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关于焦炉烟道废气脱硫脱硝的调研考察报告之二

北极星大气网  来源:冶金焦化999    2018/6/14 8:42:59  我要投稿  
所属频道: 大气治理  关键词:氮氧化物 脱硫 颗粒物

北极星大气网讯:国家在2012年重新修订了《炼焦化学工业污染物排放标准》,规定自2015年1月1日起,要求机焦炉烟囱废气排放颗粒物排放不高于30mg/m3,二氧化硫不高于50mg/m3,氮氧化物为500mg/m3。对于特别地域范围、时间执行特别排放限值要求,规定机焦炉烟囱废气排放颗粒物排放不高于15mg/m3,二氧化硫不高于30mg/m3,氮氧化物不高于150mg/m3。采取实际调研的方式,再次针对该项目进行了考察。本次外出考察对标的几家单位各具特点,每家单位根据自身实际情况选择性的上的脱硫或者脱硝装置。

一、考察厂家具体情况分析

1、某焦化有限公司(五)

该厂一期焦化为5.5米捣固焦,年产焦炭120万吨,两座焦炉公用一个烟囱,焦炉烟道废气大约为25万立每小时。该公司采取干法脱硫技术将SO2由300mg/m3降低为50mg/m3,低温SCR法将氮氧化物降低为500mg/m3。工艺流程图如下图所示。

(1)脱硫工艺

移动床干法脱硫技术原理是在特定的温度范围内,脱硫剂中的Ca(OH)2粒子和烟气中的SOx进行气固反应,达到脱硫目的。以下为主要反应式:

SO2+Ca(OH)2→CaSO3+H2O

SO3+Ca(OH)2→CaSO4+H2O

如图,脱硫剂料仓中的脱硫剂,由输送机输送至脱硫塔顶部,并通过调节脱硫塔上下两端的旋转控制阀使其在脱硫塔内从上往下缓慢移动。焦炉烟气通过水平管道由脱硫塔的中部进入,穿过脱硫剂,脱硫剂中的有效组分与SO2发生化学反应,实现烟气净化的目的。然后烟气从脱硫塔出口排出。脱硫塔中的脱硫剂从上往下移动,即保持脱硫塔上部的脱硫剂为最新的,经使用一段时间后去往脱硫塔下部。

该装置利用移动床原理,使脱硫剂和烟气流动方向相互垂直,不仅增加了烟气与脱硫剂的接触面积,而且大大增加了二者的接触时间,同时利用向下移动的脱硫剂的作用力,不仅实现了95%以上的脱硫率,也进一步降低了烟气中的飞灰浓度。

图3.2-2移动层式干法脱硫方案示意图

采用该干法脱硫装置,脱硫剂粒子在向下流经移动床过程中,烟气中的SO2会被吸收,同时飞灰会被移动媒体捕捉,设计构造简单。由于不使用水,因此温度不会下降,也不会产生大量灰尘,所以脱硫后可直接进入脱硝装置,不需再进行除尘,简化了流程,也节省了除尘部分的设备投资和后期运行成本。

(2)脱硝工艺

脱硝工艺采用SCR法,具体反应原理为如下:

SCR脱硝原理见图,是利用NH3和催化剂(铁、钒、铬、钴或钼等碱金属)在温度为300~400℃(高温)或180~300℃(低温)时将NOx还原为N2。NH3具有选择性,只与NOx发生反应,基本上不与O2反应,所以称为选择性催化还原脱硝法。

SCR技术与SNCR技术的化学反应原理相同,都是在烟气中加入还原剂(最常用的是液氨、氨水和尿素),在一定温度下,还原剂与烟气中的NOx反应,生成无害的氮气和水。主要反应如下:

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

4NH3+3O2→2N2+6H2O

4NH3+5O2→4NO+6H2O

图2.3-2SCR脱硝原理图

(2)投资费用

该公司一次性投资2950万元施工建设投产焦炉烟气脱硫脱硝一体化装置;吨焦运行成本估算为9.4元。

(3)优点与缺点分析

优点:1、优先采取先脱硫,后脱硝工艺选择原则;2、处理废气温度在150℃以上,保证焦炉烟囱热备及避免烟囱腐蚀;

缺点:1、脱硫效果需要进一步验证,从原理上分析,存在脱硫效果不稳定的情况;2、脱硫剂占运行成本的46%;

2、西部某煤化有限公司

该厂一期焦化为5.5米捣固焦,年产焦炭120万吨,两座焦炉公用一个烟囱,焦炉烟道废气大约为20万立每小时。该公司通过采取优化加热技术,通过实时监控火道温度、火落温度、推出焦饼表面温度、废气分析含氧量等多种手段合理降低标准温度,优化焦炉加热均匀性,使氮氧化物平均下降低400mg/m3。以下为实际数据。

二、考察意见

1、优化焦炉加热

通过优化加热技术,从根源上可以降低氮氧化物排放浓度,同时降低炼焦耗热量2%-5%,从而降低吨焦成本,降低后续脱硝工艺运行成本;焦化企业此项目很有必要上。

2、脱硫后脱硝方案

脱硫脱硝项目很有借鉴性,需要进一步依据国家炼焦排放标准以及市环保局下发的法规文件,确定SO2、氮氧化物排放的详细要求(湿基、干基;含氧量要求;),在此基础上需要进一步商榷具体工艺路线及指标。

原标题:关于焦炉烟道废气脱硫脱硝的调研考察报告之二

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