五金焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化技术                    Summary：焦炉是焦化厂中的主要热工设备，其生产过程中会产生大量的SO2和NOx等大气污染物。对此，本文结合某焦化厂的技术应用实例，对焦炉烟气的脱硫脱硝除尘一体化技术展开了详细的介绍，以期能为有关需要提供参考。Keys：焦炉烟气；脱硫脱硝；除尘；一体化随着我国工业经济的快速发展，我国的能源产业也得到了迅猛的发展。其中，我国焦炭产能位居世界首位，而炼焦过程中产生的大量污染物也对我国的大气环境造成了严重的污染。社会对焦化厂焦炉烟气的脱硫脱硝除尘处理越来越重视。基于此，笔者对焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化技术展开了相关介绍。.1.焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化技术烟气脱硫脱硝一体化工艺是在整个系统内同时实现脱除SO2、NOx和粉尘的技术，具有装置少、投资低的特点，而且可减少废水、废物产生。根据焦炉烟道气温度低、SO2、NOx呈周期性变化和钢铁炼焦厂可再建设空间小的特点，脱硫脱硝一体化技术受到炼焦厂的青睐。该技术可以同时为企业解决脱硫脱硝问题，对于烟气成分比较复杂，需要同时处理SO2和NOx的企业，尤其是低温烟气排污领域，如焦化、钢铁烧结、水泥窑等不能采用传统SCR技术的行业，是具有相当吸引力的选择，其推广应用前景十分广阔。现对某焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工程项目资料和对焦炉烟气成分进行分析，以进行工艺路线的选取，分析如下。首先，如选用先脱硝后脱硫时，由于焦炉入口烟气温度为180～240℃，受焦炉窜漏的影响，在烟道气温度较低时，烟气组分反应生成的各种氨盐类物质会析出，焦油、碳粉、煤粉、灰尘等物质与氨盐类物质裹挟在一起，会附着在烟道及脱硝催化剂床层表面，会导致脱硝装置阻力增加，严重的话影响脱硝装置的正常运行和造成催化剂失活。其次，若先进行低温脱硝处理，当单独使用焦炉煤气时，因入口烟气SO2浓度最高可达800mg/Nm3，而目前国内大部分低温催化剂能承受最高的SO2浓度均不高于50mg/Nm3，现较高浓度的SO2将使低温催化剂中毒、失活，故对该项目选取先脱硫后脱硝的处理工艺。另外，针对焦炉烟气特点和治理要求，污染物控制技术方案从安全性、技术成熟性、投资性价比及设备布置方面综合考虑，提出最优处理方案。1.1焦炉SO2、颗粒物控制技术.现有焦炉烟气脱硫技术主要有湿法脱硫、半干法脱硫和干法脱硫。考虑到脱硫脱硝处理后的净烟气需返回原有混凝土烟囱进行热备，要求热备烟气温度≥130℃，该项目的SO2最高脱除率为96.25%。若脱硫采用湿法工艺，脱硫后的净烟气温度≤55℃，后置的脱硝工艺温度要求至少≥180℃，相当于要将烟气升温130℃，对于整个系统来说能耗太大，从能耗和经济性两方面考虑都是不可取的，故该项目不适合采用湿法脱硫工艺。经分析，为满足脱硫后温度降小和脱硫效率高的要求，从经济和技术上综合考虑，拟采用半干法（SDA法）脱硫工艺。该项目最终选用脱硫技术路线为：旋转喷雾半干法脱硫+布袋除尘。1.2焦炉NOx控制技术现有焦炉NOx控制技术主要采用燃烧后控制技术，即选择性催化还原法（SCR）、吸收法和固体吸附法等。而SCR法采用氨作为还原剂，在催化剂的作用下，选择性地将NOx还原成N2和H2O，是烟气脱硝技术中脱硝效率最高、最为成熟、无二次污染源的技术，全世界约有80%的烟气脱硝采用SCR技术。结合焦炉烟道气温度低特点，本文提出在焦炉烟道气上采用成熟的SCR脱硝技术，催化剂采用中低温脱硝技术，适用烟气温度范围为≥180℃。2.本工程实际技术应用2.1项目背景某焦化厂现4台焦炉为4×42孔7m顶装焦炉，2台焦炉使用一个烟囱，共2个；焦炉平时使用高炉煤气加热，掺烧少量焦炉煤气澳门·新葡萄新京6663(中国)官方网站，掺烧量约为3%～7%，但当高炉休风或高炉煤气管道检修时，个别焦炉或全部焦炉倒为焦炉煤气加热。另外，焦炉炉墙存在窜漏现象，焦炉烟气中的SO2、NOx含量较高而且有较大波动。.单个烟囱原始焦炉烟道气参数如下：烟气量302422Nm3/h（标态、湿基、实际氧），废气温度180～240℃；烟气中SO2浓度≤800mg/Nm3，烟气中NO2浓度≤1000mg/Nm3；烟气中粉尘浓度≤30mg/Nm3。为满足《炼焦化学工业污染物排放标准》中焦炉烟囱SO2和NOx排放浓度要求，每个烟囱各设置一套焦炉烟道气脱硫脱硝净化装置。2.2工艺技术路线烟气脱硫脱硝工程采用SDA（半干法脱硫）+SCR脱硝技术路线，净烟气送焦炉烟囱。SCR脱硝采用低尘布置形式，工艺流程如图1所示。焦炉烟道气（180～240℃）通过烟道接入半干法脱硫塔（SDA塔），烟气从脱硫塔上部烟气分配器进入塔体，与经雾化的脱硫剂在塔内充分接触，迅速完成物理、化学反应，达到脱除SO2及其他酸性介质的目的。脱除SO2后的干燥含尘烟气排出脱硫塔，进入布袋除尘器进行除尘处理，烟气中的干燥颗粒物先被滤袋过滤收集，过滤后含未反应脱硫剂的粉尘层进一步脱除烟气中的SO2，同时吸附焦油等黏性组分。除尘后的烟气进入脱硝反应器，NOx和喷入的氨在催化剂作用下反生催化还原反应，脱除NOx。半干法脱硫温降控制在30℃以内，进入脱硝段的烟气温度为130～210℃，利用热风炉对烟气加热，使进入脱硝段的烟气温度保持180℃以上,满足脱硝催化剂催化反应温度要求。经过脱硫脱硝除尘后的洁净烟气由引风机输送至焦炉烟囱排放，同时满足烟囱热备温度≥130℃的要求。2.3技术特点采用的“SDA半干法脱硫+低温SCR选择性催化还原脱硫脱硝除尘一体化”焦炉烟气净化工艺具有以下技术特点。.2.3.1脱硫效率高，适用范围广在脱硝前高效脱硫，不仅使脱硫处理后的烟气SO2浓度低于30mg/Nm3，也适应焦炉烟道气废气组分的变化，为低温高效脱硝创造条件，延长脱硝催化剂的使用寿命，降低系统运行费用。2.3.2可有效去除影响脱硝反应的杂质利用Na2CO3溶液作为脱硫剂，采用旋转喷雾干燥法（SDA法）进行高效低温降烟气脱硫，满足SO2排放要求的同时，吸附烟气中焦油等黏性物质，降低烟气中SO2及其他组分对低温催化剂的影响。脱硫效率可根据烟气入口SO2浓度，通过调节脱硫溶液的喷入量，实现在满足排放要求的前提下减少脱硫剂的用量，以最经济的方式运行。2.3.3脱硝效率高项目采用低温脱硝催化剂，适用温度为180～350℃，该项目采用的低温催化剂通过成功的工程实例运行证明，对焦化烟气具有很强的适用性和良好的低温活性，180℃以上低温脱硝效率不低于85%。2.3.4有效去除粉尘在脱硝前设置除尘器，可减少烟气中的粉尘在通过脱硝催化剂层时对催化剂表面的摩擦，延长催化剂的使用寿命，同时可以脱除烟气中粉尘颗粒物，使系统 颗粒物达标排放。 图1 烟气脱硫脱硝工艺流程 2.3.5 系统温降低 . 采用半干法脱硫+低温脱硝工艺，系统温降小，处理后的净烟气烟温≥130℃， 可满足原焦炉烟囱的热备要求。 2.3.6 可在线更换催化剂 脱硝反应器由独立的单元构成，可实现系统在线检修或催化剂更换，单个单元 检修不影响其他单元的正常工作。 2.4 脱硫脱硝反应机理 2.4.1SDA 半干法脱硫技术 对负荷的变动具有良好的适应性，无废水产生。半干法脱硫工艺采用Na2CO3 饱 和溶液与烟气中的SO2 进行反应，生成Na2SO4，实现SO2 的脱除，化学反应为： Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2（1） 2Na2CO3+O2→2Na2SO4（2） 碳酸钠粉末通过给料螺旋定量加入溶解罐，加水配制成一定浓度的碳酸钠溶液， 溶液经振动筛筛分后自流入溶液罐，根据原烟气SO2 浓度，由碳酸钠浆液泵定 量送入置于脱硫塔顶部的溶液顶罐，顶罐内浆液自流入脱硫塔顶部雾化器，经 雾化器雾化成约50μm 的雾滴，与脱硫塔内烟气接触迅速完成吸收SO2 等酸性 气体。碳酸钠溶液被雾化成极细小的雾滴，大大增加了脱硫剂与SO2 接触的比 表面积，反应极其迅速且有极高的脱除SO2 效率。 脱硫后澳门·新葡萄新京6663(中国)官方网站，干燥的粉状颗粒随气流进入布袋除尘器进一步净化处理，除尘器截留 下粉尘定期外运。粗颗粒落入塔底定期外排。 2.4.2 低温脱硝技术 . 中低温催化剂在现有烟气温度下能达到所需的反应温度，减少烟气升温耗能。 脱硝段烟气最低温度为180℃，可满足催化剂活性适用性要求。烟气中90%以上 NOx 是以NO 形式存在。脱硝系统以氨（NH3）为还原剂，在SCR 催化剂作用下与 烟气中的NOx 反应，生成N2 和H2O，实现NOX 脱除，并控制NH3 的逃逸率。其 间发生的化学反应如下： 4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O（3） NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O（4） 脱硝采用煤气净化蒸氨工段产生的氨气作为还原剂，通过外线管道接至焦炉烟 气净化装置区域，利用稀释风机稀释后，送入反应器喷氨段，与脱硫、除尘后 的高温烟气澳门·新葡萄新京6663(中国)官方网站，经充分混合后通过催化剂发生反应。氨气流量通过烟气负荷、出 口NOx 浓度及设定的NOx 浓度作为反馈来修正。 2.4.3 热风加热技术 根据脱硫脱硝工艺流程，脱硫系统在完成反应后，有一定的温度降低，故需对 烟气检测温度后，根据需要对烟气进行加热，以满足后续脱硝系统要求。 2.4.4 焦炉烟道脱硫脱硝系统阻力 焦炉烟道脱硫脱硝系统由以下几部分组成：沿程烟道、SDA 脱硫塔、布袋除尘 器、燃烧器和SCR 脱硝反应器等。本工程脱硫脱硝的阻力损失由引风机克服， 引风机设置于SCR 反应器和烟囱之间，为满足生产和脱硫脱硝需要，每套脱硫 脱硝系统设置两台引风机。 3.结语 . 综上所述，焦炉作为焦化厂的重要设备，对其烟气脱硫脱硝除尘一体化展开研 究是当前焦化厂生产面临的一个重要技术难题。本焦化厂通过应用本文介绍的 焦炉脱硫脱硝除尘一体化技术，有效实现了焦化厂污染物排放的控制，满足各 项技术指标要求，对类型焦化厂技术应用提供参考。 Reference： [1]张艾红,王伟男.柳钢焦炉烟气脱硫脱硝技术应用探讨[J].柳钢科 技,2018(03):40-46. [2]王勇.焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工艺技术分析[J].化工管理,2018(13):190- 191. [3]刘永民.焦炉烟气脱硫脱硝净化技术与工艺探讨[J].河南冶 金,2016,24(04):17-20+29.    -全文完- .澳门·新葡萄新京6663焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化技术