub>的混合溶液来循环吸收SO2<\/sub>，从而达到去除SO2<\/sub>的目的。脱硫所得一定浓度的硫酸铵溶液进入硫铵制备系统，通过蒸发、结晶、干燥等工艺得到成品硫酸铵。
脱硫后颗粒物的脱除方法主要有增设高效除雾器、降温冷凝和湿式电除尘器等方法，通过被动或者主动物理办法将脱硫烟气中夹带的液滴和颗粒物捕集下来，从而达到去除颗粒物的目的。
但是，目前烧结烟气脱硫脱硝技术能耗高、排入大气的烟气冒白烟。
实用新型内容
本实用新型提供一种烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置，以降低脱硝所需能耗，减小或消除排入大气的烟气冒白烟的现象。
为此，本实用新型提出一种烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置，所述烧结烟气脱硫脱硝除尘消白净化装置包括：
除尘器，设置在烧结机机头；
主抽风机，连接所述除尘器；
回转式烟气换热器，具有第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，所述第一入口连接所述主抽风机；
烟道燃烧器，连接所述第一出口；
氨罐，连接所述烟道燃烧器；
脱硝反应器，连接所述氨罐；
回转式烟气换热器的第二入口，连接所述脱硝反应器；
增压风机，连接回转式烟气换热器的第二出口；
烟气水媒式换热器，具有升温段和降温段，降温段连接增压风机；
脱硫系统，连接所述降温段；
升温段，连接所述脱硫系统；
烟囱，连接所述升温段。
进一步地，所述脱硫系统包括：连通的浓缩塔和脱硫塔。
进一步地，所述脱硫系统包括：布置于脱硫塔侧壁上的多个旋流雾化器。
进一步地，所述多个旋流雾化器布置于脱硫塔侧壁上在同一水平面切向。
进一步地，所述脱硫系统还包括：布置于脱硫塔内的凝并除雾器，凝并除雾器位于旋流雾化器的上方。
进一步地，所述主抽风机的数量为两个，两个主抽风机并联连接在除尘器和回转式烟气换热器之间。
进一步地，所述脱硫系统还包括：布置于脱硫塔内的屋脊除雾器，所述屋脊除雾器位于凝并除雾器的上方。
本实用新型采用回转式烟气换热器(GGH)系统，充分利用脱硝反应后净烟气的余热，极大低降低了脱硝补燃所需煤气耗量，保证系统整体能耗的经济性；采用烟气水媒式换热器(省煤器、烟气冷却器，也称MGGH)系统，降低脱硫入口烧结烟气温度，减少脱硫系统蒸发量，进而减少整个系统的耗水量，并利用降低烟温所得的热量加热脱硫出口净烟气至露点温度以上，达到消白效果。
进一步的，本实用新型采用旋流雾化系统,通过布置于脱硫塔侧壁上在同一水平面切向的多个旋流雾化器，形成旋流喷雾层。一方面脱硫剂粒径由传统喷淋层的1500-3000μm降到50-150μm，同等脱硫剂比表面积提高400至900多倍，使脱硫吸收比表面积增大，反应速度加快，实现了小液气比的情况下的高效脱硫，降低了脱硫能耗；另一方面，由于采用雾化旋流切圆布置技术，构造脱硫塔内喷雾旋流场，形成高速旋转的云雾状，烟气与脱硫剂混合充分均匀，加大烟气中SO2<\/sub>与脱硫剂反应机率，提高了脱硫效率。旋流喷雾层不仅具备逆流喷淋层的功能，更具备高效紊流反应的功能。实现了云流场再造，形成脱硫塔内稳定旋转气膜稳定层，消除了常规喷淋塔中的烟气走廊问题，进一步提高脱硫效率。进一步地，多个旋流雾化器在烟气入口端往后1-2米处设置，以便达到较好的旋流喷雾效果。
进一步的，本实用新型采用冷凝除尘除雾一体化装置，脱硫烟气经过该装置时发生冷凝，以微小雾滴及粉尘作为凝结核，粉尘被大量的水泡包裹形成大的液滴，每一个雾滴和粉尘都有超过数倍自重的水汽主动聚合形成大雾滴，这些长大的液滴通过特殊设计的弯曲流道时，产生很大的离心力，雾滴被甩在覆有一层水膜的波纹板表面上，被水膜瞬间湮灭，从而起到拦截粉尘和雾滴的效果。同时，烟气通过冷凝除尘除雾器时，温度被降低3-4℃，降低了饱和烟气带水率，减少系统水耗，利于后端烟气升温消白。
本实用新型将SCR(选择性催化还原)脱硝工艺较好结合了氨法脱硫工艺,并利用GGH减少了脱硝所需能耗，利于MGGH配合塔内烟气冷凝降温实现氨法脱硫烟气消白、旋流雾化技术强化氨法脱硫效果、冷凝除尘除雾一体化装置进一步降低脱硫后饱和烟气温度和含水量，减少了系统耗水量，工艺路线简单，易操作，对节能减排，环境保护，副产物资源化等技术都是重大突破。
附图说明
图1为本实用新型的工作原理示意图。
1、烧结机；10、除尘器；15、主抽风机；2、回转式烟气换热器；3、烟道燃烧器；40、氨罐；4、脱硝反应器(脱硝系统)；5、增压风机；61、烟气水媒式换热器升温段；62、烟气水媒式换热器降温段；7、氨法脱硫系统；9、烟囱。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型。
本实用新型的技术原理
脱硝原理：
4NO+4NH3<\/sub>+O2<\/sub>→4N2<\/sub>+6H2<\/sub>O
2NO2<\/sub>+4NH3<\/sub>+O2<\/sub>→3N2<\/sub>+6H2<\/sub>O
脱硫原理：
NH3<\/sub>+SO2<\/sub>+H2<\/sub>O＝NH4<\/sub>HSO3<\/sub>
2NH3<\/sub>+SO2<\/sub>+H2<\/sub>O＝(NH4<\/sub>)2<\/sub>SO3<\/sub>
(NH4<\/sub>)2<\/sub>SO3<\/sub>+SO2<\/sub>+H2<\/sub>O＝2NH4<\/sub>HSO3<\/sub>(脱硫主要反应)
NH4<\/sub>HSO3<\/sub>+NH3<\/sub>＝(NH4<\/sub>)2<\/sub>SO3<\/sub>
烟气升温、降温原理：①通过回转式烟气换热器(GGH)将脱硝后高温烧结烟气热量传递给脱硝入口的烧结原烟气，从而达到提高脱硝入口烟温，降低补燃器能耗，并降低脱硝后烟温的效果；②通过烟气水媒式换热器(MGGH)将脱硫入口烧结烟气热量传递给脱硫后净烟气，从而达到降低脱硫入口烟温，并提高脱硫出口烟温的效果；
脱硫烟气冷凝原理：脱硫烟气通过内部有循环冷却介质的冷凝除尘除雾一体化装置时发生冷凝，产生大量水汽，产生的水汽以微小雾滴及粉尘作为凝结核，粉尘被大量的水泡包裹形成大的液滴，每一个雾滴和粉尘都有超过数倍自重的水汽主动聚合形成大雾滴，这些长大的液滴通过特殊设计的弯曲流道时，产生很大的离心力，雾滴被甩在覆有一层水膜的波纹板表面上，被水膜瞬间湮灭，从而起到拦截粉尘和雾滴的效果，并进一步降低脱硫后饱和烟气温度和含水量。
本实用新型利用中温SCR、氨法脱硫与两次烟气升、降温系统相结合，从而在较低能耗条件下实现烧结烟气二氧化硫、氮氧化物和除颗粒物超净排放。
本实用新型实现的具体过程：如图1所示，
(1)在脱硝反应器(脱硝系统)4下游配置一台回转式烟气换热器(GGH)(回转式烟气换热器2)；
(2)通过主抽风机15使经过烧结机1机头的除尘器10除尘的烧结原烟气(120-160℃)进入回转式烟气换热器(GGH)，与脱硝后进入回转式烟气换热器(GGH)的烧结烟气(310-320℃)进行换热，烧结原烟气温度上升至290℃左右，脱硝后高温烧结烟气下降至150℃左右；
(3)经回转式烟气换热器(GGH)换热升温后约290℃的烧结原烟气通过补燃器(烟道燃烧器3)升温至320℃，然后通过连接氨罐40的喷氨系统将氨气均匀喷入其中；
(4)与氨气均匀混合的烧结烟气进入脱硝系统(脱硝反应器)4，通过脱硝反应器内的催化剂活性作用，氨气将NOX<\/sub>还原成N2<\/sub>和H2<\/sub>O；
(5)脱硝后的高温烧结烟气通过回转式烟气换热器(GGH)把热量换给烧结原烟气，温度降至150℃左右，进入增压风机5。增压风机5能够克服系统阻力作用。
(6)在增压风机的作用下，脱硝后烧结烟气温度从150℃上升至160℃，然后进入烟气水媒式换热器(MGGH)降温段，烟温降至100-110℃。
(7)经烟气水媒式换热器(MGGH)降温后的烧结烟气进入氨法脱硫系统7，氨法脱硫系统包括：通过中间烟道相互连通的浓缩塔和脱硫塔(吸收塔)，在氨法脱硫系统的脱硫塔内与旋流雾化脱硫浆液(粒径50-150μm)进行降温、除尘、脱硫，在脱硫塔内设置凝并除雾器和屋脊除雾器，然后采用凝并除雾器(内部有低温水媒)和屋脊除雾器对脱硫后烟气进行深度除尘和除雾，并进一步将脱硫后烟气温度降低至50℃以下，大大减少饱和烟气带水量。脱硫所得浆液经过氧化、浓缩后送至硫铵制备系统，采用蒸发、结晶和干燥等工艺制成硫酸铵成品。
(8)经过脱硫塔脱硫、除尘、除雾和降温后的脱硫净烟气进入烟气水媒式换热器(MGGH)升温段，即烟气水媒式换热器升温段61；温度由不高于50℃升至80℃以上，脱硫烟气由饱和变不饱和状态，大大提高烟气扩散和抬升能力，经烟囱9排入大气后没有明显“白烟”现象。
本实用新型中，各阶段技术要点：
(1)脱硝技术：结合烧结烟气特性，选择相适应的中温SCR脱硝催化剂，避免催化剂出现中毒失活现象。
(2)脱硫技术：选择高效旋流雾化及塔内切圆布置进行脱硫，在脱硫塔平面上形成旋流喷雾层，脱硫剂粒径由传统喷淋层的1500-3000μm降到50-150μm，同等脱硫剂比表面积提高400至900多倍，使脱硫吸收比表面积增大，反应速度加快。旋流喷雾层具备高效紊流反应的功能，实现了云流场再造，形成脱硫塔内稳定旋转气膜稳定层，消除了常规喷淋塔中的烟气走廊问题，进一步提高脱硫效率。
(3)节能换热设备采用回转式烟气换热器(GGH)和烟气水媒式换热器(MGGH)。利用回转式烟气换热器(GGH)提高脱硝前烧结烟气温度，极大低降低了脱硝补燃所需煤气耗量，同时降低脱硝后的烧结烟气，减小高温烟气对氨法脱硫系统的不利影响；利用烟气水媒式换热器(MGGH)降温段，即烟气水媒式换热器降温段62，进一步降低氨法脱硫入口的烧结烟气温度，减少氨法脱硫系统蒸发量，减少水汽夹带，所取得的热量送至烟气水媒式换热器(MGGH)升温段提高脱硫塔出口烟气温度，使饱和烟气变不饱和状态，提高烟气抬升和扩散能力，达到消白效果。
(4)烟气冷凝技术：采用冷凝除尘除雾一体化技术，脱硫烟气经过该装置时发生冷凝，产生大量水汽，产生的水汽以微小雾滴及粉尘作为凝结核，粉尘被大量的水泡包裹形成大的液滴，每一个雾滴和粉尘都有超过数倍自重的水汽主动聚合形成大雾滴，这些长大的液滴通过特殊设计的弯曲流道时，产生很大的离心力，雾滴被甩在覆有一层水膜的波纹板表面上，被水膜瞬间湮灭，从而起到拦截粉尘和雾滴的效果，减少系统耗水量，并进一步降低脱硫后饱和烟气温度和含水量。
(5)氨法脱硫副产物制备技术：采用蒸发、结晶和干燥技术。利用多效蒸发器对脱硫所得硫酸铵浆液进行蒸发，能耗低，效率高。所得硫酸铵晶体经过脱水、干燥，最后制成硫酸铵化肥，整个生产过程无废水、废物产生，实现副产品的资源化利用。
柳州钢铁股份有限公司烧结厂110㎡烧结超净排放项目，烟气量为51×104<\/sup>Nm3\/h，颗粒物浓度：50㎎\/Nm3<\/sup>，SO2<\/sub>浓度：1500㎎\/Nm3<\/sup>，NOX浓度：400㎎\/Nm3<\/sup>(主要以NO为主)，采用工艺流程为：烟气→主抽风机→回转式烟气换热器(GGH)升温→补燃器(烟道燃烧器3)→SCR脱硝→回转式烟气换热器(GGH)降温→增压风机→烟气水媒式换热器(MGGH)降温段→脱硫系统旋流雾化吸收→冷凝除尘除雾一体化装置(包括凝并除雾器)和屋脊除雾器→烟气水媒式换热器(MGGH)升温段→烟囱9，整个系统实现了脱硫、脱硝、除尘、除雾和消白。处理后的烟气颗粒物浓度小于10㎎\/Nm3<\/sup>，SO2<\/sub>浓度小于35㎎\/Nm3<\/sup>，NOX<\/sub>浓度小于50㎎\/Nm3<\/sup>，除尘效率大于80％，脱硫效率大于97％，脱硝效率大于87.5％，烟气实现消白，排放视觉效果好，满足国家超低排放标准。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。为本实用新型的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920037857.9
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:45(广西)
授权编号:CN209530502U
授权时间:20191025
主分类号:B01D 53/75
专利分类号:B01D53/75;B01D53/00;B01D53/86;B01D53/76;B01D53/56;B01D53/80;B01D53/50;B01D50/00;C01C1/24
范畴分类:41B;
申请人:柳州钢铁股份有限公司
第一申请人:柳州钢铁股份有限公司
申请人地址:545002 广西壮族自治区柳州市北雀路117号
发明人:甘贵平;甘牧原;陈阳;黎柳升;韦晋科;吴文升;杨鹏;张艾红;谢运强;刘丽芳;吴丹伟;刘华;向小平;尹志群;韦柳婵;莫龙桂;卢福德;梁杰群;胡艳君;黄靖
第一发明人:甘贵平
当前权利人:柳州钢铁股份有限公司
代理人:李景辉
代理机构:11624
代理机构编号:北京卓岚智财知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计