1.本實用新型屬于焦煙氣多污染物處理領域，涉及高硫焦爐煙道氣干法超凈一體化控制，具體涉及一種高硫焦爐煙道氣干法超凈一體化治理裝置。
背景技術：2.隨著環保排放標準越來越嚴，國家治理污染的力度不斷加大，目前焦爐煙氣的治理已正式提到日事議程。由于焦爐生產過程中產生含粉塵、so2、nox等有害物質，對環境造成污染。
3.國家在2012年重新修訂了《煉焦化學工業污染物排放標準》，規定自2015年1月1日起實施，要求機焦爐煙囪廢氣排放顆粒物排放不高于30mg/m3，二氧化硫不高于50mg/m3，氮氧化物為500mg/m3。對于特別地域范圍、時間執行特別排放限值要求，規定機焦爐煙囪廢氣排放顆粒物排放不高于15mg/m3，二氧化硫不高于30mg/m3，氮氧化物不高于150mg/m3。而河南省《煉焦化學工業大氣污染物排放標準》于2020年6月1日起正式實施，要求焦化企業所有廢氣中顆粒物排放濃度均不高于10mg/m3；推焦廢氣、焦爐煙囪廢氣、管式爐等燃用焦爐煤氣的設施廢氣二氧化硫排放濃度均不高于30mg/m3，nox排放濃度分別不高于100mg/m3，其他工序顆粒物排放濃度不高于10mg/m3。因此，對焦爐煙氣高效控制至關重要。
4.氮氧化物和二氧化硫隨煙氣排放到環境中，會與空氣中的水反應生成硫酸和硝酸產生酸雨，對環境造成污染。煙氣中含有的大量so2會造成煙氣露點較高，易產生結露現象，進而造成焦爐布袋除塵器糊袋，增加了工程處理難度。
5.由于焦爐煙氣排煙溫度低(普遍在300℃以下)，硫含量低、煙氣參數受生產負荷影響大，焦爐串漏問題和煤焦油影響等眾多因素，半干法/干法脫硫除塵脫硝工藝逐漸成為焦化行業煙氣治理的主流工藝。焦爐煙氣經過脫硫除塵后溫度普遍較低，尤其是鋼鐵聯合企業，焦爐排煙溫度普遍在240℃以下，到脫硝煙氣溫度僅有180
?
210℃，如何有效將煙氣的熱量循環利用是迫待解決的問題。
6.目前，在焦爐廠建設除塵及脫硝裝置場地受限。并且，單獨建設多套環保設備存在總投資大、運行能耗高、占地面積大、工藝復雜、維護量大等問題，不符合節能減排和可持續發展的愿景。因此，急需研發設計一種高硫焦爐煙道氣干法超凈一體化治理裝置。
技術實現要素：7.本實用新型為了解決傳統高硫焦爐煙氣治理方法的不足，公開了一種高硫焦爐煙道氣干法超凈一體化治理裝置。其不僅可以對焦爐煙氣中的細顆粒粉塵、no
x
等進行一體化治理，而且本實用新型裝置還實現了焦爐煙氣治理中節能減排和可持續發展的目標，即將焦爐煙道氣通過mggh降溫，再經過脫硫后由mggh升溫進行scr脫硝，具有總投資小、工藝簡單的優點。
8.為了實現以上目的，本實用新型的技術方案為：一種高硫焦爐煙道氣干法超凈一體化治理裝置，包括煙氣進口處設置的mggh煙氣降溫側換熱器，吸收劑單元，脫硫塔，布袋
除塵器，mggh煙氣升溫側換熱器，供氨單元，中低溫scr脫硝反應器；吸收劑單元旁側設置工藝水單元；
9.所述的吸收劑單元包括依次設置的生石灰倉、干消化器、中繼倉和消化干石灰倉，工藝水單元的輸出端連接于干消化器與中繼倉之間；
10.mggh煙氣降溫側換熱器的輸出端以及消化干石灰倉的輸出端連接脫硫塔，所述的脫硫塔連接布袋除塵器，布袋除塵器的出煙氣端連接mggh煙氣升溫側換熱器，mggh煙氣升溫側換熱器的輸出端連接煙氣換熱器，所述的中低溫scr脫硝反應器設置于煙氣換熱器的上位，煙氣換熱器的下位設置增壓風機，增壓風機的輸出端設置煙囪；
11.中低溫scr脫硝反應器一側連接熱風爐；
12.所述的供氨單元與中低溫scr脫硝反應器連接，中低溫scr脫硝反應器上與供氨單元的輸出端之間設置噴氨格柵。
13.進一步的，所述的布袋除塵器包括自下而上設置的除塵器灰斗、除塵器中間箱體和凈氣室，所述的除塵器中間箱體上設置有濾袋和花板，除塵器灰斗進氣口前設置除塵器進氣調節閥，除塵器灰斗進氣口上設置導流板；所述的凈氣室設置有脈沖清灰裝置；所述的凈氣室為高度為2.5m～3.5m的高凈氣室，凈氣室上設置有人孔；所述的濾袋中布置有脈沖清灰裝置。
14.進一步的，所述的生石灰倉和消化干石灰倉均包括儲存倉和輸送單元，所述的輸送單元布置于各儲存倉的出口管道內。
15.進一步的，所述的中低溫scr脫硝反應器內自上而下設置有催化劑預留層和催化劑層。
16.再進一步的，消化干石灰倉上設置吸收劑投料器。脫硫塔上設置吸附劑噴射裝置，所述的吸收劑投料器與吸附劑噴射裝置相連。
17.進一步的，所述的中低溫scr脫硝反應器內設置煙氣均流器，所述的煙氣均流器為耐高溫三維多孔介質金屬平板，孔隙率為60％～90％。
18.進一步的，布袋除塵器的出灰端設置灰倉，所述的灰倉與旁側的灰庫連接。
19.進一步的，所述的供氨單元包括依次布置的氨水運輸車、氨水儲藏罐、氨水蒸發器、稀釋風機；稀釋風機的供風端設置壓縮空氣儲罐，壓縮空氣儲罐的輸出端與煙氣換熱器相接并通至增壓風機。
20.一種高硫焦爐煙道氣干法超凈一體化治理工藝，采用如下步驟：焦爐煙氣與干熄焦煙氣混合后進入mggh煙氣降溫側換熱器，將原煙氣溫度降低至175℃，同時將循環介質水或煙氣加熱；175℃的煙氣進入脫硫塔，增濕的煙氣與噴入的消石灰吸收劑混合，發生物理、化學反應，煙氣中的so2被吸收凈化，經吸收so2并干燥的含粉料煙氣出脫硫塔進入布袋除塵器進行凈化及進一步的脫硫反應，將so2含量降30mg/nm3以下，顆粒物含量降至10mg/nm3以下，脫硫除塵后的煙氣溫度85℃，85℃的煙氣進入mggh煙氣升溫側換熱器，加熱后的循環介質將煙氣升溫至122℃，122℃的煙氣進入煙氣換熱器，100％負荷工況下，將122℃低溫煙氣進行加熱，升高到250℃；再將此煙氣通過高爐煤氣熱風爐進行補燃，加熱至280℃，然后進入中低溫scr脫硝反應器；在280℃的煙氣溫度下，煙氣中nox和經中低溫scr脫硝反應器的噴氨格柵噴入的氨氣進行混合，經過催化劑后發生脫硝反應，完成預定的脫硝過程，將nox含量降至150mg/nm3以下，脫硝后的煙氣再次進入煙氣換熱器，此時的煙氣稱為凈煙氣，經
過煙氣換熱器后將熱量傳遞給剛開始的低溫煙氣，凈煙氣溫度降至大于155℃，通過增壓風機排至煙囪。
21.進一步的，消石灰吸收劑從吸收劑投料器的吸附劑粉倉流入脫硫塔上的吸附劑噴射裝置，均勻噴射進管道之中，與煙氣進行充分混合，產生物理和化學反應，最終去除煙氣中的硫氧化物及酸性物質，反應化學方程式如下所示：
22.ca(oh)2+so2＝caso3·
1/2h2o+1/2h2o
23.ca(oh)2+so3＝caso4·
1/2h2o+1/2h2o
24.ca(oh)2+2hcl—cacl2+2h2o
25.ca(oh)2+2hf—caf2+2h2o；
26.均勻混合后的煙氣與氨氣從中低溫scr脫硝反應器的煙氣均流器均勻流出，經過緩沖，進入催化劑層，在催化劑的催化作用下，氨氣和煙氣中的氮氧化物進行化學反應，生成氮氣和水蒸氣，中低溫scr脫硝化學反應式如下：
27.4no+4nh3+o2→
4n2+6h2o
28.6no+4nh3→
5n2+6h2o
29.6no2+8nh3→
3n2+6h2o
30.2no2+4nh3+o2→
3n2+6h2o。
31.本實用新型的技術效果在于：采用上述方案不僅可以對焦爐煙氣中的細顆粒粉塵、no
x
等進行治理，而且本實用新型裝置實現了焦爐煙道氣熱量的循環利用。同時，該裝置采用先降溫干法脫硫除塵再去除氮氧化物工藝，可以實現中低溫scr催化劑(即本技術的催化劑)安全高效運行，有效避免粉塵對催化劑的磨損，防止煙氣中雜質對中低溫scr催化劑造成中毒，進而影響中低溫scr脫硝效率。同時，保證在負荷調整的情況下，脫硫脫硝系統具有良好的、適宜的調節特性，在焦爐運行的條件下能可靠和穩定地連續運行。綜上，本實用新型裝置運行可靠，可以使煙氣中污染物達到環保標準所要求的排放限值。
附圖說明
32.圖1為本實用新型裝置的結構圖；
33.圖中：左側箭頭a表示煙氣進口，右側指向煙囪的箭頭表示煙氣出口，1
?
mggh煙氣降溫側換熱器，2
?
工藝水單元，3
?
生石灰倉，4
?
干消化器，5
?
中繼倉，6
?
消化干石灰倉，7
?
脫硫塔，8
?
布袋除塵器，9
?
灰倉，10
?
灰庫，11
?
mggh煙氣升溫側換熱器，12
?
氨水運輸車，13
?
氨水儲藏罐，14
?
壓縮空氣儲罐，15
?
氨水蒸發器，16
?
稀釋風機，17
?
(高爐煤氣)熱風爐，18
?
中低溫scr脫硝反應器，19
?
ggh(煙氣換熱器)，20
?
增壓風機(即引風機)，21
?
煙囪。
具體實施方式
34.參照附圖，一種高硫焦爐煙道氣干法超凈一體化治理裝置，包括煙氣進口a處設置的mggh煙氣降溫側換熱器1，煙氣經過mggh煙氣降溫側換熱器1再經過處理由中低溫scr脫硝反應器18出煙。
35.附圖說明中所述的布袋除塵器8包括自下而上設置的除塵器灰斗、除塵器中間箱體和凈氣室，所述的除塵器中間箱體上設置有濾袋和花板。所述的凈氣室設置有脈沖清灰裝置。所述的生石灰倉3和消化干石灰倉6均包括儲存倉和輸送單元，所述的輸送單元布置
于各儲存倉的出口管道內。所述的中低溫scr脫硝反應器18內自上而下設置有催化劑預留層和催化劑層。所述的壓縮空氣儲罐14輸出壓縮空氣作為動力驅動(mggh)系統內各個位置的聲波吹灰器，定時吹灰；并驅動各個位置的氣動閥，控制管路的開關和閥門開度的大小，如供氨單元的開關閥的開關及大小調節，其通過鋼管與(mggh)系統內相應位置連接。
36.本實用新型還提出了一種高硫焦爐煙道氣干法超凈一體化治理工藝，包括如下步驟：
37.焦爐煙氣與干熄焦煙氣混合后進入mggh煙氣降溫側換熱器1，將原煙氣溫度降低至175℃，同時將mggh系統(由布置在布袋除塵器8上位的煙氣余熱回收裝置和布置在脫硫塔7下位的煙氣余熱再熱裝置及其輔助單元組成)循環介質單元(所述介質為水或煙氣，本技術中可以理解為增濕的煙氣)中的循環介質加熱；175℃的煙氣進入循環流化床吸收塔(cfb)即脫硫塔7，增濕的煙氣與噴入的消石灰吸收劑強烈混合，發生物理、化學反應，煙氣中的so2被吸收凈化。經吸收so2并干燥的含粉料煙氣出吸收塔即脫硫塔7進入布袋除塵器8進行凈化及進一步的脫硫反應，將so2含量降30mg/nm3以下，顆粒物含量降至10mg/nm3以下。脫硫除塵后的煙氣溫度約85℃，85℃的煙氣進入mggh煙氣升溫側換熱器11，mggh系統中的加熱后的循環介質將煙氣升溫至122℃。122℃的煙氣進入(回轉式)ggh19，100％負荷工況下，將122℃低溫煙氣進行加熱，升高到250℃；再將此煙氣通過高爐煤氣熱風爐17進行補燃，加熱至280℃，然后進入中低溫scr脫硝反應器18。
38.在280℃的煙氣溫度下，煙氣中nox和經中低溫scr脫硝反應器(18)的噴氨格柵噴入的氨氣進行混合，經過催化劑后發生脫硝反應，完成預定的脫硝過程，將nox含量降至150mg/nm3以下。脫硝后的煙氣再次進入(回轉式)ggh19，此時的煙氣稱為凈煙氣。進入(回轉式)ggh19的凈煙氣的溫度還維持在280℃左右，經過(回轉式)ggh19后將熱量傳遞給剛開始的低溫煙氣，凈煙氣溫度降至大于155℃。通過引風機即增壓風機20排至煙囪21。
39.所述的消石灰吸收劑即ca(oh)2粉。煙氣從煙氣進口a進入mggh煙氣降溫側換熱器1，將煙氣進行降溫至175℃，同時將mggh系統中的循環介質加熱。這樣，經過降溫的煙氣從mggh煙氣降溫側換熱器1流出，進入脫硫塔7后再進入布袋除塵器8進氣管道。由于煙氣中含有其他的氧化物，為了防止煙氣進入布袋除塵器8內部結露造成糊袋現象，同時避免hf及hcl對濾袋產生腐蝕，采取全干法除硫除酸吸附方法，并在消化干石灰倉6上加裝吸收劑投料器。消石灰吸收劑(也稱為吸附劑)從吸收劑投料器的吸附劑粉倉流入脫硫塔7上的吸附劑噴射裝置，均勻噴射進管道之中，與煙氣進行充分混合，產生物理和化學反應，最終去除煙氣中的硫氧化物及酸性物質等。主要反應化學方程式如下所示：
40.ca(oh)2+so2＝caso3·
1/2h2o+1/2h2o
41.ca(oh)2+so3＝caso4·
1/2h2o+1/2h2o
42.ca(oh)2+2hcl—cacl2+2h2o
43.ca(oh)2+2hf—caf2+2h2o
44.經過冷卻除硫除酸之后的煙氣通過布袋除塵器8進口進入布袋除塵器8內進行除塵，有效防止煙氣中的顆粒物對催化劑層產生堵塞。除塵器灰斗進氣口前設置除塵器進氣調節閥，可以通過調節除塵器進氣調節閥來使進入袋室內的煙氣量。(布袋除塵器)灰斗進氣口設有導流板，導流板對煙氣中的大顆粒進行慣性預分離。同時，導流板對進入袋室內的氣流具有均布的作用，使氣流在除塵器中箱體內截面分布均勻。煙氣沿著濾袋間隙逐漸上
升，并通過濾袋過濾掉粉塵，最后經過過濾的煙氣從花板的小孔排出進入凈氣室。凈氣室為高凈氣室，其高度為2.5m～3.5m，并設有人孔，當需要檢修或更換濾袋時，可以直接在凈氣室內進行檢修或者更換。同時，高凈氣室的布置方式，可以有效避免傳統低凈氣室(帶檢修門)密封不嚴、漏水等問題。濾袋布置有脈沖清灰裝置，當濾袋表面粉塵累積到一定程度，其可通過噴吹壓縮空氣或者氮氣在線對濾袋進行清灰。
45.脫硫除塵后的煙氣溫度約85℃，85℃的煙氣進入mggh煙氣升溫側換熱器11，mggh系統中的加熱后的循環介質將煙氣升溫至122℃。122℃的煙氣進入(回轉式)ggh19，100％負荷工況下，將122℃低溫煙氣進行加熱，升高到250℃；再將此煙氣通過(高爐煤氣)熱風爐17進行補燃，加熱至280℃，然后進入中低溫脫硝scr反應器18。
46.均勻混合后的煙氣經過中低溫scr脫硝反應器18進氣口直角轉彎處的導流板，對煙氣進行均勻分流，使進入中低溫scr脫硝反應器18截面的氣流均勻分布。導流板為多塊成等差數列分布的圓弧板組成。
47.經過均勻分流的煙氣通過中低溫scr脫硝反應器18內部的煙氣均流器，使煙氣進行再一次均流，并使氨氣與煙氣進行再一次充分混合。煙氣均流器為耐高溫三維多孔介質金屬平板，孔隙率為60％～90％。
48.中低溫scr脫硝反應器18內部設有2層催化劑層及一層催化劑預留層，均勻混合后的煙氣與氨氣從中低溫scr脫硝反應器(18)的煙氣均流器均勻流出，經過一段距離緩沖，進入催化劑層。在催化劑的催化作用下，氨氣和煙氣中的氮氧化物進行化學反應，生成氮氣和水蒸氣。中低溫scr(選擇性還原)脫硝主要化學反應式如下：
49.4no+4nh3+o2→
4n2+6h2o
50.6no+4nh3→
5n2+6h2o
51.6no2+8nh3→
3n2+6h2o
52.2no2+4nh3+o2→
3n2+6h2o
53.該方法在nh3泄漏量小于10ppm時，脫硝效率大于90％；so2/so3＜0.5％。
54.脫硝催化劑可以采用專利號zl201210167211.5(一種scr煙氣脫硝催化劑及其原料鈦鎢的制備方法)或專利號zl201110149575.6(一種表面沉積型蜂窩狀煙氣脫硝催化劑及其制備方法)或專利號zl 200910145015.6(一種低溫選擇性催化還原脫硝催化劑及其制備方法)中的催化劑。
55.當催化劑達到或接近活性壽命周期時，可以在催化劑預留層上安裝新的催化劑，來保證脫硝效率。
56.最后，經過除塵脫硝后的凈煙氣，在增壓風機20的作用下，通過中低溫scr脫硝反應器18底部的出氣口返回煙囪21排放。
57.由于氣流均布對除塵和脫硝有著至關重要的作用，同時中低溫scr脫硝反應器18中噴氨均勻性及氨氣/煙氣混合進行性決定了中低溫脫硝效果。本裝置采用計算流體力學(cfd)方法對其進行數值模擬優化設計。數值模擬優化方法可采用專利—袋式除塵器氣流組織多參數優化方法(公開號cn105912745a)中的數值模擬優化設計方法。