CN112403179B - 一种分流式烟气脱硫脱硝处理***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分流式烟气脱硫脱硝处理***及方法，所述分流式烟气脱硫脱硝处理***包括有活性炭吸附塔、活性炭解析塔、混风室、热风炉以及SCR反应器；所述混风室将热风炉燃料燃烧产生的热风和经活性炭吸附塔脱硫处理后的部分脱硫烟气混合均匀后形成热介质，将该部分热介质用于实现活性炭解析塔加热段的活性炭热再生和加热SCR***需脱硝烟气。本发明所述***和方法，投入成本低，结构简单，适应性和实用性强，控制精度高，烟气脱硫脱硝效果明显。

Description

一种分流式烟气脱硫脱硝处理***及方法
技术领域
本发明涉及烟气脱硫脱硝技术，具体涉及一种分流式烟气脱硫脱硝处理***及方法，属于烟气净化技术领域。
背景技术
对于工业烟气、尤其钢铁工业的烧结机烟气而言，烟气脱硫脱硝技术是应用于多氮氧化物、硫氧化物生成化工工业的一项烟气净化技术。氮氧化物、硫氧化物是空气污染的主要来源之一。烟气同时脱硫脱硝技术目前大多处于研究和工业示范阶段，但由于其在一套***中能同时实现脱硫和脱硝，特别是随着对NOX控制标准的不断严格化，同时脱硫脱硝技术正受到各国的日益重视。
烟气脱硫指从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物(SO2和SO3)。目前工业采用的脱硫方法包括干法脱硫、半干法脱硫或湿法脱硫。烟气脱硝，是指把已生成的NOX还原为N2，从而脱除烟气中的NOX，按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝。烟气脱硝技术主要有干法(选择性催化还原烟气脱硝、选择性非催化还原法脱硝)和湿法两种。
当前，对于活性炭+SCR法烟气净化***，由于解析塔加热段需要维持400～460℃的再生温度，SCR***需要高温气体(1000℃左右)对脱硫后的烟气进行加热，然后再输送至SCR处理***。若采用400～460℃的空气气体，会造成SCR***处理烟气量增加较多，同时热风炉***及管路也会增大，造成投资增加。因此目前活性炭+SCR法烟气净化***一般采用两套热风炉***。两套热风炉***包括了两台热风炉、两套仪表及控制***等，投资依然较高，控制点数多，操控性能差，因此需要开发一体化解析塔及烟气的加热***及方法。
此外，在现有的烟气处理工艺中，热风炉燃烧燃料，利用空气作为助燃气体。热风炉本身产生一定量的烟气，由于热风炉是燃烧的燃烧，产生的烟气中包含二氧化氮、一氧化氮等污染物；现有技术中将热风炉产生的气体直接排放，污染空气。同时，热风炉采用常温空气作为助燃气体，加热该部分助燃气体至换热介质所需温度(一般为400～460℃)本身需要消耗大量燃料；也就是说热风炉中的燃料，其中一部分需要用于加热助燃气体，导致需要消耗更多的燃料，同时产生更大量含污染物的烟气。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明通过将燃气在空气存在下，在热风炉燃烧至1000℃左右后进入混风室，同时从烟道中抽取部分烟气进入混风室将混风室内热风温度调至360℃-500℃，然后再根据解析塔活性炭活化所需热量调节进入解析塔内的热风(混风室生成的热介质)流量；从解析塔排出的烟气、混风室中剩余的热烟气以及脱硫烟气管道中的低温烟气充分混合后(保证混合后的烟气的温度均处于SCR催化所需温度范围)再输送至SCR***进行处理。在保证解析塔所需热量前提下，燃料及助燃空气流量由SCR***烟气所需温度决定，一般在120-400℃之间。
根据本发明的第一种实施方式，提供一种分流式烟气脱硫脱硝处理***，该***包括有活性炭吸附塔、活性炭解析塔、热风炉、混风室以及SCR反应器。根据烟气的走向，所述活性炭吸附塔的一侧设有原烟气入口，其另一侧设有脱硫烟气出口。所述脱硫烟气出口通过第一管道连通至SCR反应器的进气口。所述SCR反应器排出的净烟气从SCR反应器的排气口排出。所述第一管道上引出旁路管道形成所述混风室。所述混风室(3)的进气口连接在第一管道的上游位置，所述混风室的排气口连接在第一管道的下游位置。
其中，活性炭解析塔自上而下依次设有加热段、SRG段和冷却段。在加热段上设置有加热介质入口和加热介质出口。所述加热介质入口通过第三管道与混风室相连。所述加热介质出口则通过第四管道与第一管道相连。所述热风炉通过第二管道与混风室(3)相连。所述第二管道连接至混风室的位置位于第三管道连接至混风室位置的上游。
作为优选，该***还包括GGH换热器。SCR反应器的出气口与排气管道连接。GGH换热器分别与第一管道和排气管道连接。经由活性炭吸附塔脱硫后的烟气经过GGH换热器换热后输送至SCR反应器的进气口。所述SCR反应器排出的净烟气再经过GGH换热器换热后经由排气管道排出。混风室的进气口从第一管道引出的位置位于GGH换热器与第一管道(L1)连接位置的上游或下游。
作为优选，根据活性炭的走向，所述活性炭解析塔的活性炭出口通过第一活性炭输送装置与活性炭吸附塔的活性炭入口相连。所述活性炭吸附塔的活性炭出口通过第二活性炭输送装置与活性炭解析塔的活性炭入口相连。和/或
作为优选，所述第四管道上设有第三风机。和/或
作为优选，所述热风炉上还设有燃料管和助燃风管。
作为优选，所述SCR反应器内设有m个SCR脱硝装置和n个CO催化氧化层。
作为优选，SCR脱硝装置和CO催化氧化层间隔布置。
作为优选，m和n分别独立地为1-5，优选为2-4。
作为优选，所述活性炭解析塔的活性炭入口处设置有第一流量检测计和第一温度检测计。所述第一管道上位于混风室进气口和GGH换热器之间设有第二流量检测计和第二温度检测计。所述第四管道上设有第三温度检测计。所述第三管道上设有第一流量调节阀，所述燃料管上设有第二流量调节阀，所述混风室的进气口设有第三流量调节阀。
根据本发明的第二种实施方式，提供一种采用第一种实施方式所述分流式烟气脱硫脱硝处理***的烟气脱硫脱硝处理方法，该方法包括如下步骤：
1)根据烟气的走向，原烟气经由进气管道从原烟气入口进入活性炭吸附塔进行脱硫处理，脱硫后的脱硫烟气从脱硫烟气出口排出并经第一管道输送至GGH换热器进行换热升温，完成换热升温后的脱硫烟气输送至SCR反应器内进行脱硝处理，完成脱硝处理后的净烟气输送至GGH换热器换热降温后经排气管道排出。
2)所述第一管道上引出旁路管道形成混风室，所述混风室通过第二管道连接热风炉，从第一管道中引入的烟气和从热风炉中引入的热气在混风室中混合均匀后形成热介质。
3)活性炭解析塔自上而下依次设有加热段、SRG段和冷却段；在加热段上设置有加热介质入口和加热介质出口，所述加热介质入口通过第三管道连接至混风室；所述加热介质出口通过第四管道连接至第一管道的下游，并在第三风机的作用下将混风室中的热介质经过加热段后输送至第一管道中。
作为优选，该方法还包括有步骤4)：所述混风室的进气口连接在第一管道的上游位置，所述混风室的排气口连接在第一管道的下游位置。混风室中剩余的热介质和来自第四管道中的热介质输送回第一管道内对剩余低温烟气进行加热。
作为优选，该方法还包括步骤5)：通过第一流量检测计检测活性炭解析塔的活性炭入口处活性炭的流量为q1，L/s。通过第一温度检测计检测活性炭解析塔的活性炭入口处活性炭的温度为t1，℃。通过第二流量检测计检测第一管道内经过GGH换热器换热后烟气的流量为q2，L/s。通过第二温度检测计检测第一管道内经过GGH换热器换热后烟气的温度为t2，℃。设定解析塔内活性炭解析所需温度为t3，℃。设定SCR反应器内催化剂脱硝所需温度为t4，℃。所述燃料管上的第二流量调节阀调节燃料投入量为q燃，L/s。根据热量平衡原理，活性炭解析塔所需热量和SCR反应器烟气升温所需热量均来源于热风炉内的燃料燃烧：
q燃△H燃＝C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)...式I。
其中：△H燃为燃料的燃烧热，J/L；C1为活性炭的比热容，J/(kg℃)；C2为第一管道内烟气的比热容，J/(kg℃)。
作为优选，式I转换为：
q燃＝[C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)]/△H燃...式II。
通过控制燃料管上的第二流量调节阀，使得通过燃料管向热风炉中输送的燃料量为q燃。
作为优选，设定混风室内热介质所需温度为t5，℃。所述第三流量调节阀调节进入混风室的烟气流量为q3，L/s。根据热量平衡原理，经由第二管道进入混风室内烟气升温至t5所需要的热量均来源于热风炉内燃料燃烧释放的热量：
q燃△H燃＝C2*q3(t5-t2)...式III。
作为优选，结合式I和式III：
q3＝[C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)]/[C2(t5-t2)]...式IV。
通过调节第三流量调节阀，使得第一管道输送至混风室的烟气流量为q3。
作为优选，第四管道上设有第三温度检测计，第三温度检测计检测第四管道内烟气的温度为t6，℃。根据热量平衡原理，活性炭解析塔所需热量来源于混风室经过第三管道输送至解析塔内的加热介质：
C1*q1(t3-t1)＝C3*q4(t5-t6)…式V。
其中：C3为混风室混合后进入第三管道内加热介质的比热容，J/(kg℃)。q4为第三管道内加热介质的流量；
作为优选，式V转换为：
q4＝[C1*q1(t3-t1)]/[C3(t5-t6)]…式VI。
调节第一流量调节阀，使得第三管道内加热介质的流量为q4。
作为优选，在热风炉中，设定燃料燃烧热损系数为K1，则式I转换为：
K1*q燃△H燃＝C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)...式VII。
作为优选，式II转换为：
q燃＝[C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)]/[K1*△H燃]...式XIII。
作为优选，在混风室中，设定热风炉产生的热风与分配至混风室中的烟气的混合热损失系数为K2，则式III转换为：
K2*K1*q燃△H燃＝C2*q3(t5-t2)...IX。
作为优选，式IV转换为：
q3＝K2*K1*[C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)]/[C2(t5-t2)]...式X。
作为优选，在活性炭解析塔的加热段内，设定热介质与活性炭的换热系数为K3，则式V转换为：
C1*q1(t3-t1)＝K3*K2*K1*C3*q4(t5-t6)…式XI。
式VI转换为：
q4＝[C1*q1*(t3-t1)]/[K3*K2*K1*C3*(t5-t6)]…式XII。
作为优选，K1取值为：90％-99％；K2取值为95％-99％；K3取值为85％-95％。
在实际工况中，活性炭吸附塔中的活性炭在完成对原烟气的处理(主要是吸附脱硫)后，吸附了污染物的活性炭需要送往活性炭解析塔中进行加热再生，恢复活性炭的活性后继续送往活性炭吸附塔进行吸附脱硫过程，如此循环。活性炭解析塔自上而下依次分为加热段、SRG段和冷却段，而吸附了污染物的活性炭主要是在加热段进行加热再生，而为了达到最佳的再生效果，加热段的温度就需要维持在400-460℃左右(温度过高会导致活性炭燃烧，进而产生安全事故，温度不够则达不到活性炭再生的目的)。一般，原烟气经过活性炭吸附塔进行脱硫处理后的脱硫烟气会进一步输送至SCR反应器进行脱硝处理，SCR反应器中的脱硝单元对脱硫烟气进行脱硝处理的最佳温度范围在120-400℃左右。现有技术中普遍采用的是在活性炭解析塔加热段外部连接一套热风炉***为活性炭热再生提供热量，在脱硫烟气进入SCR反应器前也外接一套热风炉***对脱硫烟气进行加热，两套热风炉***包括了两台热风炉、两套仪表及控制***等，其投资较高，控制点数多，操控性能差，能耗大。在本发明中，通过设置混风室，并分别将热风炉中燃料燃烧产生的全部热风和部分脱硫烟气引进混风室充分混合均匀后形成新的热介质(温度范围在400-500℃左右)，然后将混风室的热介质输送至活性炭解析塔的加热段完成对活性炭的热再生，经过活性炭解析塔加热段对活性炭加热后的介质依然具有加高的温度(一般为300-420℃左右)，将换热后的介质输送至脱硫后烟气输送管道，用于加热脱硫后的烟气，使得烟气进入SCR处理***前温度升高。之后再将混风室剩余的热介质和从活性炭解析塔加热段的热介质输送回脱硫烟气管道与剩余脱硫烟气混合并调整混合后使烟气温度处于脱硝处理的最佳温度范围；即在保证输送至活性炭解析塔中活性炭热再生所需热介质流量的前提下，将剩余的热介质与完成活性炭热再生后的热介质一起全部输送回脱硫烟气管道(下游位置)与剩余脱硫烟气混合并调整混合后烟气温度处于脱硝处理的最佳温度范围。该方法不需要对活性炭解析塔和SCR反应器分别单独设置热源(即不需要设置多个独立的热风炉)，大大降低了投资成本，减少了控制点的数量，提高了***的操控性能。
此外，本发明的热风炉产生的气体为高温气体，一般为1000℃左右，然后将热风炉产生的高温气体与脱硫烟气混合，混合至活性炭解析所需温度。相比于现有技术，热风炉所需的助燃气体大大减少，将脱硫烟气作为混合气体的一部分，利用脱硫烟气本身具有120℃以上的温度条件，充分利用脱硫烟气中的热量，从而减少了燃料的使用。
更突出的效果是，采用本发明的技术方案，热风炉中燃烧的燃料产生的烟气经过混风室，与脱硫烟气混合后，输送至活性炭解析塔加热段，加热活性炭，用于活性炭解析后，输送回脱硫烟气输送管道。该方案，采用脱硫后的烟气作为混合加热介质，该部分本身就需要经过SCR反应器处理，本发明的技术方案充分利用脱硫后烟气中的热量，同时不增加SCR反应器的烟气处理量。第一，利用了换热后烟气具有的高温条件，用于加热进入SCR处理***前烟气(即脱硫烟气)的温度，充分利用热量资源；第二：热风炉中产生的烟气经过SCR处理***，烟气中的氮氧化物经过SCR***处理后，氮氧化物得到脱除，利用本身具有的SCR处理***，同时处理热风炉产生烟气中的污染物，避免了现有技术中热风炉产生烟气直接排放的缺陷，减少了对环境的污染。
在本发明中，GGH换热器设置在SCR反应器的出气口与净烟气排气管道之间，同时GGH换热器分别与脱硫烟气管道和净烟气排气管道连接。经由活性炭吸附塔脱硫后的烟气经过GGH换热器换热升温后输送至SCR反应器的进气口。所述SCR反应器排出的净烟气再经过GGH换热器换热后经由排气管道排出。一般经过SCR反应器完成脱硝后的净烟气还具有较高的温度(一般为150-300℃左右)，SCR反应为放热反应，可以进一步升高脱硝烟气的温度。本发明通过设置GGH换热器可将净烟气的大部分热量交换给低温的脱硫烟气以提高脱硫烟气的温度，一是能够进一步降低净烟气的排放温度，降低环境污染；同时脱硫烟气的温度升高后降低了后续加热脱硫烟气至SCR脱硝处理的最佳温度所需燃料的消耗和时间，实现热量的充分利用。
在本发明中，通过在所述活性炭解析塔的活性炭入口处设置有第一流量检测计和第一温度检测计。所述第一管道上且位于混风室进风口和GGH换热器之间设有第二流量检测计和第二温度检测计。所述混风室进风口设有第一流量调节阀(调节控制进入混风室的烟气的流量)，所述燃料管上设有第二流量调节阀(调节***所需总燃料的流量)。其目的是能够实时监控各个位置点的工作状态，确保***的安全稳定运行，同时可根据各个位置点监测的数据值经过公式计算后可自动精确控制燃料的投放以及混风室内热介质的分配，在保证***稳定有效运行的前提下，大大提高***效率。
烟气脱硫脱硝***中，需要通过增设外在热源补充热量以保证解析塔加热段和SCR反应器的最佳工作状态，即活性炭解析塔加热段活性炭再生需要通入热介质加热活性炭以及SCR脱硝过程中需要将低温脱硫烟气加热至最佳脱硝温度，因此该两个工段所需热量即为整个外设热源所需补充的热量(即外设热风炉中燃料燃烧所产生的热量)。现有技术在普遍采用的是分别在两个工段外部设置热风炉***，其投资成本大，操作强度高，能耗高。因此在本发明中，为了达到节约能源的目的，同时为了防止外设热源产生的热量溢出从而可能对***安全造成威胁，因此需要对外设热源所输出的热量进行调控，即要对热风炉内燃料的投入量进行严格控制：通过第一流量检测计检测活性炭解析塔的活性炭入口处活性炭的流量为q1，L/s；通过第一温度检测计检测活性炭解析塔的活性炭入口处活性炭的温度为t1，℃；通过第二流量检测计检测第一管道内经过GGH换热器换热后烟气的流量为q2，L/s；通过第二温度检测计检测第一管道内经过GGH换热器换热后烟气的温度为t2，℃；设定解析塔内活性炭解析所需温度为t3(400-460℃左右)，℃；设定SCR反应器内催化剂脱硝所需温度为t4(120-400℃左右)，℃；根据热量平衡原理，活性炭解析塔所需热量和SCR反应器烟气升温所需热量均来源于热风炉内的燃料燃烧：
q燃△H燃＝C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)...式I。
其中：q燃为燃料的投入量，L/s。△H燃为燃料的燃烧热，J/L。C1为活性炭的比热容，J/(kg℃)。C2为第一管道内烟气的比热容，J/(kg℃)。
式I转换为：
q燃＝[C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)]/△H燃...式II。
然后可实时通过式II的计算值进一步调节燃料管上的第二流量调节阀，使得通过燃料管向热风炉中输送的燃料量为式II的计算值q燃。
在本发明中，通常情况下，热风炉输出的热风热量温度高达1000℃左右，而活性炭解析塔内活性炭再生温度只需要400-460℃左右，温度过高则会对解析塔造成损毁，温度不够则达不到活性炭热再生的目的。因此需要将热风炉输出的热风兑入冷风进行降温形成温度为400-500℃的热介质，而考虑到后续还需对经过活性炭吸附塔脱硫处理后的脱硫烟气进行升温脱硝处理的目的，因此对热风炉输出的热风兑冷换热的方式是采用将脱硫后的烟气(冷却介质)与热风炉输出的热风在混风室内混合形成热介质的方式(将原低温脱硫烟气作为兑冷介质，减少了后续需要升温烟气的流量，同时不引进新的气源，降低了后续SCR反应器的处理负荷，进一步的还极大的降低了燃料的消耗)，由于热风炉内燃料的投入量是一定的，因此热风炉内产生的热量是可以计算的，因此需要对引入至混风室的低温脱硫烟气的量进行精确控制以保证生成的热介质温度范围在400-500℃左右；同时考虑到在实际工况中热风炉助燃空气的输入量要远远小于输入至混风室内的低温脱硫烟气的量，因此在助燃空气升温至热介质温度所消耗的热量可忽略不计，因此本发明通过设定混风室内热介质所需温度为t5(400-500℃左右)，℃；所述混风室进气口设有第三流量调节阀，调节进入混风室内烟气流量为q3，L/s；所述燃料管上设有第二流量调节阀，调节燃料投入量为q燃，L/s；根据热量平衡原理，经由混风室进气口进入混风室内烟气升温至t5所需要的热量来源于热风炉内燃料燃烧释放的热量：
q燃△H燃＝C2*q3(t5-t2)...式III。
结合式I和式III：
q3＝[C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)]/[C2(t5-t2)]...式IV。
然后可实时通过式IV的计算值进一步调节第三流量调节阀，使得经由混风室进气口进入混风室内烟气的脱硫烟气量为式IV的计算值q3。
在本发明中，考虑到混风室中热介质的总流量远远大于活性炭解析塔中活性炭热再生时所需热介质的总流量，在保证活性炭解析塔内活性炭热再生所需热介质的量的前提下，将混风室剩余热介质经混风室排气口输送回脱硫烟气管道内对脱硫烟气进行加热；完成活性炭解析塔内活性炭热再生后排出的热介质，由于其温度远大于脱硫烟气温度，同时该部分热介质的主要成分来源于脱硫烟气，因此该部分热介质同样需要输送回脱硫烟气管道内加热低温脱硫烟气后再进入SCR反应器进行脱硝处理。为了合理分配混风室内的热介质，本方案通过在第四管道上设有第三温度检测计，第三温度检测计检测第四管道内烟气的温度为t6，℃。在第三官道上设置有第一流量调节阀M1，调节经由第三管道输送至活性炭解析塔内的热介质的流量为q4，L/s。根据热量平衡原理，活性炭解析塔所需热量来源于混风室经过第四管道输送至解析塔内的加热介质：
C1*q1(t3-t1)＝C3*q4(t5-t6)…式V。
其中：C3为混风室混合后进入第三管道内加热介质的比热容，J/(kg℃)。q4为第三管道内加热介质的流量。
式V转换为：
q4＝[C1*q1(t3-t1)]/[C3(t5-t6)]…式VI。
然后可实时通过式VI的计算值进一步调节第一流量调节阀M1，使得第三管道内输送至活性炭解析塔加热段的加热介质的流量为式VI的计算值q4。而混风室内剩余的热介质则通过外排管路输送回脱硫烟气管道。
在本发明中，由于***热风炉燃料燃烧、混风室中高温热风和低温烟气混合成热介质以及在解析塔加热段内热介质与活性炭之间换热等存在***热损，这些热量的损失是可以根据实际工况可以计算获得的，因此热风炉内燃料燃烧释放的热量实际上是存在一定的热量损失的，即通过式II计算的燃料投入量q燃和实际燃料应投入量之间、通过式IV计算的进入混风室内烟气的脱硫烟气量q3和实际应引入的脱硫烟气量之间以及通过式VI计算的输送至解析塔加热段的热介质的流量q4和实际应输送的热介质的流量之间均存在一定误差。因此在考虑***存在热损的前提下，在热风炉中，设定燃料燃烧热损系数为K1(则式I转换为：
K1*q燃△H燃＝C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)...式VII。
式II转换为：
q燃＝[C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)]/[K1*△H燃]...式VIII。
在混风室中，设定热风炉产生的热风与分配至混风室中的烟气的混合热损失系数为K2，则式III转换为：
K2*K1*q燃△H燃＝C2*q3(t5-t2)...IX。
式IV转换为：
q3＝K2*K1*[C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)]/[C2(t5-t2)]...式X。
活性炭解析塔的加热段内，设定热介质与活性炭的换热系数为K3，则式V转换为：
C1*q1(t3-t1)＝K3*K2*K1*C3*q4(t5-t6)…式XI。
式VI转换为：
q4＝[C1*q1*(t3-t1)]/[K3*K2*K1*C3*(t5-t6)]…式XII。
然后可实时通过式VIII精确计算出实际应投入热风炉的燃料投放量q燃，然后可实时通过式X精确计算出应输送至混风室的脱硫烟气的流量q3。实时通过式XII精确计算应输送至解析塔的热介质的流量为q4。
在本发明的优选方案中，SCR反应器中包括SCR脱硝装置和CO催化氧化层。利用烟气中本身存在(或含有)的一氧化碳成分，利用一氧化碳与氧气反应生成二氧化碳是一个放热反应，通过一氧化碳处理***将烟气中的一氧化碳转化为二氧化碳，该反应放出的热量用于升温烟气，从而实现了脱硫后烟气升温的效果；同时，除去了烟气中的一氧化碳，避免了烟气中一氧化碳对环境的污染。
在本发明中，将脱硫后的烟气经过CO催化氧化层处理，脱硫后的烟气中的一氧化碳进行转化反应(也就是一氧化碳燃烧，生成二氧化碳的反应)，放出的热量直接被烟气吸收，从而达到升温的效果，更有利于后续的脱硝反应，提高脱硝效率。本发明充分利用了烟气中的一氧化碳，利用一氧化碳转化为二氧化碳过程中放出的热量达到升温烟气温度用于后续的第二次脱硝处理的目的，节约了燃料的使用，同时处理了烟气中一氧化碳，减少了烟气对环境的污染，同时减弱甚至避免了烟气处理过程中的二次污染。
在本发明中，活性炭吸附塔的高度为50-70m。
在本发明中，活性炭解析塔的高度为40-60m。
在本发明中，SCR反应器的高度为30-40m。
与现有技术相比较，本发明的有益技术效果如下：
1)开发了一种一体化活性炭解析塔加热段活性炭及SCR反应器脱硫烟气加热脱硝的加热***及方法，减少了热风炉***的数量及相应的仪表控制***等，减少了控制点数量，降低了投资成本，提高了***精确控制的能力。
2)本发明的方法能够精确计算***的热量消耗，进一步精确控制燃料的投放，节约了能源，同时合理控制外设热源热量的补充量也能够有效的确保***的安全性，提供生产效率。
3)本发明所述***和方法，投入成本低，结构简单，适应性和实用性强，控制精度高，烟气脱硫脱硝效果明显。
附图说明
图1为分流式烟气脱硫脱硝处理***结构图；
图2为设有检测装置的分流式烟气脱硫脱硝处理***结构图。
附图标记：1：活性炭吸附塔；101：原烟气入口；102：脱硫烟气出口；2：活性炭解析塔；201：加热段；202：SRG段；203：冷却段；20101：加热介质入口；20102：加热介质出口；3：混风室；4：热风炉；401：燃料管；402：助燃风管；5：GGH换热器；6：排气管道；7：SCR反应器；701：SCR脱硝装置；702：CO催化氧化层；8：进气管道；L1：第一管道；L2：第二管道；L3：第三管道；L4：第四管道；L5：第二活性炭输送装置；L6：第一活性炭输送装置；F1：第一风机；F2：第二风机；F3：第三风机；Q1：第一流量检测计；Q2：第二流量检测计；T1：第一温度检测计；T2：第二温度检测计；T3：第三温度检测计；M1：第一流量调节阀；M2：第二流量调节阀；M3：第三流量调节阀。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
一种分流式烟气脱硫脱硝处理***，该***包括有活性炭吸附塔1、活性炭解析塔2、热风炉4、混风室3以及SCR反应器7。根据烟气的走向，所述活性炭吸附塔1的一侧设有原烟气入口101，其另一侧设有脱硫烟气出口102。所述脱硫烟气出口102通过第一管道L1连通至SCR反应器7的进气口。所述SCR反应器7排出的净烟气从SCR反应器7的排气口排出。所述第一管道L1上引出旁路管道形成所述混风室3，所述混风室3的进气口连接在第一管道L1的上游位置，所述混风室3的排气口连接在第一管道L1的下游位置。
其中，活性炭解析塔2自上而下依次设有加热段201、SRG段202和冷却段203。在加热段201上设置有加热介质入口20101和加热介质出口20102。所述加热介质入口20101通过第三管道L3与混风室3相连。所述加热介质出口20102则通过第四管道L4与第一管道L1相连。所述热风炉4通过第二管道L2与混风室3相连。所述第二管道L2连接至混风室3的位置位于第三管道L3连接至混风室3位置的上游。
作为优选，该***还包括GGH换热器5。SCR反应器7的出气口与排气管道6连接。GGH换热器5分别与第一管道L1和排气管道6连接。经由活性炭吸附塔1脱硫后的烟气经过GGH换热器5换热后输送至SCR反应器7的进气口。所述SCR反应器7排出的净烟气再经过GGH换热器5换热后经由排气管道6排出。混风室3的进气口从第一管道L1引出的位置位于GGH换热器5与第一管道L1连接位置的上游或下游。
作为优选，根据活性炭的走向，所述活性炭解析塔2的活性炭出口通过第一活性炭输送装置L6与活性炭吸附塔1的活性炭入口相连。所述活性炭吸附塔1的活性炭出口通过第二活性炭输送装置L5与活性炭解析塔2的活性炭入口相连。和/或
作为优选，所述第四管道L4上设有第三风机F3。和/或
作为优选，所述热风炉4上还设有燃料管401和助燃风管402。
作为优选，所述SCR反应器7内设有m个SCR脱硝装置701和n个CO催化氧化层702。SCR脱硝装置701和CO催化氧化层702间隔布置。
作为优选，m和n分别独立地为1-5，优选为2-4。
作为优选，所述活性炭解析塔2的活性炭入口处设置有第一流量检测计Q1和第一温度检测计T1。所述第一管道L1上位于混风室3进气口和GGH换热器5之间设有第二流量检测计Q2和第二温度检测计T2。所述第四管道L4上设有第三温度检测计T3。所述第三管道L3上设有第一流量调节阀M1，所述燃料管401上设有第二流量调节阀M2，所述混风室3的进气口设有第三流量调节阀M3。
实施例1
如图1所示，一种分流式烟气脱硫脱硝处理***，该***包括有活性炭吸附塔1、活性炭解析塔2、热风炉4、混风室3以及SCR反应器7。根据烟气的走向，所述活性炭吸附塔1的一侧设有原烟气入口101，其另一侧设有脱硫烟气出口102。所述脱硫烟气出口102通过第一管道L1连通至SCR反应器7的进气口。所述SCR反应器7排出的净烟气从SCR反应器7的排气口排出。所述第一管道L1上引出旁路管道形成所述混风室3，所述混风室3的进气口连接在第一管道L1的上游位置，所述混风室3的排气口连接在第一管道L1的下游位置。
其中，活性炭解析塔2自上而下依次设有加热段201、SRG段202和冷却段203。在加热段201上设置有加热介质入口20101和加热介质出口20102。所述加热介质入口20101通过第三管道L3与混风室3相连。所述加热介质出口20102则通过第四管道L4与第一管道L1相连。所述热风炉4通过第二管道L2与混风室3相连。所述第二管道L2连接至混风室3的位置位于第三管道L3连接至混风室3位置的上游。
实施例2
重复实施例1，只是该***还包括GGH换热器5。SCR反应器7的出气口与排气管道6连接。GGH换热器5分别与第一管道L1和排气管道6连接。经由活性炭吸附塔1脱硫后的烟气经过GGH换热器5换热后输送至SCR反应器7的进气口。所述SCR反应器7排出的净烟气再经过GGH换热器5换热后经由排气管道6排出。混风室3的进气口从第一管道L1引出的位置位于GGH换热器5与第一管道L1连接位置的下游。
实施例3
重复实施例2，根据活性炭的走向，所述活性炭解析塔2的活性炭出口通过第一活性炭输送装置L6与活性炭吸附塔1的活性炭入口相连。所述活性炭吸附塔1的活性炭出口通过第二活性炭输送装置L5与活性炭解析塔2的活性炭入口相连。
实施例4
重复实施例3，只是所述第四管道L4上设有第三风机F3。
实施例5
重复实施例4，只是所述热风炉4上还设有燃料管401和助燃风管402。
实施例6
重复实施例5，只是所述SCR反应器7内设有2个SCR脱硝装置701和3个CO催化氧化层702。
实施例7
重复实施例6，只是所述SCR脱硝装置701和CO催化氧化层702间隔布置。
实施例8
重复实施例7，只是所述活性炭解析塔2的活性炭入口处设置有第一流量检测计Q1和第一温度检测计T1。所述第一管道L1上位于混风室3进气口和GGH换热器5之间设有第二流量检测计Q2和第二温度检测计T2。所述第四管道L4上设有第三温度检测计T3。
实施例9
重复实施例8，只是所述第三管道L3上设有第一流量调节阀M1。
实施例10
重复实施例9，只是所述燃料管401上设有第二流量调节阀M2。
实施例11
重复实施例11，只是所述混风室3的进气口设有第三流量调节阀M3。
效果实施例1
采用实施例11所述的烟气脱硫脱硝处理***对烟气进行脱硫脱硝处理，以烧结烟气为例，24h不停机的情况下，处理原烟气量为185.33万m3，燃气消耗量为1.30万m3。
对比实施例例1
采用现有技术中双热风炉的***对效果实施例1中相同来源的烧结烟气进行脱硫脱硝处理，24h不停机的情况下，处理原烟气量为180.52万m3，燃气消耗量为1.53万m3。

Claims (14)

1.一种分流式烟气脱硫脱硝处理***，其特征在于：该***包括有活性炭吸附塔(1)、活性炭解析塔(2)、热风炉(4)、混风室(3)以及SCR反应器(7)；根据烟气的走向，所述活性炭吸附塔(1)的一侧设有原烟气入口(101)，其另一侧设有脱硫烟气出口(102)；所述脱硫烟气出口(102)通过第一管道(L1)连通至SCR反应器(7)的进气口；所述SCR反应器(7)排出的净烟气从SCR反应器(7)的排气口排出；所述第一管道(L1)上引出旁路管道形成所述混风室(3)，所述混风室(3)的进气口连接在第一管道(L1)的上游位置，所述混风室(3)的排气口连接在第一管道(L1)的下游位置；
其中，活性炭解析塔(2)自上而下依次设有加热段(201)、SRG段(202)和冷却段(203)；在加热段(201)上设置有加热介质入口(20101)和加热介质出口(20102)；所述加热介质入口(20101)通过第三管道(L3)与混风室(3)相连；所述加热介质出口(20102)则通过第四管道(L4)与第一管道(L1)相连；所述热风炉(4)通过第二管道(L2)与混风室(3)相连；所述第二管道(L2)连接至混风室(3)的位置位于第三管道(L3)连接至混风室(3)位置的上游。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于：该***还包括GGH换热器(5)；SCR反应器(7)的出气口与排气管道(6)连接；GGH换热器(5)分别与第一管道(L1)和排气管道(6)连接；经由活性炭吸附塔(1)脱硫后的烟气经过GGH换热器(5)换热后输送至SCR反应器(7)的进气口；所述SCR反应器(7)排出的净烟气再经过GGH换热器(5)换热后经由排气管道(6)排出；混风室(3)的进气口从第一管道(L1)引出的位置位于GGH换热器(5)与第一管道(L1)连接位置的上游或下游。
3.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于：根据活性炭的走向，所述活性炭解析塔(2)的活性炭出口通过第一活性炭输送装置(L6)与活性炭吸附塔(1)的活性炭入口相连；所述活性炭吸附塔(1)的活性炭出口通过第二活性炭输送装置(L5)与活性炭解析塔(2)的活性炭入口相连；和/或
所述第四管道(L4)上设有第三风机(F3)；和/或
所述热风炉(4)上还设有燃料管(401)和助燃风管(402)。
4.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于：所述SCR反应器(7)内设有m个SCR脱硝装置(701)和n个CO催化氧化层(702)，SCR脱硝装置(701)和CO催化氧化层(702)间隔布置；其中：m和n分别独立地为1-5。
5.根据权利要求3所述的***，其特征在于：所述SCR反应器(7)内设有m个SCR脱硝装置(701)和n个CO催化氧化层(702)，SCR脱硝装置(701)和CO催化氧化层(702)间隔布置；其中：m和n分别独立地为1-5。
6.根据权利要求4所述的***，其特征在于：m和n分别独立地为2-4。
7.根据权利要求5所述的***，其特征在于：m和n分别独立地为2-4。
8.根据权利要求3所述的***，其特征在于：所述活性炭解析塔(2)的活性炭入口处设置有第一流量检测计(Q1)和第一温度检测计(T1)；所述第一管道(L1)上位于混风室(3)进气口和GGH换热器(5)之间设有第二流量检测计(Q2)和第二温度检测计(T2)；所述第四管道(L4)上设有第三温度检测计(T3)；所述第三管道(L3)上设有第一流量调节阀(M1)，所述燃料管(401)上设有第二流量调节阀(M2)，所述混风室(3)的进气口设有第三流量调节阀(M3)。
9.采用权利要求8所述分流式烟气脱硫脱硝处理***的烟气脱硫脱硝处理方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
1)根据烟气的走向，原烟气经由进气管道(8)从原烟气入口(101)进入活性炭吸附塔(1)进行脱硫处理，脱硫后的脱硫烟气从脱硫烟气出口(102)排出并经第一管道(L1)输送至GGH换热器(5)进行换热升温，完成换热升温后的脱硫烟气输送至SCR反应器(7)内进行脱硝处理，完成脱硝处理后的净烟气输送至GGH换热器(5)换热降温后经排气管道(6)排出；
2)所述第一管道(L1)上引出旁路管道形成混风室(3)，所述混风室(3)通过第二管道(L2)连接热风炉(4)，从第一管道(L1)中引入的烟气和从热风炉(4)中引入的热气在混风室(3)中混合均匀后形成热介质；
3)活性炭解析塔(2)自上而下依次设有加热段(201)、SRG段(202)和冷却段(203)，在加热段(201)上设置有加热介质入口(20101)和加热介质出口(20102)，所述加热介质入口(20101)通过第三管道(L3)连接至混风室(3)，所述加热介质出口(20102)通过第四管道(L4)连接至第一管道(L1)的下游，并在第三风机(F3)的作用下将混风室(3)中的热介质经过加热段(201)后输送至第一管道(L1)中。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：该方法还包括有步骤4)：所述混风室(3)的进气口连接在第一管道(L1)的上游位置，所述混风室(3)的排气口连接在第一管道(L1)的下游位置；混风室(3)中剩余的热介质和来自第四管道(L4)中的热介质输送回第一管道(L1)内对剩余低温烟气进行加热。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：该方法还包括步骤5)：通过第一流量检测计(Q1)检测活性炭解析塔(2)的活性炭入口处活性炭的流量为q1，L/s；通过第一温度检测计(T1)检测活性炭解析塔(2)的活性炭入口处活性炭的温度为t1，℃；通过第二流量检测计(Q2)检测第一管道(L1)内经过GGH换热器(5)换热后烟气的流量为q2，L/s；通过第二温度检测计(T2)检测第一管道(L1)内经过GGH换热器(5)换热后烟气的温度为t2，℃；设定解析塔(2)内活性炭解析所需温度为t3，℃；设定SCR反应器(7)内催化剂脱硝所需温度为t4，℃；所述燃料管(401)上的第二流量调节阀(M2)调节燃料投入量为q燃，L/s；根据热量平衡原理，活性炭解析塔(2)所需热量和SCR反应器(7)烟气升温所需热量均来源于热风炉内的燃料燃烧：
q燃△H燃＝C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)...式I；
其中：△H燃为燃料的燃烧热，J/L；C1为活性炭的比热容，J/(kg℃)；C2为第一管道(L1)内烟气的比热容，J/(kg℃)；
式I转换为：
q燃＝[C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)]/△H燃...式II；
通过控制燃料管(401)上的第二流量调节阀(M2)，使得通过燃料管(401)向热风炉(4)中输送的燃料量为q燃。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：设定混风室(3)内热介质所需温度为t5，℃；所述第三流量调节阀(M3)调节进入混风室(3)的烟气流量为q3，L/s；根据热量平衡原理，经由第二管道(L2)进入混风室(3)内烟气升温至t5所需要的热量均来源于热风炉(4)内
燃料燃烧释放的热量：
q燃△H燃＝C2*q3(t5-t2)...式III；
结合式I和式III：
q3＝[C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)]/[C2(t5-t2)]...式IV；
通过调节第三流量调节阀(M3)，使得第一管道(L1)输送至混风室(3)的烟气流量为q3。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：第四管道(L4)上设有第三温度检测计(T3)，第三温度检测计(T3)检测第四管道(L4)内烟气的温度为t6，℃；根据热量平衡原理，活性炭解析塔(2)所需热量来源于混风室(3)经过第三管道(L3)输送至解析塔(2)内的加热介质：
C1*q1(t3-t1)＝C3*q4(t5-t6)…式V；
其中：C3为混风室(3)混合后进入第三管道(L3)内加热介质的比热容，J/(kg℃)；q4为第三管道(L3)内加热介质的流量；
式V转换为：
q4＝[C1*q1(t3-t1)]/[C3(t5-t6)]…式VI；
调节第一流量调节阀(M1)，使得第三管道(L3)内加热介质的流量为q4。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：在热风炉(4)中，设定燃料燃烧热损系数为K1，则式I转换为：
K1*q燃△H燃＝C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)...式VII；
式II转换为：
q燃＝[C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)]/[K1*△H燃]...式XIII；
在混风室(3)中，设定热风炉(4)产生的热风与分配至混风室(3)中的烟气的混合热损失系数为K2，则式III转换为：
K2*K1*q燃△H燃＝C2*q3(t5-t2)...IX；
式IV转换为：
q3＝K2*K1*[C1*q1(t3-t1)+C2*q2(t4-t2)]/[C2(t5-t2)]...式X；
在活性炭解析塔(2)的加热段(201)内，设定热介质与活性炭的换热系数为K3，则式V转换为：
C1*q1(t3-t1)＝K3*K2*K1*C3*q4(t5-t6)…式XI；
式VI转换为：
q4＝[C1*q1*(t3-t1)]/[K3*K2*K1*C3*(t5-t6)]…式XII；
其中，K1取值为：90％-99％；K2取值为95％-99％；K3取值为85％-95％。
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