本發(fā)明涉及一種焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收及凈化系統(tǒng)和工藝，適用于焦化行業(yè)的焦?fàn)t煙氣余熱回收及煙氣凈化，可避免煙氣風(fēng)機(jī)突然停運(yùn)等情況對(duì)焦?fàn)t系統(tǒng)的影響。
背景技術(shù)：
焦?fàn)t煙囪排放的大氣污染物為焦?fàn)t煤氣燃燒后產(chǎn)生的廢氣，主要有煙塵、SO2、NOx等，過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期焦?fàn)t連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中污染物隨廢氣連續(xù)性排放。隨著國(guó)家對(duì)大氣污染治理的日益重視，焦?fàn)t煙氣污染物的治理強(qiáng)制要求達(dá)標(biāo)。2012年由國(guó)家環(huán)境保護(hù)部、國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布的《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBl6171—2012)規(guī)定焦?fàn)t煙囪自2015年1月1日起，焦化企業(yè)需執(zhí)行顆粒物濃度30mg/m3、二氧化硫50mg/m3、氮氧化物500mg/m3的排放限值。依此標(biāo)準(zhǔn)部分企業(yè)能夠達(dá)標(biāo)。但對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“大氣污染特別排放限值”，即廢氣要求中焦顆粒物濃度15mg/m3、二氧化硫30mg/m3、氮氧化物150mg/m3的排放限值，大部分企業(yè)仍未達(dá)標(biāo)排放。該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施促使以煤為加工原料、以焦?fàn)t煤氣為供熱燃料的大量焦化企業(yè)以及各研究機(jī)構(gòu)都在研究如何從源頭控制、如何高效降低外排煙氣中SO2、氮氧化物。
焦?fàn)t煙囪廢氣中SO2、氮氧化物等主要有三個(gè)來(lái)源，一是焦?fàn)t加熱用焦?fàn)t煤氣與空氣混合燃燒高溫生成；二是焦?fàn)t加熱用焦?fàn)t煤氣中有機(jī)硫、含氮有機(jī)物與空氣燃燒高溫生成；三是焦?fàn)t爐體竄漏導(dǎo)致荒煤氣進(jìn)入燃燒系統(tǒng)，其中所含的硫化物、氮化物及含氮有機(jī)物質(zhì)和空氣燃燒生成?？刂平?fàn)t煙囪SO2排放的手段主要有燃燒前脫硫(洗煤技術(shù)和焦?fàn)t煤氣脫硫技術(shù))和燃燒后脫硫(煙氣脫硫)，因焦?fàn)t串漏原因，燃燒后煙氣脫硫技術(shù)是目前控制大氣中SO2排放有效和應(yīng)用最廣的一項(xiàng)脫硫技術(shù)；焦?fàn)t煙氣NOx可通過(guò)調(diào)節(jié)燃燒煙氣成分的技術(shù)和燃燒后脫硝(煙氣脫硝)技術(shù)控制。
目前焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝除塵裝置大部分是分開處理的，實(shí)施過(guò)程中需要分別配套建設(shè)大型除塵裝置、脫硫裝置、脫硝裝置，裝置相對(duì)投資高、占地面積大、會(huì)產(chǎn)生固體廢棄物、能耗較高、工藝條件要求苛刻等問(wèn)題。而且大部分脫硫脫硝工藝中未涉及焦?fàn)t煙囪熱備的問(wèn)題，出現(xiàn)停風(fēng)機(jī)等緊急情況極易對(duì)焦?fàn)t產(chǎn)生較大影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種焦?fàn)t煙氣余熱回收及凈化的系統(tǒng)，可及時(shí)應(yīng)對(duì)煙氣風(fēng)機(jī)突然停運(yùn)情況，避免對(duì)連續(xù)性生產(chǎn)的焦?fàn)t產(chǎn)生影響。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種焦?fàn)t煙氣余熱回收及凈化的系統(tǒng)可以包括：余熱回收裝置，與焦?fàn)t煙氣管道連接，第一溫度焦?fàn)t煙氣從焦?fàn)t煙囪前的煙氣管道中抽出進(jìn)入余熱回收裝置，并在余熱回收裝置中降溫至160℃-180℃，成為第二溫度焦?fàn)t煙氣；煙氣再熱裝置，與余熱回收裝置連接并且包括煙氣風(fēng)機(jī)和煙氣再熱器，第二溫度焦?fàn)t煙氣從余熱回收裝置進(jìn)入煙氣風(fēng)機(jī)，由煙氣風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入煙氣再熱器進(jìn)行換熱，第二溫度焦?fàn)t煙氣的溫度降低至120℃-130℃，成為第三溫度焦?fàn)t煙氣；除塵降溫裝置，除塵降溫裝置與煙氣再熱裝置中的煙氣再熱器連接，第三溫度焦?fàn)t煙氣從煙氣再熱器進(jìn)入除塵降溫裝置，在除塵降溫裝置中，噴灑液對(duì)第三溫度焦?fàn)t煙氣進(jìn)行噴灑，使第三溫度焦?fàn)t煙氣溫度降低至60℃-80℃，成為第四溫度焦?fàn)t煙氣，第四溫度焦?fàn)t煙氣的粉塵濃度低于15mg/m3；氧化裝置，與除塵降溫裝置連接，第四溫度焦?fàn)t煙氣從除塵降溫裝置進(jìn)入氧化裝置，在氧化裝置中與臭氧混合并發(fā)生氧化反應(yīng)；脫硫脫硝裝置，與氧化裝置連接，被氧化的第四溫度焦?fàn)t煙氣從氧化裝置進(jìn)入脫硫脫硝裝置，經(jīng)過(guò)脫硫脫硝、捕氨和捕霧處理后，成為脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣，脫硫脫硝裝置還與煙氣再熱裝置中的煙氣再熱器連接，脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣返回?zé)煔庠贌崞鳎c第二溫度焦?fàn)t煙氣進(jìn)行熱量交換，脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣溫度升高至120℃以上；煙氣管道，連接在以上任意兩個(gè)裝置之間，傳遞煙氣。安全連鎖閥設(shè)置在焦?fàn)t煙囪與余熱回收裝置之間的煙氣管道上。溫度升高的脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣通過(guò)煙氣管道進(jìn)入焦?fàn)t煙囪，從焦?fàn)t煙囪排出。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，除塵降溫裝置可以包括除塵降溫塔、除塵降溫循環(huán)泵和除塵降溫?fù)Q熱器，除塵降溫塔分別與除塵降溫循環(huán)泵和除塵降溫?fù)Q熱器連接并且除塵降溫循環(huán)泵連接在除塵降溫塔與除塵降溫?fù)Q熱器之間，除塵降溫塔塔底的一部分噴灑液由除塵降溫循環(huán)泵抽取到除塵降溫?fù)Q熱器，并且在除塵降溫?fù)Q熱器中降溫，然后降溫后的噴灑液被輸送回除塵降溫塔進(jìn)行循環(huán)噴灑，其中，噴灑液是蒸氨廢水。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，除塵降溫裝置還可以包括粉塵壓濾機(jī)，除塵降溫塔塔底的一部分噴灑液由除塵降溫循環(huán)泵送至粉塵壓濾機(jī)進(jìn)行粉塵脫除，脫除后的固體粉塵顆粒送至煉焦配煤系統(tǒng)進(jìn)行資源化利用。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脫硫脫硝裝置可以包括一段脫硫脫硝裝置、二段脫硫脫硝裝置、三段脫硫脫硝裝置和捕霧裝置。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一段脫硫脫硝裝置可以包括一段脫硫脫硝塔、一段洗滌液泵和一段冷卻器，一段脫硫脫硝塔與一段洗滌液泵和一段冷卻器連接并且一段洗滌液泵連接在一段脫硫脫硝塔與一段冷卻器之間。在一段脫硫脫硝塔中，被氧化的第四溫度焦?fàn)t煙氣與加入的濃度大于15％的濃氨水(即，質(zhì)量百分比大于15％的濃氨水)生成混合溶液I和一段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣，混合溶液I由一段洗滌液泵抽取至一段冷卻器，在一段冷卻器中進(jìn)行冷卻，冷卻后的溶液返回一段脫硫脫硝塔再進(jìn)行循環(huán)噴灑。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，二段脫硫脫硝裝置可以包括二段脫硫脫硝塔、二段洗滌液泵和二段冷卻器，二段脫硫脫硝塔與二段洗滌液泵和二段冷卻器連接并且二段洗滌液泵連接在二段脫硫脫硝塔與二段冷卻器之間。在二段脫硫脫硝塔中，一段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣與循環(huán)氨水生成混合溶液II和二段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣，混合溶液II由二段洗滌液泵抽取至二段冷卻器，在二段冷卻器中進(jìn)行冷卻，冷卻后的溶液返回二段脫硫脫硝塔再進(jìn)行循環(huán)噴灑。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，三段脫硫脫硝裝置可以包括三段脫硫脫硝塔、三段洗滌液泵和三段冷卻器，三段脫硫脫硝塔與三段洗滌液泵和三段冷卻器連接并且三段洗滌液泵連接在三段脫硫脫硝塔與三段冷卻器之間。在三段脫硫脫硝塔中，二段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣與含酸母液生成混合溶液III和三段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣，混合溶液III由三段洗滌液泵抽取至三段冷卻器，在三段冷卻器中進(jìn)行冷卻，冷卻后的溶液返回三段脫硫脫硝塔再進(jìn)行循環(huán)噴灑。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，捕霧裝置可以包括捕霧器，進(jìn)一步脫除焦?fàn)t煙氣中所含的夾帶液滴，三段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣進(jìn)入捕霧器，最終形成脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述系統(tǒng)還可以包括再氧化裝置，再氧化裝置與一段脫硫脫硝裝置連接，再氧化裝置包括再氧化器、再氧化循環(huán)泵、再氧化換熱器和再氧化尾氣風(fēng)機(jī)。再氧化器與一段洗滌液泵連接，再氧化循環(huán)泵連接在再氧化器與再氧化換熱器之間，再氧化器、再氧化循環(huán)泵和再氧化換熱器形成循環(huán)系統(tǒng)?；旌先芤篒中的小部分溶液由一段洗滌液泵抽取至再氧化器，在再氧化器中與通入的純氧或含氧空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了混鹽的再氧化，部分氧化后的含混鹽溶液返回一段脫硫脫硝塔，部分氧化后的含混鹽溶液通過(guò)再氧化循環(huán)泵進(jìn)入再氧化換熱器，在再氧化換熱器中冷卻，然后冷卻后的溶液被引入再氧化器。在再氧化器中產(chǎn)生的部分廢氣通過(guò)與再氧化器連接的再氧化尾氣風(fēng)機(jī)引入一段脫硫脫硝，繼續(xù)脫除有害物質(zhì)，然后隨焦?fàn)t煙氣外排。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氧化裝置可以包括臭氧發(fā)生器和臭氧混合器，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧進(jìn)入臭氧混合器，與第四溫度焦?fàn)t煙氣混合并進(jìn)行氧化反應(yīng)。
本發(fā)明提供了一種焦?fàn)t煙氣余熱回收及凈化的工藝，所述可以工藝包括：第一余熱回收步驟、第二余熱回收步驟、除塵步驟、氧化步驟、脫硫脫硝步驟和換熱步驟。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在第一余熱回收步驟中，由焦?fàn)t產(chǎn)生的第一溫度焦?fàn)t煙氣由原煙氣管道中抽出并通過(guò)煙氣管道進(jìn)入余熱回收裝置，第一溫度焦?fàn)t煙氣在余熱回收裝置中被余熱回收，同時(shí)溫度降低至160℃-180℃，成為第二溫度焦?fàn)t煙氣。煙氣管道中設(shè)置有安全連鎖閥。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在第二余熱回收步驟中，第二溫度焦?fàn)t煙氣從余熱回收裝置進(jìn)入煙氣風(fēng)機(jī)并由煙氣風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入煙氣再熱器，被加壓的第二溫度焦?fàn)t煙氣從煙氣風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙氣再熱器，并且與脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣進(jìn)行換熱。第二溫度焦?fàn)t煙氣溫度降低至120℃-130℃，成為第三溫度焦?fàn)t煙氣。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在除塵步驟中，第三溫度焦?fàn)t煙氣從煙氣再熱器進(jìn)入除塵降溫塔，在除塵降溫塔中，蒸氨廢水對(duì)第三溫度焦?fàn)t煙氣進(jìn)行噴灑降溫，除塵降溫塔塔底的一部分噴灑液由除塵降溫循環(huán)泵抽取到除塵降溫?fù)Q熱器，在除塵降溫?fù)Q熱器中降溫，然后降溫后的噴灑液被輸送回除塵降溫塔進(jìn)行循環(huán)噴灑。第三溫度焦?fàn)t煙氣中的粉塵被除去，煙氣中的粉塵濃度低于15mg/m3，同時(shí)第三溫度焦?fàn)t煙氣的溫度降低至60℃-80℃，成為第四溫度焦?fàn)t煙氣。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在氧化步驟中，第四溫度焦?fàn)t煙氣從除塵降溫塔進(jìn)入臭氧混合器，從臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧進(jìn)入臭氧混合器，在臭氧混合器中臭氧與第四溫度焦?fàn)t煙氣混合并且發(fā)生氧化反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在脫硫脫硝步驟中，被氧化的第四溫度焦?fàn)t煙氣從氧化裝置進(jìn)入脫硫脫硝裝置，經(jīng)過(guò)脫硫脫硝、捕氨和捕霧處理后，成為脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在換熱步驟中，脫硫脫硝裝置還與煙氣再熱裝置中的煙氣再熱器連接，脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣返回?zé)煔庠贌崞鳎c第二溫度焦?fàn)t煙氣進(jìn)行熱量交換，脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣溫度升高至120℃以上。其中，升高溫度的脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣通過(guò)煙氣管道進(jìn)入焦?fàn)t煙囪，并由焦?fàn)t煙囪排放。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脫硫脫硝步驟可以包括一段脫硫脫硝、二段脫硫脫硝、三段脫硫脫硝和捕霧段。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在一段脫硫脫硝中，被氧化的第四溫度焦?fàn)t煙氣與濃氨水生成混合溶液I和一段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣，一段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣進(jìn)入二段脫硫脫硝塔。混合溶液I由一段洗滌液泵抽取至一段冷卻器，在一段冷卻器中進(jìn)行冷卻，冷卻后的溶液再返回一段脫硫脫硝塔進(jìn)行循環(huán)噴灑。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在二段脫硫脫硝中，一段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣被循環(huán)氨水噴灑洗滌，生成混合溶液II和二段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣，二段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣進(jìn)入三段脫離脫硝塔?；旌先芤篒I由二段洗滌液泵抽取至二段冷卻器，在二段冷卻器中進(jìn)行冷卻，冷卻后的溶液再返回二段脫硫脫硝塔進(jìn)行循環(huán)噴灑。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在三段脫硫脫硝中，二段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣進(jìn)入三段脫硫脫硝塔，被含酸母液噴灑洗滌，以降低煙氣含氨量，生成混合溶液III和三段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣?；旌先芤篒II由三段洗滌液泵抽取至三段冷卻器，在三段冷卻器中進(jìn)行冷卻，冷卻后的溶液再返回三段脫硫脫硝塔進(jìn)行循環(huán)噴灑。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在捕霧段中，三段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣經(jīng)過(guò)捕霧器進(jìn)一步脫除焦?fàn)t煙氣中所含的夾帶液滴，最后形成脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，除塵步驟還可以包括粉塵脫除，塔底的一部分噴灑液通過(guò)除塵降溫循環(huán)泵送至粉塵壓濾機(jī)進(jìn)行粉塵脫除，脫除后的固體粉塵顆粒物通過(guò)壓濾機(jī)壓濾，分離后送至煉焦配煤系統(tǒng)進(jìn)行資源化利用。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述工藝還可以包括再氧化步驟，混合溶液I中的小部分溶液由一段洗滌液泵抽取至再氧化器，在再氧化器中與通入的純氧或含氧空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，部分氧化后的含混鹽溶液返回一段脫硫脫硝塔，部分氧化后的含混鹽溶液通過(guò)再氧化循環(huán)泵進(jìn)入再氧化換熱器，在再氧化換熱器中冷卻，然后冷卻后的溶液被引入再氧化器。其中，在再氧化器中產(chǎn)生的部分廢氣通過(guò)與再氧化器連接的再氧化尾氣風(fēng)機(jī)引入一段脫硫脫硝，繼續(xù)脫除有害物質(zhì)，然后隨焦?fàn)t煙氣外排。
附圖說(shuō)明
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的焦?fàn)t煙氣余熱回收及凈化的系統(tǒng)和工藝的示意圖。
圖1中的附圖標(biāo)記分別是：焦?fàn)t1、焦?fàn)t煙囪2、余熱回收裝置3、煙氣風(fēng)機(jī)4、除塵降溫塔5、脫硫脫硝塔6、煙氣再熱器7、安全連鎖閥8、粉塵壓濾機(jī)9、除塵降溫循環(huán)泵10、除塵降溫?fù)Q熱器11、臭氧混合器12、臭氧發(fā)生器13、一段洗滌液泵14、一段冷卻器15、再氧化器16、再氧化循環(huán)泵17、再氧化換熱器18、再氧化尾氣風(fēng)機(jī)19、二段洗滌液泵20、二段冷卻器21、三段洗滌液泵22、三段冷卻器23和捕霧器24。
具體實(shí)施方式
將在下文中參照附圖更充分地描述各種示例實(shí)施例，在附圖中示出了示例實(shí)施例。然而，示例實(shí)施例可以以許多不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)被解釋為局限于在此闡述的示例實(shí)施例。因此，本發(fā)明可以包括所有包括在涉及本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)范圍內(nèi)的修改、等同物或者替代物。在描述本發(fā)明的實(shí)施例的過(guò)程中，當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)的某些詳細(xì)說(shuō)明被認(rèn)為會(huì)不必要地模糊本發(fā)明的本質(zhì)時(shí)，會(huì)省略其詳細(xì)描述。
本發(fā)明提供了一種本質(zhì)安全型焦?fàn)t煙氣余熱回收及凈化的系統(tǒng)和工藝。為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明以增加配重的連鎖閥來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)焦?fàn)t煙道系統(tǒng)的快速切換，以快速適應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)的焦?fàn)t系統(tǒng)，不影響焦?fàn)t正常運(yùn)行；通過(guò)煙氣余熱回收系統(tǒng)，回收焦?fàn)t煙氣余熱，同時(shí)降低焦?fàn)t煙氣溫度；通過(guò)煙氣管道輸送至煙氣再熱器，與脫硫脫硝后煙氣繼續(xù)換熱，進(jìn)一步降低高溫?zé)煔鉁囟?，同時(shí)升高脫硫脫硝后煙氣溫度，具備脫硫脫硝后煙氣升溫直接進(jìn)入焦?fàn)t煙囪的條件；通過(guò)除塵降溫塔，以蒸氨廢水進(jìn)行噴灑降溫粉塵；通過(guò)加入臭氧并在混合器中混合均勻，使焦?fàn)t煙氣中的SO2轉(zhuǎn)化為SO3，NO轉(zhuǎn)化為NO3和N2O5等；通過(guò)脫硫脫硝塔噴灑洗滌，一段由濃度為15％以上的濃氨水進(jìn)行噴灑，脫除焦?fàn)t煙氣的硫化物和氮氧化物，二段用循環(huán)氨水進(jìn)行噴灑，稀釋汽相氨濃度避免氨逃逸，三段用硫酸銨工段含酸母液進(jìn)行噴灑，進(jìn)一步控制氨逃逸；通過(guò)進(jìn)一步的捕霧，將出塔焦?fàn)t煙氣經(jīng)再熱器加熱后升高至120℃以上，進(jìn)入原焦?fàn)t煙囪排放。
本發(fā)明在焦?fàn)t和煙囪之間將焦?fàn)t煙氣抽出，使焦?fàn)t煙氣經(jīng)過(guò)余熱回收、煙氣換熱、除塵降溫、氧化和脫硫脫硝等處理后返回焦?fàn)t煙囪并排出，改變了原來(lái)焦?fàn)t煙氣直接從焦?fàn)t至焦?fàn)t煙囪的排出路徑，實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t煙氣余熱回收及凈化。
下面將參照附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的焦?fàn)t煙氣余熱回收及凈化的系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的焦?fàn)t煙氣余熱回收及凈化的系統(tǒng)包括：焦?fàn)t煙囪、余熱回收裝置、煙氣再熱裝置，除塵降溫裝置，氧化裝置、脫硫脫硝裝置和煙氣管道等設(shè)備。
參照?qǐng)D1，焦?fàn)t煙囪2與焦?fàn)t1連接，從焦?fàn)t1中產(chǎn)生的230℃-300℃的高溫焦?fàn)t煙氣(以下被稱為第一溫度焦?fàn)t煙氣)可以通過(guò)煙氣管道進(jìn)入焦?fàn)t煙囪2。
煙氣管道設(shè)置在焦?fàn)t煙囪、余熱回收裝置、煙氣再熱裝置，除塵降溫裝置，氧化裝置和脫硫脫硝裝置中的任意兩個(gè)裝置之間，用于焦?fàn)t煙氣的傳輸。如圖1，安全連鎖閥8設(shè)置在煙氣管道上，安全連鎖閥8是增加配重的閘板連鎖閥。煙氣風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，安全連鎖閥8的閘板增加配重后關(guān)閉，配重為提起狀態(tài)，焦?fàn)t煙氣從焦?fàn)t進(jìn)入余熱回收裝置；煙氣風(fēng)機(jī)突然停機(jī)時(shí)，煙氣風(fēng)機(jī)給予安全連鎖閥8信號(hào)，安全連鎖閥8的閘板配重落下，閘板被提起，閘板由原切斷進(jìn)入焦?fàn)t煙囪的焦?fàn)t煙氣通道狀態(tài)變?yōu)樘崞馉顟B(tài)，焦?fàn)t煙氣不再由煙氣風(fēng)機(jī)4抽出，依靠原煙囪自然吸力進(jìn)入原焦?fàn)t煙囪通道。實(shí)現(xiàn)了發(fā)生突發(fā)狀況(例如停電、風(fēng)機(jī)停運(yùn)等)時(shí)對(duì)焦?fàn)t煙道系統(tǒng)的快速切換，從而不影響焦?fàn)t正常運(yùn)行，為焦?fàn)t連續(xù)生產(chǎn)提供了本質(zhì)安全保障。
余熱回收裝置3設(shè)置在焦?fàn)t與焦?fàn)t煙囪之間的原煙氣管道的旁路煙氣管道上(即，設(shè)置在由煙氣風(fēng)機(jī)4產(chǎn)生的吸力抽出的煙氣管道上)，原煙氣管道上設(shè)置有安全連鎖閥8，煙氣抽出位置在安全連鎖閥8和焦?fàn)t1之間，第一溫度焦?fàn)t煙氣通過(guò)煙氣管道進(jìn)入余熱回收裝置3。余熱回收裝置3將第一溫度焦?fàn)t煙氣中的余熱回收，同時(shí)使第一溫度焦?fàn)t煙氣的溫度降低至大約160℃-180℃，成為第二溫度焦?fàn)t煙氣，為后序低溫反應(yīng)提供條件。
煙氣再熱裝置包括煙氣風(fēng)機(jī)4和煙氣再熱器7。煙氣風(fēng)機(jī)4與余熱回收裝置3連接，使得第二溫度焦?fàn)t煙氣從余熱回收裝置3進(jìn)入煙氣風(fēng)機(jī)4，并由煙氣風(fēng)機(jī)4加壓后進(jìn)入與煙氣風(fēng)機(jī)4連接的煙氣再熱器7。
煙氣再熱器7與煙氣風(fēng)機(jī)4連接。被加壓的第二溫度焦?fàn)t煙氣從煙氣風(fēng)機(jī)4進(jìn)入煙氣再熱器7，并且與脫硫脫硝后的焦?fàn)t煙氣(即，下文中的脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣)進(jìn)行換熱。第二溫度焦?fàn)t煙氣溫度降低至大約120℃-130℃，成為第三溫度焦?fàn)t煙氣，為后序反應(yīng)做準(zhǔn)備。被加熱的脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣溫度升高至120℃以上，具備了直接進(jìn)入焦?fàn)t煙囪2的條件。
除塵裝置包括除塵降溫塔5、除塵降溫循環(huán)泵10和除塵降溫?fù)Q熱器11。
除塵降溫塔5與煙氣再熱器7連接，第三溫度焦?fàn)t煙氣從煙氣再熱器7進(jìn)入除塵降溫塔5。除塵降溫塔5是濕法洗滌預(yù)除塵降溫塔，通過(guò)循環(huán)噴灑液的噴灑洗滌，對(duì)焦?fàn)t煙氣進(jìn)行預(yù)凈化冷卻，除去煙氣中的粉塵同時(shí)降低煙氣溫度。除塵降溫塔可以根據(jù)占地和投資預(yù)算單獨(dú)設(shè)置或與脫硫脫硝塔(將稍后描述)一體化設(shè)計(jì)，對(duì)除塵降溫效果無(wú)明顯影響。在除塵降溫塔5中，使用焦化自有的蒸氨廢水對(duì)第三溫度焦?fàn)t煙氣進(jìn)行噴灑以除塵和降溫，使煙氣中的粉塵濃度低于15mg/m3，同時(shí)將第三溫度焦?fàn)t煙氣的溫度降低至60℃-80℃，成為第四溫度焦?fàn)t煙氣。
除塵降溫塔5還與除塵降溫循環(huán)泵10和除塵降溫?fù)Q熱器11連接，除塵降溫循環(huán)泵10連接在除塵降溫塔5與除塵降溫?fù)Q熱器11之間，除塵降溫塔5、除塵降溫循環(huán)泵10和除塵降溫?fù)Q熱器11形成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。除塵降溫塔5的錐形塔底的噴灑液由除塵降溫循環(huán)泵10抽取到除塵降溫?fù)Q熱器11，在除塵降溫?fù)Q熱器11中降溫，然后降溫后的噴灑液被輸送回除塵降溫塔5進(jìn)行循環(huán)噴灑。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，除塵裝置還包括粉塵壓濾機(jī)9，粉塵壓濾機(jī)9與除塵降溫循環(huán)泵10連接，除塵降溫塔5的塔底的一部分噴灑液可以由除塵降溫循環(huán)泵10送至粉塵壓濾機(jī)9進(jìn)行粉塵脫除，脫除后的固體粉塵顆粒送至煉焦配煤系統(tǒng)進(jìn)行資源化利用。盡管圖1中示出了粉塵壓濾機(jī)9，但是本發(fā)明不限于此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以將其省略。
氧化裝置包括臭氧混合器12和臭氧發(fā)生器13。臭氧混合器12是一種管道反應(yīng)器，設(shè)置在煙氣管道上，并與除塵降溫塔5連接。第四溫度焦?fàn)t煙氣從除塵降溫塔5進(jìn)入臭氧混合器12。臭氧發(fā)生器13與臭氧混合器12連接，設(shè)置在煙氣管道上。從臭氧發(fā)生器13產(chǎn)生的臭氧進(jìn)入臭氧混合器12，在臭氧混合器12中與第四溫度焦?fàn)t煙氣混合并且發(fā)生氧化反應(yīng)。氧化裝置可以根據(jù)第四溫度焦?fàn)t煙氣的量以及其所含硫化物和氮氧化物的含量而自動(dòng)調(diào)節(jié)臭氧量，同時(shí)將臭氧均勻加入第四溫度焦?fàn)t煙氣進(jìn)行預(yù)混，提高反應(yīng)效果。
脫硫脫硝裝置包括脫硫脫硝塔6以及各段的洗滌液泵和冷卻器(將在下面進(jìn)行詳細(xì)地描述)。脫硫脫硝塔6與臭氧混合器12連接，被臭氧氧化的第四溫度焦?fàn)t煙氣從臭氧混合器12進(jìn)入脫硫脫硝塔6。脫硫脫硝塔6是一體化脫硫脫硝塔，可以實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝和捕氨捕霧功能，占地面積小，節(jié)省投資。脫硫脫硝塔6可以從低到高包括一段脫硫脫硝塔、二段脫硫脫硝塔、三段脫硫脫硝塔和捕霧器。
脫硫脫硝裝置包括一段脫硫脫硝裝置、二段脫硫脫硝裝置、三段脫硫脫硝裝置和捕霧裝置。
一段脫硫脫硝裝置包括一段脫硫脫硝塔、一段洗滌液泵14和一段冷卻器15。一段脫硫脫硝塔與一段洗滌液泵14和一段冷卻器15連接，一段洗滌液泵14連接在一段脫硫脫硝塔與一段冷卻器15之間。在一段脫硫脫硝塔中，被臭氧氧化的第四溫度焦?fàn)t煙氣與加入的濃度大于15％的濃氨水(焦化自有濃氨水)生成含有亞硫酸銨、硫酸銨、亞硝酸銨和硝酸銨的混合溶液I和一段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣?；旌先芤篒中的部分溶液由一段洗滌液泵14抽取至一段冷卻器15，在一段冷卻器15中進(jìn)行冷卻，冷卻后的溶液再返回脫硫脫硝塔6的一段脫硫脫硝塔進(jìn)行循環(huán)噴灑。由于氣相中的氨濃度高，洗滌吸收效果提高，可以達(dá)到“極限”排放要求，不用單獨(dú)配置洗滌液。
二段脫硫脫硝裝置包括二段脫硫脫硝塔、二段洗滌液泵20和二段冷卻器21。二段脫硫脫硝塔與二段洗滌液泵20和二段冷卻器21連接，二段洗滌液泵20連接在二段脫硫脫硝塔與二段冷卻器21之間。在二段脫硫脫硝塔中，一段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣被二段噴灑液噴灑洗滌，生成混合溶液II和二段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣?；旌先芤篒I由二段洗滌液泵20抽取至二段冷卻器21，在二段冷卻器21中進(jìn)行冷卻，冷卻后的溶液再返回二段脫硫脫硝塔進(jìn)行循環(huán)噴灑。二段噴灑液是焦化自有的循環(huán)氨水。二段冷卻器21可以將二段噴灑液保持在較低溫度，稀釋汽相氨濃度以避免氨逃逸。
三段脫硫脫硝裝置包括三段脫硫脫硝塔、三段洗滌液泵22和三段冷卻器23。三段脫硫脫硝塔與三段洗滌液泵22和三段冷卻器23連接，三段洗滌液泵22連接在三段脫硫脫硝塔與三段冷卻器23之間。在三段脫硫脫硝塔中，二段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣被三段噴灑液噴灑洗滌，生成混合溶液III和三段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣。混合溶液III由三段洗滌液泵22抽取至三段冷卻器23，在三段冷卻器23中進(jìn)行冷卻，冷卻后的溶液再返回三段脫硫脫硝塔進(jìn)行循環(huán)噴灑。為了吸收二段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣中夾帶的氨，降低煙氣含氨，進(jìn)一步控制氨逃逸，三段噴灑液可以是含酸母液。吸收后循環(huán)母液部分返回硫酸銨工段，至硫銨工段提出硫酸銨晶體后再回收含低濃度硫銨含酸母液，實(shí)現(xiàn)含酸母液的循環(huán)利用。另外，由三段脫硫脫硝塔、三段洗滌液泵22和三段冷卻器23實(shí)現(xiàn)的循環(huán)噴淋可以防止在非正常工況下氨逃逸。
捕霧裝置可以是脫硫脫硝塔6頂部的捕霧器24，進(jìn)一步脫除焦?fàn)t煙氣中所含的夾帶液滴。三段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣進(jìn)入捕霧器24，最終形成脫硫脫硝后的焦?fàn)t煙氣，又稱為脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣。捕霧器24還與煙氣再熱器7連接，脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣進(jìn)入煙氣再熱器7，在煙氣再熱器7中被加熱，溫度升高至120℃以上。煙氣再熱器7還可以與焦?fàn)t煙囪2連接，升高溫度的脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣從煙氣再熱器7進(jìn)入焦?fàn)t煙囪2，從而實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t煙氣的回收及凈化。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一段脫硫脫硝裝置可以與再氧化裝置連接。再氧化裝置包括再氧化器16、再氧化循環(huán)泵17、再氧化換熱器18和再氧化尾氣風(fēng)機(jī)19。再氧化器16連接到一段洗滌液泵14和一段脫硫脫硝塔，混合溶液I中的小部分溶液可以由一段洗滌液泵14抽取至再氧化器16，在再氧化器16中與通入其中的純氧或含氧空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成硫酸銨(含硝酸銨)，實(shí)現(xiàn)了混鹽的再氧化，提高混鹽的品質(zhì)，氧化后的混鹽被送入硫酸銨工段進(jìn)行處理以生產(chǎn)復(fù)合肥，部分氧化后的含混鹽溶液返回一段脫硫脫硝塔進(jìn)行循環(huán)噴灑。再氧化循環(huán)泵17連接在再氧化器16與再氧化換熱器18之間，再氧化器16、再氧化循環(huán)泵17和再氧化換熱器18形成循環(huán)系統(tǒng)。部分氧化后的含混鹽溶液還可以通過(guò)再氧化循環(huán)泵17進(jìn)入再氧化換熱器18，在再氧化換熱器18中冷卻，然后冷卻后的溶液被引入再氧化器16。在再氧化器16中產(chǎn)生的部分廢氣可以通過(guò)與再氧化器16連接的再氧化尾氣風(fēng)機(jī)19引入脫硫脫硝塔6，繼續(xù)脫除有害物質(zhì)，然后隨焦?fàn)t煙氣外排。從而回收尾氣，實(shí)現(xiàn)廢氣無(wú)外排，不產(chǎn)生新的廢氣。盡管在圖1中示出了再氧化裝置，但是本發(fā)明不限于此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以將其省略。
下面將參照附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的焦?fàn)t煙氣余熱回收及凈化的工藝。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的焦?fàn)t煙氣余熱回收及凈化的工藝可以包括以下幾個(gè)步驟。
第一余熱回收步驟
由焦?fàn)t1產(chǎn)生的高溫焦?fàn)t煙氣(以下被稱為第一溫度焦?fàn)t煙氣)由于設(shè)置在煙氣管道中的安全連鎖閥8的閘板關(guān)閉由煙氣風(fēng)機(jī)4產(chǎn)生的吸力進(jìn)入余熱回收裝置3。第一溫度焦?fàn)t煙氣在余熱回收裝置3中被余熱回收，同時(shí)溫度降低至大約160℃-180℃，成為第二溫度焦?fàn)t煙氣。
第二余熱回收步驟
第二溫度焦?fàn)t煙氣從余熱回收裝置3進(jìn)入煙氣風(fēng)機(jī)4，并由煙氣風(fēng)機(jī)4加壓后進(jìn)入煙氣再熱器7，在煙氣再熱器7中與脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣進(jìn)行換熱。第二溫度焦?fàn)t煙氣溫度降低至大約120℃-130℃，成為第三溫度焦?fàn)t煙氣。被加熱的脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣溫度升高至120℃以上。
除塵步驟
第三溫度焦?fàn)t煙氣從煙氣再熱器7進(jìn)入除塵降溫塔5。在除塵降溫塔5中，蒸氨來(lái)的蒸氨廢水對(duì)第三溫度焦?fàn)t煙氣進(jìn)行噴灑降溫。除塵降溫塔5的錐形塔底的一部分噴灑液由除塵降溫循環(huán)泵10抽取到除塵降溫?fù)Q熱器11，在除塵降溫?fù)Q熱器11中降溫，然后降溫后的噴灑液被輸送回除塵降溫塔5進(jìn)行循環(huán)噴灑。第三溫度焦?fàn)t煙氣中的粉塵被除去，煙氣中的粉塵濃度低于15mg/m3，同時(shí)第三溫度焦?fàn)t煙氣的溫度降低至60℃-80℃，成為第四溫度焦?fàn)t煙氣。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，除塵步驟還可以包括粉塵脫除。可以將的塔底的一部分噴灑液通過(guò)除塵降溫循環(huán)泵10送至粉塵壓濾機(jī)9進(jìn)行粉塵脫除。脫除后的固體粉塵顆粒物通過(guò)壓濾機(jī)壓濾，分離后送至煉焦配煤系統(tǒng)進(jìn)行資源化利用。但是本發(fā)明不限于此，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例可以將粉塵脫除省略。
氧化步驟
第四溫度焦?fàn)t煙氣從除塵降溫塔5進(jìn)入臭氧混合器12。從臭氧發(fā)生器13產(chǎn)生的臭氧進(jìn)入臭氧混合器12，在臭氧混合器12中與第四溫度焦?fàn)t煙氣混合并且發(fā)生氧化反應(yīng)。
脫硫脫硝步驟
來(lái)自臭氧混合器12的被氧化的第四溫度焦?fàn)t煙氣在脫硫脫硝塔6中進(jìn)行脫硫脫硝步驟。脫硫脫硝步驟可以分為一段脫硫脫硝、二段脫硫脫硝、三段脫硫脫硝(又可以稱為捕氨段)和捕霧段。
在一段脫硫脫硝中，被氧化的第四溫度焦?fàn)t煙氣與加入的濃度大于15％的濃氨水生成含有亞硫酸銨、硫酸銨、亞硝酸銨和硝酸銨的混合溶液I和一段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣。一段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣進(jìn)入二段脫硫脫硝塔，混合溶液I由一段洗滌液泵14抽取至一段冷卻器15，在一段冷卻器15中進(jìn)行冷卻，冷卻后的溶液再返回脫硫脫硝塔6的一段脫硫脫硝塔進(jìn)行循環(huán)噴灑。
在二段脫硫脫硝中，一段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣被二段噴灑液噴灑洗滌，生成混合溶液II和二段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣。二段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣進(jìn)入三段脫離脫硝塔?；旌先芤篒I由二段洗滌液泵20抽取至二段冷卻器21，在二段冷卻器21中進(jìn)行冷卻，冷卻后的溶液再返回二段脫硫脫硝塔進(jìn)行循環(huán)噴灑。二段噴灑液來(lái)自焦?fàn)t循環(huán)氨水。
在三段脫硫脫硝中，二段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣首先進(jìn)入三段脫硫脫硝塔，被含酸母液噴灑洗滌，以降低煙氣含氨量，生成混合溶液III和三段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣?；旌先芤篒II由三段洗滌液泵22抽取至三段冷卻器23，在三段冷卻器23中進(jìn)行冷卻，冷卻后的溶液再返回三段脫硫脫硝塔進(jìn)行循環(huán)噴灑。吸收后循環(huán)母液部分返回硫酸銨工段，實(shí)現(xiàn)含酸母液的循環(huán)利用。
在捕霧段中，三段脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣經(jīng)過(guò)捕霧器24進(jìn)一步脫除焦?fàn)t煙氣中所含的夾帶液滴，最后形成脫硫脫硝后的焦?fàn)t煙氣，即，脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脫硫脫硝步驟還可以包括再氧化，對(duì)生成的亞硫酸銨和亞硝酸銨及硫酸銨和硝酸銨等再處理，提高混鹽品質(zhì)。混合溶液I中的小部分溶液可以由一段洗滌液泵14抽取至再氧化器16，在再氧化器16中與通入其中的純氧或含氧空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成硫酸銨(含硝酸銨)，實(shí)現(xiàn)了混鹽的再氧化，氧化后的含混鹽溶液返回一段脫硫脫硝塔進(jìn)行循環(huán)噴灑。再氧化器16中的部分氧化后的含混鹽溶液通過(guò)再氧化循環(huán)泵17進(jìn)入再氧化換熱器18，在再氧化換熱器18中冷卻，然后冷卻后的溶液被引入再氧化器16。在再氧化器16中產(chǎn)生的部分廢氣可以通過(guò)與再氧化器16連接的再氧化尾氣風(fēng)機(jī)19引入脫硫脫硝塔6，繼續(xù)脫除有害物質(zhì)，然后隨焦?fàn)t煙氣外排。從而回收尾氣，實(shí)現(xiàn)廢氣無(wú)外排，不產(chǎn)生新的廢氣。但是本發(fā)明不限于此，可以將再氧化步驟省略。
換熱步驟
從脫硫脫硝塔6出來(lái)的脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣進(jìn)入煙氣再熱器7，與被加壓的第二溫度焦?fàn)t煙氣進(jìn)行換熱。換熱后，脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣溫度(大約60℃至80℃)升高至120℃以上。然后，升溫后的脫硫脫硝焦?fàn)t煙氣通過(guò)煙氣管道進(jìn)入焦?fàn)t煙囪2，并由焦?fàn)t煙囪2排放，避免了新建煙囪直排的煙氣拖尾現(xiàn)象。
整個(gè)工藝中除塵階段產(chǎn)生的固體物質(zhì)經(jīng)過(guò)濾后噴灑液可循環(huán)使用，脫硫脫硝塔一段使用焦化自產(chǎn)15％以上濃度氨水噴灑，二段使用焦化焦?fàn)t產(chǎn)生的循環(huán)氨水噴灑，三段使用焦化硫銨工段酸性母液噴灑，所用洗滌原料均為焦化現(xiàn)有工藝中存在的介質(zhì)，不用單獨(dú)調(diào)配，降低運(yùn)行成本。
整個(gè)工藝中除塵步驟產(chǎn)生的固體物質(zhì)過(guò)濾后返回?zé)捊古涿?，一段脫硫脫硝后生成的亞硫酸銨和亞硝酸銨及硫酸銨和硝酸銨等混鹽經(jīng)再氧化處理后送硫酸銨工段處理，二段脫硫脫硝的噴灑液噴灑完畢后返回焦?fàn)t循環(huán)氨水系統(tǒng)以循環(huán)使用，三段脫硫脫硝的含酸母液噴灑完畢后送至再生氧化裝置統(tǒng)一處理后送硫酸銨工段，再氧化工段的尾氣返回脫硫脫硝塔再次處理。整個(gè)系統(tǒng)中無(wú)多余氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)廢棄物產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了焦化配套焦?fàn)t煙氣除塵脫硫脫硝系統(tǒng)的內(nèi)部總體自平衡，真正實(shí)現(xiàn)了循環(huán)綠色發(fā)展。