[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

本發明涉及一種炭素回轉窯煙氣脫硫脫硝余熱利用一體化工藝及系統，所述系統包括回轉窯、余熱鍋爐及脫硫塔；回轉窯煅燒段內安裝還原劑霧化噴入裝置，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，脫硫塔凈煙氣出口設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，還原劑輸送管道上的流量控制閥通過PID控制器與CEMS監測裝置聯鎖。本發明結合炭素回轉窯煅燒生產過程中原料、煙氣的溫度場梯度變化，在適宜的溫度范圍內分別采用直接還原脫硝和選擇性催化還原脫硝；并結合生產工藝依次對煙氣進行余熱回收、煙氣脫硫，最終實現回轉窯煙氣的資源回收和凈化處理。

技術領域

本發明涉及回轉窯煙氣余熱回收及凈化處理技術領域，尤其涉及一種炭素回轉窯煙氣脫硫脫硝余熱利用一體化工藝及系統。

背景技術

在我國，二氧化硫、氮氧化物是大氣中主要污染物，是衡量大氣是否遭到污染的重要指標。二氧化硫、氮氧化物對人體及動物有致毒作用；對植物有損害作用；且NOx與碳氫化合物形成光化學煙霧；NOx亦參與臭氧層的破壞。近年來，我國加大了對工業污染，尤其是二氧化硫、氮氧化物等大氣污染物的排放控制，其排放標準越來越嚴格。

炭素行業是我國工業體系的重要組成部分，而對其煅燒工序所產生煙氣進行脫硫脫硝處理以及資源回收，是實現炭素行業清潔生產、降本增效的重要途徑。

發明內容

本發明提供了一種炭素回轉窯煙氣脫硫脫硝余熱利用一體化工藝及系統，結合炭素回轉窯煅燒生產過程中原料、煙氣的溫度場梯度變化，在適宜的溫度范圍內分別采用直接還原脫硝和選擇性催化還原脫硝；并結合生產工藝依次對煙氣進行余熱回收、煙氣脫硫，最終實現回轉窯煙氣的資源回收和凈化處理。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

炭素回轉窯煙氣脫硫脫硝余熱利用一體化工藝，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；