[发明专利]熔炼炉烟气蓄热脱硝装置和脱硝方法

说明书

技术领域

本发明属于脱硝节能环保领域，具体而言，本发明涉及熔炼炉烟气蓄热脱硝装置和脱硝方法。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，天然气、石油和煤等化石燃料等能源得到更加广泛的应用，使得环境问题日益严峻，因此引起了一系列环境问题，如酸雨、臭氧层破坏、温室效应等，使得我们的生存环境愈加严峻。我国以煤炭为主的能源结构决定了我国的氮氧化物和硫氧化物排放量一直处于居高不下的状况，大量污染性气体的排放，使得环境问题日益严峻，不仅严重影响我国人民的生产生活，而且不利于我国经济的可持续发展。因此，环境问题得到了国家越来越多的关注。

人类活动排放的NO_X90％以上来自燃料燃烧过程。各种工业炉窑、民用炉灶、机动车及其他内燃机中的燃料高温燃烧时，燃料中的含氮物质氧化生成NO_X，参与燃烧的空气中的N₂和O₂也会生成NO_X。从能源结构来看，我国的一次能源和发电能源构成中，煤占据了绝对的主导地位。并且我国80％以上的煤是直接燃烧的，特别是用于电站、工业锅炉及民用锅炉中。因此，相当长的时期内，烟气中的NO_X排放是导致我国大气NO_X污染的一个主要因素，如何减少固定源排放的NO_X是大气环境治理的一个重要课题。

烟气脱硝属于燃烧后处理技术，许多发达国家的排烟系统都需安装烟气脱硝装置。烟气脱硝方法较多，但目前得到大量工业应用的只有选择性催化还原法和选择性非催化还原法，且在还原剂与烟气的混合过程中，需设置格栅之类的装置提高混合的均匀性，其他方法目前均处于实验研究阶段或中试阶段。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出熔炼炉烟气蓄热脱硝装置和脱硝方法。该装置将蓄热燃烧系统与烟气脱硝系统集成于一体，由此在回收烟气余热的同时实现了对烟气的脱硝处理，该熔炼炉烟气蓄热脱硝装置具有蓄热和脱硝双重功能。

根据本发明的一个方面，本发明提出了熔炼炉烟气蓄热脱硝装置，包括：

第一蓄热部，所述第一蓄热部内设置有高温蓄热体，所述第一蓄热部的下部具有第一开口；

第二蓄热部，所述第二蓄热部内由上至下依次设置有还原剂喷嘴、低温蓄热体和脱硝催化剂，所述第二蓄热部的下部具有第二开口，所述第二蓄热部顶端与所述第一蓄热部的顶端相连通。

通过采用本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置，高温烟气首先由第一开口进入第一蓄热部内，经过高温蓄热体进行蓄热后进入第二蓄热部内，烟气在第二蓄热部内依次经过还原剂喷嘴、低温蓄热体和脱硝催化剂，首先与还原剂喷嘴喷入的还原剂进行混合，再经过低温蓄热体进行蓄热后在脱硝催化剂内发生脱硝反应，对烟气进行脱硝处理，最后经过两次蓄热降温和脱硝处理烟气由第二开口排出。

由此，首先，使烟气的混合物预先经过高温蓄热体和低温蓄热体进行充分降温后，再进入脱硝催化剂进行脱硝反应，可以满足脱硝催化剂的活性要求，进而可以进一步提高脱硝效率；其次，将还原剂喷嘴布置在低温蓄热装置上游，使初步降温后的烟气与还原剂一同经过低温蓄热体之后，再进入脱硝催化剂，由此可以使得烟气在低温蓄热体内完成均匀混合，以及粉尘的沉降，得到较为纯净的烟气(无粉尘)与还原剂的混合气体。该部分混合气体再经脱硝催化剂，发生还原反应，脱除氮氧化物，脱除效率可达98％以上；另外，本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置按照烟气的走向呈“n”型布置，因此，烟气在首先进入第一蓄热部下部的第一开口进入时，烟气中的粉尘可以得到自由沉降，同时可以避免高温蓄热体表面积灰。

因此，本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置将蓄热燃烧系统与烟气脱硝系统集成于一体，由此在回收烟气余热的同时实现了对烟气的脱硝处理，该熔炼炉烟气蓄热脱硝装置具有蓄热和脱硝双重功能。

另外，根据本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述还原剂喷包括多个，所述还原剂喷嘴为雾化喷嘴。

在本发明的一些实施例中，所述雾化喷嘴为氨水雾化喷嘴或者尿素雾化喷嘴。

在本发明的一些实施例中，所述脱硝催化剂为球状、条状或蜂窝体状。

在本发明的一些实施例中，所述脱硝催化剂为为长方体，尺寸为150mm×150mm×200mm，所述脱硝催化剂上的通孔截面为正方形，尺寸为20mm×20mm。