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(1)脱硝工艺
氮氧化物产生机理:焦炉氮氧化物产生属于热力型,根据相关研究、焦炉煤气燃烧温度低于1750℃时、立火道1250℃时,废气氮氧化物含量小于500mg/m3;当焦炉煤气燃烧温度低于1350℃时,焦炉废气中氮氧化物不明显;当燃烧温度小于1600℃时,NOx生成量很小,当燃烧温度大于1600℃时,NO生成量大幅度上升。因此控制焦炉煤气燃烧温度不大于1750℃,即立火道温度不大于1250℃,可大幅降低烟气氮氧化物浓度。
该技术方法就是从氮氧化物产生的机理着手,通过焦炉的加热优化和火落管理技术,对加热过程的各个环节进行精细化操作管理、精密化监测、控制,从前端精确控制燃烧气氛、炉膛局部高温、炉体的串漏量等,通过合理降低高温燃烧火焰温度,破坏氮氧化物产生的条件,使在焦炉生产中少产生氮氧化物。
(2)脱硫工艺
采取湿式氧化镁法。但是,从设计上,该公司增加了一个空气预热装置,预热后空气达到130℃直接通入焦炉烟囱,能够使焦炉烟囱处于热备状态。
(3)投资费用
该公司一次性投资2400万元施工建设焦炉烟气脱硫装置;脱硫工段预计配备人员每班2人,一人负责锅炉、一人负责脱硫系统的操作;优化加热脱硝装置两座焦炉一次性投资900-1000万元,无需配备人员,可以指导四班煤气组人员操作。
(4)优点与缺点分析
优点:1、通过焦炉优化加热系统,不仅使氮氧化物由800mg/m3降低为285mg/m3,而且使单炉耗气量由16000m3/h降低至13000m3/h,有较大利益点;2、用空气预热的方法解决了焦炉热备的问题;
缺点:烟气温度降低至65℃,且在低空排放,造成大量烟气视觉污染;
4、某焦化厂(四)
该厂一期、二期均为6米顶装焦炉,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。
该公司直排SO2指标为50mg/m3,氮氧化物指标为1100mg/m3。为了保证氮氧化物排放达标,该公司采取SCR技术进行脱硝处理,处理后,氮氧化物均降低至20mg/m3以下。具体工艺流程图为下图所示。
(1)脱硝工艺
NH3-SCR法烟气脱硝反应原理是:4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O。该反应是在300℃-400℃催化剂条件下发生的反应。脱硝催化剂是NH3-SCR法烟气脱硝的核心技术,一般占总装置投资成本的30%~50%,评价催化剂的反应性能的指标:活性、选择性、稳定性(包括化学稳定性、耐热稳定性、抗毒稳定性和机械稳定性)。
图1
图2
依据焦炉烟道废气温度不高于300℃的实际情况,目前低温SCR法催化剂及装置是当前脱硝工艺的核心技术,上图1、2为一、二期焦化设计的脱硝装置流程图。
图一工艺流程为300℃烟气先脱硝,然后余热回收,在进烟囱,使烟囱能够保持热备;脱硝塔采取3层并联式,正常工作时投用两层,一层作为备用或者检修;
图二工艺流程300℃烟气先脱硝,然后余热回收,在进烟囱,使烟囱能够保持热备;脱硝装置采取6塔式结构,正常生产时投用5塔,剩余一塔用热风炉进行离线解析再生。
(2)投资费用
该公司一次性投资5450万元施工建设两期焦炉烟气脱硝装置,图一流程耗资2750万元,图二流程耗资2700万元;每个工段每班配备人员2人,一人负责锅炉、一人负责脱硫系统的操作;低温SCR催化剂成本为10万每立方,图一脱硝装置用120立方,一次性投资1200万元催化剂费用。
(3)优点及缺点分析
优点:依据该公司的烟气温度较高的实际特点,工艺流程设计简单,解决了烟气脱硝问题;
缺点:脱硝前没有脱硫,从实际生产上出现了多次影响脱硝效果的情况;
5、某焦化厂(五)
该厂一焦化为6米顶装焦炉,年产焦炭110万吨。该公司通过采取安徽工业大学优化加热技术,使氮氧化物由900mg/m3降低为450mg/m3。据分析,该公司回炉煤气H2S为100mg/m3,有机硫含量也很低,目前SO2排放指标为40mg/m3。
三、考察意见
焦炉烟气的脱硫脱硝项目需要依据公司实际工艺指标进行设计研发,根据考察现场实际情况,需要设定以下原则。
(1)焦炉烟囱能够热备,保证烟囱本身吸力,使炼焦生产能够安全稳定;
(2)没有新的工业废物产生,否则会增加新的问题;
(3)尽可能先脱硫、后脱硝,以保证昂贵SCR催化剂的寿命;
(4)重视根源治理,通过技术手段或工艺优化从根源降低二氧化硫及氮氧化物的排放,这样会有效降低脱硫脱硝工艺运行成本。
依据以上原则,提出以下考察意见。
1、优化焦炉加热
通过优化加热技术可以从根源上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;
2、脱硫废液单独处理
通过对比上述几家焦化厂,脱硫废液对焦炉烟道废气二氧化硫排放影响很大,如果脱硫废液能够采取制酸等工艺,会很大程度降低烟气二氧化硫排放浓度,优化净化车间脱硫运行效果,降低工艺管道腐蚀。
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