一种烟气脱硝脱碳处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种烟气脱硝脱炭处理系统及方法，该系统包括有SCR反应器和CO反应器。根据烟气的走向，烟气进气管与SCR反应器的进气口相连。所述SCR反应器的排气口通过第一管道与CO反应器的进气口相连。所述CO反应器的排气口与烟气排气管相连。所述烟气进气管上设置有第一加热装置，所述第一管道上设置有第二加热装置。本方案在SCR脱硝协同CO催化氧化脱炭时实现有机组合，能保证SCR催化剂和CO催化剂长期处于高效催化的工作状态的同时还充分利用了系统热量避免了不必要的能耗。能够精准调控系统反应温度，保护了催化剂，保障系统稳定、高效运行。效运行。效运行。

【技术实现步骤摘要】
一种烟气脱硝脱碳处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及烟气处理设备技术，具体涉及一种烟气脱硝脱碳处理系统及方法，属于烟气净化


技术介绍

[0002]火电行业超低排放改造已基本完成，非电领域以钢铁烧结烟气超低排放改造为重点。烧结烟气除尘、脱硫工艺已较为成熟，超低排放的重点和难点是脱硝，这是由于烧结烟气烟温低，在火电行业广泛应用的中高温(200℃～350℃)SCR技术应用于烧结烟气脱硝时需将烟气升温，大量的烟气升温带来巨大的能耗。
[0003]烧结烟气中含较高浓度的CO(6000mg/Nm3左右)，CO在催化氧化作用下转变为CO2，同时可释放大量的热量，如果将CO催化氧化技术与SCR脱硝技术耦合，充分利用CO催化氧化过程放出的热量，减少甚至避免外热源对烟气的补热，则成熟的中高温SCR技术将有望直接移植应用于烧结烟气脱硝，中高温SCR脱硝催化剂廉价易得、脱硝效率高、耐硫中毒能力强、使用寿命长，从而实现烧结烟气高效、经济、绿色脱硝。
[0004]CO催化剂组分不同时，反应特征也不相同。如商用Pt/Al系催化剂反应特征为典型的催化燃烧反应，即当反应温度达到某一值时，CO催化氧化过程剧烈进行，该温度称为催化剂的起燃温度，起燃温度就像是催化燃烧的“导火索”，过了这个临界点反应就会剧烈进行；而非贵金属催化剂如Cu、Co或Mn的金属氧化物催化剂体系，反应特征为：随着温度逐渐升高，反应效率逐渐增加至平稳值，温度升高过程中，催化活性增加速率逐渐趋缓。
[0005]烧结烟气的CO催化氧化脱除、SCR脱硝分别在相应的催化剂作用下进行，不同组分的催化剂存在特定的催化活性温度窗口。当二者协同脱碳、脱硝时，选取CO催化氧化催化剂和SCR脱硝催化剂的原则是：尽量使二者最佳催化活性温度窗口接近，以保证CO和NOx同时实现最优化的脱除效果。但往往由于实际工况波动、催化剂自身性质等，工程运行中脱碳与脱硝难以完美匹配。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种烟气脱硝脱碳处理系统及方法，本方案旨在解决SCR脱硝协同CO催化氧化脱除时，二者实现有机组合的系统和控制方法。在保证SCR催化剂和CO催化剂长期处于高效催化的工作状态的同时还充分利用了系统热量避免了不必要的能耗。本方案能够精准调控系统反应温度，保护了催化剂，保障系统稳定、高效运行。
[0007]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案具体如下：
[0008]根据本专利技术的第一种实施方式，提供一种烟气脱硝脱炭处理系统，该系统包括有SCR反应器和CO反应器。根据烟气的走向，烟气输气管与SCR反应器的进气口相连。所述SCR反应器的排气口通过第一管道与CO反应器的进气口相连。所述CO反应器的排气口与烟气排气管相连。所述烟气输气管上设置有第一加热装置，所述第一管道上设置有第二加热装置。
[0009]作为优选，该系统还包括GGH换热器。GGH换热器分别与烟气输气管和烟气排气管连接。经由烟气输气管输送的烟气经过GGH换热器换热后输送至SCR反应器的进气口。经过CO反应器脱碳处理后的净烟气再经过GGH换热器换热后经由烟气排气管排出。所述第一加热装置位于GGH换热器与烟气进气管连接位置的下游。
[0010]作为优选，所述CO反应器内设有m层CO催化氧化层。所述SCR反应器内设有n层SCR脱硝层。
[0011]作为优选，m和n分别独立地为1-5，优选为2-4。
[0012]作为优选，所述第一管道上并且位于第二加热装置与SCR反应器的排气口之间设置有第一温度检测计、第一流量检测计以及第一CO浓度检测计。
[0013]作为优选，在所述第一管道上并且位于第二加热装置与CO反应器之间设置有第二温度检测计。
[0014]作为优选，在所述CO反应器与GGH换热器之间设置有第二CO浓度检测计。
[0015]作为优选，在所述烟气输气管上并且位于第一加热装置上游设置有第三温度检测计、第二流量检测计。
[0016]作为优选，在所述烟气输气管上并且位于第二加热装置下游设置有第四温度检测计。
[0017]作为优选，所述位于第二加热装置和第二温度检测计之间的第一管道上外接有第一冷却介质输送管，所述第一冷却介质输送管上设置有第一流量控制阀。
[0018]作为优选，所述位于第一加热装置和第四温度检测计之间的烟气输气管上外接有第二冷却介质输送管，所述第二冷却介质输送管上设置有第二流量控制阀。和/或
[0019]作为优选，所述SCR反应器的进气口还设置有整流器。和/或
[0020]作为优选，所述位于第一加热装置和整流器之间的烟气输气管内还设置有喷氨装置。
[0021]根据本专利技术的第二种实施方式，提供采用第一种实施方式所述烟气脱硝脱炭处理系统的烟气脱硝脱炭处理方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
[0022]1)系统启动时：
[0023]1a)原烟气从烟气输气管经过第一加热装置加热升温至脱硝所需温度后输送至SCR反应器。在SCR反应器内由SCR脱硝层对原烟气进行脱硝处理，完成脱硝处理后的脱硝烟气从SCR反应器的排气口排出。
[0024]1b)从SCR反应器的排气口排出的脱硝烟气经过或不经过第二加热装置加热升温后由第一管道输送至CO反应器。在CO反应器内由CO催化氧化层进行脱碳处理，完成脱碳处理后的净烟气经过GGH换热器换热降温后经由烟气排气管排出。
[0025]2)运行过程中：
[0026]2a)原烟气从烟气输气管经过GGH换热器换热升温、任选地经过或不经过第一加热装置加热升温至脱硝所需温度后，输送至SCR反应器。在SCR反应器内由SCR脱硝层对原烟气进行脱硝处理，完成脱硝处理后的脱硝烟气从SCR反应器的排气口排出。
[0027]2b)从SCR反应器的排气口排出的脱硝烟气经过或不经过第二加热装置加热升温后由第一管道输送至CO反应器。在CO反应器内由CO催化氧化层进行脱碳处理，完成脱碳处理后的净烟气经过GGH换热器换热降温后经由烟气排气管排出。
[0028]作为优选，步骤1a)或步骤2a)中还包括：在所述第一加热装置上游的烟气输气管上设置有第三温度检测计检测原烟气温度为t3，℃。同时设置有第二流量检测计检测原烟气的流量为q2，L/s。在所述第二加热装置下游的烟气输气管内设置有第四温度检测计检测脱硝前原烟气的温度为t4，℃。在所述位于第一加热装置和第四温度检测计之间的烟气输气管上外接有第二冷却介质输送管，所述第二冷却介质输送管上设置有第二流量控制阀。设定烟气脱硝的最佳温度为t5，℃。设定烟气脱硝安全温度为t
硝
，℃。
[0029]作为优选，301)当t3＜t5时，启动第一加热装置加热原烟气使得原烟气温度为t4＝t5。
[0030]作为优选，302)当t5≤t3＜t
硝
时，不启动第一加热装置，系统维持该状态继续运行。
[0031]作为优选，303)当t3≥t
硝
时，不启动第一加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硝脱炭处理系统，其特征在于：该系统包括有SCR反应器(1)和CO反应器(2)；根据烟气的走向，烟气输气管(9)与SCR反应器(1)的进气口相连；所述SCR反应器(1)的排气口通过第一管道(L1)与CO反应器(2)的进气口相连；所述CO反应器(2)的排气口与烟气排气管(10)相连；所述烟气输气管(9)上设置有第一加热装置(5)，所述第一管道(L1)上设置有第二加热装置(6)。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：该系统还包括GGH换热器(4)；GGH换热器(4)分别与烟气输气管(9)和烟气排气管(10)连接；经由烟气输气管(9)输送的烟气经过GGH换热器(4)换热后输送至SCR反应器(1)的进气口；经过CO反应器(1)脱碳处理后的净烟气再经过GGH换热器(4)换热后经由烟气排气管(10)排出；所述第一加热装置(5)位于GGH换热器(4)与烟气进气管(9)连接位置的下游。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述CO反应器(2)内设有m层CO催化氧化层(201)；所述SCR反应器(1)内设有n层SCR脱硝层(101)；其中：m和n分别独立地为1-5，优选为2-4。4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于：所述第一管道(L1)上并且位于第二加热装置(6)与SCR反应器(1)的排气口之间设置有第一温度检测计(T1)、第一流量检测计(Q1)以及第一CO浓度检测计(A1)；在所述第一管道(L1)上并且位于第二加热装置(6)与CO反应器(1)之间设置有第二温度检测计(T2)；在所述CO反应器(2)与GGH换热器(4)之间设置有第二CO浓度检测计(A2)；在所述烟气输气管(9)上并且位于第一加热装置(5)上游设置有第三温度检测计(T3)、第二流量检测计(Q2)；在所述烟气输气管(9)上并且位于第二加热装置(6)下游设置有第四温度检测计(T4)。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述位于第二加热装置(6)和第二温度检测计(T2)之间的第一管道(L1)上外接有第一冷却介质输送管(7)，所述第一冷却介质输送管(7)上设置有第一流量控制阀(M1)；所述位于第一加热装置(5)和第四温度检测计(T4)之间的烟气输气管(9)上外接有第二冷却介质输送管(8)，所述第二冷却介质输送管(8)上设置有第二流量控制阀(M2)；和/或所述SCR反应器(1)的进气口还设置有整流器(102)；和/或所述位于第一加热装置(5)和整流器(102)之间的烟气输气管(9)内还设置有喷氨装置(3)。6.采用权利要求1-5中任一项所述烟气脱硝脱炭处理系统的烟气脱硝脱炭处理方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1)系统启动时：1a)原烟气从烟气输气管(9)经过第一加热装置(5)加热升温至脱硝所需温度后输送至SCR反应器(1)，在SCR反应器(1)内由SCR脱硝层(101)对原烟气进行脱硝处理，完成脱硝处理后的脱硝烟气从SCR反应器(1)的排气口排出；1b)从SCR反应器(1)的排气口排出的脱硝烟气经过或不经过第二加热装置(6)加热后由第一管道(L1)输送至CO反应器(2)，在CO反应器(2)内由CO催化氧化层(201)进行脱碳处理，完成脱碳处理后的净烟气经过GGH换热器(4)换热降温后经由烟气排气管(10)排出；2)运行过程中：2a)原烟气从烟气输气管(9)经过GGH换热器(4)换热升温、任选地经过或不经过第一加
热装置(5)加热升温至脱硝所需温度后，输送至SCR反应器(1)，在SCR反应器(1)内由SCR脱硝层(101)对原烟气进行脱硝处理，完成脱硝处理后的脱硝烟气从SCR反应器(1)的排气口排出；2b)从SCR反应器(1)的排气口排出的脱硝烟气经过或不经过第二加热装置(6)加热后由第一管道(L1)输送至CO反应器(2)，在CO反应器(2)内由CO催化氧化层(201)进行脱碳处理，完成脱碳处理后的净烟气经过GGH换热器(4)换热降温后经由烟气排气管(10)排出。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤1a)或步骤2a)中还包括：在所述第一加热装置(5)上游的烟气输气管(9)上设置有第三温度检测计(T3)检测原烟气温度为t3，℃；同时设置有第二流量检测计(Q2)检测原烟气的流量为q2，L/s；在所述第二加热装置(6)下游的烟气输气管(9)内设置有第四温度检测计(T4)检测脱硝前原烟气的温度为t4，℃；在所述位于第一加热装置(5)和第四温度检测计(T4)之间的烟气输气管(9)上外接有第二冷却介质输送管(8)，所述第二冷却介质输送管(8)上设置有第二流量控制阀(M2)；设定烟气脱硝的最佳温度为t5，℃；设定烟气脱硝安全温度为t
硝
，℃；301)当t3＜t5时，启动第一加热装置(5)加热原烟气，使得原烟气温度为t4＝t5；302)当t5≤t3＜t
...

【专利技术属性】
技术研发人员：康建刚，叶恒棣，魏进超，何璐瑶，李俊杰，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：