一种焦炉烟气余热回收及净化的系统和工艺技术方案

本发明专利技术提供了一种焦炉烟气余热回收及净化的系统和工艺。所述系统包括焦炉烟囱、余热回收装置、烟气再热装置、除尘降温装置、氧化装置、脱硫脱硝装置和烟气管道等设备。所述系统通过余热回收装置和烟气再热装置将焦炉烟气中的余热回收，通过喷洒循环喷洒液除去焦炉烟气中的粉尘并降低焦炉烟气的温度，通过氧化装置对焦炉烟气进行氧化，通过脱硫脱硝装置将焦炉烟气中的硫化物和氮氧化物脱除，脱硫脱硝的焦炉烟气返回烟气再热器进行升温，升温后的脱硫脱硝的焦炉烟气由焦炉烟囱排空，避免了烟气外排拖尾现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种焦炉烟道废气余热回收及净化系统和工艺，适用于焦化行业的焦炉烟气余热回收及烟气净化，可避免烟气风机突然停运等情况对焦炉系统的影响。
技术介绍
焦炉烟囱排放的大气污染物为焦炉煤气燃烧后产生的废气，主要有烟尘、SO2、NOx等，过去相当长时期焦炉连续生产过程中污染物随废气连续性排放。随着国家对大气污染治理的日益重视，焦炉烟气污染物的治理强制要求达标。2012年由国家环境保护部、国家质量监督检验检疫总局颁布的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GBl6171—2012)规定焦炉烟囱自2015年1月1日起，焦化企业需执行颗粒物浓度30mg/m3、二氧化硫50mg/m3、氮氧化物500mg/m3的排放限值。依此标准部分企业能够达标。但对于标准规定的“大气污染特别排放限值”，即废气要求中焦颗粒物浓度15mg/m3、二氧化硫30mg/m3、氮氧化物150mg/m3的排放限值，大部分企业仍未达标排放。该标准的实施促使以煤为加工原料、以焦炉煤气为供热燃料的大量焦化企业以及各研究机构都在研究如何从源头控制、如何高效降低外排烟气中SO2、氮氧化物。焦炉烟囱废气中SO2、氮氧化物等主要有三个来源，一是焦炉加热用焦炉煤气与空气混合燃烧高温生成；二是焦炉加热用焦炉煤气中有机硫、含氮有机物与空气燃烧高温生成；三是焦炉炉体窜漏导致荒煤气进入燃烧系统，其中所含的硫化物、氮化物及含氮有机物质和空气燃烧生成。控制焦炉烟囱SO2排放的手段主要有燃烧前脱硫(洗煤技术和焦炉煤气脱硫技术)和燃烧后脱硫(烟气脱硫)，因焦炉串漏原因，燃烧后烟气脱硫技术是目前控制大气中SO2排放有效和应用最广的一项脱硫技术；焦炉烟气NOx可通过调节燃烧烟气成分的技术和燃烧后脱硝(烟气脱硝)技术控制。目前焦炉烟气脱硫脱硝除尘装置大部分是分开处理的，实施过程中需要分别配套建设大型除尘装置、脱硫装置、脱硝装置，装置相对投资高、占地面积大、会产生固体废弃物、能耗较高、工艺条件要求苛刻等问题。而且大部分脱硫脱硝工艺中未涉及焦炉烟囱热备的问题，出现停风机等紧急情况极易对焦炉产生较大影响。
技术实现思路
本专利技术提供了一种焦炉烟气余热回收及净化的系统，可及时应对烟气风机突然停运情况，避免对连续性生产的焦炉产生影响。根据本专利技术的实施例，一种焦炉烟气余热回收及净化的系统可以包括：余热回收装置，与焦炉烟气管道连接，第一温度焦炉烟气从焦炉烟囱前的烟气管道中抽出进入余热回收装置，并在余热回收装置中降温至160℃-180℃，成为第二温度焦炉烟气；烟气再热装置，与余热回收装置连接并且包括烟气风机和烟气再热器，第二温度焦炉烟气从余热回收装置进入烟气风机，由烟气风机加压后进入烟气再热器进行换热，第二温度焦炉烟气的温度降低至120℃-130℃，成为第三温度焦炉烟气；除尘降温装置，除尘降温装置与烟气再热装置中的烟气再热器连接，第三温度焦炉烟气从烟气再热器进入除尘降温装置，在除尘降温装置中，喷洒液对第三温度焦炉烟气进行喷洒，使第三温度焦炉烟气温度降低至60℃-80℃，成为第四温度焦炉烟气，第四温度焦炉烟气的粉尘浓度低于15mg/m3；氧化装置，与除尘降温装置连接，第四温度焦炉烟气从除尘降温装置进入氧化装置，在氧化装置中与臭氧混合并发生氧化反应；脱硫脱硝装置，与氧化装置连接，被氧化的第四温度焦炉烟气从氧化装置进入脱硫脱硝装置，经过脱硫脱硝、捕氨和捕雾处理后，成为脱硫脱硝焦炉烟气，脱硫脱硝装置还与烟气再热装置中的烟气再热器连接，脱硫脱硝焦炉烟气返回烟气再热器，与第二温度焦炉烟气进行热量交换，脱硫脱硝焦炉烟气温度升高至120℃以上；烟气管道，连接在以上任意两个装置之间，传递烟气。安全连锁阀设置在焦炉烟囱与余热回收装置之间的烟气管道上。温度升高的脱硫脱硝焦炉烟气通过烟气管道进入焦炉烟囱，从焦炉烟囱排出。根据本专利技术的实施例，除尘降温装置可以包括除尘降温塔、除尘降温循环泵和除尘降温换热器，除尘降温塔分别与除尘降温循环泵和除尘降温换热器连接并且除尘降温循环泵连接在除尘降温塔与除尘降温换热器之间，除尘降温塔塔底的一部分喷洒液由除尘降温循环泵抽取到除尘降温换热器，并且在除尘降温换热器中降温，然后降温后的喷洒液被输送回除尘降温塔进行循环喷洒，其中，喷洒液是蒸氨废水。根据本专利技术的实施例，除尘降温装置还可以包括粉尘压滤机，除尘降温塔塔底的一部分喷洒液由除尘降温循环泵送至粉尘压滤机进行粉尘脱除，脱除后的固体粉尘颗粒送至炼焦配煤系统进行资源化利用。根据本专利技术的实施例，脱硫脱硝装置可以包括一段脱硫脱硝装置、二段脱硫脱硝装置、三段脱硫脱硝装置和捕雾装置。根据本专利技术的实施例，一段脱硫脱硝装置可以包括一段脱硫脱硝塔、一段洗涤液泵和一段冷却器，一段脱硫脱硝塔与一段洗涤液泵和一段冷却器连接并且一段洗涤液泵连接在一段脱硫脱硝塔与一段冷却器之间。在一段脱硫脱硝塔中，被氧化的第四温度焦炉烟气与加入的浓度大于15％的浓氨水(即，质量百分比大于15％的浓氨水)生成混合溶液I和一段脱硫脱硝焦炉烟气，混合溶液I由一段洗涤液泵抽取至一段冷却器，在一段冷却器中进行冷却，冷却后的溶液返回一段脱硫脱硝塔再进行循环喷洒。根据本专利技术的实施例，二段脱硫脱硝装置可以包括二段脱硫脱硝塔、二段洗涤液泵和二段冷却器，二段脱硫脱硝塔与二段洗涤液泵和二段冷却器连接并且二段洗涤液泵连接在二段脱硫脱硝塔与二段冷却器之间。在二段脱硫脱硝塔中，一段脱硫脱硝焦炉烟气与循环氨水生成混合溶液II和二段脱硫脱硝焦炉烟气，混合溶液II由二段洗涤液泵抽取至二段冷却器，在二段冷却器中进行冷却，冷却后的溶液返回二段脱硫脱硝塔再进行循环喷洒。根据本专利技术的实施例，三段脱硫脱硝装置可以包括三段脱硫脱硝塔、三段洗涤液泵和三段冷却器，三段脱硫脱硝塔与三段洗涤液泵和三段冷却器连接并且三段洗涤液泵连接在三段脱硫脱硝塔与三段冷却器之间。在三段脱硫脱硝塔中，二段脱硫脱硝焦炉烟气与含酸母液生成混合溶液III和三段脱硫脱硝焦炉烟气，混合溶液III由三段洗涤液泵抽取至三段冷却器，在三段冷却器中进行冷却，冷却后的溶液返回三段脱硫脱硝塔再进行循环喷洒。根据本专利技术的实施例，捕雾装置可以包括捕雾器，进一步脱除焦炉烟气中所含的夹带液滴，三段脱硫脱硝焦炉烟气进入捕雾器，最终形成脱硫脱硝焦炉烟气。根据本专利技术的实施例，所述系统还可以包括再氧化装置，再氧化装置与一段脱硫脱硝装置连接，再氧化装置包括再氧化器、再氧化循环泵、再氧化换热器和再氧化尾气风机。再氧化器与一段洗涤液泵连接，再氧化循环泵连接在再氧化器与再氧化换热器之间，再氧化器、再氧化循环泵和再氧化换热器形成循环系统。混合溶液I中的小部分溶液由一段洗涤液泵抽取至再氧化器，在再氧化器中与通入的纯氧或含氧空气发生氧化反应，实现了混盐的再氧化，部分氧化后的含混盐溶液返回一段脱硫脱硝塔，部分氧化后的含混盐溶液通过再氧化循环泵进入再氧化换热器，在再氧化换热器中冷却，然后冷却后的溶液被引入再氧化器。在再氧化器中产生的部分废气通过与再氧化器连接的再氧化尾气风机引入一段脱硫脱硝，继续脱除有害物质，然后随焦炉烟气外排。根据本专利技术的实施例，氧化装置可以包括臭氧发生器和臭氧混合器，臭氧发生器产生的臭氧进入臭氧混合器，与第四温度焦炉烟气混合并进行氧化反应。本专利技术提供了一种焦炉烟气余热回收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焦炉烟气余热回收及净化的系统，所述系统包括：余热回收装置，连接在从焦炉与焦炉烟囱之间的烟气管道分支出的旁路烟气管道上，第一温度焦炉烟气从焦炉进入余热回收装置，并在余热回收装置中降温至160℃‑180℃，成为第二温度焦炉烟气；烟气再热装置，与余热回收装置连接并且包括烟气风机和烟气再热器，第二温度焦炉烟气从余热回收装置进入烟气风机，由烟气风机加压后进入烟气再热器进行换热，第二温度焦炉烟气的温度降低至120℃‑130℃，成为第三温度焦炉烟气；除尘降温装置，与烟气再热装置中的烟气再热器连接，第三温度焦炉烟气从烟气再热器进入除尘降温装置，在除尘降温装置中，喷洒液对第三温度焦炉烟气进行喷洒，使第三温度焦炉烟气温度降低至60℃‑80℃，成为第四温度焦炉烟气，第四温度焦炉烟气的粉尘浓度低于15mg/m3；氧化装置，与除尘降温装置连接，第四温度焦炉烟气从除尘降温装置进入氧化装置，在氧化装置中与臭氧混合并发生氧化反应；脱硫脱硝装置，与氧化装置连接，被氧化的第四温度焦炉烟气从氧化装置进入脱硫脱硝装置，经过脱硫脱硝、捕氨和捕雾处理后，成为脱硫脱硝焦炉烟气，脱硫脱硝装置还与烟气再热装置中的烟气再热器连接，脱硫脱硝焦炉烟气返回烟气再热器，与第二温度焦炉烟气进行热量交换，脱硫脱硝焦炉烟气温度升高至120℃以上，其中，安全连锁阀设置在焦炉与焦炉烟囱之间的烟气管道上，当烟气风机处于异常状态时，通过安全连锁阀切换使第一温度焦炉烟气不经过余热回收装置而经焦炉与焦炉烟囱之间的烟气管道直接从焦炉烟囱排出，其中，温度升高的脱硫脱硝焦炉烟气通过烟气管道进入焦炉烟囱，从焦炉烟囱排出。...

【技术特征摘要】
1.一种焦炉烟气余热回收及净化的系统，所述系统包括：余热回收装置，连接在从焦炉与焦炉烟囱之间的烟气管道分支出的旁路烟气管道上，第一温度焦炉烟气从焦炉进入余热回收装置，并在余热回收装置中降温至160℃-180℃，成为第二温度焦炉烟气；烟气再热装置，与余热回收装置连接并且包括烟气风机和烟气再热器，第二温度焦炉烟气从余热回收装置进入烟气风机，由烟气风机加压后进入烟气再热器进行换热，第二温度焦炉烟气的温度降低至120℃-130℃，成为第三温度焦炉烟气；除尘降温装置，与烟气再热装置中的烟气再热器连接，第三温度焦炉烟气从烟气再热器进入除尘降温装置，在除尘降温装置中，喷洒液对第三温度焦炉烟气进行喷洒，使第三温度焦炉烟气温度降低至60℃-80℃，成为第四温度焦炉烟气，第四温度焦炉烟气的粉尘浓度低于15mg/m3；氧化装置，与除尘降温装置连接，第四温度焦炉烟气从除尘降温装置进入氧化装置，在氧化装置中与臭氧混合并发生氧化反应；脱硫脱硝装置，与氧化装置连接，被氧化的第四温度焦炉烟气从氧化装置进入脱硫脱硝装置，经过脱硫脱硝、捕氨和捕雾处理后，成为脱硫脱硝焦炉烟气，脱硫脱硝装置还与烟气再热装置中的烟气再热器连接，脱硫脱硝焦炉烟气返回烟气再热器，与第二温度焦炉烟气进行热量交换，脱硫脱硝焦炉烟气温度升高至120℃以上，其中，安全连锁阀设置在焦炉与焦炉烟囱之间的烟气管道上，当烟气风机处于异常状态时，通过安全连锁阀切换使第一温度焦炉烟气不经过余热回收装置而经焦炉与焦炉烟囱之间的烟气管道直接从焦炉烟囱排出，其中，温度升高的脱硫脱硝焦炉烟气通过烟气管道进入焦炉烟囱，从焦炉烟囱排出。2.根据权利要求1所述的焦炉烟气余热回收及净化的系统，其中，除尘降温装置包括除尘降温塔、除尘降温循环泵和除尘降温换热器，除尘降温塔分别与除尘降温循环泵和除尘降温换热器连接并且除尘降温循环泵连接在除尘降温塔与除尘降温换热器之间，除尘降温塔塔底的一部分喷洒液由除尘降温循环泵抽取到除尘降温换热器，并且在除尘降温换热器中降温，然后降温后的喷洒液被输送回除尘降温塔进行循环喷洒，其中，喷洒液是蒸氨废水。3.根据权利要求2所述的焦炉烟气余热回收及净化的系统，其中，除尘降温装置还包括粉尘压滤机，除尘降温塔塔底的一部分喷洒液由除尘降温循环泵送至粉尘压滤机进行粉尘脱除，脱除后的固体粉尘颗粒送至炼焦配煤系统进行资源化利用。4.根据权利要求1所述的焦炉烟气余热回收及净化的系统，其中，脱硫脱硝装置包括一段脱硫脱硝装置、二段脱硫脱硝装置、三段脱硫脱硝装置和捕雾装置，其中，一段脱硫脱硝装置包括一段脱硫脱硝塔、一段洗涤液泵和一段冷却器，一段脱硫脱硝塔与一段洗涤液泵和一段冷却器连接并且一段洗涤液泵连接在一段脱硫脱硝塔与一段冷却器之间，在一段脱硫脱硝塔中，被氧化的第四温度焦炉烟气与加入的浓度大于15％的浓氨水生成混合溶液I和一段脱硫脱硝焦炉烟气，混合溶液I由一段洗涤液泵抽取至一段冷却器，在一段冷却器中进行冷却，冷却后的溶液返回一段脱硫脱硝塔再进行循环喷洒；其中，二段脱硫脱硝装置包括二段脱硫脱硝塔、二段洗涤液泵和二段冷却器，二段脱硫脱硝塔与二段洗涤液泵和二段冷却器连接并且二段洗涤液泵连接在二段脱硫脱硝塔与二段冷却器之间，在二段脱硫脱硝塔中，一段脱硫脱硝焦炉烟气与循环氨水生成混合溶液II和二段脱硫脱硝焦炉烟气，混合溶液II由二段洗涤液泵抽取至二段冷却器，在二段冷却器中进行冷却，冷却后的溶液返回二段脱硫脱硝塔再进行循环喷洒；其中，三段脱硫脱硝装置包括三段脱硫脱硝塔、三段洗涤液泵和三段冷却器，三段脱硫脱硝塔与三段洗涤液泵和三段冷却器连接并且三段洗涤液泵连接在三段脱硫脱硝塔与三段冷却器之间，在三段脱硫脱硝塔中，二段脱硫脱硝焦炉烟气与含酸母液生成混合溶液III和三段脱硫脱硝焦炉烟气，混合溶液III由三段洗涤液泵抽取至三段冷却器，在三段冷却器中进行冷却，冷却后的溶液返回三段脱硫脱硝塔再进行循环喷洒；其中，捕雾装置包括进一步脱除焦炉烟气中所含的夹带液滴的捕雾器，其中，三段脱硫脱硝焦炉烟气进入捕雾器，最终形成脱硫脱硝焦炉烟气。5.根据权利要求4所述的焦炉烟气余热回收及净化的系统，其中，所述系统还包括再氧化装置，再氧化装置与一段脱硫脱硝装置连接，再氧化装置包括再氧化器、再氧化循环泵、再氧化换热器和再氧化尾气风机，其中，再氧化器与一段洗涤液泵和一段脱硫脱硝塔连接，再氧化循环泵连接在再氧化器与再氧化换热器之间，再氧化器、再氧化循环泵和再氧化换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清涛，张顺贤，甄玉科，王贺红，李存涛，顾德华，王方，陈国祥，
申请(专利权)人：山东铁雄冶金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37