焦化厂焦炉烟气净化工艺选择及工程实践.pdf
《焦化厂焦炉烟气净化工艺选择及工程实践.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《焦化厂焦炉烟气净化工艺选择及工程实践.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 39 卷 第 5 期2023 年 10 月绿色矿冶Sustainable Mining and MetallurgyVol.39 No.5Oct.2023施施施施施施施施施施施施施施施施施施施施拴拴拴拴生态环境焦化厂焦炉烟气净化工艺选择及工程实践吴摇 静1摇 聂宜文1摇 颜世广2摇 李摇 蕾2(1.中国恩菲工程技术有限公司 装备公司,北京 100038;2.北京清新环境技术股份有限公司,北京 100142)摘摇 要摇 本文以唐山某焦化厂的焦炉烟气为对象,探究焦炉烟气的特点,对比目前的焦炉烟气除尘脱硫脱硝技术,最终选择合适的脱硫脱硝技术。该焦化厂焦炉烟气 SO2浓度高达2000 mg/Nm3
2、,NOx含量低于常规焦炉烟气,烟气温度较低,为180 192 益。根据烟气特点选择 CFB 半干法脱硫除尘+补燃 SCR 脱硝组合工艺作为脱硫脱硝技术路线,并介绍两种技术的工艺原理。采用该工艺后,出口净烟气 SO2浓度低于 35 mg/Nm3,NOx浓度低于 30 mg/Nm3,粉尘排放低于5 mg/Nm3,各项参数优于最新的当地焦炉排放标准要求,实现了 SO2、NOx和粉尘的超净排放。关键词摇 焦炉烟气;CFB 半干法脱硫;补燃 SCR 脱硝中图分类号 TF538郾 6+1;TE991郾 1摇 摇 摇 文献标志码 B摇 摇 摇 文章编号 2097-2423(2023)05-0053-05DO
3、I:10.19610/10-1873/tf.2023.05.010摇 摇 收稿日期 2023-09-03作者简介 吴静(1988),女,江苏徐州人,工程师,硕士,主要从事烟气净化工艺方面的工作。引用格式 吴静,聂宜文,颜世广,等.焦化厂焦炉烟气净化工艺选择及工程实践J.绿色矿冶,2023,39(5):53-57.0摇 前言随着电力行业超低排放的大范围实现,目前国内的大气污染防治重点已经由电力行业转向了非电行业,烧结机、焦炉烟气是关注的焦点之一。随着环保要求日益严格,国家对焦化企业制定了更高的排放要求,部分地区相继发布焦化行业的超低排放标准,如河北的炼焦化学工业大气污染物超低排放标准(DB 13
4、/28632018)。部分企业在国家和地方标准的基础上制定了更为严格的排放要求:唐山某年产 144 万 t 焦电一体化项目,出口指标要求粉尘臆5 mg/Nm3,SO2臆35 mg/Nm3,NOx臆30mg/Nm3。本文就此焦化厂焦炉废气净化处理工艺路线的选择、主要设备的配置以及实际运行效果进行阐述,为相关企业提供借鉴。1摇 项目概况唐山某焦化厂新建捣固式热回收焦炉 20 座,每座 18 孔,共计 360 孔,年产焦炭 144 万 t,同时配套建设备煤、干熄焦和余热锅炉及发电机组。2 台焦炉合建一套烟气处理系统,采用 CFB 半干法脱硫除尘+GGH+补燃 SCR 脱硝工艺,确保焦炉烟气中的SO2
5、、NOx、粉尘满足排放指标要求。焦炉燃料主要为荒煤气,不同于常规焦炉,烟气中 SO2浓度高达2 000 mg/Nm3,NOx含量低于常规焦炉烟气,另外焦炉出口烟气温度较低,为 180 192 益(表 1)。表 1摇 单套烟气处理系统原烟气设计参数序号名称参数备注1烟气量/Nm3 h-1446 700标况,湿基,8%氧2烟气温度/益180 1923进口 SO2浓度/mg Nm-3约 2 000标况,干基,8%氧4进口 NOx浓度/mg Nm-3250标况,干基,8%氧5进口粉尘浓度/mg Nm-3350标况,干基,8%氧摇 摇 焦炉烟气经脱硫脱硝除尘设施处理后,其二氧化硫、氮氧化物及烟尘的排放浓
6、度需满足表 2 的设计指标。2摇 工艺路线选择焦炉烟气的脱硫脱硝组合工艺主要分为脱硝前試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試摇 摇表 2摇 烟气污染物排放浓度设计指标序号名称参数备注1出口 SO2浓度/mg Nm-335标况,干基,8%氧2出口 NOx浓度/mg Nm-330标况,干基,8%氧3出口粉尘浓度/mg Nm-35标况,干基,8%氧4氨逃逸/mg Nm-32郾 28置、脱硝后置两大类。本项目原烟气温度为 180 192 益,处于低温脱硝催化剂下限,很难保证脱硝效率;且本项目焦炉烟气 SO2含量较高,在此温度区间时,易和氨气反应生
7、成硫酸氢铵,生成的铵盐和原烟气中的焦油会吸附占位在催化剂表层,不仅会增加催化剂阻力,还会导致其活性丧失,因此本项目焦炉烟气处理装置采用先脱硫后脱硝的技术路线。2郾 1摇 脱硫工艺选择焦炉烟气中 SO2来源包括焦炉加热用煤气中的H2S、有机硫燃烧生成的 SO2以及炭化室荒煤气串漏进入燃烧室燃烧生成的 SO21。焦化行业常见的几种烟气脱硫技术有湿法脱硫、半干法脱硫、干法脱硫。湿法脱硫具有脱硫效率高的优势,但系统复杂,排烟温度较低,外排烟气中含有大量水蒸气,另外有外排废水问题2,适用于高含硫烟气(逸3 000 mg/Nm3)的脱硫处理。本项目采用先脱硫后脱硝的技术路线,湿法脱硫后烟气温度较低,升温至
8、脱硝适宜温度所需耗能较高,且本项目不允许外排废水,因此湿法脱硫技术不适合本项目。干法脱硫技术中,碳酸氢钠干法脱硫技术(SDS)适用于 SO2臆800 mg/Nm3的情况,且部分项目将钠基 SDS 副产物定义为危废,需进行二次处理;固定床脱硫技术适用于低硫工况,且占地面积较大;活性焦一体化脱硫脱硝技术抗波动能力差,运行不稳定,投资和运行成本均较高,对温度控制要求高,烟气温度高时易着火3。因此干法脱硫亦不适合本项目。半干法脱硫技术中,旋转喷雾干燥法(SDA)半干法脱硫受温度、烟气量影响波动较大,且国内雾化器技术不够成熟,仍主要依赖进口的旋转雾化器,运行成本较高;循环流化床脱硫(CFB)技术是焦化行
9、业脱硫脱硝联合工艺中应用较多的技术,适应烟气量较小、SO2含量 3 000 mg/Nm3以下的场景,无废水产生,脱硫后烟气无白烟产生,排烟温度一般高于75 益,烟囱无需防腐,该技术具有占地小、设备少、维护简单,运行费用低,钙硫比较低,脱硫效率较高的特点。因此综合考虑,本项目选用 CFB 半干法脱硫技术。2郾 2摇 脱硝工艺选择脱硝 的 主 要 技 术 有 选 择 性 非 催 化 还 原(SNCR)、选择性催化还原(SCR)、活性焦法、氧化法、低氮燃烧技术等4。SNCR 脱硝效率较低,且需要合适的高温温度窗口(800 1 150 益),不适合本项目5;氧化法及活性焦脱硝效率均较低,无法满足本项目
10、 88%的脱硝效率要求。SCR 技术具有脱硝效率高、氨水消耗少、脱硝性能稳定等优点,是目前世界上应用最多的脱硝技术之一,因此综合考虑本项目选用 SCR 脱硝技术。SCR 脱硝技术需配置催化剂,目前常用的催化剂为中高温催化剂,反应温度为 280 420 益。随着技术的进步,低温催化剂逐步投入应用。低温催化剂可在180 280 益起到催化作用,但在180 230 益条件下氨气与 SO3反应生成黏性物质硫酸氢氨,易黏附在催化剂表面,堵塞催化剂孔道,严重影响催化剂脱硝效率。另外低温催化剂仍然需要采用烟气加热系统定期对脱硝催化剂热解吸。综合对比,中高温催化剂能更有效地保证催化剂的活性,另外配套GGH、热
11、风炉,烟气经循环利用热量后,仅需升温30 益左右即能满足中高温催化剂的温度区间。因此本项目选择中高温 SCR 脱硝工艺,同时可考虑在适当时机替换为低温催化剂,以减少系统能源消耗。3摇 技术原理3郾 1摇 CFB 半干法脱硫除尘技术CFB 半干法以循环流化床为原理,通过喷雾干燥方法,使脱硫剂进入吸收塔后与烟气中的 SO2发生化学反应,不断形成固态聚团物向下沉淀,同时烟气自身所携带的热量使形成的聚团物不断干燥,最后形成固态粉末。反应后的气固混合烟气经脱硫塔顶部出口侧向排出后进入除尘器进行除尘处理,最后净化后的烟气通过引风机进入烟囱排放,除尘器捕捉下来的固态颗粒,通过再循环系统重新返回到脱硫塔内继续
12、参加化学反应,从而进入反复循环流程。CFB 半干法脱硫工艺路线如图 1 所示。从焦炉出来的烟气从底部进入循环流化床反应塔,通过反应塔底部的文丘里管加速后进入流化床45绿 色 矿 冶摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇摇摇 摇 阴生态环境試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試图 1摇 CFB 半干法脱硫工艺路线示意图床体。气固两相由于气流的作用,产生激烈的湍动与混合,充分接触,在上升的过程中,不断形成聚团物向下返回,而聚团物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升,气固两相间的滑移速度高达单颗粒滑移速度的数十倍。这样的两相流机制极大地强化了气
13、固两相间的传质与传热,为实现高脱硫率提供了保证。在文丘里的出口扩管段设喷水雾化装置,喷入雾化水使烟气温度降至高于烟气露点20 益左右,从而使 SO2与 Ca(OH)2的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。吸收剂、循环脱硫灰在文丘里段以上的塔内进行充分反应,生成副产物 CaSO3 1/2H2O;此外,Ca(OH)2还与 SO3、HF 和 HCl 反应生成相应的副产物CaSO4 1/2H2O、CaF2、CaCl2 Ca(OH)2 2H2O 等。烟气在上升过程中,颗粒一部分随烟气被带出反应塔,一部分因自重重新回流到循环流化床内,进一步增加了流化床的床层颗粒浓度和延长吸收剂的反应时间,从而有效地保证了
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 焦化厂 焦炉 烟气 净化 工艺 选择 工程 实践
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。