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7米焦炉烟道气脱硫脱硝技术的引进与应用

7米焦炉烟道气脱硫脱硝技术的引进与应用

旷军  张广义  
【摘要】:本文主要结合当前环保形势,分析了我厂7米焦炉烟气脱硫脱硝技术的引进吸收与应用,探讨生产实践过程中存在问题,提出改进措施。
【作者单位】:河北钢铁集团邯钢公司邯宝焦化厂 


本文主要结合当前环保形势分析了我厂7米焦炉烟气脱硫脱硝技术的引进吸收与应用探讨生产实践过程中存在问题提出改进措施。

河钢集团邯钢公司邯宝焦化厂拥有4 座JNX70-II 型焦炉焦炭生产能力220 万t/a。每2×42 孔焦炉组成一个炉组合用一个布置在焦炉机侧的烟囱。焦炉所用的燃烧煤气全年绝大部分时间(高炉检修时间除外)为掺烧2-3% 焦炉煤气的高炉煤气。在设计结焦时间条件下生产时经测定燃烧后的烟囱内的烟气成分约为:粉尘含量:15-25mg / M3、SO2:70 -300mg/M3、NOx:300-600mg/M3。

由于企业所处的特殊地理位置要求处理后的焦炉烟道气排放指标达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表6 中特殊地区排放限值,超声波探伤仪排放指标如下表:

故此对于邯宝焦化厂来说投入脱硫脱硝系统以满足焦炉烟囱排放物达到规定监控数值标准成为必然的选择。

一、技术引进总体思路

结合我厂实际确定了以下工艺选择原则:脱硫脱硝系统投入运行后焦炉烟囱不得冒白烟;针对所采用的脱硝工艺中烟气温度条件要求烟囱烟气有再加热系统,以尽可能降低煤气燃烧的消耗为选择工艺原则;催化剂的更换以不影响脱硫脱硝设备正常运行为原则;尽可能采用相对成熟可靠的技术但不排斥引进先进的技术或可靠的改进技术。

按照上述原则最后我厂选择了:SDA(半干法脱硫)+SCR脱硝的工艺路线即先脱硫后脱硝的工艺。脱硫脱硝工艺技术路线:烟气先脱硫——除尘——烟气再加热——脱硝工艺——回归烟囱。

二、工艺技术流程简介

SDA 工艺原理:碳酸钠粉通过给料螺旋定量加入溶解罐内并加水配制成一定浓度的碳酸钠溶液。在实际生产中还有部分的除尘灰溶液经溶解后与碳酸钠溶液在容器内(顶罐)混合。顶罐内浆液自流入脱硫塔顶部雾化器溶液经雾化器雾化成50μm 的雾滴与脱硫塔内烟气接触迅速完成吸收SO2等酸性气体的作用。由于碳酸钠溶液为极细小的雾滴增大了脱硫剂与SO2接触的比表面积反应极其迅速且有极高的脱除SO2效率。由于喷入塔内的碳酸钠溶液是极细的雾滴完成反应后的脱硫产物也为极细的颗粒因此完成反应的同时也即迅速干燥。故此在此过程中烟气温度下降到180℃左右温度下降约30℃左右。

脱硫后干燥的粉状颗粒随气流进入布袋除尘器进一步净化处理除尘器截留下粉尘定期外运粗颗粒(碳酸钠粉带入的泥沙或不溶性物质)落入塔底定期外排。

SDA 技术有以下特点:工艺成熟可靠;脱硫效率高最高可达99%。可根据烟气内SO2含量的改变及在考虑运行成本的两要素的前提下在较大范围内任意且迅速调节;空塔结构吸收塔的阻力不是很大按照设计不超过800Pa节省运行成本;湿法脱硫的机理干法的特点无废水产生系统不需防腐处理;SDA 工艺核心设备——喷雾器由丹麦NIRO 公司制造喷雾能力强大最大可达110t / h。喷雾器的雾化粒径为50μm大大增加了雾滴与烟气接触面积提高吸收效率。此外该喷雾器具有低维护、防磨损的专利设计使用寿命长、维修简单等特点。

三、存在问题及解决方案

(一)除尘灰系统中的除尘灰的提升阀设计程序存在问题需要改进

在原设计工艺中布袋除尘灰系统中脱出的脱硫灰经由输送设备下料到仓料泵内。数分钟左右时由压缩空气进入到仓料泵内压送脱硫灰进入脱硫灰料仓,之后泻压按照原设计此时脱硫灰料仓上部的泻压管道会返回到除尘灰系统。与此同时仓泵也要进行泻压。按照设想应该是:此时仓泵上的泄压管道上的阀门(提升阀)开启进行泻压。而停留足够的时间后再开启下料阀以便下料。但是在本系统设计中泻压阀的控制程序出现错误。这两个阀门基本上会同时打开(间隔时间很短)。造成泻压时较大的压力直接进入除尘灰系统下部的除尘灰料的刮送板通道内。这样会出现造成泄压后的压缩空气反吹进入除尘灰仓下部的输送脱硫灰刮板机设备中会导致除尘灰的串漏。不仅影响到周围空气质量还污染地面环境。

我们分析判断后计划修改提升阀打开程序。修改后的控制程序为:在脱硫灰料仓泻压一定时间后再打开下料阀。这样避免出现粉尘外逸的可能。

(二)结焦时间的改变对脱硫系统系统的影响

由于地处京津冀地区每年在10 月份后至第二年4 月的时间区段内属于限产阶段。结焦时间最长时可达到72 小时此时烟气温度将会发生较大变化。最低时仅达到180-190℃左右。在这种生产状态下给脱硝系统带来一定的困难必须通过加大加热煤气消耗来提高烟气温度以保证催化剂的催化效果。过低的烟气温度还造成烟囱吸力会发生一定程度的变化会对焦炉调火工作带来不小的影响需要我们在即将来临的第一个冬季做好应对准备。

四、环保效益

我厂脱硫脱硝系统自2018 年一季度正式投入运行以来设备运行稳定各项污染物指标有效控制在国家限值排放要求得到公司及业界一致好评为邯钢环保治理做了正面宣传以及为焦化排污许可的获批起到积极的推动作用值得在焦化行业进行推广。

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