一种混合煤气加热系统废气余热回收及净化工艺技术方案

本发明专利技术涉及一种混合煤气加热系统废气余热回收及净化工艺，焦炉加热过程中产生的焦炉废烟气经换热降温、脱二氧化碳处理后送入干熄炉对高温焦炭进行冷却；干熄炉排出的废烟气进入一次除尘器，向一次除尘器中喷入脱硫剂，将废烟气中的SO

A waste heat recovery and purification process of mixed gas heating system

【技术实现步骤摘要】
一种混合煤气加热系统废气余热回收及净化工艺
本专利技术涉及炼焦余热回收及烟气净化
，尤其涉及一种混合煤气加热系统废气余热回收及净化工艺。
技术介绍
在焦炉生产过程中，煤气(焦炉煤气或混合煤气)在燃烧室燃烧同时向炭化室供热，燃烧产生的高温烟气经蓄热室换热后外排，此时烟气温度达200-300℃，称为焦炉废烟气。焦炉生产使用以高炉煤气为主掺烧焦炉煤气的混合煤气加热系统产生的废烟气中除空气中携带的N2、燃烧后生成的CO2和H2O外，还含有少量的剩余O2及燃烧过程中生成的SO2、NOX，焦炉废烟气中所含SO2是大气的重要污染源之一，NOX是引起光化学雾污染源之一，二者对大气环境造成的污染和危害甚大。《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中明确规定：从2015年1月1日起焦炉烟气中二氧化硫排放不得超过50mg/m3，氮氧化物排放不得超过500mg/m3，而随着我国对生态环保的重视程度增加，越来越多的地方和行业开始执行更加严格的特别排放标准，对焦炉废烟气中的污染物进行综合治理已成为对焦化生产企业的基本要求。目前对焦炉废烟气的净化，多采用碳酸钠法脱硫+SCR脱硝的工艺流程。选择性催化还原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术,它是利用还原剂(NH3,尿素)在金属催化剂作用下,选择性地与NOx反应生成N2和H2O,从而使烟气达到排放要求。主流SCR反应器又分为中温(260℃～380℃)催化脱硝和低温(120℃～300℃)催化脱硝。由于焦炉废烟气进入脱硫脱硝装置前，一般输送过程距离较长，管道散热量大导致降温明显，因此需要配置烟气加热系统以确保焦炉废烟气的温度满足SCR脱硝反应的条件。干熄焦工艺是一种高效的利用惰性气体对高温(950～1100℃)红焦显热连续进行回收和利用的技术，其主要由干熄炉、循环风机、一次除尘器、锅炉、二次除尘器等设备及管道连接组成。在熄焦过程中，红焦由干熄炉顶部进入与循环冷却气体逆向流动完成对流换热过程，冷却后的固体颗粒由竖炉底部排出，充分吸收了红焦显热的高温气体经干熄炉排气口进入后续装置进行余热利用，如产生蒸汽或发电等。该工艺具有余热回收率高、运行环保等优点被广泛使用。但在干熄焦过程中，因红焦中残余挥发分的燃烧及部分焦粉的烧损，循环气体中含有一定量的二氧化硫，在运行过程中不断积累，致使风机后放散的循环气体中二氧化硫含量较高，因此要求对放散部分的循环气体在排入大气前需进行脱硫净化处理。对这部分放散循环气体的脱硫净化处理，目前做法不一，有为其单独设置脱硫净化装置的，但需要投入设施完备的全套系统，增加一定的投资。也有将其导入焦炉废烟气脱硫脱硝系统的，但因该部分放散气体含有较高浓度的粉尘，需要增设必要的除尘设施，同时还会在一定程度上降低焦炉废烟气的温度，从而给焦炉废烟气脱硫脱硝系统的运行造成不利影响。为了对红焦余热及焦炉废烟气余热的有效回收，同时完成对焦炉废烟气的净化，可采取将混合煤气加热燃烧后产生的废烟气余热回收及脱硫脱硝净化工艺与干熄焦工艺融合形成一个工艺系统，但由于废烟气中因燃烧而生成的CO2体积占到了废气的约20％左右，当废烟气中的CO2在干熄炉内与炽热的焦炭接触时，会与焦炭发生一定程度的碳熔反应，生成CO，不但增加了废烟气中可燃成分的含量，给系统的运行带来一定的安全隐患，同时还因碳熔反应的发生而消耗掉一定数量的焦炭，造成焦炭的“烧损”和焦炭质量的降低。因此，需要采取必要的措施解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种混合煤气加热系统废气余热回收及净化工艺，通过将混合煤气加热燃烧后产生的废烟气余热回收及脱硫脱硝净化工艺与干熄焦工艺有机融合，并对废烟气中二氧化碳进行脱除，在实现红焦余热及焦炉废烟气余热回收的同时，完成对焦炉废烟气的净化，使烟气排放满足国家标准，减少大气污染，降低温室气体排放，保证焦炭的质量。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种混合煤气加热系统废气余热回收及净化工艺，焦炉加热过程中产生的焦炉废烟气经换热降温、脱二氧化碳处理后送入干熄炉，对高温焦炭进行冷却；干熄炉排出的废烟气进入一次除尘器，向一次除尘器中喷入脱硫剂，将废烟气中的SO2脱除；脱硫后的废烟气进入余热锅炉对其携带的热量进行回收，通过余热锅炉对废烟气的出口温度进行控制，使换热后排出的废烟气直接进入SCR脱硝装置进行脱硝；脱硝后的废烟气再经换热降温及二次除尘后送往烟囱外排。一种混合煤气加热系统废气余热回收及净化工艺，具体包括如下步骤：1)通过焦炉废烟气引入系统，将焦炉加热过程中产生的焦炉废烟气从焦炉总烟道中引出，进入热交换器一；2)在热交换器一内，温度为200℃～300℃的焦炉废烟气通过间接换热的方式被来自余热锅炉的除盐水冷却至70℃以下，焦炉废烟气携带的部分热量被除盐水回收后送入余热锅炉，换热后的焦炉废烟气进入脱二氧化碳装置；3)在脱二氧化碳装置内，废烟气中的二氧化碳气体被分离回收，剩余的废烟气由干熄炉下部的供气装置进入干熄炉内；4)在干熄炉内，焦炉废烟气与高温焦炭逆向接触，吸收焦炭热量后的废烟气从干熄炉上段排出后进入一次除尘器，经过冷却的焦炭通过干熄炉下部的排焦系统排出；1)5)干法脱硫装置采用NaHCO3作为脱硫剂，通过NaHCO3输送管道向一次除尘器内喷入NaHCO3，在一次除尘器中，NaHCO3与废烟气中的SO2充分接触发生反应，生成NaHSO3、Na2SO3，实现废烟气中SO2的脱除；生成的NaHSO3、Na2SO3及废烟气携带的焦粉在一次除尘器内通过惯性碰撞和沉降作用从烟气中分离；6)经过一次除尘后的废烟气进入余热锅炉，余热锅炉利用废烟气携带的热量产生高温高压蒸汽用于发电或设备的驱动，实现炼焦余热的回收利用；经过余热锅炉回收热量后的废烟气通过管道直接进入SCR脱硝装置进行脱硝处理；7)经SCR脱硝装置脱硝处理后的废烟气进入热交换器二进行降温处理；在热交换器二内，废烟气通过间接换热的方式被来自余热锅炉的除盐水冷却，废烟气携带的部分热量被除盐水回收后送入余热锅炉，降温后的废烟气进入二次除尘器；8)在二次除尘器内，采用过滤除尘方式脱除废烟气中携带的固体颗粒物及粉尘，所捕集到的颗粒物和粉尘经二次除尘器下部的粉尘收集装置回收后外排处理；过滤除尘后的废烟气通过引风机输送后送往烟囱排放。所述余热锅炉的烟气出口温度控制在300℃～400℃之间。所述一次除尘器为惯性重力除尘器。所述二次除尘器为袋式除尘器。所述脱二氧化碳装置采用物理化学溶剂吸收法、固体吸附法或膜气体分离法对二氧化碳进行分离回收。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)本专利技术利用焦炉废烟气作为换热介质对高温焦炭进行冷却，将炼焦生产过程中高温红焦和焦炉废烟气两大余热资源的余热回收有机地整合在一个余热回收系统内，在提高焦炉废烟气余热回收热品质、增加干熄焦余热利用能力的同时，实现了焦炉废烟气的脱硫脱硝净化处理，减少了除尘设施、风机等相关烟气处理设备和动力设施的配置，整体工艺布局简单，占地少，一次性建设成本及运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合煤气加热系统废气余热回收及净化工艺，其特征在于，焦炉加热过程中产生的焦炉废烟气经换热降温、脱二氧化碳处理后送入干熄炉，对高温焦炭进行冷却；干熄炉排出的废烟气进入一次除尘器，向一次除尘器中喷入脱硫剂，将废烟气中的SO

【技术特征摘要】
1.一种混合煤气加热系统废气余热回收及净化工艺，其特征在于，焦炉加热过程中产生的焦炉废烟气经换热降温、脱二氧化碳处理后送入干熄炉，对高温焦炭进行冷却；干熄炉排出的废烟气进入一次除尘器，向一次除尘器中喷入脱硫剂，将废烟气中的SO2脱除；脱硫后的废烟气进入余热锅炉对其携带的热量进行回收，通过余热锅炉对废烟气的出口温度进行控制，使换热后排出的废烟气直接进入SCR脱硝装置进行脱硝；脱硝后的废烟气再经换热降温及二次除尘后送往烟囱外排。


2.根据权利要求1所述的一种混合煤气加热系统废气余热回收及净化工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)通过焦炉废烟气引入系统，将焦炉加热过程中产生的焦炉废烟气从焦炉总烟道中引出，进入热交换器一；
2)在热交换器一内，温度为200℃～300℃的焦炉废烟气通过间接换热的方式被来自余热锅炉的除盐水冷却至70℃以下，焦炉废烟气携带的部分热量被除盐水回收后送入余热锅炉，换热后的焦炉废烟气进入脱二氧化碳装置；
3)在脱二氧化碳装置内，废烟气中的二氧化碳气体被分离回收，剩余的废烟气由干熄炉下部的供气装置进入干熄炉内；
4)在干熄炉内，焦炉废烟气与高温焦炭逆向接触，吸收焦炭热量后的废烟气从干熄炉上段排出后进入一次除尘器，经过冷却的焦炭通过干熄炉下部的排焦系统排出；
5)干法脱硫装置采用NaHCO3作为脱硫剂，通过NaHCO3输送管道向一次除尘器内喷入NaHCO3，在一次除尘器中，NaHCO3与废烟气中的SO2充分接触发生反应，生成NaHSO3、Na2SO3，实现废烟气中SO2的脱除；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王满，李旭东，
申请(专利权)人：中冶焦耐大连工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21