煙氣二氧化硫治理節(jié)能減排技術(shù)的實(shí)施應(yīng)用

席鐵峰

摘 要：本文針對(duì)煙氣二氧化硫治理，并達(dá)到節(jié)能減排，對(duì)焦?fàn)t煙氣進(jìn)行了鈉鈣雙堿法濕法脫硫技術(shù)。

關(guān)鍵詞：煙氣；二氧化硫；節(jié)能減排；鈉鈣雙堿法

煙氣二氧化硫治理已列入節(jié)能減排重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目，擬對(duì)國(guó)際焦化有限公司200萬(wàn)噸焦?fàn)t煙氣進(jìn)行鈉鈣雙堿法濕法脫硫工程。參照《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）規(guī)定及山東兗礦國(guó)際焦化有限公司對(duì)SO2的排放濃度要求限值SO2≤20mg/Nm3，煙塵≤10mg/Nm3。本方案的設(shè)計(jì)及實(shí)施完全能夠達(dá)到山東兗礦國(guó)際焦化有限公司的要求。通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施將對(duì)公司及周邊地區(qū)的大氣環(huán)境質(zhì)量的改善做出積極貢獻(xiàn)。

1 項(xiàng)目提出的背景及要求

隨著中國(guó)資源回收利用系統(tǒng)和節(jié)能減排工作的逐步開始，煤化行業(yè)作為一個(gè)高耗能產(chǎn)業(yè)，環(huán)境壓力和市場(chǎng)壓力巨大。焦化行業(yè)是伴隨著鋼鐵、冶金行業(yè)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，焦化工序能耗約占焦化廠的能源消費(fèi)總量的70%，40%-50%為能源消耗占得比例。所以，節(jié)能減排是當(dāng)務(wù)之急，減少焦化能源消耗也是一項(xiàng)重要任務(wù)。目前焦?fàn)t煤氣的加熱量和空氣量是由加熱爐的體積流量和煙氣中的煙氣量所控制的。多種原因存在的可能導(dǎo)致在同一氣體流量和次煙道吸力，加熱需要的能量和氧氣在進(jìn)入焦?fàn)t后發(fā)生改變。在實(shí)際生產(chǎn)中，保證生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量，防止次焦炭生成，1%-2%的加熱氣體作為控制指標(biāo)。為保證安全可靠的燃燒，空氣過(guò)剩系數(shù)為1.2左右，比設(shè)計(jì)指標(biāo)大。焦?fàn)t煤氣是在焦?fàn)t煤氣的生產(chǎn)過(guò)程中排放的熱量，不僅是一個(gè)大的數(shù)量。因?yàn)榻範(fàn)t溫度過(guò)高，怎么樣采取符合工藝技術(shù)是廢熱回收的關(guān)鍵問(wèn)題，也是必須解決焦化行業(yè)節(jié)能減排的首要問(wèn)題。

2 煙氣二氧化硫治理的意義

為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)格的環(huán)保排放要求和能源節(jié)約需求，國(guó)際焦化對(duì)國(guó)內(nèi)外煉焦行業(yè)的脫硫、脫硝、煙氣余熱回收等方面進(jìn)行了細(xì)致的研究和討論，擬在余熱裝置后建設(shè)脫硫項(xiàng)目，項(xiàng)目建成后不僅可以回收煙氣余熱，副產(chǎn)蒸汽，節(jié)約能量提高經(jīng)濟(jì)效益，還可以降低污染物排放，對(duì)環(huán)保有重要意義。

3 脫硫技術(shù)方案

3.1 脫硫劑制備系統(tǒng)

由成品熟石灰（粒徑200目（90%）粒度80um的粉狀石灰）運(yùn)至廠里石灰粉倉(cāng)經(jīng)螺旋輸送機(jī)輸入石灰料漿槽進(jìn)行乳化，乳化后的石灰漿液經(jīng)堿液泵輸送至反應(yīng)槽中進(jìn)行脫硫液再生反應(yīng)。

堿液由運(yùn)輸車給料至堿液槽，根據(jù)吸收塔pH值，用堿泵將堿液加入吸收塔中。

3.2 煙氣系統(tǒng)

熱煙道氣自焦?fàn)t出來(lái)后首先進(jìn)入余熱回收裝置，將煙道氣溫度由290℃降至170℃左右再經(jīng)空氣換熱氣降溫至145℃左右由引風(fēng)機(jī)引入吸收塔下部，向上流動(dòng)穿過(guò)噴淋層，在此煙道氣被冷卻到飽和溫度，煙道氣中的SO2、SO3、HF、HCl、塵等污染物被脫硫液吸收。經(jīng)過(guò)噴淋洗滌后的飽和煙氣，經(jīng)高效除霧器除去水霧后，進(jìn)入吸收塔頂部的煙囪排空。

從焦?fàn)t至煙囪的水平煙道出口至脫硫塔進(jìn)口段的連接煙道采用碳鋼制作，并根據(jù)需要設(shè)置膨脹節(jié)。連接煙道上設(shè)有擋板系統(tǒng)，以便于煙氣脫硫系統(tǒng)事故時(shí)旁路運(yùn)行。擋板門包括1個(gè)入口擋板和1個(gè)旁路擋板。在正常運(yùn)行時(shí)，入口擋板開啟，旁路擋板關(guān)閉。在故障情況下，開啟煙氣旁路擋板，關(guān)閉入口擋板，煙氣通過(guò)旁路煙道繞過(guò)煙氣脫硫系統(tǒng)直接排到煙囪。

3.3 SO2吸收系統(tǒng)

在吸收塔內(nèi)，脫硫液中的氫氧化鈉與從煙氣中捕獲的SO2、SO3、HF、HCl等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉等物質(zhì)。

采用空塔噴淋作為脫硫吸收塔，是目前中小型余熱回收裝置脫硫裝置中應(yīng)用較為廣泛的脫硫塔，其具有氣液流通量大、壓降低、操作彈性寬、不易堵、效率穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

3.4 循環(huán)系統(tǒng)與處理系統(tǒng)

循環(huán)水泵將脫硫液打到脫硫塔內(nèi)，在其內(nèi)部和煙氣接觸并反應(yīng)后，并在脫硫裝置底部排出，排出的混合漿液包括硫酸鈉、硫酸氫鈉及少量粉塵渣的進(jìn)入反應(yīng)槽，接著與石灰漿液發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)置換完成后經(jīng)石膏旋流器濃縮后進(jìn)真空皮帶脫水機(jī)脫除水分，清液返回脫硫循環(huán)利用，石膏渣排入石膏庫(kù)。

工藝水系統(tǒng)提供進(jìn)吸收塔煙氣降溫、除霧器沖洗水、吸收塔補(bǔ)充水和制備石灰漿液水等。

本脫硫工藝煙氣排放達(dá)標(biāo)，脫硫液循環(huán)使用，脫硫渣（石膏）綜合利用，不產(chǎn)生其他的污染物，比如廢水、其他廢氣、固廢等。

4 實(shí)施后預(yù)期達(dá)到的最終目標(biāo)

①脫硫工藝系統(tǒng)阻力穩(wěn)定，脫硫裝置在啟、停、運(yùn)行及事故處理時(shí)不影響焦?fàn)t生產(chǎn)操作。

②脫硫工藝適應(yīng)了風(fēng)量、溫度、二氧化硫濃度等負(fù)荷變化與波動(dòng)。

③脫硫劑和副產(chǎn)物物料輸送、循環(huán)流暢，能力匹配。

④脫硫劑價(jià)格比較低廉、易于獲得。

⑤脫硫副產(chǎn)物石膏含水率低，石膏綜合利用。

⑥系統(tǒng)具備自防護(hù)功能，當(dāng)出現(xiàn)故障、廠用電消失等情況時(shí)，系統(tǒng)能夠在最短時(shí)間內(nèi)將煙氣切換到旁路煙道，確保系統(tǒng)安全。

⑦系統(tǒng)設(shè)計(jì)原煙氣熱量給原煙囪保溫，使原煙囪始終處于熱備狀態(tài)。

5 結(jié)束語(yǔ)

煙氣二氧化硫治理的節(jié)能減排項(xiàng)目的改造和應(yīng)用，有利于焦行業(yè)的脫硫、脫硝、煙氣余熱回收，節(jié)約能量提高經(jīng)濟(jì)效益，還可以降低污染物排放，對(duì)環(huán)保有重要意義。