專利名稱：退火和酸洗作業(yè)線以及用于除去其廢氣中的有害物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于除去(denoxification)來(lái)自退火和酸洗作業(yè)線的廢氣中的有害物的方法，其中來(lái)自酸洗工段的廢氣被加熱并通過(guò)選擇催化還原(SCR)除去其中的有害物，并且涉及退火和酸洗作業(yè)線，特別是用于不銹鋼熱軋或冷軋帶材的退火和酸洗作業(yè)線，其包括至少一個(gè)退火爐和至少一個(gè)酸洗工段，以及用于選擇催化還原的設(shè)備，用于選擇催化還原的該設(shè)備連接于至少一個(gè)酸洗工段的廢氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
常規(guī)的燃燒設(shè)備(combustion plant)利用選擇催化還原法除去煙氣已經(jīng)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。在這種方法中，利用催化劑的幫助，氮氧化物被轉(zhuǎn)變成氮?dú)夂退?。這種方法在金屬的化學(xué)處理中，特別是在酸洗處理中，也用于處理含有NOX的廢氣。
SCR的催化劑通常需要操作溫度在250℃和300℃之間以產(chǎn)生足夠的活性。最低操作溫度將在200℃左右，限制因素是形成硝酸銨。當(dāng)來(lái)自酸洗作業(yè)線的廢氣以大約40℃的溫度排放時(shí)，將這些廢氣加熱到SCR所要求的溫度需要很高的花費(fèi)。
與酸洗工段分開(kāi)的金屬處理作業(yè)線通常具有配置了低NOX燃燒器的退火爐。對(duì)于退火爐的廢氣，額定NOX的含量為200到240mg/Nm3很難滿足某些操作模式，使得如果確實(shí)滿足額定值則需要附加的花費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種在開(kāi)始時(shí)所提到的這類方法，它將以最低的可能花費(fèi)確保滿足廢氣中的NOX值。另一個(gè)目的是發(fā)明一種用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的而構(gòu)造的退火和酸洗作業(yè)線。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在選擇催化還原之前將來(lái)自退火爐的廢氣的熱提供給酸洗工段的廢氣來(lái)解決該第一個(gè)任務(wù)。這意味著退火爐廢氣中的熱含量未被浪費(fèi)，而是為了SCR處理，代替外部能量輸入被用于加熱來(lái)自酸洗作業(yè)線的廢氣，，這樣大大減少了總的能量需求。
根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，可以預(yù)見(jiàn)，將酸洗工段的廢氣與來(lái)自退火爐廢氣匯合在一起并且對(duì)它們共同進(jìn)行選擇催化還原從處理。通過(guò)這種措施，在SCR處理之前NOX的濃度已經(jīng)大大減少，這積極地影響催化能力。另一方面，根據(jù)生產(chǎn)需要，爐子可以單獨(dú)運(yùn)行，因?yàn)槠鋸U氣的NOX含量的輕微過(guò)量能夠通過(guò)該SCR處理予以緩解。
有利的是，來(lái)自酸洗工段的廢氣在其與來(lái)自退火爐的廢氣匯合之前，由來(lái)自該酸洗工段和退火爐的在先匯合的廢氣流供熱。由于來(lái)自退火爐的廢氣的量比來(lái)自酸洗工段的廢氣的量大得多，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的熱傳遞，因此能夠?qū)崿F(xiàn)總的效率的增加。
在具體的優(yōu)選實(shí)施例中，特別設(shè)置為，在來(lái)自酸洗工段的廢氣與來(lái)自退火爐的廢氣匯合之前，將該來(lái)自酸洗工段的廢氣由在先匯合并經(jīng)SCR處理的廢氣流供熱。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提出，對(duì)于酸洗工段供給來(lái)自外部熱源的附加的熱，這將對(duì)于排放不夠熱的廢氣或過(guò)低量廢氣的任何退火爐的操作狀況進(jìn)行補(bǔ)償。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法可以用于含鐵材料和不銹鋼熱軋帶材。
優(yōu)選，酸洗工段中的廢氣被加熱到140℃和280℃之間。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，匯合的廢氣在選擇催化還原之前被加熱到200℃和360℃之間。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)任務(wù)，在開(kāi)始時(shí)提到的所述退火和酸洗作業(yè)線根據(jù)本發(fā)明的特征在于，在選擇催化還原之前匯合該退火爐的廢氣系統(tǒng)和該至少一個(gè)酸洗工段的廢氣系統(tǒng)。這能夠緩解被SCR處理的退火爐廢氣的NOX含量的輕微過(guò)量，因此，根據(jù)生產(chǎn)需要單獨(dú)運(yùn)行該退火爐。用于SCR處理的預(yù)定廢氣的NOX的濃度即便在處理之前也大大減少，這積極地影響催化的能力。
為了利用特別是包含在該退火爐廢氣中的熱量，在匯合該退火爐的廢氣系統(tǒng)和該至少一個(gè)酸洗工段的廢氣系統(tǒng)之前并在選擇催化還原設(shè)備之前，適宜使用熱交換器，優(yōu)選地，使用同流換熱器。
根據(jù)該設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例，如果用于低溫工質(zhì)的熱交換器的連接與該至少一個(gè)酸洗工段的廢氣系統(tǒng)連接在一起，能夠避免外部能源的供給，因?yàn)镾CR技術(shù)所必需的對(duì)來(lái)自酸洗工段廢氣的加熱可以利用退火爐廢氣實(shí)現(xiàn)。
如果用于高溫工質(zhì)的熱交換器的連接被連接于該退火爐和該至少一個(gè)酸洗工段的廢氣系統(tǒng)的匯合，由于大量的具有高溫的廢氣和少量具有低溫的廢氣之間的相關(guān)比例，使得能夠?qū)崿F(xiàn)特別好的熱傳遞。在這種情況下，被進(jìn)一步輸送給SCR處理的廢氣沒(méi)有被冷卻到SCR設(shè)備操作溫度以下。
為了能夠補(bǔ)償由于功能失效、有計(jì)劃的停頓(例如，在不銹鋼熱軋帶材的情況下)以及退火爐的廢氣的量太少引起的任何突然的溫度下降，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在熱交換器的低溫工質(zhì)的出口和選擇催化還原設(shè)備之間安裝燃燒器，優(yōu)選，安裝低NOX燃燒器。
該熱交換器可以被適宜地設(shè)計(jì)成逆流式熱交換器。


下面的描述用來(lái)根據(jù)附圖更加詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，其中圖1示出常規(guī)的退火和酸洗作業(yè)線的示意圖。
圖2是對(duì)來(lái)自圖1酸洗工段的廢氣進(jìn)行常規(guī)的SCR處理的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的退火和酸洗作業(yè)線的示意圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明對(duì)來(lái)自圖3所示的作業(yè)線的廢氣進(jìn)行SCR處理的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖1中示意地示出的作業(yè)線包括退火工段1和酸洗作業(yè)線，該酸洗作業(yè)線由預(yù)酸洗工段2和混合酸洗工段3組成。在不銹鋼熱軋帶材處理的情況下該退火工段1可以免去，或者至少可以使得它很小。來(lái)自退火工段1的退火爐的廢氣通過(guò)排放口4排放而不進(jìn)行處理，特別是如果現(xiàn)在很常見(jiàn)的退火爐具有低NOX燃燒器的話。來(lái)自預(yù)酸洗工段2和混合酸洗工段3的廢氣也通過(guò)獨(dú)立的排放口5、6排放。
通常，混合酸洗工段3的排放口6如圖2所示連接于SCR設(shè)備。來(lái)自排放口6的混合酸洗工段3廢氣通常通過(guò)熱交換器，優(yōu)選通過(guò)逆流式熱交換器，以預(yù)熱來(lái)自該酸洗工段通常大約40℃的廢氣。燃燒器8設(shè)置在熱交換器7之后，優(yōu)選為低NOX燃燒器，其將來(lái)自該酸洗工段的3,000到20,000Nm3/h的廢氣量加熱到用于SCR反應(yīng)器9的操作溫度，通常加熱到至少200℃，但是優(yōu)選加熱到250℃到300℃。被處理過(guò)的廢氣然后經(jīng)過(guò)熱交換器7，以便在其中預(yù)熱來(lái)自酸洗工段3的廢氣。最后，廢氣通過(guò)煙囪10被排放到大氣中。
相反，根據(jù)本發(fā)明新的解決方案不為來(lái)自酸洗工段3的廢氣提供單獨(dú)的處理，而是正如通過(guò)連接管線11所示與來(lái)自退火爐1的廢氣匯合，并且接著被一起處理。通過(guò)將來(lái)自酸洗工段具有高NOX含量的3,000到20,000Nm3/h的廢氣與來(lái)自退火爐具有低得多的氮氧化物含量的10,000到80,000Nm3/h的廢氣匯合，即便在SCR處理之前，NOX的濃度也大大降低。
有利的是，這通過(guò)引導(dǎo)在排放口6之后的混合的酸洗工段3的廢氣再一次通過(guò)熱交換器7以便將它們加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)。該廢氣在離開(kāi)熱交換器7時(shí)被加熱到大約140℃和280℃之間，然后與來(lái)自退火工段1的退火爐的具有在250℃和400℃的溫度范圍的廢氣匯合，使得在廢氣混合物進(jìn)入SCR反應(yīng)器9時(shí)，根據(jù)該相關(guān)的廢氣的量和它們的溫度，具有200℃到360℃范圍的溫度。因此，該SCR反應(yīng)能夠在最佳溫度和最佳效率下發(fā)生。SCR處理后溫度仍然很高的廢氣，然后，將它們熱量傳遞給來(lái)自酸洗工段3的廢氣，并通過(guò)將來(lái)自SCR處理的這些廢氣經(jīng)由熱換器7以預(yù)熱這些廢氣，隨即將它們排放到大氣中。這樣做具有特別好的效果，因?yàn)榫哂懈邷氐幕旌蠌U氣的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)酸洗廢氣的數(shù)量，這意味著該廢氣的能量被最佳利用。最后，通過(guò)煙囪10排放到大氣中的廢氣是被最佳去毒處理的氣體。
如果退火爐的操作條件導(dǎo)致排放不足夠熱的廢氣或量太少的廢氣，則可以將附加的燃燒器，無(wú)疑優(yōu)選地還是低NOX的燃燒器，設(shè)置在熱交換器7和SCR反應(yīng)器9之間，用來(lái)代替或者額外補(bǔ)充退火爐1的廢氣的供給。
權(quán)利要求
1.一種用于除去來(lái)自退火和酸洗作業(yè)線的廢氣中的有害物的方法，其中酸洗工段的廢氣被加熱，并且通過(guò)選擇催化還原(SCR)而被除去有害物，其特征在于，在該選擇催化還原(9)之前，向該酸洗工段(3)的廢氣供給來(lái)自退火爐(1)的廢氣的熱。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該酸洗工段(3)的廢氣與該退火爐(1)的廢氣匯合，并且一起進(jìn)行該選擇催化還原(9)處理。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于該酸洗工段(3)的廢氣在其與該退火爐(1)的廢氣匯合之前，由來(lái)自該酸洗工段和該退火爐的已經(jīng)匯合的廢氣流供熱。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于該酸洗工段(3)的廢氣在其與該退火爐(1)的廢氣匯合之前，由已經(jīng)匯合并進(jìn)行選擇催化還原(9)處理的廢氣流供熱。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該酸洗工段(3)的廢氣被附加供給來(lái)自外部熱源的熱。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該酸洗工段(3)的廢氣被加熱到140℃至280℃的溫度。
7.如權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該匯合的廢氣在選擇催化還原(9)之前被加熱到200℃至360℃的溫度。
8.一種退火和酸洗作業(yè)線，特別是用于不銹鋼熱軋或冷軋帶材的退火和酸洗作業(yè)線，包括至少一個(gè)退火爐和至少一個(gè)酸洗工段，以及一個(gè)用于選擇催化還原的設(shè)備，該設(shè)備連接于至少一個(gè)酸洗工段的廢氣系統(tǒng)，其特征在于，在用于選擇催化還原(9)的設(shè)備之前，該退火爐(1)的廢氣系統(tǒng)和該至少一個(gè)酸洗工段(3)的廢氣系統(tǒng)匯合。
9.如權(quán)利要求8所述的退火和酸洗作業(yè)線，其特征在于在該退火爐(1)的廢氣系統(tǒng)和該至少一個(gè)酸洗工段(3)的廢氣系統(tǒng)的匯合之前并且在用于選擇催化還原(9)的設(shè)備之前，使用熱交換器(7)，優(yōu)選使用同流式熱交換器。
10.如權(quán)利要求9所述的退火和酸洗作業(yè)線，其特征在于該熱交換器(7)用于低溫工質(zhì)的接頭連接于該至少一個(gè)酸洗工段(3)的廢氣系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求10所述的退火和酸洗作業(yè)線，其特征在于該熱交換器(7)用于高溫工質(zhì)的接頭與該退火爐的廢氣系統(tǒng)和該至少一個(gè)酸洗工段(3)的廢氣系統(tǒng)的匯合相連接。
12.如權(quán)利要求9至11中任何一項(xiàng)所述的退火和酸洗作業(yè)線，其特征在于在該熱交換器(7)的低溫工質(zhì)出口和該用于選擇催化還原(9)的設(shè)備之間安裝燃燒器，優(yōu)選安裝低NOX燃燒器。
13.如權(quán)利要求9至12中任何一項(xiàng)所述的退火和酸洗作業(yè)線，其特征在于該熱交換器(7)構(gòu)造成逆流式熱交換器。
全文摘要
一種用于除去來(lái)自退火和酸洗作業(yè)線的廢氣中的有害物的方法，該酸洗工段的廢氣被加熱，并且通過(guò)選擇催化還原(SCR)除去其中的有害物。為了確保以最低消耗滿足該廢氣中的最低NO
文檔編號(hào)B01D53/56GK101058056SQ20071008471
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者費(fèi)迪南德·賴特爾, 彼得·萬(wàn)·伊爾斯特, 羅德尼·維卡特 申請(qǐng)人:安德里特斯公開(kāi)股份有限公司