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焦炉烟气脱硫脱硝技术方案的选择

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-06-16  作者:王卢辉 甘恢玉 钱虎林  浏览次数:534
 
核心提示:摘 要: 介绍了焦炉烟气脱硫脱硝的主要工艺技术,讨论了各种烟气脱硫脱硝工艺的特点。对马钢 6 m 焦炉烟气进行分析,根据烟气成分情况确定合适的技术方案,以满足焦炉烟气超低排放要求。 关键词: 焦炉烟气; 脱硫脱硝; 技术方案
 焦炉烟气脱硫脱硝技术方案的选择

王卢辉 甘恢玉 钱虎林

(宝武马钢股份有限公司炼焦总厂,马鞍山 243000)

摘 要: 介绍了焦炉烟气脱硫脱硝的主要工艺技术,讨论了各种烟气脱硫脱硝工艺的特点。对马钢 6 m 焦炉烟气进行分析,根据烟气成分情况确定合适的技术方案,以满足焦炉烟气超低排放要求。

关键词: 焦炉烟气; 脱硫脱硝; 技术方案

为落实生态环境部《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》的精神,焦炉需要配套脱硫脱硝装置,以满足焦炉烟气超低排放的要求。目前国内焦炉烟气脱硫脱硝有多种技术方案可供选择,本文通过对比分析目前各种工艺技术的优劣,为焦化企业提供合适的技术方案。

1 焦炉烟气脱硫脱硝技术方案对比

1. 1 活性焦脱硫脱硝一体化技术

焦炉产生的烟气经过余热回收,温度由 190 ℃降至 140 ℃以下,再通过活性焦床层吸附,脱除焦炉烟气中的 SO2。烟气中的氮氧化物在催化剂的催化作用下与喷入的氨水反应,脱除焦炉烟气中的氮氧化物。烟气经过脱硫脱硝系统净化后由焦炉烟囱排出。活性焦吸附 SO2饱和之后,经过加热进行解吸,解吸后的活性焦可以重新使用,解吸气体含有较高含量的 SO2,可用于生产 98% 的商品硫酸、硫磺或其他副产品。

活性焦脱硫脱硝一体化工艺技术投资成本高、占地面积较大、操作控制系统复杂、稳定性好、运行成本低,存在反应产物硫酸氢铵堵塞的问题[1]

1. 2 SDA + SCR 脱硫脱硝技术

碱性物质 NaHCO3溶液或 Ca( OH) 2浆液作为焦炉烟气脱硫剂,采用 SDA 方式进行烟气脱硫。烟气中的 SO2与雾化的脱硫剂发生反应,以脱除烟气中的 SO2。脱硫后的烟气与喷入的氨气进行选择性催化反应( SCR) 脱除烟气中的氮氧化物。反应后的烟气经过过滤除尘,脱除烟气中的颗粒物,实现焦炉烟气超低排放,净化后的烟气经过焦炉烟囱排出。

SDA + SCR 工艺在 SO2 浓度较高时,脱硫成本会急剧上升,同时喷雾形成的颗粒,在温度较低、水分含量较高时,极易造成布袋及管道堵塞[2]

1. 3 陶瓷纤维复合滤筒硫尘硝协同脱除工艺

焦炉烟气从地下烟道引出,烟气在进入脱硫塔前喷入新鲜脱硫剂,二者在脱硫塔中混合,进行一次脱硫反应。焦炉烟气经燃烧器加热至 220 ℃,与通过喷氨格栅喷入的氨水在混合器中混合,再通过导流板和气流分布板后进入滤管反应器。烟气中未反应完全、颗粒较小的消石灰在滤管表面形成一层滤饼,并在陶瓷管表面进行二次脱硫。为提高脱硫剂的利用率及脱硫效率,设有脱硫灰循环系统,经一体化装置收集的循环灰分两路返回脱硫塔。一路经研磨后通过气力运输返回脱硫塔入口烟道,另一路经斜槽返回脱硫塔,与烟气充分混合后继续参加反应,循环利用。无尘的含硫气体通过滤料表面,与滤管壁内的催化剂层接触发生反应,氮氧化物被高效脱除,清洁烟气再通过引风机送至烟囱排出。

陶瓷纤维复合滤筒硫尘硝协同脱除技术具有占地较小、运行成本较高、操作控制系统简单、维护工作量低等特点,而且脱硫脱硝可靠性高,脱硫副产物无污染、易处置。

1. 4 投资与运行费用对比

在焦炉烟气脱硫脱硝工艺的投资成本中,焦炉烟气量、烟气达标排放要求、硫尘硝脱除效率、焦炉烟气中硫尘硝物质的浓度、设备性能等是主要影响因素。在焦炉烟气净化系统运行费用方面,工艺介质消耗量及质量、烟气硫尘硝脱除剂用量、人工操作维护费用等是主要影响因素,在焦炉烟气相同的情况下,3 种脱硫脱硝工艺的投资及运行费用见表 1。

图片1 

2 马钢 6 m 焦炉烟气净化要求及技术方案

2. 1 马钢 6 m 焦炉烟气特点及焦炉烟气净化要求

( 1) 新建焦炉烟气脱硫脱硝项目因场地小、施工难度大,要求脱硫脱硝工艺简单,占地面积小。

( 2) 随着超低排放政策的实施,环保要求越来越高,要求烟气脱硫脱硝后不产生二次污染。

( 3) 脱硫脱硝产生的所有副产物无害化处理,且能回收利用。

( 4) 焦炉在采用焦炉煤气加热时,烟气中氮氧化物和 SO2含量较高,因此要求脱硫脱硝工艺的效率高。

2. 2 马钢 6 m 焦炉脱硫脱硝技术方案

马钢 6 m 顶装焦炉目前采用高炉煤气加热,焦炉烟气参数见表 2。

图片2 

通过对上述几种脱硫脱硝工艺技术的比较,马钢决定采用陶瓷纤维复合滤筒硫尘硝协同脱除技术。该技术于 2020 年底在马钢 6 m 焦炉投入运行,投运后焦炉烟气排放指标见表 3。通过半年多的运行,此工艺技术可以满足焦炉烟气污染物排放数据稳定、运行维护量小、成本投入低的要求。

图片3 

3 结语

本文对多种脱硫脱硝工艺的优缺点、投资、运行费用等进行综合讨论分析,最终选择了陶瓷纤维复合滤筒硫尘硝协同脱除工艺。马钢炼焦总厂采用该脱硫脱硝工艺每年可减排 SO2196 t,减排氮氧化物 420 t。

参考文献

[1] 许英红,陈鹏,颜芳. 焦炉烟气脱硫脱硝一体化技术的研究进展[J]. 燃料与化工,2019,50( 4) : 1 -3.

[2] 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( 3) : 40 -43.

 
 
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