实用新型涉及一种工业废气治理领域，尤其涉及一种热能综合利用的烟气rto和scr脱硝协同治理系统，属于烟气环保治理领域。
背景技术：
蓄热式热力氧化炉(rto)将废气预热到760℃以上，使废气中的vocs被氧化分解成co2和h2o。但是，对于含有氮元素的有机废气，通过rto的高温燃烧会产生大量的氮氧化物。这是目前rto技术的一个不足之处。
另一方面，选择性催化还原法(scr)脱硝工艺是利用催化剂，在一定温度下(320～400℃)，使烟气中的nox与来自还原剂供应系统的氨气混合后发生选择性催化还原反应，生成氮气和水，从而减少nox的排放量，减轻烟气对环境的污染。
scr要求的温度较高，在锅炉排烟烟气除尘-脱硝-脱硫净化过程中，通常采用先脱硝后除尘脱硫的工艺路线，目的就是确保scr所需的高温工艺条件。但是，对于其他常温或温度较低的工业废气scr脱硝工艺，就需要额外的加热烟气的设备(如，热风炉)以满足scr的工艺要求。巧合的是，rto工艺中涉及的燃烧室内有机废气燃烧后的温度达760℃以上，一方面可做rto自身入口废气的预热，另一方面也可做scr烟气的加热热源。因此将rto与scr有机结合，可以高效利用高温废气的热能，降低设备运行费用，达到节能减排的环保要求。
因此，联合上述rto技术和scr技术，共同治理含有氮元素的vocs有机废气是一个具有前景的技术路线。但是，该技术路线需要重点考虑两个不同系统间烟气的温度问题。rto工艺出来的烟气经过蓄热换热后温度降到100℃左右，而scr脱硝需要的工艺温度在320～400℃。因此，如何解决这个温度差，是目前该技术路线研究的重点。
在现有技术中，rto与scr组合工艺存在运行不稳定，技术手段繁琐，脱硝效率不高，设备投资成本大等问题。专利cn201480000858公开了一种处理含有co、vocs或一氧化二氮结合的氮氧化物废气的方法和装置。该专利在两组蓄热体之间加装scr反应器，通过双通阀控制烟气流动方向，直接从蓄热体内换热后的烟气进入scr系统。达到同时脱除废气中vocs和nox的目的。但是该方法很难保证scr反应所需的温度范围，造成后续脱硝效率的降低。
专利cn201621197033公开了一种蓄热式选择性还原脱硝设备。该实用新型设计的设备连通所有蓄热槽组以及scr反应器，连接管路设置至少三个转换阀。通过转换阀的切换，巧妙实现rto和scr反应器的联合。但是该实用新型依然没有彻底解决rto和scr系统间温度不匹配的问题。
技术实现要素：
本实用新型提供一种热能综合利用的烟气rto和scr脱硝协同治理装置，可以联合脱除烟气中的vocs和nox等有害气体组分，rto燃烧室引出高温烟气与低温未净化烟气混合后依次送入所述rto装置和所述scr反应器除vocs和nox等有害气体组分，去除有害组分的“干净”烟气进一步回收热量后排空。
一种热能综合利用的烟气rto和scr脱硝协同治理装置，包括rto装置和scr反应器，所述rto装置包括燃烧室和至少两个蓄热换热室，还包括烟气换热器、静态混合器和电磁控制阀；
燃烧室的高温烟气出口分两路，一路由其中一个蓄热换热室蓄热换热后经所述电磁控制阀进入所述scr反应器，scr反应器净化后的烟气经烟道接入所述烟气换热器，经所述烟气换热器换热后排出；
待处理烟气经烟道接入所述烟气换热器，经所述烟气换热器换热后的待处理烟气再经烟道接入所述静态混合器；
高温烟气出口的另一路经旁路调节阀进入所述静态混合器，所述静态混合器的混合烟气出口经出口管道和所述电磁控制阀接入另一个蓄热换热室，经蓄热换热后进入所述燃烧室焚烧。
rto装置燃烧室内高温烟气分两路排出rto。其中，一路烟气进入rto蓄热换热区后进入所述scr反应器，然后，经过脱硝的烟气与未处理的含有vocs和氮氧化物的常温烟气在所述换热器处换热；另一路烟气经旁路调节阀与上述换热升温后的未处理烟气在所述静态混合器处混合后进入rto装置，经过蓄热换热区后在燃烧室内燃烧反应。
所述连接管道需要作保温处理。
优选地，所述rto装置为两室rto装置，包括燃烧室和两个蓄热换热室；所述电磁控制阀为四通阀。
优选地，所述rto装置为三室rto装置，包括燃烧室和三个蓄热换热室。
进一步优选地，所述三个蓄热换热室分别为第一蓄热换热室、第二蓄热换热室和第三蓄热换热室，所述燃烧室的高温烟气出口的一路进入第一蓄热换热室，所述静态混合器的混合烟气出口经出口管道和电磁控制阀接入第二蓄热换热室；所述scr反应器的净化烟气出口分两路，一路进入所述烟气换热器、另一路进入所述第三蓄热换热室，对第三蓄热换热室进行吹扫后进入燃烧室燃烧。
更进一步优选地，所述电磁控制阀为六通阀。
更进一步优选地，所述第一蓄热换热室、第二蓄热换热室和第三蓄热换热室通过六通阀切换，确保其中一个蓄热换热室处于吹扫状态。
rto装置包括燃烧室和蓄热换热区两部分，rto装置包括但不限于两室rto和三室rto装置。其通过所述电磁控制阀实现两室或三室rto装置不同蓄热换热区的切换使用。
电磁控制阀门采用按压结构设置，包括但不限于“上下双层”或“上中下三层”内部管路结构。通过不同层间管路结构的切换，实现所述两室rto或三室rto蓄热换热区的切换。
作为优选，所述两室rto的两个陶瓷蓄热区内烟气流动方向的切换通过电磁控制阀加以实现。
进一步地，作为优选，所述电磁控制阀内部包含两种独立的管路，且该两种独立管路分布在控制阀的上层和下层。通过控制阀的“按压”分别使用上层管路和下层管路。
作为优选，所述三室rto的三个陶瓷蓄热区内烟气流动方向的切换通过电磁控制阀加以实现。
进一步地，作为优选，所述电磁控制阀内部包含三种独立的管路，且该三种独立管路分布在控制阀的上、中、下层。通过控制阀的“按压”分别使用上层管路、中层管路和下层管路。
作为优选，所述rto燃烧室引出管道安装风机并作保温处理。作为优选，所述烟气静态混合器做防腐和保温处理。
作为优选，所述烟气换热器做防腐和保温处理。
scr脱硝效率不低于90％，同时保证rto运行正常且vocs的去除效率不低于97％。
本实用新型和现有技术相比，具有以下优势：
(1)本工艺充分利用rto技术和scr技术的特点，rto的“供”和scr的“需”合理匹配，减少设备投资，提高能效利用。
(2)本实用新型涉及的两室rto和三室rto通过电磁控制阀使得烟气切换简单方便。
(3)本工艺所述scr脱硝效率不低于90％，同时保证rto运行正常且vocs的去除效率不低于97％。
(4)从rto燃烧室直接引出高温气体，可提高rto的处理能力。
(5)本工艺简单易行，操作方便，控制工艺简单。
附图说明
图1是本实用新型采用两室rto的一种实施方式示意图。
图2是实用新型采用两室rto的另一种实施方式示意图。
图3是实用新型采用三室rto的第一种实施方式示意图。
图4是实用新型采用三室rto的第二种实施方式示意图。
图5是实用新型采用三室rto的第三种实施方式示意图。
图中所示附图标记如下：
1-烟气换热器2-静态混合器3-旁路调节阀
4-rto装置5-scr反应器6-电磁控制阀
41-燃烧室42-第一蓄热换热室43-第二蓄热换热室
44-第三蓄热换热室
6a\6b\6c\6d\6e\6f-电磁控制阀的6个管路接口
具体实施方式
如图1和图2所示，一种rto装置和scr反应器协同处理装置，包括烟气换热器1、静态混合器2、rto装置5、scr反应器5和电磁控制阀6。
rto装置采用两室rto，包括燃烧室41和两个蓄热换热室(第一蓄热换热室42和第二蓄热换热室43)，燃烧室41内高温烟气分两路排出rto。其中，一路烟气进入其中一个蓄热换热室后经电磁控制阀6进入scr反应器5，然后，经过脱硝的烟气与未处理的含有vocs和氮氧化物的常温烟气在烟气换热器1处换热；另一路烟气经旁路调节阀3与上述换热升温后的未处理烟气在静态混合器2处混合后经过电磁控制阀6进入rto装置，经过另一个蓄热换热室后在燃烧室内燃烧反应。
实施方式一：
如图1所示，两室rto燃烧室内高温烟气一路经第二蓄热换热室43换热，经换热后通过电磁控制阀6(此时：6a与6b相连，6c与6d相连)进入scr反应器5，经过脱硝处理的烟气从scr反应器5内排出，随即在烟气换热器1处与未处理的常温烟气做换热处理。
换热后的净化烟气余热充分利用，经配套管路风机排放。
另一方面，rto燃烧室内直接通过旁路调节阀3引出高温烟气，该高温烟气与换热升温后的待处理烟气在烟气静态混合器处混合换热升温后通过电磁控制阀，此时：6a与6b相连，6c与6d相连)进入rto的第一蓄热换热室42，然后进入rto燃烧室燃烧。
实施方式二：
如图2所示，所述两室rto燃烧室内高温烟气一路经rto第一蓄热换热室经换热后通过控制阀(此时：6a与6d相连，6b与6c相连)进入scr反应器，经过脱硝处理的烟气从scr反应器内排出，随即在烟气换热器处与未处理的常温烟气做换热处理。
换热后的净化烟气余热充分利用，经配套管路风机排放。
另一方面，rto燃烧室内直接通过旁路调节阀引出高温烟气，该高温烟气与换热升温后的待处理烟气在烟气静态混合器处混合换热升温后通过控制阀此时：6a与6d相连，6b与6c相连)进入rto的第二蓄热换热室后进入rto燃烧室燃烧。
如图3～图5所示，一种rto装置和scr反应器协同处理装置，包括烟气换热器1、静态混合器2、rto装置5、scr反应器5和电磁控制阀6。
rto装置采用三室rto，包括燃烧室41和三个蓄热换热室(第一蓄热换热室42、第二蓄热换热室43和第三蓄热换热室44)，第一蓄热换热室42位于左侧，第二蓄热换热室43位于右侧，第三蓄热换热室44位于中间。
燃烧室41内高温烟气分两路排出rto。其中，一路烟气进入其中一个蓄热换热室后经电磁控制阀6进入scr反应器5，然后，经过脱硝的烟气分两路，一路与未处理的含有vocs和氮氧化物的常温烟气在烟气换热器1处换热、另一路经电磁阀6回到另一个蓄热换热室，并对该蓄热换热室进行吹扫后进入燃烧室燃烧；另一路烟气经旁路调节阀3与上述换热升温后的未处理烟气在静态混合器2处混合后经过电磁控制阀6进入rto装置，经过最后一个蓄热换热室后在燃烧室内燃烧反应。
实施方式三：
如图3所示，三室rto燃烧室内高温烟气一路经rto蓄热中区换热经换热后通过控制阀(此时：6a与6b相连，6c与6d相连，6e与6f相连)进入scr反应器，经过脱硝处理的烟气从scr反应器内排出，排出的净化烟气分两路。其中：一路从三室rto的第二蓄热换热室43进入并对其吹扫后进入rto燃烧室；另一路烟气在烟气换热器1处与未处理的常温烟气做换热处理。
换热后的净化烟气余热充分利用，经配套管路风机排放。
另一方面，rto燃烧室内直接通过旁路调节阀3引出高温烟气，该高温烟气与换热升温后的待处理烟气在烟气静态混合器处混合换热升温后通过控制阀(此时：6a与6b相连，6c与6d相连，6e与6f相连)进入rto的第一蓄热换热室42换热后进入rto燃烧室燃烧。
实施方式四：
如图4所示，三室rto燃烧室内高温烟气一路经rto的第二蓄热换热室43换热后通过控制阀(此时：6a与6f相连，6b与6c相连，6d与6e相连)进入scr反应器5，经过脱硝处理的烟气从scr反应器内排出，排出的净化烟气分两路。其中：一路从三室rto的第一蓄热换热室42进入并对其吹扫后进入rto燃烧室；另一路烟气在烟气换热器1处与未处理的常温烟气做换热处理。
换热后的净化烟气余热充分利用，经配套管路风机排放。
另一方面，rto燃烧室内直接通过旁路调节阀引出高温烟气，该高温烟气与换热升温后的待处理烟气在烟气静态混合器处混合换热升温后通过控制阀(此时：6a与6f相连，6b与6c相连，6d与6e相连)进入rto的第三蓄热换热室换热后进入rto燃烧室燃烧。
实施方式五：
如图5所示，三室rto燃烧室内高温烟气一路经rto的第一蓄热换热室42换热后通过控制阀(此时：6a与6d相连，6b与6e相连，6c与6f相连)进入scr反应器，经过脱硝处理的烟气从scr反应器内排出，排出的净化烟气分两路。其中：一路从三室rto的第三蓄热换热室44进入并对其吹扫后进入rto燃烧室；另一路烟气在换热器处与未处理的常温烟气做换热处理。
换热后的净化烟气余热充分利用，经配套管路风机排放。
另一方面，rto燃烧室内直接通过旁路调节阀引出高温烟气，该高温烟气与换热升温后的待处理烟气在烟气静态混合器处混合换热升温后通过控制阀(此时：6a与6d相连，6b与6e相连，6c与6f)进入rto的第二蓄热换热室43换热后进入rto燃烧室燃烧。
总的来说，本实用新型scr脱硝效率不低于90％，同时保证rto运行正常且vocs的去除效率不低于97％。且工艺安全可控，热量利用效率高。
本实用新型提供了一种解决rto与scr系统间烟气温度不匹配的问题，具体表现为提供一种烟气余热利用的换热方法及思路。具体实施该方法的途径有很多，以上所述仅为本实用新型的优选。本实用新型未明确提到的部分(如，三室rto间蓄热室间的切换方式，也可通过三层的电磁控制阀加以实现)均可采用本实用新型提及的技术实现。
1.一种热能综合利用的烟气rto和scr脱硝协同治理装置，包括rto装置和scr反应器，所述rto装置包括燃烧室和至少两个蓄热换热室，其特征在于，还包括烟气换热器、静态混合器和电磁控制阀；
燃烧室的高温烟气出口分两路，一路由其中一个蓄热换热室蓄热换热后经所述电磁控制阀进入所述scr反应器，scr反应器净化后的烟气经烟道接入所述烟气换热器，经所述烟气换热器换热后排出；
待处理烟气经烟道接入所述烟气换热器，经所述烟气换热器换热后的待处理烟气再经烟道接入所述静态混合器；
高温烟气出口的另一路经旁路调节阀进入所述静态混合器，所述静态混合器的混合烟气出口经出口管道和所述电磁控制阀接入另一个蓄热换热室，经蓄热换热后进入所述燃烧室焚烧。
2.根据权利要求1所述热能综合利用的烟气rto和scr脱硝协同治理装置，其特征在于，所述rto装置为两室rto装置，包括燃烧室和两个蓄热换热室；所述电磁控制阀为四通阀。
3.根据权利要求1所述热能综合利用的烟气rto和scr脱硝协同治理装置，其特征在于，所述rto装置为三室rto装置，包括燃烧室和三个蓄热换热室。
4.根据权利要求3所述热能综合利用的烟气rto和scr脱硝协同治理装置，其特征在于，所述三个蓄热换热室分别为第一蓄热换热室、第二蓄热换热室和第三蓄热换热室，所述燃烧室的高温烟气出口的一路进入第一蓄热换热室，所述静态混合器的混合烟气出口经出口管道和电磁控制阀接入第二蓄热换热室；所述scr反应器的净化烟气出口分两路，一路进入所述烟气换热器、另一路进入所述第三蓄热换热室，对第三蓄热换热室进行吹扫后进入燃烧室燃烧。
5.根据权利要求4所述热能综合利用的烟气rto和scr脱硝协同治理装置，其特征在于，所述电磁控制阀为六通阀。
6.根据权利要求5所述热能综合利用的烟气rto和scr脱硝协同治理装置，其特征在于，所述第一蓄热换热室、第二蓄热换热室和第三蓄热换热室通过六通阀切换，确保其中一个蓄热换热室处于吹扫状态。
技术总结