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1、(10)申请公布号 CN 102794080 A (43)申请公布日 2012.11.28 C N 1 0 2 7 9 4 0 8 0 A *CN102794080A* (21)申请号 201210314378.X (22)申请日 2012.08.30 B01D 53/06(2006.01) B01D 53/78(2006.01) B01D 53/60(2006.01) (71)申请人北京国电清新环保技术股份有限公 司 地址 100191 北京市海淀区西八里庄路69 号人民政协报大厦10层 (72)发明人张开元 贾双燕 谢飞 (54) 发明名称 一种焦炉烟气余热回收联合污染物综合治理 方法及装。
2、置 (57) 摘要 本发明涉及一种针对焦炉烟气的余热回收联 合脱除SO x 、No x 及其它污染物的方法，基本去除烟 气中的有害物质SO x 和/或NO x 以及HCl、HF、汞 等。为此，将燃烧烟气通过换热器与冷介质进行热 交换后，与NH 3 充分混合，由下向上通过布置有吸 附剂料层的污染物吸附装置。烟气中的SO x 和/或 NO x 以及HCl、HF、汞吸附在吸附剂的多孔体系中， 干净的烟气自吸附装置上部排出。新鲜的吸附剂 自吸附装置顶部补充进吸附装置，吸附达到饱和 的吸附剂从吸附装置底部排出吸附装置，饱和吸 附剂经解析再生后返回吸附装置重复利用。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页。
3、 说明书4页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/2页 2 1.一种焦炉烟气余热回收联合污染物综合治理方法，利用吸附剂对烟气中的污染物进 行吸附，其特征在于包括以下步骤： 温度约170260的高温烟气与吸收热量的介质进行换热，让所述吸收热量的介 质吸收烟气的热量，使烟气温度降到安全工作的范围110170之间； 降温后的烟气与NH3充分混合，用于将NOx转化成N2和H2O、将SOx转化成硫酸 盐、亚硫酸盐; 与NH3混合均匀的烟气以均匀的、确定的流速，从下向上流经吸附剂料层，吸附剂 料层以均匀的、确定的速度向。
4、下流动，与从下向上流动的烟气做逆向接触；在吸附剂参与的 情况下，污染物中的NOx与NH 3 转化成N 2 和H 2 O、SOx与NH 3 转化成硫酸盐、亚硫酸盐；其中 NOx与NH 3 转化成的N 2 和H 2 O进入烟气，SOx与NH 3 转化成的硫酸盐、亚硫酸盐被吸附剂的 多孔体系所吸收从而从烟气中脱除，重金属也被吸附剂的多孔体系所吸收从而从烟气中脱 除; 污染物被脱除的洁净的烟气离开所述污染物吸附料层，排放到大气中； 吸附剂在污染物吸附料层中分布为均匀的确定厚度的料层，在高度方向上，吸附 剂的饱和度形成确定的浓度梯度，料层最下部的吸附剂达到饱和时，将料层底部的吸附剂 排出所述污染物吸附料。
5、层；所述吸附剂对于污染物中的NOx、SOx或其它污染物的吸附量， 通过吸附剂排出量调节到确定的量； 将离开污染物吸附料层的、吸附达到饱和的吸附剂，进行解析再生，利用热量使吸 附剂吸附的富污染物气体解析出来，使吸附剂得到再生，并被送到污染物吸附料层以被循 环利用； 解析得到的富污染物气体排到制酸系统，将富污染物中的SOx制成硫酸，或进入 焦炉副产煤气。 2.权利要求1的方法，其特征在于，所述吸收热量的介质可以是空气，被加热的空气进 入焦炉参与燃烧。 3.权利要求1的方法，其特征在于，所述吸收热量的介质可以是水，也可以是其他介 质。 4.权利要求1的方法，其特征在于，所述吸附剂对亚硫酸盐的吸附值限。
6、制在按所述吸 附剂排出的重量计最大为5%，优选为3%。 5.权利要求1、2的方法，其特征在于，所述吸附剂的材质是活性焦，或者是活性炭，或 者其它任意疏松多孔材料。 6.权利要求1、2或3的方法，其特征在于，所述吸附剂为适宜流动和收集的尺寸，粒度 为1-20mm，优选3-10mm。 7.权利要求1的方法，其特征在于，所述NH3是体积浓度5%以下的氨气、空气混合物。 8.一种焦炉烟气余热回收联合污染物综合治理装置，所述装置特别用于实施权利要求 17的方法，其特征在于：包括换热器（13）、污染物吸附装置（14）、烟囱（15）、解析再生设备 （16）、吸附剂转运设备（17）；换热器（13）、与污染物吸。
7、附装置（14）下部相连，污染物吸附装 置（14）通过吸附剂转运设备（17）与解析再生设备（16）相连，烟囱（15）与污染物吸附装置 （14）上部相连；其中，污染物吸附装置包括烟气混氨单元（21）、气体分布设施（22）、吸附剂 布料设施（24）、吸附剂收料设施（25）、吸附剂排出设施（26）。 权 利 要 求 书CN 102794080 A 2/2页 3 9.权利要求8所述的综合治理装置，其特征在于，所述换热器可以是间壁式气-气换热 器，也可以是回转式气-气换热器，也可以是气-液换热器。 10.权利要求8所述的综合治理装置，其特征在于，在所述污染物吸附装置（14）中， 所述烟气混氨单元（21）设。
8、置在吸附剂料层之前，所述的烟气混氨单元内有使氨均 匀喷射、混合的设施； 所述气体分布设施（22）设置在吸附剂料层之下，可以使含有SO2、SO3、NOx、重金 属或类似污染物的、与氨混合均匀的烟气以均匀的确定的流速流经吸附剂料层； 所述吸附剂布料设施（24）设置在吸附剂料层之上，使从所述污染物吸附装置 （14）上部进入的吸附剂分布均匀； 所述吸附剂收料设施设置（25）在吸附剂料层之下，使所述污染物吸附装置（14） 中所述吸附剂料层下部的吸附剂以确定均匀的数量离开所属装置； 所述吸附剂排出设施（26）设置在收料设施之下，使所述污染物吸附装置（14）中 排出的吸附剂的量满足确定的值，该值并可以在确定。
9、的范围内调节。 11.权利要求8所述的综合治理装置，其特征在于，所述污染物吸附装置有一个或多 个烟气进口、一个或多个烟气出口、一个或多个吸附剂进口、一个或多个吸附剂出口；所述 的污染物吸附装置可以是碳钢、合金钢或其它任意材料，其为立方体、圆柱体或其它任意形 状。 12.权利要求所述的综合治理装置，其特征在于，在所述的污染物吸附装置内，吸附烟 气污染物使用相同的吸附剂料层，或分别使用不同的吸附剂料层。 13.权利要求8和10所述的综合治理装置，其特征在于，烟气混氨单元位于脱硫脱硝吸 附剂料层之前，或烟气混氨单元位于脱硝吸附剂料层之前。 14.权利要求8所述的综合治理装置，其特征在于，所述气体分布。
10、设施与所述吸附剂收 料设施可以是互相独立的不同的设施，也可以是同一套设施同时实现2种不同的功能。 15.权利要求8所述的综合治理装置，其特征在于，所述的解析再生设备利用热量使吸 附剂吸附的污染物解析出来，使吸附剂得到活化再生；所述的解析再生设备可以是独立的 设备，也可以利用焦炉本身兼做解析再生设备。 16.权利要求8、15所述的综合治理装置，其特征在于，所述的解析再生设备可以直接 解析塔，也可以是间接解析塔。 17.权利要求8所述的综合治理装置，其特征在于，所述的吸附剂转运装置，为皮带输 送机、斗提机、链斗输送机、波纹挡边输送机、人力方式，或它们的任意组合。 权 利 要 求 书CN 10279。
11、4080 A 1/4页 4 一种焦炉烟气余热回收联合污染物综合治理方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及焦炉烟气余热回收联合污染物治理领域，更具体地说，涉及一种针对 焦炉烟气的余热回收联合脱除SO x 、No x 及其它污染物的经济有效的工艺方法及装置。 背景技术 0002 焦炉烟气含有SO 2 、SO 3 、NO x 、重金属等污染物，对大气造成污染，至今没有得到有效 的治理。 0003 传统的烟气脱硫脱硝工艺针对锅炉烟气所开发，经济有效的工作区间为 100150（脱硝为300400）、SO 2 浓度10004000mg/Nm 3 的范围。针对焦炉烟气特性，在 SO 2 浓度100250。
12、mg/Nm 3 的区间，传统烟气脱硫工艺失去经济性；在烟气温度110170以下 的区间，传统的烟气脱硝工艺失去有效性，须将烟气加热到300以上才能正常工作。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种能适应焦炉烟气特性的、在烟气温度170260、SO 2 浓 度100250mg/Nm 3 区间内经济有效工作的脱硫脱硝脱及其它污染物的烟气综合治理工艺。 0005 本发明的目的是这样实现的：一种焦炉烟气余热回收联合污染物综合治理方法， 利用吸附剂对烟气中的污染物进行吸附，其包括以下步骤： 温度约170260的高温烟气与空气进行换热，使烟气温度降到110170之 间；被加热的空气进入焦炉参与燃烧。 。
13、0006 降温后的烟气与NH3混合，用于将NOx转化成N2和H2O、将SOx转化成硫 酸盐、亚硫酸盐。 0007 与NH3混合均匀的烟气以均匀的、确定的流速，从下向上流经吸附剂料 层，吸附剂料层以均匀的、确定的速度向下流动，与从下向上流动的烟气做逆向接触。在吸 附剂参与的情况下，污染物中的NOx与NH 3 转化成N 2 和H 2 O、SOx与NH 3 转化成硫酸盐、亚硫 酸盐。其中NOx与NH 3 转化成的N 2 和H 2 O进入烟气，SOx与NH 3 转化成的硫酸盐、亚硫酸盐 被吸附剂的多孔体系所吸收从而从烟气中脱除，重金属也被吸附剂的多孔体系所吸收从而 从烟气中脱除。 0008 污染物被脱。
14、除的洁净的烟气离开所述污染物吸附料层，排放到大气中。 0009 吸附剂在污染物吸附料层中分布为均匀的确定厚度的料层，在高度方向 上，吸附剂的饱和度形成确定的浓度梯度，料层最下部的吸附剂达到饱和时，将料层底部的 吸附剂排出所述污染物吸附料层；所述吸附剂对于污染物中的NOx、SOx或其它污染物的吸 附量，通过吸附剂排出量调节到确定的量。 0010 将离开污染物吸附料层的、吸附达到饱和的吸附剂，进行解析再生，利用 热量使吸附剂吸附的富污染物气体解析出来，使吸附剂得到再生，并被送到污染物吸附料 层以被循环利用； 解析得到的富污染物气体排到制酸系统，将富污染物中的SOx制成硫酸，或进 说 明 书CN 1。
15、02794080 A 2/4页 5 入焦炉副产煤气。 0011 进一步，将所述吸附剂对亚硫酸盐的吸附值限制在按所述吸附剂排出的重量计最 大为5%，优选为3%。 0012 进一步，所述吸附剂的材质是活性焦，或者是活性炭，或者其它任意疏松多孔材 料。 0013 进一步，所述吸附剂为适宜流动和收集的尺寸，粒度为1-20mm，优选3-10mm。 0014 进一步，用于与烟气混合的NH3是体积浓度5%以下的氨气、空气混合物。 0015 本发明还包括一种焦炉烟气污染物综合处理装置，其包括换热器、污染物吸附装 置、烟囱、解析再生设备、吸附剂转运设备。污染物吸附装置，其内设有烟气混氨单元、吸附 剂料层、烟气分。
16、配系统、布料系统、收料系统。 0016 本发明解决了传统烟气脱硫脱硝等污染物工艺不能适应焦炉烟气特性的难题，利 用了烟气的余热，而且还能对全浓度范围的重金属等其它污染物进行经济有效的脱除。 附图说明 0017 图1为本发明的工艺流程图。 0018 图2为本发明的污染物吸附装置示意图。 0019 图3为本发明的一种具体实施方案的工艺流程图。 具体实施方式 0020 如图1所示，本发明的工艺流程主要涉及：碳化室11、燃烧室12、换热器13、污染 物吸附装置14、烟囱15、解析再生设备16、吸附剂转运设备17。 0021 其中碳化室11、燃烧室12为焦炉本身的组成部分，其中碳化室11可以在某一种具 。
17、体实施方案中充当解析再生设备16，燃烧室12接收被加热的空气并可能因此做改造，见图 3。这种改变应当视作本发明的范围。 0022 焦炉由碳化室11、燃烧室12依次间隔排列，煤气在燃烧室12中燃烧，通过间壁式 传热为碳化室11供热，炼焦用煤在碳化室11中隔绝空气干馏成为焦炭，煤气燃烧产生的烟 气从燃烧室12排出。 0023 从燃烧室12排出的高温烟气流经气-气换热器13，与空气进行热交换，降温后的 烟气进入后续烟气净化工段，升温后的空气进入焦炉燃烧室12参与燃烧。 0024 如图2所示，本发明的污染物吸附装置主要结构包括：烟气混氨单元21、下部气体 分布设施22、吸附剂料层自由表面23、吸附剂布。
18、料设施24、吸附剂收料设施25、吸附剂排出 设施26。 0025 其中混氨单元既可在污染物吸附装置内，又可在污染物吸附装置外，不同的具体 实施方案可以做不同的处理，但均应视作本发明的范围。 0026 所述烟气混氨单元21设置在吸附剂料层之前，所述的烟气混氨单元内有使氨均 匀喷射、混合的设施；所述气体分布设施22设置在吸附剂料层之下，可以使含有SO2、SO3、 NOx、重金属或类似污染物的、与氨混合均匀的烟气以均匀的确定的流速流经吸附剂料层； 所述吸附剂布料设施24设置在吸附剂料层之上，使从所述污染物吸附装置14上部进入的 吸附剂分布均匀。所述气体分布设施22与所述吸附剂收料设施24可以是互相独。
19、立的不同 说 明 书CN 102794080 A 3/4页 6 的设施，也可以是同一套设施同时实现2种不同的功能。 0027 所述吸附剂收料设施设置25在吸附剂料层之下，使所述污染物吸附装置14中所 述吸附剂料层下部的吸附剂以确定均匀的数量离开所属装置；所述吸附剂排出设施26设 置在收料设施之下，使所述污染物吸附装置14中排出的吸附剂的量满足确定的值，该值并 可以在确定的范围内调节。 0028 降温后的烟气以均匀的、确定的流速，从污染物吸附装置14下方进入污染物吸附 装置14，自下向上流动。污染物吸附装置可以是碳钢、合金钢或其它任意材料，其为立方体、 圆柱体或其它任意形状；其有一个或多个烟气进。
20、口、一个或多个烟气出口、一个或多个吸附 剂进口、一个或多个吸附剂出口。在所述的污染物吸附装置内，吸附烟气污染物使用相同的 吸附剂料层，或分别使用不同的吸附剂料层。 0029 烟气混氨单元21在吸附剂料层之前，进入污染物吸附装置14的降温后的烟气，首 先通过污染物吸附装置14内设的混氨单元21与NH3混合。如图2所示，本发明的污染物 吸附装置包括的烟气混氨单元21，可以设置在内部（如图1所示），也可以设置在污染物吸 附装置外部（如图2所示）。烟气混氨单元可以位于脱硫脱硝吸附剂料层之前，或烟气混氨 单元位于脱硝吸附剂料层之前。用于与烟气混合的NH3是体积浓度5%以下的氨气、空气混 合物。 0030。
21、 经过混氨后的烟气，通过吸附剂料层之下的气体分布设施22，以均匀的、确定的流 速自下向上流经吸附剂料层，吸附剂料层以均匀的、确定的速度向下流动，与从下向上流动 的烟气做逆向接触。在吸附剂参与的情况下，污染物中的NOx与NH 3 转化成N 2 和H 2 O、SOx 与NH 3 转化成硫酸盐、亚硫酸盐。其中NOx与NH 3 转化成的N 2 和H 2 O进入烟气，SOx与NH 3 转 化成的硫酸盐、亚硫酸盐被吸附剂的多孔体系所吸收从而从烟气中脱除，重金属也被吸附 剂的多孔体系所吸收从而从烟气中脱除。这样流经污染物吸附装置吸附剂料层的烟气中的 SO 2 、SO 3 、NO x 、重金属等污染物被料层吸。
22、附，洁净的烟气离开料层表面23，经烟气出口离开污 染物吸附装置，经烟囱15排放到大气中。 0031 所述的吸附剂为活性焦或活性炭或类似材料的炭基吸附剂，或是任意材质、任意 形状、任意尺寸的疏松多孔的颗粒状物料，利用其疏松多孔的特性实现对污染物的吸附。所 述吸附剂料层之上有吸附剂布料设施，使从所述装置上部进入的吸附剂分布均匀。所述的 吸附剂含有可以与污染物发生化学反应的成分，以反生化学反应的方式完成化学吸附。吸 附剂为适宜流动和收集的尺寸，粒度为1-20mm，优选3-10mm。 0032 污染物吸附装置内吸附达到饱和的吸附剂经吸附剂出口排出，新鲜的吸附剂经吸 附剂进口补充进来，使吸附剂在污染物吸。
23、附料层中分布为均匀的确定厚度的料层。在高度 方向上，吸附剂的饱和度形成确定的浓度梯度，监测料层最下部的吸附剂达到饱和时，将料 层底部确定高度范围内的吸附剂通过料层下部的吸附剂收料设施25、排出所述污染物吸附 装置。吸附剂收料设施设置在吸附剂料层之下，可以吸附剂料层下部的吸附剂以确定均匀 的数量离开污染物吸附装置。 0033 所述吸附剂对于污染物中的NOx、SOx或其它污染物的吸附量，通过设置在收料设 施之下吸附剂排出设施26调节到确定的量，使所排出的吸附剂的量满足确定的值，该值并 可以在确定的范围内调节。将所述污染物吸附装置的吸附剂对SOx与NH 3 转化成的亚硫酸 盐的吸附值限制在按所述吸附。
24、剂排出设施排出的吸附剂的重量计最大为5%，优选为3%。 说 明 书CN 102794080 A 4/4页 7 0034 污染物吸附装置可在正压环境中工作，也可在负压环境中工作。不同的具体实施 方案可以做不同的处理，但均应视作本发明的范围。 0035 在污染物吸附装置内吸附达到饱和的吸附剂离开污染物吸附装置后，经转运设备 17运送到解析再生设备16内。解析再生设备16采用热解析方式，利用热量使吸附剂吸附 的污染物解析出来，使吸附剂得到活化再生，实现循环利用。解析再生设备可以是独立的设 备，也可以利用焦炉本身兼做解析再生设备。所述的解析再生设备可以是直接解析塔，也可 以是间接解析塔。 0036 解。
25、析再生设备使用的热源可以是高温气体、高温液体、电加热等形式，不同的具体 实施方案可以做不同的处理，但均应视作本发明的范围。 0037 解析得到的富污染物气体也可以被送往专门的后处理系统。后处理系统一般是制 酸系统，将SO x 制成硫酸。不同的具体实施方案可以做不同的处理，但均应视作本发明的范 围。 0038 吸附剂转运装置17，为皮带输送机、斗提机、链斗输送机、波纹挡边输送机、人力方 式，或它们的任意组合。 0039 图3所示的是本发明的另一个实施例。其中焦炉本身的组成部分之一碳化室11 可以充当解析再生设备16。解析得到的富污染物气体被送入荒煤气管道，与荒煤气一起进 入焦厂原有的煤气净化工段。 0040 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来 说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。 说 明 书CN 102794080 A 1/2页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102794080 A 2/2页 9 图3 说 明 书 附 图CN 102794080 A 。