90萬噸焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝工程技術(shù)方案

楊文明+張小軍

摘要：本文以90萬噸焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝工程技術(shù)方案為例，同時主要從工藝原理、工藝流程、設(shè)計焦?fàn)t燃燒廢氣排放指標(biāo)、主要設(shè)備參數(shù)及工藝特點(diǎn)等五個方面進(jìn)行了詳細(xì)的論述，從而進(jìn)一步提高脫硫脫硝工程的技術(shù)實施。

關(guān)鍵詞：脫硫脫硝；工藝原理；工藝流程；工藝特點(diǎn)

中圖分類號：X821 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）01-0089-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.052

900，000 tons coke oven flue gas desulfurization and denitration project technical solutions

Yang Wenming1，Zhang Xiaojun2

（1. Shanxi Chemical Industry Design Institute， Taiyuan Shanxi 030024， China； 2. Shanxi Lu&apos；an Coking Co.， Ltd.， Lucheng Shanxi 047500，China）

Abstract： In this paper， the project of 900，000 tons coke oven flue gas desulfurization and denitrification project is taken as an example. At the same time， the paper mainly elaborates on the principle of the process， the technological process， the design of the coke oven combustion exhaust emission index， the main equipment parameters and the process characteristics Discussion， so as to further improve the technical implementation of desulfurization and denitrification project.

Key words： Desulfurization and denitrification； Process principle； Process flow； Process characteristicscs

焦?fàn)t廢氣中的低溫NOX處理技術(shù)還屬于本世界技術(shù)難題，嚴(yán)峻的環(huán)保壓力迫使焦化企業(yè)又不得不面對NOX的排放控制。尋求一種合理的解決方案很有必要。旋轉(zhuǎn)噴霧半干法（鈉法）脫硫+除塵脫硝一體化已成功運(yùn)用于寶鋼湛江鋼鐵焦化項目（2015年11月）。本次工藝采用“旋轉(zhuǎn)噴霧半干法（鈣法）脫硫+除塵脫硝一體化”整體技術(shù)工藝，以期對其技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，為國內(nèi)煤焦化行業(yè)焦?fàn)t氣治理提供參考。

1 工藝原理

1.1 SDA塔半干法脫硫原理

原煙氣通過煙氣分布器進(jìn)入SDA塔，煙氣中的二氧化硫在脫硫塔中與細(xì)小的石灰漿液（平均液滴直徑50μm）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，煙氣中的酸性組分迅速被細(xì)小的研發(fā)液滴中和。氫氧化鈣粉顆粒同H2O 、SO2、H2SO3反應(yīng)生成干粉產(chǎn)物，整個反應(yīng)分為氣相、液相和固相三種狀態(tài)反應(yīng)，反應(yīng)步驟及方程式如下：

1.2 脫硝原理

脫硝系統(tǒng)以氨（NH3）為還原劑，在低溫 SCR 催化劑作用下與煙氣中的 NOX反應(yīng)，生成 N2和 H2O，實現(xiàn) NOX脫除，并控制NH3的逃逸率。

煙氣中 90%以上 NOx 是以 NO 形式存在。NH3選擇性地和 NOX反應(yīng)生成無二次污染的 N2和 H2O 隨煙氣排放。

2 工藝流程

原煙氣通過煙氣分布器進(jìn)入SDA塔，煙氣中的酸性組分迅速被細(xì)小的研發(fā)液滴中和。同時，其中的水分也被蒸發(fā)，一部分干燥產(chǎn)物，包括飛灰和吸收反應(yīng)產(chǎn)物，落入吸收塔底部，進(jìn)入粉塵輸送系統(tǒng)。塔內(nèi)反應(yīng)完成的煙氣進(jìn)入布袋除塵器，固體顆粒被收集下來。

完成脫硫和除塵后的煙氣溫度控制在180-200℃。進(jìn)入除塵脫硝一體化裝置，煙氣在除塵脫硝一體化裝置內(nèi)先經(jīng)布袋除塵，除塵后的煙氣與噴氨裝置加入的還原劑（氨氣）充分混合。混合后的煙氣進(jìn)入脫硝催化劑層，在催化劑作用下發(fā)生脫硝反應(yīng)，脫除 NOX；凈化后的潔凈煙氣經(jīng)過煙囪排放。在除塵脫硝一體化裝置旁設(shè)置煤氣熱風(fēng)爐，定期對催化劑進(jìn)行在線加熱，可實現(xiàn)催化劑的活性再生。

3 設(shè)計焦?fàn)t燃燒廢氣排放指標(biāo)

廢氣處理后符合《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中表6“大氣污染物特別排放限值要求”。顆粒物15 mg/m3、SO230 mg/m3、NOX150 mg/m3。

4 主要設(shè)備參數(shù)

4.1 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)

主風(fēng)機(jī)采用變頻離心風(fēng)機(jī)，既能滿足焦?fàn)t加熱吸力調(diào)整要求，又可以達(dá)到節(jié)能目的。

4.2 脫硫脫硝系統(tǒng)

脫硫脫硝系統(tǒng)包括：脫硫塔單元、制漿單元、循環(huán)漿液單元、脫硝除塵一體化單元、氮?dú)鈫卧M成。

脫硫反應(yīng)塔主要設(shè)計參數(shù)如下：

制漿單元及循環(huán)漿液單元由粉倉、振動裝置、計量螺旋給料機(jī)、消化罐、漿液罐、漿液泵、輸灰接口、壓縮空氣快速接口等組成。

脫硝系統(tǒng)由脫硝除塵一體化設(shè)備單元、熱風(fēng)爐單元、氨氣單元組成。低溫SCR催化劑使用壽命為24000時，設(shè)計脫硝效率不小于85%。煙氣熱風(fēng)爐根據(jù)運(yùn)行情況每年再生1次，每次再生時間約10h/倉。脫硝系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)如下：

氨氣單元由氨汽化器、稀釋風(fēng)機(jī)、氨氣/煙氣混合氣組成，氨水槽內(nèi)氨水泵送氨汽化器蒸發(fā)為氨汽，經(jīng)外線管道送至氨氣/煙氣混合器；稀釋風(fēng)機(jī)將主風(fēng)機(jī)后潔凈煙氣送氨氣/煙氣混合器將兩者充分混合，導(dǎo)入脫硝反應(yīng)器內(nèi)。

5 工藝特點(diǎn)

工藝特點(diǎn)如下：

（1）粘有焦油等黏性物的顆粒物從焦?fàn)t煙氣中清除，從而有效地保護(hù)脫硝催化劑，保證系統(tǒng)能夠長期、穩(wěn)定、安全地運(yùn)行。（2）當(dāng)焦?fàn)t進(jìn)行加熱換向時，煙氣量及煙氣中的二氧化硫、氮氧化合物、粉塵濃度均有波動，本方案采用的脫硫脫硝處理工藝具有很強(qiáng)的自適應(yīng)能力，可以滿足不同工況污染物濃度的焦?fàn)t煙氣處理需求。（3） 脫硝前除塵，減少煙氣中的粉塵在通過脫硝催化劑層時對催化劑表面的磨損，可以有效延長脫硝催化劑的使用壽命，減少脫硝催化劑的用量，同時可省略傳統(tǒng)意義上的催化劑清灰系統(tǒng)。（4） 采用除塵脫硝噴氨熱解一體化結(jié)構(gòu)形式，利用除塵濾袋過濾層和均流結(jié)構(gòu)體的均流作用，實現(xiàn)煙氣在脫硝催化劑橫截面上的均布，使煙氣速度場、溫度場分布更加均勻，進(jìn)一步提高脫硝效率。（5）煙氣經(jīng)高效低溫降脫硫器進(jìn)入脫硝裝置，可有效抑制在脫硝過程硫酸氫銨的生成量，防止硫酸氫銨在煙氣溫度降低到 230℃以下時凝結(jié)黏附在催化劑表面，降低脫硝催化劑脫硝效率。（6）“旋轉(zhuǎn)噴霧半干法（鈣法）脫硫+除塵脫硝一體化”工藝產(chǎn)生的固體廢物主要成分為CaSO3、CaSO4等無毒物質(zhì)，不會對環(huán)境造成危害。脫硫灰的堿性和硬結(jié)性對防止堆放場地下水污染有極大幫助。相比“旋轉(zhuǎn)噴霧半干法（鈉法）脫硫+除塵脫硝一體化”產(chǎn)生的鈉鹽，環(huán)境更友好。

6 結(jié)束語

焦?fàn)t燃燒廢氣采用“旋轉(zhuǎn)噴霧半干法（鈣法）脫硫+除塵脫硝一體化”工藝脫硫脫硝在攻克低溫脫硝難題的基礎(chǔ)上環(huán)境更友好，整套流程無廢水產(chǎn)生，脫硫副產(chǎn)物有廣泛的綜合綜合利用途徑，煙氣處理指標(biāo)符合《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中表6“大氣污染物特別排放限值要求”。項目實施在全國焦化行業(yè)環(huán)保治理領(lǐng)域具有里程碑意義。

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收稿日期：2017-11-22

作者簡介：楊文明（1971-），1991年太原工業(yè)大學(xué)大專畢業(yè)，注冊環(huán)境影響評價工程師，注冊環(huán)保工程師，研究方向為建設(shè)項目環(huán)境影響評價及環(huán)保工程。