[發(fā)明專利]一種煙氣脫碳脫硝處理系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN112403218B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉恒棣;康建剛;魏進超;李俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中冶長天國際工程有限責(zé)任公司
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/76;B01D53/86;F23J15/08;F23G7/07
• 代理公司: 北京卓恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 徐樓;卜婷

本發(fā)明公開了一種煙氣脫碳脫硝處理系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括有CO反應(yīng)器和SCR反應(yīng)器。根據(jù)煙氣的走向，煙氣進氣管與CO反應(yīng)器的進氣口相連。所述CO反應(yīng)器的排氣口通過第一管道與SCR反應(yīng)器的進氣口相連。所述SCR反應(yīng)器的排氣口與煙氣排氣管相連。所述煙氣進氣管上設(shè)置有第一加熱裝置，所述第一管道上設(shè)置有第二加熱裝置。本方案在CO催化氧化脫除協(xié)同SCR脫硝時實現(xiàn)有機組合，能保證CO催化劑和SCR催化劑長期處于高效催化的工作狀態(tài)的同時還充分利用了系統(tǒng)熱量避免了不必要的能耗。能夠精準(zhǔn)調(diào)控系統(tǒng)反應(yīng)溫度，保護了催化劑，保障系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煙氣處理設(shè)備技術(shù)，具體涉及一種煙氣脫碳脫硝處理系統(tǒng)及方法，屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

火電行業(yè)超低排放改造已基本完成，非電領(lǐng)域以鋼鐵燒結(jié)煙氣超低排放改造為重點。燒結(jié)煙氣除塵、脫硫工藝已較為成熟，超低排放的重點和難點是脫硝，這是由于燒結(jié)煙氣煙溫低，在火電行業(yè)廣泛應(yīng)用的中高溫(200℃～350℃)SCR技術(shù)應(yīng)用于燒結(jié)煙氣脫硝時需將煙氣升溫，大量的煙氣升溫帶來巨大的能耗。

燒結(jié)煙氣中含較高濃度的CO(6000mg/Nm³左右)，CO在催化氧化作用下轉(zhuǎn)變?yōu)镃O₂，同時可釋放大量的熱量，如果將CO催化氧化技術(shù)與SCR脫硝技術(shù)耦合，充分利用CO催化氧化過程放出的熱量，減少甚至避免外熱源對煙氣的補熱，則成熟的中高溫SCR技術(shù)將有望直接移植應(yīng)用于燒結(jié)煙氣脫硝，中高溫SCR脫硝催化劑廉價易得、脫硝效率高、耐硫中毒能力強、使用壽命長，從而實現(xiàn)燒結(jié)煙氣高效、經(jīng)濟、綠色脫硝。

CO催化劑組分不同時，反應(yīng)特征也不相同。如商用Pt/Al系催化劑反應(yīng)特征為典型的催化燃燒反應(yīng)，即當(dāng)反應(yīng)溫度達到某一值時，CO催化氧化過程劇烈進行，該溫度稱為催化劑的起燃溫度，起燃溫度就像是催化燃燒的“導(dǎo)火索”，過了這個臨界點反應(yīng)就會劇烈進行；而非貴金屬催化劑如Cu、Co或Mn的金屬氧化物催化劑體系，反應(yīng)特征為：隨著溫度逐漸升高，反應(yīng)效率逐漸增加至平穩(wěn)值，溫度升高過程中，催化活性增加速率逐漸趨緩。

燒結(jié)煙氣的CO催化氧化脫除、SCR脫硝分別在相應(yīng)的催化劑作用下進行，不同組分的催化劑存在特定的催化活性溫度窗口。當(dāng)二者協(xié)同脫碳、脫硝時，選取CO催化氧化催化劑和SCR脫硝催化劑的原則是：盡量使二者最佳催化活性溫度窗口接近，以保證CO和NOx同時實現(xiàn)最優(yōu)化的脫除效果。但往往由于實際工況波動、催化劑自身性質(zhì)等，工程運行中脫碳與脫硝難以完美匹配。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種煙氣脫碳脫硝處理系統(tǒng)及方法，本方案旨在解決CO催化氧化脫除協(xié)同SCR脫硝時，二者實現(xiàn)有機組合的系統(tǒng)和控制方法。在保證CO催化劑和SCR催化劑長期處于高效催化的工作狀態(tài)的同時還充分利用了系統(tǒng)熱量避免了不必要的能耗。本方案能夠精準(zhǔn)調(diào)控系統(tǒng)反應(yīng)溫度，保護了催化劑，保障系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運行。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案具體如下：

根據(jù)本發(fā)明的第一種實施方式，提供一種煙氣脫碳脫硝處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有CO反應(yīng)器和SCR反應(yīng)器。根據(jù)煙氣的走向，煙氣進氣管與CO反應(yīng)器的進氣口相連。所述CO反應(yīng)器的排氣口通過第一管道與SCR反應(yīng)器的進氣口相連。所述SCR反應(yīng)器的排氣口與煙氣排氣管相連。所述煙氣進氣管上設(shè)置有第一加熱裝置，所述第一管道上設(shè)置有第二加熱裝置。

作為優(yōu)選，該系統(tǒng)還包括GGH換熱器。GGH換熱器分別與煙氣進氣管和煙氣排氣管連接。經(jīng)由煙氣進氣管輸送的煙氣經(jīng)過GGH換熱器換熱后輸送至CO反應(yīng)器的進氣口。所述SCR反應(yīng)器排出的凈煙氣再經(jīng)過GGH換熱器換熱后經(jīng)由煙氣排氣管排出，所述第一加熱裝置位于GGH換熱器與煙氣進氣管連接位置的下游。

作為優(yōu)選，所述CO反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有m層CO催化氧化層。所述SCR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有n層SCR脫硝層。

作為優(yōu)選，m和n分別獨立地為1-5，優(yōu)選為2-4。