焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝工藝優(yōu)化
摘要:介紹了焦?fàn)t煙氣半干法脫硫+SCR脫硝工藝流程，并分析了存在的問題。通過優(yōu)化脫硫劑制備及噴漿技術(shù)、補(bǔ)熱技術(shù)、建立新型焦?fàn)t加熱制度;改造脫硫劑制備管道連接方式，對脫硝除塵一體化裝置密封改造，增加設(shè)備工藝安全聯(lián)鎖功能，提高進(jìn)入脫硝工序煙氣溫度等措施，保證了焦?fàn)t煙氣脫硝工藝運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t煙氣粉塵、NOx、SO2達(dá)標(biāo)排放，主要物料消耗明顯降低。為同行業(yè)污染物排放控制提供了參考。
關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煙氣;半干法脫硫;SCR脫硝
0引言
河鋼唐鋼現(xiàn)有7m焦?fàn)t2座，設(shè)計(jì)焦炭產(chǎn)能150萬t/a。煉焦生產(chǎn)過程中排放的煙氣中含有NOx、SO2等污染物，污染了周邊環(huán)境。為有效治理煉焦煙氣污染物，在原有焦?fàn)t上，增設(shè)了焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝裝置，采用了旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫+SCR脫硝技術(shù)。本文主要分析了該裝置自2017年8月運(yùn)行以來的脫硫脫硝工藝存在的問題并提出了優(yōu)化措施，為今后焦化行業(yè)脫硫脫硝工藝的穩(wěn)定運(yùn)行提供借鑒。
1工藝流程及運(yùn)行中存在的問題
1.1工藝流程
焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝裝置采用半干法脫硫+SCR脫硝除塵技術(shù)路線(見圖1)，凈化后煙氣通過引風(fēng)機(jī)送回焦?fàn)t煙囪。在焦?fàn)t煙道開孔，設(shè)置閘板，取氣接入半干法脫硫塔，焦?fàn)t煙氣從脫硫塔上部煙氣分配器進(jìn)入塔體，與經(jīng)霧化的脫硫劑在塔內(nèi)充分接觸，迅速完成物理、化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到脫除SO2及其他酸性介質(zhì)的目的。脫除SO2后的干燥含塵煙氣排出脫硫塔，進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行除塵處理，煙氣中的干燥顆粒物先被除塵布袋收集，除塵后的煙氣進(jìn)入脫硝倉，NOx和噴入的氨氣在催化劑作用下發(fā)生催化還原反應(yīng)，脫除NOx，最終達(dá)到凈化煙氣的目的。
1.2焦?fàn)t煙氣指標(biāo)
脫硫脫硝處理前后，煙氣指標(biāo)如表1所示。
1.3存在的問題
脫硫脫硝裝置運(yùn)行以來，整體較為平穩(wěn)。但還有較大提升空間，后續(xù)在脫硫噴漿技術(shù)、催化劑溫度、焦?fàn)t加熱制度、脫硝裝置密封、熱風(fēng)爐風(fēng)量調(diào)整等方面進(jìn)行了工藝優(yōu)化和設(shè)備改造。
2優(yōu)化措施
2.1工藝優(yōu)化
2.1.1脫硫劑制備及噴漿技術(shù)
利用Na2CO3溶液作為脫硫劑，采用霧化器旋轉(zhuǎn)噴霧進(jìn)行脫硫，將出口在線SO2濃度控制在10～12mg/m3，合理控制堿液密度在1200～1250kg/m3，通過調(diào)節(jié)脫硫溶液噴漿量，實(shí)現(xiàn)既滿足超低排放限值SO2＜15mg/m3要求，又減少脫硫劑用量的目的。根據(jù)噴漿量越大，在線SO2濃度越低，脫硫塔塔后溫降越大的原則，摸索出噴漿量控制在0.2～0.4t/h，高效脫硫塔可實(shí)現(xiàn)低溫降(控制在20℃以內(nèi))煙氣脫硫，以降低后續(xù)脫硝過程反應(yīng)壓力。噴漿量、塔后溫降與SO2在線濃度對應(yīng)關(guān)系如表2所示。
2.1.2補(bǔ)熱技術(shù)
經(jīng)過長時(shí)間摸索，釩系催化劑最佳脫硝效果在210℃以上;錳系催化劑最佳脫硝效果在230℃以上。為了保證脫硝效果，利用熱風(fēng)爐對脫硫后190～200℃的煙氣加熱，使進(jìn)入脫硝倉的煙氣溫度保持在210～230℃，滿足脫硝催化劑反應(yīng)最佳溫度要求，催化劑溫度越高，脫硝效率越高，在線NOx濃度越低。
2.1.3建立新型7m焦?fàn)t加熱制度
(1)修改焦?fàn)t交換時(shí)間由于7m焦?fàn)t采用焦?fàn)t煤氣加熱，交換時(shí)間為30min。但是焦?fàn)t煙氣中的SO2和NOx含量隨焦?fàn)t換向加熱周期性波動(dòng)，煙氣中SO2、NOx的波峰和波谷差值較大，波峰瞬時(shí)值能夠造成凈化后煙氣的在線數(shù)據(jù)偏高。為此換向時(shí)間由30min降低至20min，在降低波峰值、提高波谷值的同時(shí)，兩者的差值越來越小，在線數(shù)據(jù)更加趨于穩(wěn)定。
(2)降低焦?fàn)t煙氣中NOx含量焦?fàn)t空氣過剩系數(shù)由1．25降至1.15;機(jī)側(cè)風(fēng)門由52mm調(diào)整至48mm，焦側(cè)風(fēng)門由52mm調(diào)整至47mm，煙道吸力:機(jī)側(cè)控制在185Pa，焦側(cè)控制在195Pa，使煙道系統(tǒng)氧含量由10%降至7%左右;同時(shí)提高爐頭溫度，以此為基礎(chǔ)降低標(biāo)準(zhǔn)溫度，調(diào)整后機(jī)側(cè)1245℃，焦側(cè)1295℃。焦?fàn)t煙氣中NOx含量降低30%左右。
(3)及時(shí)調(diào)整煙道翻板開度焦?fàn)t煙氣主要依靠引風(fēng)機(jī)抽出后進(jìn)行凈化處理，煙囪自身產(chǎn)生的吸力會(huì)隨溫度變化而變化，北方冬季夏季溫差較大，往往冬天的煙囪吸力比夏天大。煙囪吸力變大會(huì)嚴(yán)重制約引風(fēng)機(jī)吸力，導(dǎo)致從原有煙道開孔取氣的閘板處串漏一部分未經(jīng)凈化直接排入煙囪的煙氣，影響脫硫脫硝效果。為此，在冬夏兩季或者降溫幅度較大時(shí)，及時(shí)降低引風(fēng)機(jī)后的煙道翻板開度和提高引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使風(fēng)機(jī)入口吸力，由3000kPa增長至3500kPa，以減少閘板串漏煙氣量。
2.2設(shè)備改造
2.2.1脫硫劑制備管道軟連接改為硬連接
脫硫劑溶液泵和循環(huán)水溶液泵出入口管道接口為軟連接安裝方式，材質(zhì)為橡膠，極易出現(xiàn)腐蝕泄露的現(xiàn)象。一旦泄露既對離心泵本體造成損壞，同時(shí)也嚴(yán)重影響脫硫劑制備過程。使用不銹鋼將軟連接改為硬連接，既節(jié)省備件費(fèi)用，也可保持長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。
2.2.2脫硝除塵一體化裝置密封
由于煙氣溫度較低，未能達(dá)到催化劑最佳反應(yīng)溫度，需提高熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度，增大熱風(fēng)爐負(fù)荷。為了減少脫硝倉熱量損失。在脫硝塔敞開的空間兩側(cè)安裝彩鋼板，同時(shí)對除塵倉蓋內(nèi)部四周邊緣使用納米氣凝膠氈和耐高溫密封膠進(jìn)行密封處理，充分做好脫硝除塵裝置的密封工作。
2.2.3提高熱風(fēng)風(fēng)量
在脫硝倉開設(shè)人孔，并對熱風(fēng)管道進(jìn)行擴(kuò)孔，將兩側(cè)寬度為2mm的出風(fēng)口擴(kuò)寬為4mm，加大了出風(fēng)量，提高了傳熱效率，減少了熱風(fēng)爐煤氣消耗量保證了催化劑脫硝效率。并且可以利用人孔對催化劑最底層的金屬泡沫濾板進(jìn)行清理，減少顆粒物堵塞催化劑的幾率。
2.2.4增加設(shè)備聯(lián)鎖
由于脫硫脫硝工藝改造，都需在原有煙道上開孔取氣，煙氣通過引風(fēng)機(jī)抽出后進(jìn)行處理。引風(fēng)機(jī)吸力會(huì)對煙道吸力造成直接影響。煙道吸力是確保焦?fàn)t安全生產(chǎn)的一個(gè)重要參數(shù)，只有煙道吸力穩(wěn)定，才能保證焦?fàn)t加熱交換壓力制度的穩(wěn)定，確保焦?fàn)t安全生產(chǎn)。在引風(fēng)機(jī)跳電時(shí)，焦?fàn)t煙道總吸力低于200Pa時(shí)，自動(dòng)打開煙道閘板的聯(lián)鎖，確保安全。
3優(yōu)化效果
焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)優(yōu)化后，運(yùn)行穩(wěn)定，脫硝效率在75%以上，脫硝催化劑的使用壽命延長。同時(shí)在純堿、液氨以及焦?fàn)t煤氣3種物料消耗方面節(jié)省了可觀的費(fèi)用，如表3、表4所示。
4結(jié)語
隨著國家政策對廢氣排放要求越來嚴(yán)格，煙氣處理技術(shù)必定是近年來研究的熱點(diǎn)。通過工藝優(yōu)化和設(shè)備改造，實(shí)現(xiàn)了高效脫硫，提高了催化劑反應(yīng)溫度，保證了最佳脫硝效率;凈化后的焦?fàn)t煙氣，SO2濃度低于15mg/m3，NOx濃度低于100mg/m3。同時(shí)降低了脫硫脫硝系統(tǒng)物料消耗費(fèi)用，對實(shí)現(xiàn)煤化工行業(yè)污染物排放控制具有參考借鑒意義。
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