[發明專利]一種煙氣脫硝脫碳處理系統及方法

有效

• 申請號: 201911070019.2
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN112403219B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 康建剛;葉恒棣;魏進超;何璐瑤;李俊杰
• 申請（專利權）人: 中冶長天國際工程有限責任公司
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/86;B01D53/56;B01D53/62;F23J15/08
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 徐樓;卜婷

本發明公開了一種煙氣脫硝脫炭處理系統及方法，該系統包括有SCR反應器和CO反應器。根據煙氣的走向，煙氣進氣管與SCR反應器的進氣口相連。所述SCR反應器的排氣口通過第一管道與CO反應器的進氣口相連。所述CO反應器的排氣口與煙氣排氣管相連。所述煙氣進氣管上設置有第一加熱裝置，所述第一管道上設置有第二加熱裝置。本方案在SCR脫硝協同CO催化氧化脫炭時實現有機組合，能保證SCR催化劑和CO催化劑長期處于高效催化的工作狀態的同時還充分利用了系統熱量避免了不必要的能耗。能夠精準調控系統反應溫度，保護了催化劑，保障系統穩定、高效運行。

技術領域

本發明涉及煙氣處理設備技術，具體涉及一種煙氣脫硝脫碳處理系統及方法，屬于煙氣凈化技術領域。

背景技術

火電行業超低排放改造已基本完成，非電領域以鋼鐵燒結煙氣超低排放改造為重點。燒結煙氣除塵、脫硫工藝已較為成熟，超低排放的重點和難點是脫硝，這是由于燒結煙氣煙溫低，在火電行業廣泛應用的中高溫(200℃～350℃)SCR技術應用于燒結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。

燒結煙氣中含較高濃度的CO(6000mg/Nm³左右)，CO在催化氧化作用下轉變為CO₂，同時可釋放大量的熱量，如果將CO催化氧化技術與SCR脫硝技術耦合，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技術將有望直接移植應用于燒結煙氣脫硝，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，從而實現燒結煙氣高效、經濟、綠色脫硝。

CO催化劑組分不同時，反應特征也不相同。如商用Pt/Al系催化劑反應特征為典型的催化燃燒反應，即當反應溫度達到某一值時，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“導火索”，過了這個臨界點反應就會劇烈進行；而非貴金屬催化劑如Cu、Co或Mn的金屬氧化物催化劑體系，反應特征為：隨著溫度逐漸升高，反應效率逐漸增加至平穩值，溫度升高過程中，催化活性增加速率逐漸趨緩。

燒結煙氣的CO催化氧化脫除、SCR脫硝分別在相應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。當二者協同脫碳、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同時實現最優化的脫除效果。但往往由于實際工況波動、催化劑自身性質等，工程運行中脫碳與脫硝難以完美匹配。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種煙氣脫硝脫碳處理系統及方法，本方案旨在解決SCR脫硝協同CO催化氧化脫除時，二者實現有機組合的系統和控制方法。在保證SCR催化劑和CO催化劑長期處于高效催化的工作狀態的同時還充分利用了系統熱量避免了不必要的能耗。本方案能夠精準調控系統反應溫度，保護了催化劑，保障系統穩定、高效運行。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案具體如下：

根據本發明的第一種實施方式，提供一種煙氣脫硝脫炭處理系統，該系統包括有SCR反應器和CO反應器。根據煙氣的走向，煙氣輸氣管與SCR反應器的進氣口相連。所述SCR反應器的排氣口通過第一管道與CO反應器的進氣口相連。所述CO反應器的排氣口與煙氣排氣管相連。所述煙氣輸氣管上設置有第一加熱裝置，所述第一管道上設置有第二加熱裝置。

作為優選，該系統還包括GGH換熱器。GGH換熱器分別與煙氣輸氣管和煙氣排氣管連接。經由煙氣輸氣管輸送的煙氣經過GGH換熱器換熱后輸送至SCR反應器的進氣口。經過CO反應器脫碳處理后的凈煙氣再經過GGH換熱器換熱后經由煙氣排氣管排出。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。

作為優選，所述CO反應器內設有m層CO催化氧化層。所述SCR反應器內設有n層SCR脫硝層。

作為優選，m和n分別獨立地為1-5，優選為2-4。