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)來自退火和酸洗作業(yè)線的廢氣中的有害物的方法，其中來自酸洗工段的廢氣被加熱并通過選擇催化還原(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，其包括至少一個退火爐和至少一個酸洗工段，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)長的時間。在這種方法中，利用催化劑的幫助，氮氧化物被轉(zhuǎn)變成氮氣和水。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)來自酸洗作業(yè)線的廢氣以大約40℃的溫度排放時，將這些廢氣加熱到SCR所要求的溫度需要很高的花費。
與酸洗工段分開的金屬處理作業(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，使得如果確實滿足額定值則需要附加的花費。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種在開始時所提到的這類方法，它將以最低的可能花費確保滿足廢氣中的NOX值。另一個目的是發(fā)明一種用于實現(xiàn)這個目的而構(gòu)造的退火和酸洗作業(yè)線。
根據(jù)本發(fā)明，通過在選擇催化還原之前將來自退火爐的廢氣的熱提供給酸洗工段的廢氣來解決該第一個任務(wù)。這意味著退火爐廢氣中的熱含量未被浪費，而是為了SCR處理，代替外部能量輸入被用于加熱來自酸洗作業(yè)線的廢氣，，這樣大大減少了總的能量需求。
根據(jù)本發(fā)明第一個優(yōu)選實施例，可以預(yù)見，將酸洗工段的廢氣與來自退火爐廢氣匯合在一起并且對它們共同進行選擇催化還原從處理。通過這種措施，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，爐子可以單獨運行，因為其廢氣的NOX含量的輕微過量能夠通過該SCR處理予以緩解。
有利的是，來自酸洗工段的廢氣在其與來自退火爐的廢氣匯合之前，由來自該酸洗工段和退火爐的在先匯合的廢氣流供熱。由于來自退火爐的廢氣的量比來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)選實施例中，特別設(shè)置為，在來自酸洗工段的廢氣與來自退火爐的廢氣匯合之前，將該來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)明的另一個實施例，提出，對于酸洗工段供給來自外部熱源的附加的熱，這將對于排放不夠熱的廢氣或過低量廢氣的任何退火爐的操作狀況進行補償。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。
為了實現(xiàn)這個任務(wù)，在開始時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含量的輕微過量，因此，根據(jù)生產(chǎn)需要單獨運行該退火爐。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，因為SCR技術(shù)所必需的對來自酸洗工段廢氣的加熱可以利用退火爐廢氣實現(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，被進一步輸送給SCR處理的廢氣沒有被冷卻到SCR設(shè)備操作溫度以下。
為了能夠補償由于功能失效、有計劃的停頓(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)明的另一個優(yōu)選實施例，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)計成逆流式熱交換器。


下面的描述用來根據(jù)附圖更加詳細地說明本發(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是對來自圖1酸洗工段的廢氣進行常規(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)明對來自圖3所示的作業(yè)線的廢氣進行SCR處理的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
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。來自退火工段1的退火爐的廢氣通過排放口4排放而不進行處理，特別是如果現(xiàn)在很常見的退火爐具有低NOX燃燒器的話。來自預(yù)酸洗工段2和混合酸洗工段3的廢氣也通過獨立的排放口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。來自排放口6的混合酸洗工段3廢氣通常通過熱交換器，優(yōu)選通過逆流式熱交換器，以預(yù)熱來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℃。被處理過的廢氣然后經(jīng)過熱交換器7，以便在其中預(yù)熱來自酸洗工段3的廢氣。最后，廢氣通過煙囪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自酸洗工段3的廢氣提供單獨的處理，而是正如通過連接管線11所示與來自退火爐1的廢氣匯合，并且接著被一起處理。通過將來自酸洗工段具有高NOX含量的3,000到20,000Nm3/h的廢氣與來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的廢氣再一次通過熱交換器7以便將它們加熱來實現(xiàn)。該廢氣在離開熱交換器7時被加熱到大約140℃和280℃之間，然后與來自退火工段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入SCR反應(yīng)器9時，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自酸洗工段3的廢氣，并通過將來自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，因為具有高溫的混合廢氣的數(shù)量遠遠超過酸洗廢氣的數(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，用來代替或者額外補充退火爐1的廢氣的供給。
權(quán)利要求
1.一種用于除去來自退火和酸洗作業(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自外部熱源的熱。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項所述的方法，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，包括至少一個退火爐和至少一個酸洗工段，以及一個用于選擇催化還原的設(shè)備，該設(shè)備連接于至少一個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B01D53/56GK101058056SQ20071008471
公開日2007年10月24日 申請日期2007年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者費迪南德·賴特爾, 彼得·萬·伊爾斯特, 羅德尼·維卡特 申請人:安德里特斯公開股份有限公司