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        焦爐煙氣凈化工藝考慮和濕法煙氣脫硫工藝

        2020-10-19 12:58:54

        其一、焦爐煙氣脫硫脫硝工藝考慮因素
          據統計,我國煉焦生產煙氣中SO2含量范圍廣:50mg/m3~800mg/m3;NOx含量差別大:400mg/m3~1200mg/m3;顆料物含量受焦爐炭化室竄漏影響較大,隨著爐齡增長也很難實現達標排放的要求;焦爐煙氣溫度相對較低,180℃~320℃。而要達到《標準》的限值要求,就考慮實施煙道廢氣脫硫脫硝。
          1、焦爐煙氣的特點
          (1)焦爐煙道氣的溫度與生產負荷有直接關系,不是恒定值。受市場經濟的影響,焦爐負荷不可能是穩定不變的,在滿負荷時,煙道氣溫度可能在300℃左右,在負荷降至45%以下時,煙道氣的負荷可能在200℃左右。
          (2)焦爐煙道氣的污染物組分濃度受煉焦配煤、加熱制度、爐體竄漏、爐型、周轉時間等因素影響,不同的焦化廠、同一焦化廠的不同時期焦爐煙道氣的組分可能都不同。
          (3)煙道氣在煙囪的排煙溫度不能低于130℃,原因有兩個:一是煙道氣中含有水分,理論值是20.06%,實際可能在5%~17.5%,含有濃度的酸性氣體(如SO2、SO3),在低溫下可能生成酸,存在結露溫度腐蝕的問題,山東一家焦化企業(該廠使用濕法脫硫)在2015年已出現煙囪中部向外滲水的情況,初步判斷是結露溫度腐蝕造成的;二是煙溫過低的話,煙囪自拔力出現問題,煙囪變成了冷煙囪,將嚴重威脅焦爐的生產。焦爐從冷砌體經過烘爐至1000℃左右投產的過程中,一步就是先烘煙囪,煙囪吸力達到程度后,才烘分煙道、烘炭化室,煙囪的熱浮力是焦爐內氣體流動的動力。
          (4)每座焦爐加熱換向周期為20min~30min,換向時間約1min,在這1min內,煙氣量及煙氣中的SO2、NOx、顆粒物濃度均有波動,而且這種變化很有規律。
          2、選擇煙氣脫硫脫硝工藝考慮的因素
          結合煙道氣的特點,在煙氣脫硫脫硝技術路線選擇時考慮以下因素:
          (1)焦爐生產負荷對煙氣脫硫脫硝運行的影響。在長周轉時間下煙氣脫硝、余熱回收裝置可能都不能運行了,但煙氣脫硫運行。
          (2)煙氣脫硝如選用低溫SCR脫硝技術,受焦爐爐體竄漏或焦爐其他操作影響,焦爐煙氣中焦油不能燃燒帶來的對催化劑床層的堵塞污染問題,在SCR催化劑選型時考慮充分。
          (3)焦爐煙囪內部僅內襯隔熱層,未采取其他任何蝕措施。如脫硫后煙氣還返回原煙囪,結露溫度腐蝕的問題考慮。
          (4)為焦爐生產,煙囪熱備的問題考慮,以滿足在脫硫脫硝裝置故障、檢修或突然全廠停電等情況下焦爐加熱浮力要求。
          (5)脫硝工藝低溫時易爆的硝鉸、亞硝鉸聚集在管壁上,受到擾動,可能發生爆炸事故,在工藝選擇上要考慮此因素。
          其二、濕法煙氣脫硫工藝
          濕法脫硫的優點是:硫氧化物的吸收反應,脫硫裝置體積小,建設費用較低,建筑用地較少,二次污染減少。缺點是:由于排煙溫度降到60℃左右,排煙的擴散效果差;需要大量的水。
          1、石灰/石灰石-石膏法
          濕法煙氣脫硫應用為廣泛,占脫硫總裝機容量的83.02%,而其中占統治地位的石灰/石灰石-石膏法是目前世界上成熟、運行狀況穩定的脫硫工藝。該法早是由美國Eschellman在1909年提出來的,1931年美國Battersea電站建成了一套石灰/石灰石脫硫系統。在該工藝中,石灰石或石灰洗滌劑與煙氣中SO2反應,反應產物硫酸鈣在洗滌液中沉淀下來,經分離后即可拋棄也可以石膏的形式回收。
          80年代,隨著吸收塔、吸收槽內腐蝕和結垢問題的解決,新設備、以及電子計算機的使用都使得該法有生命力。目前,該法已在很大程度上進行了改進和,比較常用的技術如傳統的雙堿法、由德國魯奇公司于80年代末的CFB-GFB新型脫硫工藝、日本的煤灰干式脫硫法以及黃磷和堿水乳液法等。
          該過程存在的主要問題是:當SO2的濃度波動時,脫硫劑石灰粉末或漿液的投入量難以控制,吸收塔中的吸收液不能處于佳吸收狀態,影響脫硫率;低值副產物石膏還有待于解決含水率高和綜合利用的問題;整體裝置和運行費用仍偏高;脫硫效率不局。
          2、海水脫硫工藝
          海水脫硫是近年來發展起來的一項。該工藝利用的純海水作為煙氣中SO2的吸收劑,無需其它任何添加劑,也不產生任何廢棄物,具有工藝簡單、系統運行、脫硫等特點。
          3、液柱噴射煙氣脫硫除塵集成技術
          該技術是清華大學的技術,液柱噴射煙氣脫硫除塵集成系統主要由脫硫反應塔、脫硫及制備系統、脫硫及產物處理系統、控制系統和煙道系統組成,其中液柱反應塔是其核心裝置。該技術投資低,脫硫率達85%以上,脫硫劑的利用率為90%以上,除塵效率達以上,運行成本低,脫硫成本每千克SO2約為0.45元。脫硫產物主要是CaSO4,可以用作建筑材料和鹽堿地的改造。
          4、其它濕法工藝
          除前述的傳統方法外,還有MgO法、亞硫酸銨法、Wellman-Lord法、檸檬酸鈉-磷酸鈉法和千代田法、液相濕式生物還原法等。通??筛鶕牧蟻碓醇案碑a物銷路,合理選用。

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