焦炉烟气脱硫脱硝工艺研究
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试析焦炉烟气脱硫脱硝净化技术与工艺焦化厂在炼焦过程中会产生大量烟气,其主要污染指标是NOx、SO2等,会严重污染城市的环境空气质量,本文在对烟气主要污染指标进行分析的基础上,简述干法脱硫工艺、湿法脱硫工艺、SCR法脱销工艺,并对焦化脱硫脱硝工艺进行优化,从而提高处理效率。
标签:焦炉烟气;脱硫脱硝技术;优化措施焦炉在实际生产过程中,会产生严重的环境污染问题。
现阶段,我国在治理焦炉烟气过程中,常用脱硫脱硝工艺进行处理,根据相关环保标准规定,将NOx 的整合到总量控制因子中,且NOx排放浓度小于500mg/Nm3,SO2排放浓度小于50mg/Nm3时,可以直接排入大气环境,如果排放浓度不符合排放标准要求时,需要经过处理之后再排入大气。
一、焦炉烟道气的特点二、焦炉烟气脱硫脱硝工艺1、干法脱硫工艺烟气与碱性吸收剂接触,烟气内的SO2与碱性吸收剂在接触过程中发生化学反应,生产新的化学物质硫酸盐、亚硫酸盐,从而降低烟气中的SO2的含量。
为了加快该反应的反应速度,可以增大碱性物质的接触面,如碱性物质为细碎状态、疏松状态,并且在半干法脱硫工艺过程中,可以在烟道气内加入适量水,使碱性物质表面会形成液膜,有利于SO2融入碱性物质。
与此同时,干法脱硫工艺中的各个工序都需要在干燥的操作环境下进行,这种工艺不会对运行设备产生腐蚀作用,并且也不会有污染废水排出,同时,有利于烟气的排放和扩散,但是,这种工艺的脱硫剂利用率较低,以及脱硫效率较低。
2、湿法脱硫工艺将石灰石、碳酸钠等物质作为洗涤剂,能够在反应塔中对烟气进行洗涤操作,从而去除烟气中的SO2。
如图1所示。
湿法脱硫工艺在脱硫处理中的应用较早,这种工艺技术已趋于成熟化,并且始终处于创新和优化过程中,其脱硫效率已經超过95%,同时能够回收反应中产生的所有副产品。
与此同时,石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的吸收剂成本较低、脱硫效率较高、吸收剂利用率较高,主要用于处理高浓度的SO2烟气。
焦炉烟气同时脱硫脱硝技术路线探讨本文将简要论述焦炉烟气脱硫脱硝一体化存在的必要性,其中包含解决组合顺序选择、完善烟气排放问题及改善次生污染问题。
并论述焦炉烟气脱硫脱硝一体化的主要技术及创新内容,通过本文的分析及研究,旨在推进焦炉烟气脱硫脱硝一体化发展。
标签:焦炉烟气;脱硫脱硝;技术探讨1 焦炉烟气脱硫脱硝一体化存在的必要性1.1 解决组合顺序选择现阶段焦炉烟气脱硫脱硝技术之中,存在着单独脱硫与单独脱硝的顺序选择问题。
根据焦炉烟气脱硫脱硝一体化的要求,脱硝工作需要在高温的条件下完成,而脱硫则需要在低温的环境中完成,因此在焦炉烟气脱硫脱硝一体化的顺序选择之中存在着一定的问题,若先选择脱硫而后脱硝,则会造成资源的浪费问题,并且企业的生产成本极大程度上会增加。
焦炉烟气脱硫脱硝一体化,将能够有效的解决焦炉烟气脱硫脱硝顺序选择问题。
1.2 完善烟气排放问题焦炉烟气在经过脱硫脱硝之将由焦炉排放管道中排放出及脱硫脱硝装置进行排放,选择脱硫脱硝装置进行排放,在电力供应不足时将无法完成排放工作,而焦炉烟囱由于长时间处于冷却的状态之中,無法配合脱硫脱硝装置完成排放工作,并有引发爆炸等问题。
在焦炉烟气脱硫脱硝排放中,若直接选择焦炉烟囱会存在排烟困难的问题,不利于生产活动效率提升的问题,易引发安全性事故。
焦炉烟气脱硫脱硝一体化方式,能够完善烟气排放的问题。
1.3 改善次生污染问题焦炉烟气脱硫脱硝废气排放能够产生污染问题,其中主要包含四种,首先湿法脱硫的方式产生的烟气将会与空气中的水汽及漂浮物形成气溶胶,产生雾霾天气,影响空气质量。
其次,氮法脱硫的方式中存在着氮气挥发的问题。
第三,脱硫的副产物将会产生污染物堆积的问题。
最后,现阶段脱硫脱硝技术使用的催化剂较多,在处理的过程中不当行为会产生污染问题。
焦炉烟气脱硫脱硝一体化,能够有效的改善焦炉烟气脱硫脱硝的次生物污染问题。
2 焦炉烟气脱硫脱硝一体化技术分析2.1 活性焦技术焦炉烟气脱硫脱硝一体化技术之中,活性焦脱硫脱硝技术的工作原理为:借助活性焦的吸附作用及催化作用,祛除烟气之中的SO2及NO2,是一种有效的回收硫资源的干法烟气处理技术。
焦化厂烟气脱硫脱硝及余热利用工艺摘要:随着我国在国际舞台上的地位不断提高,我国各行各业都取得了空前的进步。
与此同时,国家对于我国环境问题的重视程度愈来愈高,出台了一系列环保政策。
焦化烟气是焦化厂工业废气之一,烟气中含有大量SO 2、NO x及颗粒物等空气污染物。
因此,烟气在排入大气前需进行脱硫脱硝处理,以达到改善空气质量和保护人类生存环境的目的。
以某焦化企业焦炉燃烧烟气为研究对象,为烟气脱硫脱硝改造提供一套完整系统。
基于企业实际生产情况,对当前较成熟的烟气脱硫脱硝技术进行分析,为焦化厂环保技改提供参考。
关键词:焦化厂;烟气;脱硫脱硝;余热利用工艺引言烟气处置的重点也就放在脱硫脱硝上。
作为焦化厂生产运行的关键环节,在役焦炉装置必须采取有效脱硫脱硝技术措施,以使烟气达到排放标准。
焦炉烟气的脱硫脱硝技术成为整个焦化行业重点关注的技术。
1烟气脱硫脱硝技术的应用价值焦化厂主要是依靠燃烧,燃料燃烧的程度不同也会影响到排放烟气的成分和含量。
焦化厂排放烟气主要包含的物质有二氧化硫、氧化氮等,这些排放出来的物质如果不及时有效的处理,就会飘散到空气中,从而给大气环境带来很大的污染,而且还引发酸雨等自然灾害问题的出现。
此外,焦化厂排出的烟气还会给人类的身体健康带来威胁。
目前,大部分焦化厂在对烟气处理的方法上也存在很大的不同。
因此,一定要将焦化厂烟气脱硫脱硝技术应用起来,要通过此项技术的应用和研究,实现对环境的保护,并更好地保证人们的健康。
推动焦化厂的进一步发展和壮大。
2焦化厂烟气脱硫脱硝及余热利用工艺2.1金属氧化物脱硫脱硝可以理解为利用载体上的金属氧化物与二氧化硫和氧气完成反应,以此生成硫酸盐,该反应生成物能够作为催化剂,达到脱硫脱硝的目的。
同时,金属硫酸盐还能和甲烷进行还原反应,以此生成金属硫化物,该物质的作用在于能够在烟气中进一步氧化生成金属氧化物,可以用于二次脱硫脱硝。
该工艺中对氧化铜同时脱硫脱硝工艺的研究相对深入,将三氧化二铝作为载体,能够保证90%以上的二氧化硫脱除率以及80%左右的氮氧化物脱除率。
焦炉烟气SDS脱硫脱硝技术探讨崔海波发布时间:2021-10-17T07:57:49.019Z 来源:《基层建设》2021年第16期作者:崔海波[导读] 目前,焦炉烟道气常用环保治理工艺为“中低温SCR脱硝+余热回收+氨法脱硫+(消白)+烟囱直排”,该工艺存在脱硫塔腐蚀、脱硝效率衰减、余热锅炉阻力异常等问题,影响焦炉正常生产江苏爱尔沃特环保科技有限公司摘要:目前,焦炉烟道气常用环保治理工艺为“中低温SCR脱硝+余热回收+氨法脱硫+(消白)+烟囱直排”,该工艺存在脱硫塔腐蚀、脱硝效率衰减、余热锅炉阻力异常等问题,影响焦炉正常生产。
现阶段,焦化厂逐步采用“SDS脱硫除尘+中低温SCR脱硝”工艺方案改造,表现较优。
关键词:焦炉烟气;SDS;脱硫脱硝技术前言伴随我国冶金焦化企业的不断进步与发展,炼焦制气节能减排技术显著提升。
伴随着焦化产业发展,就是带来了许多环境污染问题,在冶金焦化生产领域中烟气的脱硫脱硝技术,越来越被环境保护单位关注各种硫化物污染排放和NOx的污染排放问题,给生态环境带来了严重的破坏。
近年来环境保护部门对工业生产的排放指标要求越来越严格,在此背景之下,本文重点讨论焦化企业脱硫脱硝工艺技术,从节能减排和环保性能角度出发进行技术改造和相应环境改善措施分析,希望所有焦化企业选择适合本单位的生产技术,已完成环保节能排放的目标。
1烧结烟气多污染物排放特征分析在炼焦生产过程中,烧结释放出了大量的SO2气体。
这些SO2气体主要是由含铁原料和燃料中的硫化物氧化而生成,伴随着整个炼焦工艺进程,形成了SO2气体,持续排放,伴随烧结温度的不断提升,各种助燃,空气氧含量和燃料颗粒尺寸发生不断变化。
凝胶工艺过程中的SO2气体有规律的排放出来,这一规律被认定为烧结过程中的燃料用量。
当烧结过程中,原料的水分和含硫量以及矿石的酸碱度在正常变化范围之内时,如果温度接近了烧结工艺烟气温度的峰值可以认为已进行到烧结终点前,这时烟气排放中的SO2浓度会达到整个烟气排放的峰值。
焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工艺技术分析摘要:将安全风险、环保评估和经济性分析纳入火电厂烟气脱硝性能测试评价中有着重要的工程意义。
在工程现场测试过程中,不能将脱硝性能测试的安全、环保和经济性要求简单化、形式化的糅合。
在机组超低排放改造工程脱硝设备性能试验技术规范和国家及电力行业相关脱硝性能试验技术规范要求下,对具体的性能指标进行测试考核,不仅需要考核烟气进出口参数、脱硝效率、系统阻力、氨逃逸等核心参数,还需要结合工程现场将环保效益、经济效益和安全效益系统性的呈现出来。
这无疑对工程测试人员提出较高的要求,不仅需要具有扎实的基础理论知识和实验测试技能,动手能力强,综合素质好;还需掌握科学的思维方法,具备较强的获取知识能力和探索精神、创新能力和优秀的科学品质。
关键词:焦化厂焦炉;烟气脱硫脱硝;工艺技术分析引言氮氧化物(NOx)是主要空气污染物之一,会造成酸雨、光化学烟雾等环境污染,成为工业烟气重点治理对象。
NH3选择性催化还原技术(NH3-SCR)是目前最有效的脱硝技术之一,其脱硝原理是以氨气、尿素等作为还原剂,利用钒、锰、铁等金属氧化物的催化作用,在200~450℃时,将NOx转化成无污染的N2和H2O,其反应式为:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O、4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O。
火力发电厂是氮氧化物最主要的排放源之一,相关环保标准要求到2020年国内火电厂全部实施超低排放,NOx排放浓度小于50mg/m3。
基于上述背景,火电行业积极推进烟气脱硝治理,在2017年,国内火力发电厂SCR脱硝工艺应用比例达到94.1%。
随着环保治理力度不断加强,钢铁工业烟气脱硝也面临着巨大的减排压力,其中铁矿烧结工序由于NOx排放量占整个钢铁生产流程的70%而受到重点关注。
1.氧化法烧结机烟气脱硝工艺流程(氧化法),利用臭氧、二氧化氯、双氧水等强氧化化学药剂氧化原烟气中的NO,待原烟气中的NO被氧化成NO2等高价态物质后,再进入脱硫塔用碱性吸收剂(如CaO等)进行吸收。
焦炉烟气脱硫脱硝工艺流程焦炉烟气是一种含有大量二氧化硫和氮氧化物的废气,对环境和人体健康都会造成严重影响。
为了减少这些有害气体的排放,需要对焦炉烟气进行脱硫脱硝处理。
下面介绍一种常见的焦炉烟气脱硫脱硝工艺流程。
一、脱硫工艺脱硫是指将焦炉烟气中的二氧化硫转化为硫酸气体或颗粒物并进行回收的过程。
目前常用的脱硫工艺有湿法和干法两种。
1.湿法脱硫工艺湿法脱硫是指通过与气体接触的液体中的化学试剂来吸收二氧化硫,然后将吸收的二氧化硫转化为硫酸。
常用的化学试剂有石灰石、石膏、氢氧化钠等。
湿法脱硫工艺流程如下:(1)废气先通过预处理系统进行加热和除尘,以便后续的工艺操作。
(2)将加热后的废气引入吸收塔,在吸收塔中与喷淋的化学试剂进行接触和反应,吸收二氧化硫。
(3)将吸收后的废气经过除雾器,去除湿气和颗粒物,得到含有硫酸的气体。
(4)最后,将含有硫酸的气体进行净化和回收,同时将剩余的废液进行处理和排放。
2.干法脱硫工艺干法脱硫是指利用固体吸收剂吸收二氧化硫,然后将吸附的硫化合物进行回收或转化为稳定的物质。
常用的固体吸收剂有活性炭、氧化铁、氧化钙等。
干法脱硫工艺流程如下:(1)废气经过预处理系统后,与喷雾的固体吸收剂进行接触和反应,吸附二氧化硫。
(2)将吸附后的固体吸收剂进行回收或转化为稳定的物质,如通过加热脱附二氧化硫。
(3)最后,将剩余的固体吸收剂进行处理和排放。
二、脱硝工艺脱硝是指将焦炉烟气中的氮氧化物转化为氮气和水的过程。
目前常用的脱硝工艺有选择性催化还原法和非选择性催化还原法两种。
1.选择性催化还原法选择性催化还原法是指将氧化剂加入焦炉烟气中,将氮氧化物转化为氮气和水。
常用的氧化剂有氨气和尿素等。
选择性催化还原法脱硝工艺流程如下:(1)预处理系统将废气进行加热和除尘。
(2)在催化剂层中,将氨气或尿素加入焦炉烟气中,氮氧化物和氨气或尿素在催化剂的作用下发生反应,生成氮气和水。
(3)最后,将剩余的氨气或尿素进行处理和回收利用。
柳钢焦炉烟气脱硫脱硝技术应用探讨烟气脱硫脱硝技术是一种重要的环保技术,可以有效地降低燃煤工业排放的二氧化硫和氮氧化物对环境的影响。
柳钢作为国内最大的焦化企业,其烟气脱硫脱硝技术的应用尤为重要。
本文将对柳钢焦炉烟气脱硫脱硝技术的应用进行探讨。
首先,柳钢焦化炉烟气中主要污染物是二氧化硫和氮氧化物。
这些污染物对环境和人体都有很大的危害,所以控制和减少这些污染物的排放对于改善环境质量和保护人民健康非常重要。
柳钢采用的烟气脱硫脱硝技术能够有效地去除焦炉烟气中的二氧化硫和氮氧化物,达到国家排放标准要求,保护环境和人体健康。
其次,柳钢焦炉烟气脱硫脱硝技术采用了湿法脱硫和选择性催化还原(SNCR)技术。
湿法脱硫是通过将烟气中的二氧化硫与氧化剂和吸收剂接触,使二氧化硫转化为硫酸盐,再经过脱水、干燥和结晶等步骤,得到硫酸。
SNCR技术则是通过向烟气中注入氨水和氨气,在高温下与烟气中的氮氧化物反应,生成氮气和水蒸气,从而实现脱硝效果。
此外,柳钢焦炉烟气脱硫脱硝技术的应用还面临一些挑战。
首先,该技术需要大量的投资和运营费用。
柳钢作为规模最大的钢铁企业之一,其烟气排放量较大,工程建设和设备更新的费用较高。
其次,脱硫脱硝系统需要运行和维护,需要相应的技术人员进行操作和管理。
而且,湿法脱硫系统会产生大量的废水,需要进行处理和处理。
此外,湿法脱硫系统的运行需要耗费大量的能源,增加了企业的能源消耗。
针对这些挑战,可以采取一些措施来优化柳钢焦炉烟气脱硫脱硝技术的应用。
首先,可以通过采用新型的脱硫脱硝技术来降低投资和运营成本。
例如,可以采用干法脱硫和SCR技术替代湿法脱硫和SNCR技术,减少废水处理和能源消耗。
其次,可以加强脱硫脱硝系统的自动化控制和监测,提高系统的运行效率和稳定性。
还可以加强对于脱硫脱硝技术的研发和创新,开发出更高效、更环保的技术。
总之,柳钢焦炉烟气脱硫脱硝技术的应用对于环境保护具有重要的意义。
通过对该技术的不断研发和创新,可以减少焦炉烟气中的二氧化硫和氮氧化物排放,保护环境和人体健康。
焦炉烟道气脱硫脱硝技术研究1、焦炉烟道气脱硫脱硝面临的严峻形势S02、NO X是空气中PM2.5的前驱体,由其转变而来的PM2.5占空气在PM2.5总量的40-50%,同时S02、NO X也是形成酸雨的主要前物质。
2、焦炉烟道气产生数量炼焦过程中,生产每吨焦炭要燃烧970Nm3的混合煤气或者205Nm3的焦炉煤气对煤料进行间接加热,分别产生1897Nm3或者1326Nm3的烟道废气,释放大量的硫化物、氮氧化物和烟尘等。
3、焦炉烟道气SO2含量及控制一般焦化厂的HPF法一级脱硫后煤气中H2S含量达到300mg/Nm3以下,如果二级串联脱硫可降低到20mg/Nm3左右,或者采用焦炉煤气两级脱硫的技术措施,使焦炉煤气中的H2S含量降低到20mg/Nm3以下,这样烟道气SO2含量在100-300mg/m3范围。
4、焦炉烟道气NO X含量及控制NO X含量不仅与煤中的氮、氧含量有关,而且与使用的装炉煤种、装炉煤堆密度、空气过剩系数、结焦时间、炭化室的尺寸、焦炉结构(单段、多段加热)有关。
特别是减少烟道气NO X含量最有效的方法是降低炭化室火焰温度(低温燃烧)。
(1)、废气循环。
可拉长火焰,降低燃烧火焰的温度。
(2)、多段加热。
如果空气分段供给形成多段加热,善燃烧情况,减少NO X 的产生。
(3)、降低炉墙厚度:使用高导热性的硅砖,提高炉墙传热效率,通过减少炉墙砖厚度,可有效降低燃烧室温度。
如果原先采用1320℃燃烧室温度会使炭化室温度达到1180℃,现在减少炉墙厚度炭化室与燃烧室达到相同的1200℃的温度满足炼焦要求。
(4)、调整加热燃气结构:尽量采用CO或者氮含量低的煤气作为加热燃料。
减少氮氧化物的生成。
(5)、降低炼焦温度:在保证焦炭成熟的条件下,调整焦炉加热制度,降低空气过剩系数,降低燃烧温度。
5、焦炉烟道气污染物排放限值标准为此国家于2012年颁布的GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》规定2015年1月1日起现有企业执行限值标准,即焦炉烟道气排放限值执行:S02≤50mg/m3,NO X≤500mg/m3。
105万吨焦炉烟气脱硫脱硝除尘治理技术及应用1. 引言1.1 背景介绍焦化企业是我国最大的二氧化硫排放源之一,焦炉烟气排放含有大量有害气体,对环境和人体健康造成严重危害。
随着环境保护意识的增强和《大气污染防治行动计划》的实施,焦化企业需要加强对烟气的净化治理,实现烟气脱硫脱硝除尘的目标。
目前,我国焦炉烟气脱硫脱硝除尘技术已取得了一定进展,但仍存在一些问题和挑战。
比如传统的石膏湿法脱硫存在废水排放、石膏处理困难等问题;SCR脱硝技术需要高成本投入,运行维护成本高等。
研究与开发高效、节能、环保的烟气净化技术对于焦化企业减少污染物排放、提高资源利用率和经济效益具有重要意义。
本文旨在系统总结106万吨焦炉烟气脱硫脱硝除尘技术及应用的现状,探讨技术创新与发展方向,为实现烟气净化技术的突破和进步提供参考。
1.2 问题提出焦炉是炼钢过程中产生大量烟气的重要设备,其中含有大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质。
这些有害物质对环境造成严重污染,严重危害人们的健康和生活质量。
焦炉烟气脱硫脱硝除尘治理技术的开发和应用显得尤为重要。
目前,我国焦化产能不断增长,焦炉烟尘排放量呈上升趋势。
环境污染治理已成为社会关注的热点话题,政府也在不断加大环保力度。
如何提高焦炉烟气治理技术,减少有害物质排放,减轻环境污染影响,成为当前亟需解决的问题。
随着科技的不断进步和环保意识的提高,一些焦炉烟气脱硫脱硝除尘治理技术也在不断涌现,但仍存在一些问题和挑战。
如何将这些技术更好地应用于实际生产中,提高治理效率,降低治理成本,实现经济效益和环保效益的双赢,是我们亟需研究和解决的课题。
本文将重点探讨105万吨焦炉烟气脱硫脱硝除尘治理技术及应用,以期为环境保护和可持续发展提供参考和借鉴。
1.3 目的和意义引言:烟气脱硫、脱硝和除尘技术是当前大气污染治理的重要环节,对于改善环境质量、保护人民健康具有重要意义。
在焦炉中,烟气中含有大量二氧化硫、氮氧化物等对环境造成危害的物质,而脱硫、脱硝和除尘技术可以有效地将这些有害物质去除,降低大气污染物的排放。
焦炉烟气脱硫脱硝工艺研究
随着全社会环保意识的增强,特别是2018 年初国务院提出要对钢铁行业进行超低排放改造以来,各级政府相继出台了最新的、更严格的大气污染物排放标准。
以炼焦化学工业为例,国家出台的焦炉烟气超低排放标准为:基准含氧量8% 的條件下,颗粒物≤10 mg/ m 3 ,SO 2 ≤ 30 mg/ m 3 ,NO x ≤150 mg/ m 3.文章介绍了焦炉烟气脱硫脱硝技术在的焦化工艺中的运用。
针对脱硫系统中的硫酸铵结晶和系统稳定性较差问题,通过延长喷洒管、增加喷头数量及增加烟气管道上沿雨棚,根除了脱硫塔系统积料。
通过工艺优化、改进,焦炉烟气脱硫脱硝工艺指标达标,烟囱排放指标达标,生产运行稳定。
标签:焦炉烟气;脱硫脱硝;废气治理;环保
1.焦炉烟气特点与脱硫脱硝工艺选择难点
焦炉是一种特殊的工业窑炉,其燃烧过程和烟气排放与其他工业窑炉特别是电厂锅炉有着明显区别,主要表现在以下几个方面
1.1烟气温度低。
焦炉烟气温度一般在180~280℃,个别甚至低于170℃,越是技术先进、能源利用效率高的大型焦炉,烟气温度越低,远低于电厂锅炉300℃以上的烟气温度,因此发电行业成熟的脱硫脱硝技术难以在焦炉烟气上很好适用,即使是中低温SCR催化剂,在烟气温度低于190~200℃时,脱硝效率也会明显下降。
1.2污染物成分与含量复杂多变[4]。
焦炉烟气总体上呈现低硫高氮的特点,但不同焦化厂的不同焦炉,SO2和NOx含量差别较大。
一般用混合煤气加热的焦炉,烟气中的NOx含量通常在300~500mg/m3;用焦炉煤气加热的焦炉,烟气中的NOx可达1000mg/m3以上。
烟气中的SO2含量受加热煤气H2S和含硫有机物含量以及焦炉窜漏情况的影响相差100~300mg/m3。
1.3水蒸汽含量差异较大。
用混合煤气加热的焦炉烟气含水量较低,而用焦炉煤气加热的焦炉烟气中的水蒸汽含量可达20%,两者相差10%以上,因此需要对脱硫脱硝工艺中使用的药剂、介质和催化剂等进行差异化权衡,以选择更恰当的工艺条件,并尽可能适应下一步烟气消白工艺的技术要求。
1.4由于焦炉连续生产的特性,焦炉烟囱需长期处于热备状态,且烟囱的排烟温度不能低于烟气的露点温度,需保持在130℃以上,在保障全炉吸力的同时,避免产生烟囱雨。
此外,由于焦炉加热的换向特点,焦炉烟气中SO2和NOx含量具有周期性的波动特征,要求脱硫脱硝工艺能够适应。
1.5难以回避的氨逃逸和脱硫脱硝废弃物处理问题。
对焦化企业采用SCR和SNCR脱硝工艺中的氨逃逸提出控制要求,明确规定SCR氨逃逸浓度≤
2.5mg/m3(干基标态),SNCR氨逃逸浓度≤8mg/m3(干基标态)。
此外,针对不同的脱硫
工艺,脱硫产生的固体废弃物处理也是需要详细考虑的问题。
2.焦炉烟气一体化脱硫脱硝技术
针对焦炉烟气的上述排放特征和复杂特性,国内开发出几种一体化的脱硫脱硝技术。
主要包括SDA-SCR法脱硫脱硝技术、SCR脱硝+氨法脱硫技术、活性焦一体化脱硫脱硝技术、低温有机催化脱硫脱硝除尘一体化技术、湿法钢渣联合脱硫脱硝技术、液态催化氧化法脱硫脱硝技术等,其中部分得到了工业化应用,取得了较为明显的环境和社会效益,同时也暴露出各自的缺点和问题,需要进一步优化工艺,改善过程控制,保障长周期的稳定运行。
2.1SDA-SCR法脱硫脱硝技术
SDA-SCR法是目前焦炉烟气脱硫脱硝技术中应用最广泛、工程案例最多的技术之一,其主要原理是:以碳酸钠溶液或石灰浆液为脱硫剂,采用SDA(旋转喷雾干燥)方式进行半干法脱硫,烟气中的SO2与雾化成小液滴的脱硫剂进行反应,在脱除SO2的同时液滴迅速蒸发为盐颗粒,经中低温SCR脱硝除尘一体化装置喷氨将烟气中的NOx还原为N2和H2O的同时,过滤除去烟气中的颗粒物,最终烟气达到超低排放,经烟囱排入大气。
该工艺的主要优点是:采用先脱硫后脱硝的工艺,避免了烟气中少量SO3与NH3反应生成黏稠的NH4HSO4[13]堵塞SCR催化剂微孔;颗粒物、SO2、NOx等可达到国家超低排放标准,且NOx的脱除效率可通过增加催化剂层数的方式升级提高;采用SDA的方式脱硫烟气温度可控制在10~20℃,减少了SCR脱硝段烟气升温的加热煤气消耗;可保障焦炉烟囱排烟温度大于130℃,并长期处于热备状态。
但同时,该工艺也存在着SDA核心设备需要进口,喷雾干燥形成的粉状盐颗粒在烟气中水分含量高,温度较低时容易潮解堵塞布袋和管道、催化剂蜂窝,日常清理维护工作量大,以及能量利用效率高,烟气排放温度较低的焦炉需要更多的燃气对烟气进行补热,成本偏高,脱硫灰需要单独无害化处理等缺点,需要进一步工艺优化。
此外,也有公司采用密相干塔、循环流化床等半干法脱硫工艺替代SDA法脱硫脱硝一体化技术,部分克服了SDA法的一些缺点,取得了较好的工程应用效果。
2.2SCR脱硝+氨法脱硫技术
SCR脱硝+氨法脱硫工艺的基本原理是:先对烟气喷NH3进行SCR脱硝,然后烟气经除尘、净化、换热后进入脱硫塔,在氧化风机鼓入空气氧化的情况下,氨水与烟气并流反应,生成硫铵颗粒[14],含硫铵颗粒的脱硫浆液去焦化硫铵系统结晶生产硫铵,而烟气经再次换热升温后经焦炉烟囱排入大气。
该工艺的主要优点是:采用先脱硝后脱硫的工艺,可充分利用焦炉烟气的初始温度,脱硝效率较高;脱硫使用焦化厂自有的氨水资源。
缺点是:易发生NH4HSO4堵塞SCR催化剂的现象;烟气中的氨逃逸指标难以控制,产生的部分(NH4)2SO4气溶胶难以脱除。
2.3活性焦一体化脱硫脱硝技术
活性焦一体化脱硫脱硝是利用活性焦具有的高比表面、高孔隙以及孔隙表面局部缺陷的催化特性对烟气中的颗粒物、SO2及NOx进行一体化脱除的工艺。
其工艺流程为:先对焦炉烟气喷氨并充分混合,然后经废热锅炉将烟气温度降至150℃左右,逆流通过吸附塔,在塔内烟气中的SO2被活性焦吸附,NOx则在活性焦催化下与氨发生还原反应生成N2和H2O,颗粒物等则被活性焦床层捕获截留。
反应后的乏活性焦从吸附塔底排出,进入解析塔,在400℃左右解析出SO2气体后得到再生,再生后的活性焦重新进入脱硫脱硝循环。
该技术在安钢、沙钢等企业的焦炉得到工程应用,污染物排放指标可达国家超低排放标准,但也存在NH4HSO4堵塞的问题。
2.4低温有机催化脱硫脱硝除尘一体化技术
低温有机催化脱硫脱硝除尘一体化工艺的基本原理是[15]:烟气经余热回收系统降温至170℃后,在烟气中通入O3,将烟气中的NO氧化为NO2/N2O3,烟气进入洗涤塔内,与塔上段喷淋的混有氨水并含有亚砜官能团的有机催化剂逆流接触,同时在塔顶喷淋工艺水对烟气除尘洗涤。
烟气中的SO2和NO2/N2O3先与水反应生成H2SO3和HNO2,这2种弱酸会与亚砜形成稳定的缔合物而被吸收进入油相,并逐步被烟气中的残余O2氧化为H2SO4和HNO3,进而在塔底与亚砜解缔重新进入水相,并与氨生成(NH4)2SO4和NH4NO3,经三相分离后浓缩进入焦化厂硫铵系统制肥,有机催化剂则循环使用。
经水洗的烟气经过多级除尘除雾后,换热到130℃,经原焦炉烟囱排入大气。
该技术在山西某焦化厂得到了工程化应用,烟气排放指标可达国家超低排放标准。
与其他技术相比,该技术工艺较为复杂,且涉及到气、油、水三相间的反应,增加了焦化厂的污水处理量。
此外,虽然有机催化剂的沸点高达300℃且黏度较高,但难以避免会有微小液滴形成气溶胶而被净烟气夹带进入大气。
结束语
通过对脱硫脱硝工艺在生产实际中出现的问题进行理论分析、工艺改进、效果检修,得出以下结论:针对脱硫系统阻力及稳定运行等问题,焦炉烟气脱硫脱硝应根据烟气温度和污染物排放特征选择适当的技术,同时还需考虑脱硫脱硝副产物的无害化处理,应优先选择无废水、废渣产生的工艺。
参考文献
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