焦炉烟气低温定量氧化耦合%2B强化吸收脱硫脱硝中试研究.pdf
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1、 收稿日期 作者简介郭梁(),男,山西洪洞人,工程师,主要从事技术管理工作。焦炉烟气低温定量氧化耦合 强化吸收脱硫脱硝中试研究郭梁,师晋恺(山西焦化集团有限公司,山西 洪洞 )摘要山西焦化集团有限公司 座焦炉均采用“干法 半干法”脱硫脱硝技术,运行状况良好,但脱硫脱硝成本较高。通过技术合作,基于国内现有焦炉烟气低温湿法脱硫脱硝工艺进行优化改进,针对焦化行业特点在 套 中试试验装置中开展了低温定量氧化耦合 强化吸收同时脱硫脱硝研究 研究 低温分段定量氧化和同步脱硫脱硝最佳工艺条件、开发高效吸收净化系统等,从而开发出了一套焦化烟气低温定量氧化耦合 强化吸收脱硫脱硝技术。本技术利用焦化废水(剩余氨水
2、)进行洗涤、喷淋,同步实现脱硫脱硝,处理后的焦炉烟气可达到超低排放标准,由此开辟了一条低成本、高效率的焦炉烟气脱硫脱硝技术路线,可广泛应用于独立焦化企业焦炉烟气治理。关键词焦炉烟气;超低排放;低温定量氧化耦合 强化吸收脱硫脱硝;低温分段定量氧化;最佳工艺条件;高效吸收净化系统;中试装置;技术创新点 中图分类号 文献标志码 文章编号 ()引言焦化作为高污染、高能耗行业之一,一直是环保政策收紧的目标行业,也是淘汰落后产能的重点行业。焦化企业尤其是传统焦化企业,要做到达标排放,须投入大量资金建设相应的环保设施,但环保设施的运营会增加生产经营成本,特别是在焦化产能严重过剩、新型焦化企业市场竞争力较强的
3、大背景下,亟需应用一些技术可靠、净化效率有保障、投资及运行成本较低的环保治理技术。针对不同的焦化企业(独立焦化企业、钢铁联合焦化企业)、不同的排放标准需求(达标排放、超净排放)以及不同的生产工艺及场地状况,研发一种投资低、效率高的焦炉烟气脱硫脱硝工艺意义重大。山西焦化集团有限公司(简称山西焦化)目前拥有座焦炉,设计焦炭产能 ,座焦炉均采用“干法 半干法”脱硫脱硝技术,运行状况良好,但由于每年均需对脱硫脱硝催化剂进行更换,导致脱硫脱硝成本较高。为此,山西焦化与河北唯沃环境工程科技有限公司进行技术合作,针对焦化行业的特点,通过对国内现有焦炉烟气低温湿法脱硫脱硝工艺的优化改进,在中试试验装置中进行低
4、温定量氧化耦合 强化吸收脱硫脱硝研究,开发出了一套焦化烟气低温定量氧化耦合 强化吸收脱硫脱硝技术 采用低温催化氧化与臭氧直接氧化的分步氧化方式,并利用焦化废水(剩余氨水)进行洗涤、喷淋,同步实现脱硫脱硝,处理后的焦炉烟气可达超低排放标准,解决了传统“干法 半干法”脱硫脱硝工艺运行成本高的难题,可在促进焦化行业绿色发展的同时提升焦化企业的竞争力。以下对有关情况作一介绍。研究内容 低温分段定量氧化以锰基催化剂为基础,考察双组分元素、催化剂前驱体、组分比例、煅烧时间及煅烧温度对催化剂活性的影响。结果表明,试验条件下,以乙酸锰、硝酸钴为前驱体的制备材料,在 下煅烧 所得的 催化剂,具有最佳的 催化氧化
5、活性:在 进口浓度为 、含量为 、空速为 的条件下,反应温度为 时 氧化率为 ,反应温第 期 年 月中氮肥 度为 时 氧化率可达 。试验 结 果 表 明:反 应 温 度 时,催化剂活性随反应温度的升高而提升,反应温度 时,由于反应热力学作用的限制,催化剂活性随反应温度的升高而逐渐下降;进口 浓度()的提高不利于催化反应的进行,催化剂对低浓度烟气(浓度 )有着较好的催化作用;浓度逐渐增大(范围内),催化氧化效率快速提高,但当 浓度继续增大()时,催化剂活性提升不明显;在 的空速范围内,氧化率均保持在 以上;在进口 浓度为 、浓度为 、空速为 、反应温度为 时,催化剂拥有较好的稳定性,催化活性维持
6、在 左右。简言之,通过对催化剂制备影响因素的考察以及反应操作条件的优化,在低温下实现了较高的 氧化率。臭氧()具有强氧化性,能将 氧化为高价态氮氧化物,主要氧化反应为 ,同时可能伴有部分副反应 、。随着 (摩尔比,下同)的增大,氧化率不断提升:为 时,氧化率只有 ;增加 用量,达 时,氧化率接近 ;达 时,氧化率达 。氧化试验确定了最佳氧化度(氧化率)约 ,最佳氧化度下的用量约为 的 倍。同步脱硫脱硝的最佳工艺条件考察剩余氨水对于 不同氧化度的吸收试验发现,氧化度约 时,即 (摩尔比)约为 的情况下碱性溶液对 的吸收效率较好,通过提高气液传质效率,可使剩余氨水对 的吸收效率明显提高。以剩余氨水
7、为脱硫剂进行相关测试,在风量 、剩余氨水(废氨水)初始 及温度 下进行试验,当剩余氨水 时,其对 的去除率迅速下降,剩余氨水 由 降至共耗时 ,最佳脱硫条件为剩余氨水 。开发高效吸收净化系统通过研发多功能洗涤器等核心设备、优化洗涤方式、增大入口负压、强化气液传质系数、优化吸收塔结构形式,可同时实现 和 的高效吸收,有效实现对污染物的高效净化。高效吸收净化系统的核心设备主要包含多功能洗涤器、洗涤泵、吸收塔、循环吸收液泵及喷嘴等。在现有焦炉烟气低温湿法脱硫脱硝工艺的基础上,以剩余氨水作为吸收剂,采用洗涤 喷淋的组合工艺实现多级高效净化:第一级为洗涤净化(多功能洗涤器),替代现有增压风机和降温设施,
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