[發明專利]炭素回轉窯煙氣脫硫脫硝余熱利用一體化工藝及系統

在審

• 申請號: 201810037916.2
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108295652A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 李鵬元;謝國威;徐陽;唐宇;張克弢;徐永權
• 申請（專利權）人: 中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/78;B01D53/56;B01D53/50
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

1.炭素回轉窯煙氣脫硫脫硝余熱利用一體化工藝，其特征在于，包括如下步驟：

1)炭素煅燒工序原料進入回轉窯，在回轉窯內依次經過下料段、預熱段、煅燒段、排料段完成煅燒過程；煅燒能量來自于回轉窯端部燒嘴，在煅燒過程中來自燃料、原料的硫、氮與氧氣反應生成了二氧化硫、氮氧化物；

2)在回轉窯的煅燒段，工序溫度850～1100℃區間內安裝還原劑霧化噴入裝置，利用脫硝還原劑與氮氧化物反應進行煙氣一級脫硝，脫硝還原劑熱分解成NH₃并與煙氣中的NOx反應生成N₂和H₂O，反應式如下：

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

4NH₃+2NO+2O₂→3N₂+6H₂O

8NH₃+6NO₂→7N₂+12H₂O

3)通過煙氣一級脫硝后，氮氧化物濃度降為初始值的50％以下的煙氣，在回轉窯內依次經過預熱段、下料段后，溫度達到750℃以上；將這部分高溫煙氣引入余熱鍋爐進行余熱回收；

4)余熱鍋爐中，在煙氣溫度降至350～420℃的區域內，安裝催化脫硝裝置，利用脫硝催化劑選擇還原氮氧化物進行煙氣二級脫硝，其反應式為：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O；

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O；

煙氣二級脫硝的效率在80％以上，經過兩級煙氣脫硝后，煙氣中的氮氧化物濃度已降至50mg/Nm³以下，滿足國家氮氧化物超低排放的要求；

5)兩級煙氣脫硝后的煙氣溫度降至340～360℃，再次回收熱量后，將溫度降至130℃以下的煙氣送入脫硫裝置；脫硫裝置采用塔式結構，利用脫硫劑霧化噴淋的方式，將煙氣中的二氧化硫進行脫除，并濃縮生產硫銨溶液；反應式如下：

SO₂+H₂O＝H₂SO₃

H₂SO3+NH₃＝NH₄HSO₃

NH₄HSO₃+NH₃＝(NH₄)₂SO₃

2(NH4)₂SO₃+O₂＝2(NH₄)₂SO₄

6)經過脫硫后的煙氣滿足國家二氧化硫排放的要求，可以直接外排；通過CEMS檢測裝置對外排凈煙氣中的污染物實時監測，并通過PID控制器對各階段脫硝還原劑的供給量進行調配。

2.用于實現權利要求1所述工藝的炭素回轉窯煙氣脫硫脫硝余熱利用系統，其特征在于，包括回轉窯、余熱鍋爐及脫硫塔；所述回轉窯按物料流動方向分為下料段、預熱段、煅燒段及排料段，其中在煅燒段工序溫度850～1100℃區間內安裝還原劑霧化噴入裝置，下料段一端設高溫煙氣出口，高溫煙氣出口連接余熱鍋爐的高溫煙氣入口，余熱鍋爐由余熱鍋爐主體、催化脫硝段及補充換熱段依次連接組成，催化脫硝段內設脫硝催化劑，余熱鍋爐主體的煙氣出口一端與催化脫硝段連接，補充換熱段設低溫煙氣出口連接脫硫塔下部的煙氣入口；脫硫塔上部設脫硫液噴淋裝置，下部一側設硫銨溶液采出口；脫硫塔頂部設凈煙氣出口，凈煙氣出口設CEMS監測裝置；還原劑霧化噴入裝置通過還原劑輸送管道連接還原劑輸送主管，還原劑輸送主管與脫硝還原劑儲存裝置連接，還原劑輸送主管上設還原劑供給裝置；還原劑輸送管道上設流量控制閥，流量控制閥通過PID控制器與CEMS監測裝置連接。