循环流化床干式超净装置在焦化烟气治理中的应用

文_陈潘虹 福建龙净脱硫脱硝工程有限公司

越南和发集团建设年产约500万吨钢综合钢厂，本工程利用焦炉废气余热进行发电，同时进行焦炉废气的治理。一期及二期工程总规模为8×70t/h焦炉废气余热锅炉配套D-MEC循环流化床干式超净装置及辅助设施。

该D-MEC循环流化床干式超净装置是国外焦炉烟气首次采用该技术投运，因此具有较好的研究意义。

1 项目设计

1.1 工艺流程及参数

工艺流程：焦炉（4组）→余热锅炉→脱硫反应塔→布袋除尘器→锅炉引风机（2×100%）→烟囱排放。设计参数见表1。

1.2 工艺原理及特点

装置设计高度集成，通过一套D-MEC装置，就可以完成SO2、粉尘、SO3、汞等多重污染物的高效治理。

D-MEC干式超净工艺的新型循环流化床反应器主要有以下技术优点：整个反应塔内有较高的床层，床层内含有大量的吸收剂物料，单位体积内的物料颗粒量和浓度非常大，加上整段的反应温度和湿度控制合理，因此对于SO2、SO3、HCl等有害气体的吸收效率高达95%以上。

D-MEC干式超净所具有的高浓度床层是其他脱硫除尘装置所不具备的，因此这对于其高效脱除SO2等有害气体是一个非常好的先天条件。

汞等重金属被高细吸收剂颗粒吸附在表面并固化，脱除效率同样非常高。对于该技术在钢铁、焦化、电厂、水泥等诸多行业复杂烟气、污染物成分较多的项目应用十分广泛。

脱硫吸收塔后面布置有布袋除尘器，其二者连接通过特殊设计进行布置，脱硫塔出口已絮集的颗粒通过下进风的方式进入布袋除尘器，避免了颗粒的破碎和分解，气体流场更顺畅合理，脱除粉尘更高效。

同时，布袋除尘器通过特除设计，其布袋布置和清灰方式和普通项目有一定区别，采用了大气量低压旋转喷吹。同时布袋表面的滤饼层对于细微颗粒物的拦截效果也非常好，大大降低了出口排放粉尘浓度。

运行温度满足高脱硫效率，同时满足焦炉烟囱排放口最低温度的要求。焦化的焦炉烟气经余热锅炉热量吸收后，进入D-MEC干式超净装置的烟气温度为200～240℃，由于脱硫运行温度太高可能导致脱硫效率降低，而太低又可能无法满足烟囱排放最低温度的要求，造成排烟障碍而影响生产，因此合理选择脱硫运行温度非常关键，要求脱硫效率高但同时又要满足烟囱排放口不能低于130℃的温度要求。

生产过程无废水、烟囱排放无水汽。D-MEC干式超净装置可高效脱除SO2和SO3，排放烟温高于露点，同时由于排放温度较高，烟囱无明显水汽和白龙现象，效果非常好。同时，D-MEC装置的脱硫除尘的收集灰均为干态，并且可以在当地进行资源化利用，因此没有产生二次污染。

1.3 投运情况

本工程于2020年8套环保装置全部投运，系统入口烟温为200～240℃，入口SO2浓度为800～1000mg/Nm3。脱硫剂采用消石灰，通过吸收塔的喷水降温和脱硫反应，出口SO2浓度小于50mg/Nm3，出口粉尘浓度小于10mg/Nm3，环保指标远远优于本项目的技术协议要求和当地的环保标准。

2 项目应用研究

2.1 运行温度对脱硫效率的影响

入口温度为200～240℃时，对本装置的脱硫床层进行合理的控制和调节，并通过对高压水系统调节开度的调整以调节脱硫运行温度，考察此时脱硫效率与运行温度的关系图1。

图1 脱硫效率与运行温度的关系

通过运行曲线可以看出，运行温度越低，效率越高，这主要是温度越低、湿度越高，越有利于脱硫反应，当温度降低至150℃时，脱硫效率可超过95%。

2.2 脱硫物料床层对脱硫效率的影响

入口温度为200～240℃时，脱硫运行温度为140℃，脱硫剂稳定给料，通过调整返料阀门的开度，考察此时脱硫效率与脱硫物料床层的关系如图2。

图2 脱硫效率与物料床层的关系

通过运行曲线可以看出，吸收塔物料床层越高，脱硫效率越高，当物料床层控制在1100Pa时，脱硫效率可超过95%。

2.3 脱硫物耗对脱硫效率的影响

入口温度为200～240℃时，脱硫运行温度为150℃左右，设计合理的吸收塔物料床层，通过调整给料器的频率来调节脱硫剂给料量，考察此时脱硫效率与给料量的关系如图3。

图3 脱硫效率与物耗的关系

通过运行曲线可以看出，给料量越大，脱硫效率越高，当消石灰给料量达到0.25t/h时，脱硫效率可达95%。当给料量为0.3t/h时，脱硫效率可达99%。

3 结语

①D-MEC干式超净装置的成功投运表明，该技术在焦化行业的应用成功可靠。

②D-MEC干式超净装置对于焦炉烟气的SO2、粉尘等多污染物的治理具有脱除效率高、烟囱透明、无废水排放、无二次污染等特点，装置总体运行效果非常好。

③通过对D-MEC装置的试验研究，分析了不同运行温度、物料床层、给料量等对脱硫效率的影响。研究表明，通过对吸收塔的床层、运行温度等工况调整，脱硫效率可以高达99%，系统的SO2实现高效脱除。

④DSC-M干式超净装置为企业可持续发展提供了更好的支持，为后续超净改造，为钢铁烧结、焦化、电力、水泥等多行业、高复杂成分烟气治理等提供了较好的方案和示范。