焦炉烟道气脱硫脱硝技术在我厂的应用

2019-11-22杜曹明

冶金与材料 2019年5期

杜曹明

（方大特钢科技股份有限公司，江西南昌 330012）

1 概况

方大特钢焦化厂现有3 座焦炉，其中1#、2# 为4.3 m顶装焦炉，共用一个高度为100 米烟囱（顶装炉烟囱），烟道气约为120000 Nm3/h；3# 为4.3 m 捣固焦炉，捣固烟囱高度为110 m，烟道气约为100000 Nm3/h。焦炉烟道气中SO2含量最高约70 mg/Nm3，NOx 含量约为300～500 mg/Nm3，粉尘浓度最高约为50 mg/Nm3。未达到新的《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）重点地区烟道气排放标准SO2≤30 mg/m3，氮氧化物≤150 mg/m3。为满足重点地区排放浓度要求，需设置一套焦炉烟道气脱硫脱硝净化装置。

2 脱硫工艺方案的选择

目前世界上所采用的脱硫工艺非常多，有石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱硫、氧化镁脱硫、循环流化床法烟气脱硫、氨法烟气脱硫、活性焦法、新型催化法等等，这些脱硫工艺技术较为成熟，已达到工业应用的水平，各种脱硫技术对比如下表1。

经焦化厂技术人员交流分析论证，认为新型催化法烟气脱硫工艺技术占地面积小、运行成本低、资源能有效利用，是方大特钢焦化厂烟气脱硫的第一方案。

3 新型催化法技术简介

新型催化法技术是在传统的脱硫技术发展而成，采用炭材料为载体，负载活性催化成分，制备成催化剂，利用烟气中的水分、氧气、SO2，生产一定浓度的稀硫酸，催化反应生成的稀硫酸富集在炭基孔隙内，运行一段时间后，孔隙内稀硫酸达到饱和后进行再生，释放出催化剂的活性位，催化剂的脱硫能力得到恢复。

4 烟气脱硝技术简介

烟气脱硝技术选择目前市场上应用最广也最有效的烟气脱硝技术，NH3选择性催化还原NOx 技术（SCR）。其适应性强，对低浓度到中高浓度含NOx 烟气均有较高脱除率；性价比高，高稳定性保证了长寿命，相应减少了后续投入成本；无二次污染物产生，符合国家关于绿色生产的相关法律法规。

5 总体技术方案

建设一套烟气脱硫系统和一套烟气脱硝系统，将3座焦炉烟道气收集起来后进入该系统，待处理的烟气首先经过GGH 换热器将温度降低到148 ℃左右后进入脱硫塔催化剂床层，在脱硫塔中将烟气中的SO2浓度降低至30 mg/Nm3以下，然后120 ℃左右烟气回到换热器进行升温，升温后的烟气温度大约210 ℃，随后进入脱硝工段进行脱硝处理，经过处理后的洁净烟气通过原厂区烟囱进行排放。其工艺流程示意图如下图1：

工艺系统组成：①烟道改造系统：原烟道进行开孔，把烟气引入烟气脱硫脱硝系统中，在原烟道设置烟气闸板阀，可实现原烟气系统与烟气脱硫脱硝系统的快速切换。②GGH 换热器系统。工艺采用先脱硫后脱硝的工艺路线，由于脱硫温度窗口低于脱硝温度，因此采用先降温再升温的方式来满足工艺需求，若直接强制喷淋降温，一方面造成热量的损耗，另一方面使得升温工序能耗巨大，回转式GGH 很好的解决了脱硫脱硝温度不匹配的问题，通过蓄热元件先吸热再放热的方式，无需外加热源的情况下即可实现烟气温度的调节。③脱硫系统：采用新型催化剂干法脱硫。烟气经过烟气进口管道引入脱硫塔后，所有的吸附、催化氧化过程均在床层内进行，脱硫塔为2 座8.8 m 直径的圆柱形塔，单塔分为2 层（即2 个脱硫单元），共4 个脱硫单元，按照3用一备的方式运行。烟气处理后SO2浓度≤30 mg/Nm3，处理后烟气烟尘浓度≤10 mg/Nm3。处理后的烟气由烟囱排放。④脱销系统。烟气脱硝工艺系统主要由氨水站、氨注入系统、低温SCR 反应器、热风炉系统及附属系统等组成。⑤引风机系统：流量～420000 m3/h，全压8500 Pa，1400 kW，本体采用锰钢材质⑥氨注入系统：还原剂注射系统采用氨水直喷工艺，还原剂采用20%浓度氨水，通过压缩空气雾化，经喷枪喷入脱硝入口烟道，通过大量的高温烟气加热，氨水可在短时间内汽化，同时在反应器入口处设置有烟气均布装置，可进一步将还原剂均匀分布到反应器区域，达到最佳的混合效果。⑦电气及自动化仪表系统。设置一套PLC 加上位机控制系统，操作员站画面上可同时监视和控制脱硝装置内设备的运行。