焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝技術(shù)在我廠的應(yīng)用

杜曹明

（方大特鋼科技股份有限公司，江西 南昌 330012）

1 概 況

方大特鋼焦化廠現(xiàn)有3 座焦?fàn)t，其中1#、2# 為4.3 m頂裝焦?fàn)t，共用一個(gè)高度為100 米煙囪（頂裝爐煙囪），煙道氣約為120000 Nm3/h；3# 為4.3 m 搗固焦?fàn)t，搗固煙囪高度為110 m，煙道氣約為100000 Nm3/h。焦?fàn)t煙道氣中SO2含量最高約70 mg/Nm3，NOx 含量約為300～500 mg/Nm3，粉塵濃度最高約為50 mg/Nm3。未達(dá)到新的《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012） 重點(diǎn)地區(qū)煙道氣排放標(biāo)準(zhǔn)SO2≤30 mg/m3，氮氧化物≤150 mg/m3。為滿足重點(diǎn)地區(qū)排放濃度要求，需設(shè)置一套焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝凈化裝置。

2 脫硫工藝方案的選擇

目前世界上所采用的脫硫工藝非常多，有石灰石/石灰—石膏濕法煙氣脫硫、氧化鎂脫硫、循環(huán)流化床法煙氣脫硫、氨法煙氣脫硫、活性焦法、新型催化法等等，這些脫硫工藝技術(shù)較為成熟，已達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的水平，各種脫硫技術(shù)對比如下表1。

經(jīng)焦化廠技術(shù)人員交流分析論證，認(rèn)為新型催化法煙氣脫硫工藝技術(shù)占地面積小、運(yùn)行成本低、資源能有效利用，是方大特鋼焦化廠煙氣脫硫的第一方案。

3 新型催化法技術(shù)簡介

新型催化法技術(shù)是在傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)發(fā)展而成，采用炭材料為載體，負(fù)載活性催化成分，制備成催化劑，利用煙氣中的水分、氧氣、SO2，生產(chǎn)一定濃度的稀硫酸，催化反應(yīng)生成的稀硫酸富集在炭基孔隙內(nèi)，運(yùn)行一段時(shí)間后，孔隙內(nèi)稀硫酸達(dá)到飽和后進(jìn)行再生，釋放出催化劑的活性位，催化劑的脫硫能力得到恢復(fù)。

4 煙氣脫硝技術(shù)簡介

煙氣脫硝技術(shù)選擇目前市場上應(yīng)用最廣也最有效的煙氣脫硝技術(shù)，NH3選擇性催化還原NOx 技術(shù)（SCR）。其適應(yīng)性強(qiáng)，對低濃度到中高濃度含NOx 煙氣均有較高脫除率；性價(jià)比高，高穩(wěn)定性保證了長壽命，相應(yīng)減少了后續(xù)投入成本；無二次污染物產(chǎn)生，符合國家關(guān)于綠色生產(chǎn)的相關(guān)法律法規(guī)。

5 總體技術(shù)方案

建設(shè)一套煙氣脫硫系統(tǒng)和一套煙氣脫硝系統(tǒng)，將3座焦?fàn)t煙道氣收集起來后進(jìn)入該系統(tǒng)，待處理的煙氣首先經(jīng)過GGH 換熱器將溫度降低到148 ℃左右后進(jìn)入脫硫塔催化劑床層，在脫硫塔中將煙氣中的SO2濃度降低至30 mg/Nm3以下，然后120 ℃左右煙氣回到換熱器進(jìn)行升溫，升溫后的煙氣溫度大約210 ℃，隨后進(jìn)入脫硝工段進(jìn)行脫硝處理，經(jīng)過處理后的潔凈煙氣通過原廠區(qū)煙囪進(jìn)行排放。其工藝流程示意圖如下圖1：

工藝系統(tǒng)組成：①煙道改造系統(tǒng)：原煙道進(jìn)行開孔，把煙氣引入煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)中，在原煙道設(shè)置煙氣閘板閥，可實(shí)現(xiàn)原煙氣系統(tǒng)與煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)的快速切換。②GGH 換熱器系統(tǒng)。工藝采用先脫硫后脫硝的工藝路線，由于脫硫溫度窗口低于脫硝溫度，因此采用先降溫再升溫的方式來滿足工藝需求，若直接強(qiáng)制噴淋降溫，一方面造成熱量的損耗，另一方面使得升溫工序能耗巨大，回轉(zhuǎn)式GGH 很好的解決了脫硫脫硝溫度不匹配的問題，通過蓄熱元件先吸熱再放熱的方式，無需外加熱源的情況下即可實(shí)現(xiàn)煙氣溫度的調(diào)節(jié)。③脫硫系統(tǒng)：采用新型催化劑干法脫硫。煙氣經(jīng)過煙氣進(jìn)口管道引入脫硫塔后，所有的吸附、催化氧化過程均在床層內(nèi)進(jìn)行，脫硫塔為2 座8.8 m 直徑的圓柱形塔，單塔分為2 層（即2 個(gè)脫硫單元），共4 個(gè)脫硫單元，按照3用一備的方式運(yùn)行。煙氣處理后SO2濃度≤30 mg/Nm3，處理后煙氣煙塵濃度≤10 mg/Nm3。處理后的煙氣由煙囪排放。④脫銷系統(tǒng)。煙氣脫硝工藝系統(tǒng)主要由氨水站、氨注入系統(tǒng)、低溫SCR 反應(yīng)器、熱風(fēng)爐系統(tǒng)及附屬系統(tǒng)等組成。⑤引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)：流量～420000 m3/h，全壓8500 Pa，1400 kW，本體采用錳鋼材質(zhì)⑥氨注入系統(tǒng)：還原劑注射系統(tǒng)采用氨水直噴工藝，還原劑采用20%濃度氨水，通過壓縮空氣霧化，經(jīng)噴槍噴入脫硝入口煙道，通過大量的高溫?zé)煔饧訜幔彼稍诙虝r(shí)間內(nèi)汽化，同時(shí)在反應(yīng)器入口處設(shè)置有煙氣均布裝置，可進(jìn)一步將還原劑均勻分布到反應(yīng)器區(qū)域，達(dá)到最佳的混合效果。⑦電氣及自動(dòng)化儀表系統(tǒng)。設(shè)置一套PLC 加上位機(jī)控制系統(tǒng)，操作員站畫面上可同時(shí)監(jiān)視和控制脫硝裝置內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行。

表1 常見脫硫工藝比較表

6 運(yùn)行情況總結(jié)

實(shí)施效果如圖1、圖2 所示。

圖1 2018 年1 月-2019 年5 月平均煙囪二氧化硫排放量

圖2 2019 年1 月-5 月平均煙囪氮氧化物排放量（mg/m3）

煙囪煙氣排放均達(dá)到SO2≤30 mg/m3，氮氧化物≤150 mg/m3目標(biāo)要求。

7 結(jié) 語

目前我國對于SO2排放的總量控制形勢嚴(yán)峻，減排壓力巨大，對于SO2的排放削減是各生產(chǎn)企業(yè)不得不面臨的問題，焦?fàn)t煙道氣的脫硫脫硝技術(shù)，能夠有效去除SO2、NOx 對環(huán)境的危害，符合現(xiàn)在國家對綠色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。