焦化企业脱硫脱硝手艺使用及运转结果存正在问

点击次数:114   更新时间2019-01-09     【关闭分    享:

  ▓优发国际注册▓北极星大气网讯:2018年7月31日,中国炼焦行业协会召开第七届常务理事会第二次(扩大)会议。本次会议以推进节能减排,实现绿色成长为从题,专题研究焦炉烟气的控硫控硝和脱硫脱硝问题,旨正在加速推进焦化行业节能减排、污染物达标排放和转型升级。现摘编部门沉点焦化企业和研究设想单元正在会议上的交换内容,以供相关焦化企业选择合用本企业的焦炉烟气管理手艺参考、自创。

  达丰焦化无限公司扶植丰年产65万t、2×50孔、炭化室高度4.3m的捣固焦炉(一期)和年产110万t、2×55孔、炭化室高度5.5m的捣固焦炉(二期),合计出产能力175万t/a。达丰焦炉烟道废气干法脱硫手艺为引进比利时钠基干法脱硫手艺。此中一期项目(65万t/a)采用“余热收受接管+ 干法脱硫+ 除尘+SCR脱硝”工艺手艺线,采用国产脱硫剂和国产磨机;二期项目(110万t/a)采用“SCR脱硝+余热收受接管+干法脱硫+除尘”(前脱硝)工艺手艺线,采用进口国产脱硫剂和国产磨机。项目总投资5000万元,于2016年12月开工,2017年6月投入利用。

  从运转结果看,两套安拆的脱硫效率根基上能够达到焦化行业出格排放尺度,但脱硝效率较低,出格是二期前脱硝安拆难以做到特排限值。单从脱硫结果本身看,二期前脱硝安拆的结果更好,通过精细化办理,SO2的排放目标根基上可达到京津冀地域的超低排放尺度。从运转费用看,一期项目吨焦运转费用为10.64元,二期项目吨焦运转费用为8.93元,但二期项目因为出口氮氧化物较高,面对超低排放。

  采用“余热汽锅+干法脱硫+ 除尘+低温脱硝”特点:一是安拆投入利用后,不影响焦炉的平安出产;净化后的烟气前往原焦炉烟囱,使其一直正在热态运转,满脚焦炉出产所需的吸力;二是安拆操做弹性强,污染物能够不变达到《炼焦化学工业污染物排放尺度》对大气染物的出格排放限值尺度;三是采用干法脱硫,没有湿法脱硫带来的“气溶胶”发生的次生大气污染问题;四是脱硝反映正在“脱硫+除尘”完成之后进行,已将烟气中对脱硝催化剂有影响的杂质(焦油、多铵盐、粉尘颗粒物等)脱除,耽误脱硝催化剂的利用寿命,削减屡次再生导致的开工率低下的问题。

  焦炉烟道废气干法脱硫存正在的问题:脱硫生成的后产品Na2SO4需要寻求合做单元无害化措置;脱硫后的烟气需要通过耐高温的覆膜布袋过滤,而国产布袋耐温机能低,利用寿命较短(3~6个月);国产的脱硫剂和研磨设备质量不外关,研磨过程发烧导致设备堵塞等问题亟待处理;设想能力不脚,难以满脚焦炉夏日满负荷出产需要。

  首钢京唐西山焦化无限义务公司共有4×70孔炭化室高7.63m焦炉,设想焦炭产量420万t/a。该公司投资11230万元,扶植两套焦炉烟道气脱硫脱硝设备。工程从2016年12 月起头施工,于2017年7月底成功投产。

  正在分析考虑半干法、活性焦法等工艺后,该公司认为半干法发生的二次固废不易消纳处置;活性焦后续配套的解析制酸工艺流程长、占地大,制酸系统容易侵蚀,设备运转工做量大;而氨法脱硫发生的硫铵副产品能够进入化产系统,分析考虑后,选择“SCR脱硝+ 氨法脱硫+烟气再热”的工艺线。

  项目运转后,污染物排放达到《炼焦化学工业污染物排放尺度》中大气污染物出格排放限值要求,即SO2 质量浓度由70 mg/m3~250 mg/m3 降至30 mg/m3、NOx质量浓度由130mg/m3~500mg/m3 降至150mg/m3。运转成本为吨焦13.32元(含设备折旧)。该手艺的工艺特点:一是脱除结果好,NOx及SO2去除率≥85%;二是取现有工艺慎密连系,脱硫液进入化产硫铵系统,副产物为硫酸铵,无其他次生固废;三是采用反转展转式烟气再热器,操纵热烟气对冷烟气进行加热,无需额外热源能耗。

  该手艺存正在问题及改良办法:一是脱硫塔下段塔盘堵塞,因为脱硫塔下段喷洒管喷淋区域笼盖面积小,形成部门烟气喷淋不到,导致下段塔盘上硫铵结晶堵塞,颠末对喷洒管进行耽误后,消弭了此问题。二是目前脱硫塔出口烟气经再热器换热后,能够满脚4月份至10月份期间没有白烟;对氨法脱硫项目设置装备摆设湿电除尘,进一步捕集水汽和气溶胶,提高消白结果。

  孝义市鹏飞实业无限公司鹏飞焦化厂具有4座6.25m焦炉,焦炉产能共计250万t/a。每两座焦炉一组共用一座烟囱,配一套脱硫脱硝+ 余热收受接管操纵安拆。安拆运转数据表白,脱硫后SO2质量浓度均值为8.41mg/m3,脱硝后NOx质量浓度均值为128.55mg/m3,安拆出口氨逃逸小于5×10-6,颗粒物质量浓度小于15mg/m3。

  该工艺具有以下手艺特点:一是先脱硫后脱硝,去除烟道气中的SO2,降低正在低温工况下SO2为SO3的率,有益于削减SO3对脱硝催化剂影响,耽误催化剂寿命;二是采用挪动床干法脱硫手艺,脱硫工艺简单,且温降很小,有益于脱硝需要的温度和热能的收受接管;三是按必然配比制备的脱硫剂,除可提高脱硫效率外,还具有除尘功能,即脱硫塔兼具除尘安拆功能,不必别的设置除尘安拆;四是烟气净化后进余热收受接管安拆,最大程度削减汽锅侵蚀,耽误汽锅寿命;五是1万m3烟气可产蒸汽0.5 t,提高安拆的经济性;六是采用CFD模仿,对喷氨系统进行设想,最大限度降低氨逃逸;七是排烟温度高,无白烟,烟气处置后回原烟囱,一直处正在热备形态,烟囱不需要进行内防腐;八是为全干法手艺,无废水,脱硫后的脱硫剂已收受接管至脱硫剂制备安拆做为原料操纵,还可使用于蒸压砖、道下层材料等范畴,SCR 催化剂由厂家收受接管;九是运转成本低,吨焦处置成本仅4.77元。

  但该手艺脱硫剂填拆过程劳动强度大,需要3人协同操做;别的,氨水蒸发利用蒸汽,耗能较大,对此能够采用烟气余温余热替代蒸汽。

  宝钢较早摸索烟气净化手艺。2012岁尾起头,宝钢炼铁厂焦化分厂就通过行业协会、互联网、文献等分歧渠道,领会烟气脱硫脱硝手艺,并取催化剂出产商、设想单元、已投运烟气脱硫脱硝的电厂等单元联络,开展了普遍的手艺交换。颠末阐发焦炉烟气中NOx、SO2生成机理及排放实绩,总结焦炉烟气及炼焦出产的十余项特点,调研国表里烟气脱硫、脱硝手艺,充实论证各工艺手艺方案,优选出SDA脱硫+SCR脱硝的焦炉烟气管理方案。

  该手艺采用扭转喷雾干燥法(SDA法)烟气脱硫,脱硫剂为Na2CO3 溶液,脱硫后烟气经布袋除尘收集颗粒物,脱硫剂轮回操纵。脱硫后烟气升温喷氨,正在脱硝催化剂的感化下脱硝。该方案的长处是脱硫脱硝一体化,SDA 脱硫手艺成熟,脱硫效率高,先脱硫便于实现低温脱硝。错误谬误是脱硫烟温降低10℃,需要补热,才能顺应脱硝催化剂。

  该手艺工艺特点:一是钠基SDA脱硫。适合焦炉烟气温度区间,脱硫反映动力优,烟气温降少,溶液制备简单,占地面积小。二是系统内颗粒物净化。脱硫并干燥的粉状颗粒进入布袋除尘器净化处置,避免对脱硝催化剂影响,实现颗粒物达标排放。三是低温SCR脱硝。SCR脱硝反映温度200℃~225℃。四是加热炉烟温调理。设置装备摆设加热炉补热、夹杂,燃烧强度自顺应节制,满脚脱硝反映温度平均性要求。五是热互换器(GGH)热量收受接管/ 脱硝除尘一体化。设置装备摆设气- 气热互换器,降低烟气升温所需的燃气耗损。除尘取脱硝反映器整合,多个单位,可分仓热解、检修。六是烟气负压自顺应节制。设置装备摆设变频风机,满脚焦炉出产对烟气负压不变性的要求。七是取焦炉加热节制系统联锁。一旦毛病或焦炉出产需要,能当即关停烟气净化安拆,旁通挡板,焦炉烟囱一直处于热备形态。八是催化剂再生。可将烟气温度周期性地提高到300℃以上,实现催化剂的部门再生功能。

  该手艺存正在三大适配性问题:一是因加热用燃气中含硫及焦炉砌体存正在气体窜漏,不采纳结尾脱硫办法无法不变达到SO2排放限值;二是因为焦炉出产的持续不间断性特点(持续加热燃烧,最大遏制加热时间约2h),客不雅形成焦炉无法停机;三是烟气净化安拆必不成少的停机检修。有可能正在烟气净化停机、检修时,烟气中NOx、SO2超出格排放限值。因此需要采纳办法,节制烟气净化设备的同步运转率达到95%以上,污染物排放总量正在环评预测总量范畴内,并有所削减。

  金马能源公司2015年实施了焦炉从动加热温控系统,通过节制焦炉炭化室火落温度来降低氮氧化物含量,将烟气氮氧化物质量浓度节制正在500mg/m3以下。2016年正在原有烟气余热汽锅后,扶植了两套干法脱硫安拆,共投资3500万元,采用四川大学研发的新型催化干法脱硫手艺,此中,4.3m捣固焦炉设想烟气处置能力为19万m3/h,5.5m 捣固焦炉设想烟气处置能力为23万m3/h。安拆至投运以来,运转不变,烟气SO2排放质量浓度小于30mg/m3。

  新型催化法正在载体上负载活性催化成分,制备成催化剂,操纵烟气中的水分、氧气、SO2和热量,出产必然浓度的硫酸。该催化剂既有吸附功能,又有催化功能。烟气中的SO2、H2O、O2被吸附正在催化剂的孔隙中,正在活性组分的催化感化下,变为具有活性的,同时反映生成硫酸。催化反映生成的硫酸富集正在载体中,当脱硫一段时间后,孔隙中硫酸达到饱和后再生,出催化剂的活性位,催化剂的脱硫能力获得恢复。新型催化法脱硫手艺特点:一是高效。脱硫效率>95%,工程实践中以至达到100%的脱硫效率。顺应烟气成分复杂、SO2体积分数正在0.001%~3%波动、烟气温度正在60℃~180℃的各类工况前提。催化剂顺应温度范畴广(130℃~160℃)。烟气脱硫前,起首颠末余热汽锅降温,收受接管烟气大部门热量,使烟气温度节制正在120℃~150℃,以脱硫结果,因脱硫反映是放热反映,烟气出脱硫塔之后,还有10℃的升温,脚以烟囱吸力。二是简单。工艺流程短、设备少,因而占地面积也小,操做简单。因为设备少,流程短,再生过程需要间歇式操做,一般安拆每班只需1人即可,也可由其他出产安拆的操做人员兼顾操做。三是环保。因为是干法脱硫手艺,不会有湿法脱硫手艺的结垢、堵塞等一系列的问题。脱硫产物为质量分数5%的稀酸,可用于化产车间硫铵工段利用,不发生其他烧毁物,不合错误形成二次污染。四是经济。催化法手艺的最大劣势是催化剂加快反映过程,但本身不耗损,比拟接收法手艺(需要不竭添加脱硫剂),新型催化法手艺的脱硫剂根基不消添加,可轮回再生,反复利用,催化剂寿命正在3a~5a。五是运转费用低。经测算,吨焦脱硫运转费用为5元~6元。

  但该方式也有不脚:一是生成的稀硫酸侵蚀性比力大,设备次要材料需选用优良不锈钢,轮回水系统的水泵、阀门材质要求更高,若发生侵蚀,改换费用高;二是发生的稀酸中含有亚硫酸铁,对硫铵工段结晶有必然影响;三是催化剂为小颗粒,正在反洗时容易破裂,堵塞填料,形成系统阻力大,利用周期6~8个月,改换时劳动强度大。

  目前,该公司正正在进行脱硝除尘、VOCs气体收受接管管理等环保项目,项目建成后,可以或许满脚《炼焦化学工业污染物排放尺度》中的特殊排放要求。

  2014 年旭阳集团率先外行业内开展焦炉烟气脱硫脱硝切磋和中试工做;2016年11月省首套SCR中低温脱硝项目投入运转;2017年3月脱硝、余热、脱硫一体化项目投入运转。到2017年7月底,邢台园区焦炉烟气脱硫脱硝项目全数扶植完成并投入运转,各污染物排放目标满脚《炼焦化学工业污染物排放尺度》出格排放限值。

  旭阳焦化采用SCR脱硝+ 余热收受接管+ 轮回流化床脱硫一体化手艺,烟气颠末SCR反映器后,温度丧失5℃~10℃,不影响后序余热收受接管系统运转,合适热能收受接管操纵的要求;余热收受接管系统能够对焦炉尾气显热高效收受接管操纵;脱硫系统脱硫效率高,并可对烟气的粉尘进行脱除;整套工艺流程设想简单,安插合理,占地面积小,能耗低,热能收受接管充实,运转费用少。

  该手艺运转中发觉有两个问题:一是温度低于250℃时,NOx排放不达标;二是利用的催化剂正在250℃以下喷氨时,容易受损,导致催化剂呈现不成逆失活。

  针对催化剂存正在的问题,旭阳集连合合科技系统的研发力量,开辟出活性更高、不变性更好的Risun-CX催化剂。该催化剂正在配方系统和载体改性方面进行了立异,可无效提高催化剂的低温活性,且遇硫不会中毒失活;可降低对SO2的吸氧化,削减硫铵生成;还能降低对焦炉烟气中水蒸气对氨气的合作吸附,提高活性。

  焦炉烟气尘硫硝陶瓷催化滤管一体化手艺是淮北矿业安徽紫朔工程手艺无限公司正在国内初创的全干法尘硫硝超低排放环保工艺。淮北矿业临涣焦化股份无限公司年产220万t焦炭焦炉烟道气脱硫脱硝除尘项目,是该手艺的首套典范。项目投资费用(两套)5221.12万元。2017年8月1日,项目破土动工,颠末9个月的施工取调试,已达到并优于国度的烟气排放尺度。该手艺正在超低排放(NOx质量浓度小于50mg/m3,SO2质量浓度小于30mg/m3,颗粒物质量浓度小于10mg/m3)环境下,运转成本为吨焦10.88元。

  硫脱硝除尘陶瓷滤管一体化手艺将保守的干法脱硫、过滤式除尘和低温SCR脱硝可无效地集成连系正在一路,具有以下特征:以陶瓷催化滤管为焦点工艺部件,简化保守脱硫脱硝除尘的复杂流程,三合一,系统不变靠得住,通过空间优化和立体安插,可大大节约占地面积。取干法脱硫相连系,采用全干法工艺流程,无任何废水发生,达标烟气经烟囱排放,无需烟囱热备且工艺无白烟发生,过滤截留下的脱硫灰和粉尘次要以CaSO4、CaSO3、CaO等物质存正在,飞灰中无沉金属离子,属于一般固体废料。

  活性炭- 烟气逆流集成净化手艺是一种同时脱硫脱硝的新工艺,也是安阳钢铁股份无限公司的手艺立异。2017年,安阳钢铁裁减了原有的环保设备,使用目前最先辈的工艺手艺,新建了包罗5套焦炉烟道气脱硫脱硝安拆正在内的一系列环保项目,笼盖了所有出产工序,成为国内第一家实现全工序干法除尘的钢铁企业。

  安钢用最先辈的手艺、最成熟的工艺、最高程度的配备设置装备摆设,高起点抓好环保;没有成熟手艺,就通过立异和合做,创制最先辈的手艺。此中,安钢牵头研发了焦炉活性炭干法脱硫脱硝手艺。

  项目投运后,污染物排放目标不变正在:颗粒物质量浓度≤10mg/m3、SO2质量浓度≤8mg/m3、NOx质量浓度≤100mg/m3。分析运转费用折合吨焦8.69元。活性炭- 烟气逆流集成净化手艺包罗四方面内容:一是逆流集成净化手艺。处理了活性炭干法净化手艺脱硝效率不高的问题,正在工程实践使用上,脱硝效率达到了90%,满脚大气污染物出格排放限值要求。该工艺中活性炭既是脱硫吸附剂,又是脱硝催化剂,同时做到脱硫、脱硝、除尘、脱沉金属、脱二噁英。二是逆流式烟气净化安拆。采用合理的布气取布料体例,烟气取活性炭逆流接触,无效提高活性炭的操纵率,净化塔内全数是吸附活性较高的活性炭,吸附饱和度高的活性炭优先被排到再生塔。三是喷氨手艺。脱硝还原剂选用平安性高的氨水,设置多个喷氨口,采用全蒸发模式,操纵烟气的热量将氨水蒸发为氨气和水蒸气,氨气取烟气尽快夹杂平均,提高脱硝率。四是副产物和烧毁物分析操纵。开辟了富含二氧化硫再生气资本化制备硫铵的新手艺。流程简单、无污染物转移,实现用户出产过程中的烧毁物能正在内部消化。

  但该手艺同样存正在一些问题:一是空冷器堵塞,正在系统运转约3个月后,跟着增压风机工做频次越来越高、空冷换热器风机震动大、空冷换热器下部有白色或黄白色固态结晶体凝结并堵塞察看口。处理该问题,需要将氨水喷洒系统设置正在空冷换热器后、净化塔之前,如许即便生成硫酸盐,也会固化正在活性炭上,并跟着活性炭的再生而处理。二是副产活性炭粉的扬尘问题,可考虑通过添加加湿搅拌器来处理。

  安徽工业大学传授、马蓝天化工从动化科技无限公司总司理宁芳青团队开辟了焦炉从动加热取泉源控硝手艺(为从攻标的目的),其泉源控硝的次要三项方式节能降硝结果显著。加热优化节制手艺能降低40%~50% 的NOx排放量,打消三班测温、节约煤气用量2%~6%;废气轮回+ 优化燃烧手艺能降低60%的NOx用量;单燃烧室节制手艺能从动消弭凹凸温炉号,节约煤气用量约2%。

  宁芳青认为,泉源管理可大幅度降低结尾管理的运转费用;烟囱废气排放量可降低10%~30%;可大幅度耽误催化剂的利用寿命;喷氨量只要本来的20%~40%。他还暗示泉源控硝是一举多得的功德:一是降硝。以5.5m捣固焦炉为例,能够把NOx质量浓度从1200mg/m3 降至400mg/m3;二是节约加热煤气量2%~6%;三是改善焦炉加热平均性,提高焦炭质量(大焦率提高,焦粉、焦丁降低);四是提高化产物收受接管率。相当于脱硝不消再投资,还有收益。

  正在泉源控硝的根本上,宁芳青团队对节制炉门、炉顶冒烟;提高化产物的收受接管率,节制石墨的发生;节制炉体的窜漏,力争削减烟囱的SO2含量3个标的目的进行了手艺攻关。最新的研究取国外比拟,次要工艺目标根基分歧,但投资低,运转靠得住,维修便利。

  炉体布局设想的办法:采用废气轮回,因烟气的吸热和对氧气浓度的稀释会降低燃烧速度和温度,可热力型NOx的生成。采用分段加热,一般空气和贫煤气(或空气)分段供给燃烧供热,可无效降低火道的燃烧温度,从而达到热力型NOx的生成。采用节制软件,通过对焦炉加热温度进行节制,实现温度的精准调控,避免焦炉高温运转,达到降低NOx发生量的目标。

  采用使炉体布局严密的办法,如:新型泥料补炉、半干法喷补补炉、空压密封补炉以及炭化室压力枯燥等,可防止炭化室和燃烧室之间的各类窜漏,无效削减污染成分进入燃烧废气。

  采纳对燃气成分节制的办法,如:加热煤气泉源干净手艺、对加热煤气进行按期查验,严酷节制燃气中的含硫、氮、含尘的物质,从泉源降低SO2 和NOx的生成。

  正在泉源节制的根本上,同时采用了SDS干法脱硫手艺和中低温SCR脱硝手艺等结尾管理,结果显著。以2018年2月投产的鞍钢二炼焦7# 焦炉脱硫脱硝项目为例,入口SO2质量浓度35.49mg/m3, 脱硫脱硝后,烟囱正在线.22mg/m3, 正在线监测显示值NOx质量浓度为70mg/m3。当入口颗粒物质量浓度为26.51mg/m3 时,正在线监测显示值颗粒物质量浓度为4.62mg/m3。这3 项目标,正在处置过程中无论入口若何变化,出口目标都能不变节制正在严酷尺度范畴内,并能达到特排尺度。

  鞍钢焦炉烟气泉源节制办法无效、靠得住,结尾管理手艺可以或许达到特排尺度,并具有顺应环保目标进一步提拔和焦炉炉龄添加泄露率加大的能力。正在现实运转中,具有焦炉运转平安,操做便利、易于、运转成本低(吨焦约8.0元)、副产品易于处置等特点。

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