一种铝电解用预焙阳极焙烧炉烟气净化工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种铝电解用预焙阳极焙烧炉烟气净化工艺，本发明专利技术依次采用异型管脱硫剂混合装置以及SNCR脱硝除尘除焦油装置在去除氮氧化物的同时去除烟气中的焦油和粉尘，使用球形蓄热氧化炉对沥青烟进行氧化燃烧，随后采用S型烟道反应器进行脱硫处理，最后利用扰动式布袋除尘器去除剩余粉尘完成对烟气的净化处理。应用本发明专利技术的净化方法，整个工艺流程设计合理、简单，能够有效去除粉尘、焦油，大幅降低含硫含氮量，运行成本低，不造成二次污染，物料也可二次利用。

【技术实现步骤摘要】
一种铝电解用预焙阳极焙烧炉烟气净化工艺
本专利技术涉及一种烟气处理方法，更具体的涉及一种铝电解用预焙阳极焙烧炉烟气处理方法，属于烟气净化领域。
技术介绍
阳极焙烧是炭素制品生产过程中的重要工序，在隔绝空气的条件下，按照不同型号产品的要求，按一定的升温速率进行间接加热到最高焙烧温度，生坯在焙烧过程中沥青挥发分将燃烧作为焙烧炉烟气排放出来，焙烧烟气成为阳极厂最主要污染源，每生产1吨预焙阳极，产生约5000Nm3焙烧烟气，因配料中含有石油焦煅烧成的煅后焦、作为粘合剂的沥青等，焙烧炉烟气成分较为复杂，其主要污染物包括颗粒物、SO2、NOX、氟化物和沥青烟等，烟气量大，污染物浓度高，含有多种致癌成分，因此在阳极生产过程中需要加以去除。目前国内外常用净化方法主要有静电捕集法、氧化铝吸附法、碱液吸收法等，但这些技术只能针对某种成分进行单一处理，无法有效对焙烧炉烟气进行有效处理。例如湿法净化技术使用稀碱性溶液喷淋洗涤，烟气中的HF和SO2被碱性溶液吸收，一部分粉尘和沥青烟也被洗涤，从洗涤塔出来的烟气再经湿式电除尘器净化。但湿法净化存在一些缺陷：系统庞大，基建投资和检修费用较高，需解决废水排放和设备腐蚀的问题。再如电捕焦油净化技术，其使用高压静电捕集焦油，电源电压维持40000～60000V，但也存在不小的问题：沥青烟比电阻较大，难以清除，而且容易粘附且不易清理，装置能耗较高，平均净化效率一般，维持在90％左右，而且该技术对烟气中的SO2、氟化物等污染物没有净化效果，无法综合治理焙烧炉烟气废气。
技术实现思路
针对现有预焙阳极焙烧烟气处理过程中存在的无法有效去除粉尘、焦油，无法同时脱硫脱硝，脱硫和脱硝效率低，对环境造成二次污染等问题，本专利技术提供了一种铝电解用预焙阳极焙烧炉烟气净化方法，本专利技术依次采用异型管脱硫剂混合装置以及SNCR脱硝除尘除焦油装置在去除氮氧化物的同时去除烟气中的焦油和粉尘，使用球形蓄热氧化炉对沥青烟进行氧化燃烧，随后采用S型烟道反应器进行脱硫处理，最后利用扰动式布袋除尘器去除剩余粉尘完成对烟气的净化处理。应用本专利技术的净化方法，整个工艺流程设计合理、简单，能够有效去除粉尘、焦油，大幅降低含硫含氮量，运行成本低，不造成二次污染，物料也可二次利用。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种铝电解用预焙阳极焙烧炉烟气处理方法，所述方法主要应用异型管脱硫剂混合装置、SNCR脱硝除尘除焦油装置、球形蓄热氧化炉、S型烟道脱硫反应器、扰动式布袋除尘器等装置，将上述装置依次串联设置，并精确控制工艺中的运行参数，有效去除烟气中的各类污染物。具体工艺流程如下：烟气离开焙烧炉后进入异型管脱硫剂混合装置，一方面烟气在异型管的作用下获得加速度，另一方面在异型管内引入脱硝剂，结合异型管使得脱硝剂同烟气充分混合，脱硝剂为尿素水溶液，尿素/NO摩尔比为1。进一步的，异型管脱硫剂混合装置的截面长边的最长长边与最短长边的长度比例为2:1。随后烟气连同脱硝剂进入SNCR脱硝除尘除焦油装置，该装置为双层壳体结构，外侧壳体上设有切向入口，烟气经切向入口进入双层壳体之间，烟气在双层壳体内流动一周后从内侧壳体的烟气喷出口切向进入装置内部，装置内部包括多层填料层，填料层内部装填填料；装置底部为集尘集油腔，装置顶部为烟气出口，尿素停留时间为0.9秒。进一步的，填料层的填料为矩鞍环。进一步的，装置内填料层内部设置加热装置。烟气从SNCR脱硝除尘除焦油装置顶部排出，随后进入球形蓄热氧化炉，该球形蓄热氧化炉至少为两座串联，一座用于运行一座用于再生，包括烟气入口A，分支入口，分支入口阀，球形蓄热块，带动球形蓄热块转动的电机，燃烧室，燃烧器，反吹气出口，排气口。烟气由烟气入口A进入球形蓄热氧化炉，烟气被球形蓄热体预热，随后进入燃烧室燃烧，烟气被高温氧化分解，分解后的烟气进入第二球形蓄热氧化炉反吹再生预热第二球形蓄热块。反吹后气体从排泄管道排出，球形蓄热体内部设置压力传感器，检测压力若高于900Kpa时启动电机，旋转球形陶瓷蓄热块转动。进一步的，旋转球形陶瓷蓄热块角度为10°。进一步的，球形蓄热氧化炉为三座串联。烟气由球形蓄热氧化炉排出后进入NID反应器，本专利技术的NID反应器为S型烟道反应器，包括烟气入口B，脱硫剂回收口，脱硫剂加料喷嘴，混合区，增湿喷头，反应区，挡灰堰，烟气出口等。脱硫剂回收口位于S型烟道反应器的下部弯道处，反应区位于S型烟道反应器的中部，挡灰堰位于S型烟道反应器的上部弯道处。反应区中部设有增湿喷头，钙硫比为1.15，脱硫剂回收区收集的脱硫剂经处理后可进行重复利用。进一步的，烟气入口B设有进风量监测器。进一步的，包括脱硫剂储罐和喷料风机。进一步的，烟气入口B处设有烟气分配器。烟气由S型烟道反应器出口排出后进入布袋除尘器入口C进行除尘处理。本专利技术的布袋除尘器为扰动式布袋除尘器。每个布袋底端通过连接杆连接下部的转盘，转盘由电机带动，当需要清灰时，电机带动转盘正反转转动，圆盘转动角度为正反35°，转动频率80次/min，圆盘底部设有液压缸，带动圆盘上下震动；本专利技术的扰动清灰方式能有效提高清灰效率，提高布袋除尘器在线时间。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、通过优化工艺参数，结合使用异型管脱硫剂混合装置、SNCR脱硝除尘除焦油装置、球形蓄热氧化炉、S型烟道脱硫反应器、扰动式布袋除尘器等装置，根据焙烧炉烟气特点，依据本专利技术各部分设备特点布置铝电解用预焙阳极焙烧炉烟气净化系统内各装置的工作参数，有效处理烟气，实现了焙烧炉烟气脱硫效率≥98％，二氧化硫排放浓度≤25mg/m3，脱硝效率≥96.8％，氟化物排放浓度≤2.5mg/m3，粉尘颗粒物≤2mg/m3，沥青烟脱除效率≥97％以上。2、利用异型管脱硫剂混合装置，一方面有效提高了烟气流速，另一方面有效的促进了脱硝剂同烟气的混合程度。3、利用SNCR脱硝除尘除焦油装置，该装置集脱硝、除尘、除焦油功能于一体，利用一个设备高效实现了氮氧化物、粉尘颗粒物和焦油的有效去除，节省了装置占地面积，降低了运行成本。经过SNCR脱硝除尘除焦油装置处理，烟气中NOX可降到40mg/m3以下。4、利用球形蓄热氧化炉，依靠特殊的球形蓄热块，能够提高蓄热纵深，有效提高蓄热效率，经过多角度变换球形蓄热块方向，能够有效延长运转周期，降低能耗，提高效率，相较方形蓄热体氧化铝，VOC去除率可达99％。5、利用S型烟道脱硫反应器，通过S型流动烟道，将脱硫剂回收区，脱硫剂加料混合区，增湿喷头区，反应区，除尘区等有效结合在一起，大幅提高脱硫效果，脱硫剂利用率较高，可有效降低钙硫比，工艺运行可靠，不需额外制备脱硫浆液，避免了堵塞、腐蚀的风险，维护简单，成本更低。6、利用扰动式布袋除尘器，优化布袋除尘器清灰方式，有效提高清灰效率，提升布袋除尘器在线工作时间。本专利技术的净化方法，通过利用本专利技术的异型管脱硫剂混合装置，一方面烟气在异型管的作用下获得加速度，大幅提升烟气流速，烟气流速可增加40％左右，优化配合下游的SNCR脱硝除尘除焦油装置，高速烟气有利于SNCR脱硝除尘除焦油装置的运行；另一方面在异型管内引入脱硝剂，结合异型管使得脱硝剂同烟气充分混合，异型管的长短径比例为2:1，脱硝剂为尿素水溶液，尿素/NO摩尔比为1；通过异型管引入脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝电解用预焙阳极焙烧炉烟气处理工艺，烟气依次通过异型管脱硫剂混合装置、SNCR脱硝除尘除焦油装置、球形蓄热氧化炉、S型烟道脱硫反应器、扰动式布袋除尘器装置实现对烟气的净化；其特征在于，烟气在引风机的带动下进入异型管脱硫剂混合装置，该装置截面为圆角矩形，包括最大截面和最小截面，异型管脱硫剂混合装置在最大截面和最小截面之间延伸，脱硝剂为尿素水溶液，尿素/NO摩尔比为1；烟气经异型管的最小截面流出后马上进入SNCR脱硝除尘除焦油装置，该装置为双层壳体结构，包括外壳体和内壳体，外侧壳体上设有切向入口，切向入口形状同异型管最小截面形状相同，也为圆角矩形，烟气经切向入口进入双层壳体之间，烟气在双层壳体内高速流动一周后从内侧壳体的烟气喷出口切向进入装置内部，装置内部设有多层填料层，烟气和脱硝剂共同作切向旋转流动；在烟气的冲击下，矩鞍环填料上的粉尘和焦油被冲击脱落，落入装置底部的集尘集油腔，装置顶部为烟气出口，烟气经顶部引风机引风排出，填料层温度保持在1000℃，尿素/NO摩尔比为1，尿素停留时间为0.9s；烟气从SNCR脱硝除尘除焦油装置顶部排出，随后进入球形蓄热氧化炉，该球形蓄热氧化炉至少为两座串联，包括烟气入口A，分支入口，分支入口阀，球形蓄热块，带动球形蓄热块转动的电机，燃烧室，燃烧器，反吹气出口，排气口，烟气由烟气入口A进入球形蓄热氧化炉，烟气被球形蓄热体预热，随后进入燃烧室燃烧，烟气被高温氧化分解，分解后的烟气进入第二球形蓄热氧化炉反吹再生预热第二球形蓄热块，反吹后气体从排泄管道排出，球形蓄热体内部设置压力传感器，检测压力若高于900Kpa时启动电机，旋转球形陶瓷蓄热块转动；烟气由球形蓄热氧化炉排出后进入NID反应器，所述NID反应器为S型烟道反应器，烟气由烟气入口B进入，依次经过混合区，反应区，在挡灰堰作用下去除大部分颗粒，最后经烟气出口排出，脱硫剂为CaO，钙硫比为1.15；烟气由S型烟道反应器出口排出后进入布袋除尘器入口C进行除尘处理，所述布袋除尘器为扰动式布袋除尘器，每个布袋底端通过连接杆连接下部的转盘，转盘由电机带动，当需要清灰时，电机带动转盘正反转转动，圆盘转动角度为正反35°，转动频率80次/min，圆盘底部设有液压缸，带动圆盘上下震动；经上述装置处理后的烟气经烟囱排放。...

【技术特征摘要】
1.一种铝电解用预焙阳极焙烧炉烟气处理工艺，烟气依次通过异型管脱硫剂混合装置、SNCR脱硝除尘除焦油装置、球形蓄热氧化炉、S型烟道脱硫反应器、扰动式布袋除尘器装置实现对烟气的净化；其特征在于，烟气在引风机的带动下进入异型管脱硫剂混合装置，该装置截面为圆角矩形，包括最大截面和最小截面，异型管脱硫剂混合装置在最大截面和最小截面之间延伸，脱硝剂为尿素水溶液，尿素/NO摩尔比为1；烟气经异型管的最小截面流出后马上进入SNCR脱硝除尘除焦油装置，该装置为双层壳体结构，包括外壳体和内壳体，外侧壳体上设有切向入口，切向入口形状同异型管最小截面形状相同，也为圆角矩形，烟气经切向入口进入双层壳体之间，烟气在双层壳体内高速流动一周后从内侧壳体的烟气喷出口切向进入装置内部，装置内部设有多层填料层，烟气和脱硝剂共同作切向旋转流动；在烟气的冲击下，矩鞍环填料上的粉尘和焦油被冲击脱落，落入装置底部的集尘集油腔，装置顶部为烟气出口，烟气经顶部引风机引风排出，填料层温度保持在1000℃，尿素/NO摩尔比为1，尿素停留时间为0.9s；烟气从SNCR脱硝除尘除焦油装置顶部排出，随后进入球形蓄热氧化炉，该球形蓄热氧化炉至少为两座串联，包括烟气入口A，分支入口，分支入口阀，球形蓄热块，带动球形蓄热块转动的电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎光辉，刘瑞，吴昆，付迎春，任涛，李军，高守磊，许秀芹，
申请(专利权)人：索通发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37