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北京晨晰环保:以科技创新为驱动 领跑焦化烟气治理行业

北极星大气网  来源:北极星环保网    2020/12/4 13:11:55  我要投稿  

北极星大气网讯:近年来,我国对环保治理的重视程度达到了前所未有的高度,尤其自超低排放改造的重心由电力行业倾斜至非电行业,钢铁、焦化等行业面临的减排形势愈发严峻。焦化行业作为仅次于火力发电的国内第二大用煤大户,许多焦化企业尚未实现焦炉烟气SO2和NOx排放的有效治理。今年各地区的秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案已“纷至沓来”焦化企业的技术装备和环保升级改造迫在眉睫。

作为“十三五规划”和“打赢蓝天保卫战三年行动计划”的收官之年,2020年对焦化行业来说注定是不平凡的一年。随着行业转型升级工作的持续深入,焦炭落后产能淘汰进入关键期,各地均在大力推进。我国焦化行业产能巨大,大气污染防治工作已进入深水区。那么,焦化行业烟气治理企业提升大气污染防治水平的主要方向应聚焦在哪儿?作为走在行业前沿的北京晨晰环保工程有限公司(以下简称“北京晨晰环保”),在2020“北极星杯”烟气治理影响力企业评选活动中荣膺“焦化烟气治理影响力企业”、“VOCs治理影响力企业”、“烟气治理行业品牌雇主”三项殊荣。会后,北京晨晰环保总经理张德生也就非电行业发展现状及企业技术产品方面与北极星环保网进行了深入交流。

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北京晨晰环保总经理张德生(右)

焦化行业烟气治理的技术选择

焦化企业排污环节多,无组织排放污染严重。焦炉烟气是焦化企业中最主要的废气污染源,约60%的SO2及90%的NOx来源于此。以焦炉煤气为主要燃料的焦炉加热工艺,其烟气中的SO2直接排放浓度为160mg/ m³左右、NOx直接排放浓度为600~900mg/m³ (最高时甚至可达2000mg/ m³);以高炉煤气等低热值煤气(或混合煤气)为主要燃料的焦炉加热工艺,其烟气中的SO2直接排放浓度为40~150mg/ m³、NOx直接排放浓度为300~600mg/ m³。可见,无论以焦炉煤气或高炉煤气为主要燃料的工艺,如未经治理,其烟气中的SO2和NOx浓度均难以稳定达到标准限值排放要求。

目前,国内的非电行业环保工程已进入了全面建设阶段,如何选择合适的烟气净化工艺已成为工艺设计的一道难题,对于现有技术的理解成为了解题的关键。作为污染企业,究竟该选择何种适合自己的技术路线达到排放标准?

对此,张德生表示:“我们国家的生产装置在建设初期的时候是没有考虑环保要求的,甚至有的行业执行的是高排放标准。现在的超低排放,其在生产工艺上已没办法改变,作为环保企业来说,就要根据它的生产装置的要求,通过我们的技术来满足其对工艺装置的要求。作为一个优秀的环保企业,针对实用生产装置的研究我觉得应该是刻不容缓的,我们努力的方向就是在不停机的状态下,让装置稳定运行,稳定达标排放。”

焦炉烟气脱硫脱硝工艺有3种选择:一是先脱硝后脱硫工艺;二是先脱硫后脱硝工艺;三是同时脱硫脱硝工艺。目前这三种工艺在焦化行业均有先例。先脱硫后脱硝最明显的特点就是烟气经脱硫后,烟气中的SO2浓度降低,减少了脱硝反应过程中硫酸铵、硫酸氢铵杂质的形成,保护了脱硝催化剂的活性,延长其使用寿命;先脱硝后脱硫最大的优点就是未经处理的焦炉烟气温度范围基本为180度-300度,适合低温SCR法进行脱硝反应。

尽管目前我国已经开发出了多种焦炉烟气的脱硫脱硝工艺技术,但是其工艺可靠性、实用性等还需要验证,因此,焦炉烟气的治理技术仍有部分细节问题需要完善。

对于脱硫来说,锅炉上使用最广的为石灰石-石膏法脱硫,系统稳定,能最大程度满足不同工况条件。针对焦炉的变化,石灰石-石膏法脱硫系统能满足这样的工况。另外氨法脱硫也可以满足焦炉烟气脱硫的需要,副产品可以进入焦化厂的硫铵工段。半干法(循环流化床半干法、SDA半干法)在焦炉烟气治理上使用也较广。CFB半干法脱硫设计时需设置回风烟道,以满足焦炉换向时烟气变化。

由于焦炉烟气的温度较低,不适合高温脱硝,因此目前焦炉烟气主要采用中低温脱硝技术,脱硝催化剂有钒系和锰系,也有活性焦和有机催化剂。在众多的脱硝技术中,选择性催化还原法(SCR)是脱硝效率较高,应用最广,相对成熟的脱硝技术。

张德生也提到:“目前焦化行业废气治理路径较多,基本涵盖主流脱硫脱硝技术,我觉得各种工艺都有不同的优点,同时也有缺点。在环保装置的设计过程我们需要综合评价考虑。”

北京晨晰环保的定制化技术产品

北京晨晰作为环保行业的一份子,其在脱硫脱硝的领域针对不同企业量身打造,定制不同的工艺路线。张德生介绍:“针对焦化企业的高温烟气排放,我们有先脱硝后脱硫的工艺,针对温度比较低含硫比较高的,我们采用先脱硫后脱硝的工艺,其实最终的各种工艺都是为了满足生产装置的要求。”

北京晨晰环保在催化剂领域的研究的方向主要针对宽温度窗口,公司推出具有完全自主知识产权的低温烟气SCR脱硝催化剂生产技术。针对我国低温工况工业(锅)窑炉烟气特点,自主研发的低温SCR脱硝催化剂在150℃以上,具有脱硝效率高、二氧化硫转化率低、抗中毒能力强、机械强度高、寿命长等特点。可根据不同的烟气条件定制个性化的催化剂。

目前烟气脱硝催化剂行业竞争已经进入白热化阶段,而北京晨晰能够勇立潮头,与其“量身定制”或有密切关系。张德生表示:“北京晨晰环保较早进入低温脱硝领域,我们现在还能在催化剂领域取得一定成绩,主要归功于几点:一是连续的研发,另一个是针对不同的温度窗口,逐步扩展温度窗口、使用条件,还有就是无害化的催化剂的研发。再者,我们通过催化剂的配方包括基材降低成本。现在达到的效果,一是使用我们催化剂的客户装置运行比较稳定,有的甚至是超过三年的使用时间还能达标排放,另外从运行成本的角度来考虑,催化剂本身的脱硝效率比较高,运行成本就相对来说比较低,氨逃逸控制得相对要好一些;第三,我们针对不同的项目,不同的烟气工况,我们做专门针对的配方、设计,这是我们在催化剂领域能长久发展的一个基础。”

一个优秀的企业不仅是能够有审时度势、精准决策的眼光,更要想业主之所想,真诚地做好产品和服务。在谈到公司技术产品的研发设计理念时,张德生表示:“在催化剂的设计研发方面,我们主要从业主的运行成本角度考虑,一要降低运行成本,同时要生产出无害化的催化剂。目前我们考虑以非催的处理,取代五氧化二钒这种有害的催化剂。再者我们目前也做干法脱硫剂,同时,从无二次污染的角度考虑,我们也负责脱硫剂的回收。北京晨晰环保这些年一直致力于非电行业的烟气治理的环保事业,我们做的更多服务大都是从无二次污染的发展理念上出发。”

遵循这样的理念,北京晨晰环保制定出了适合不同工况的差异化技术路线:

技术1:SCR+余热+CFB(前置脱硝路线)适用于焦炉烟气超低排放,在中煤旭阳脱硝项目、山东淄博鑫港95万吨焦炉等企业均有应用案例。

技术2:CFB+布袋除尘适用于干熄焦烟气超低排放,使脱硫效率高达99.5%以上,即入口SO2:2000mg/Nm³,净化后:10mg/Nm³以下;

技术3:SDS+余热+SCR,适用于热风炉、燃气锅炉、焦炉烟气超低排放;系统简单,占地面积小,总图布置烟风系统最为顺畅。

技术4:CMB移动床脱硫,适用于焦炉烟气、高炉热风炉、轧钢加热炉等,建议使用工况为低尘低硫,用于焦炉烟气超净排放项目中时需在脱硫塔后设置高效布袋除尘器,确保烟尘排放浓度满足超低排放要求。

技术创新驱动下的多个行业“首次”

北京晨晰环保成立于2015年,尚是比较年轻的企业,但成功的经验却已然一位“老兵”。

北京晨晰环保工程有限公司在多个热风炉脱硫工程中成功实践,也创造了多个行业“首次”。去年年初,北京晨晰环保与山西星原钢铁集团有限公司焦化厂签订了干熄焦烟气CFB半干法脱硫项目的合同,这是此技术在该行业内的“首次”应用。

2018年6月29日,北京晨晰环保与山东隆盛钢铁有限公司正式签署了《炼铁厂两座热风炉烟气脱硫项目技术协议》,这是行业内“首套”热风炉烟气脱硫脱硝项目。

项目的尘和SO2的含量均达到超低排放指标。自主研发的脱硫剂投运至今运行稳定,且SO2脱除率达到99%以上,粉尘可达5mg/Nm³以下,运行成本和投资也是比传统技术降了一大截。

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星原钢铁集团有限公司炼铁厂蓄热式热风炉烟气脱硫工程

能够取得如此成绩,与北京晨晰环保注重技术研发密不可分。公司在工业生产全过程污染物控制、废弃物资源化处理及热能回收利用等领域有着雄厚的设计和研发实力,并通过与中科院过程所、齐齐哈尔大学、茂名石油化工学院等科研院所开展深度合作,探索出了一条“产-学-研-用”快速落地的新路径,形成了一支有丰富经验的创新型研发团队。公司拥有一支来自于国内一流电力、化工设计院的工程设计团队,80%以上具有博士、硕士学历,具有扎实的理论基础及丰富的工程设计经验。公司在山东、河北、湖北成立设备加工基地及催化剂、脱硫剂生产基地,拥有完善的成套加工设备及稳定的生产队伍,工程配套的大部分非标设备均自己加工生产。

目前,北京晨晰环保的新技术在整个非电领域场应用状况非常好,不仅仅是在轧钢加热炉、高炉热风炉,在焦炉烟气治理包括燃煤锅炉的烟气治理都有一定的成绩而且运行效果也比较稳定。

谈及未来的发展,张德生表示:“北京晨晰环保未来的发展方向不光是在脱硫剂和脱硝催化剂的研发方向,我们在装置的服务、运维方向也要做一些功课。在新的工艺,新的领域,我们还要继续研究,继续攻克难关。作为一个环保公司,应该充分对环境负责任,你承接了一个项目,影响的就是企业的装置能否达标排放,这只是第一层次。第二层次,就是让企业的错峰生产时间要短一些。从这些角度来说,作为环保公司责任也是很大的。北京晨晰环保想通过服务、质量包括新的技术的使用研发等领域来把环保事业做得更好、更优秀。”


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