钠基干法脱硫+布袋除尘在煤炭焦化企业的应用

梁 茜

（襄汾县生态环境保护综合行政执法队，山西 临汾 041005）

为了响应国家节能减排的号召，煤炭焦化企业一直尝试采用各类新技术来降低粉尘排放。例如，襄汾县星原钢铁公司实施了基于钠基干法的燃气锅炉烟气脱硫除尘一体化项目；河北天柱钢铁公司进行了80 MW 机组燃气锅炉烟气脱硫除尘一体化项目开发；唐山瑞丰钢铁公司实施了100 MW 燃气锅炉烟气脱硫除尘改造项目；济宁中泰煤化公司进行110 万t/a 焦化配套脱硫除尘一体化工艺探索等。本文主要研究钠基干法脱硫+布袋除尘工艺的应用情况，钠基干法脱硫是利用纳基粉体即小苏打粉末作为脱硫剂的一种脱硫工艺，脱硫剂经过研磨直接喷射作用于烟道，与烟道内的含硫烟气进行反应吸收后达到烟气净化的目的。钠基干法脱硫+布袋除尘技术，可以有效吸收废气中的二氧化硫，使得二氧化硫排放质量浓度≤30 mg/m3，达到了超低排放指标限值要求[1]。煤炭焦化企业实施钠基干法脱硫+布袋除尘技术，可以更好地贯彻我国“提高污染排放标准”“打赢蓝天保卫战”的发展理念，提升企业工艺生产效率，改善空气质量，使得废气排放量符合当地工业气体污染排放的要求。

1 钠基干法脱硫+布袋除尘系统基本参数

为了促进钠基干法脱硫+布袋除尘系统的高效运行，需要精准设置各项参数，迎合当前我国对煤炭企业节能降耗的低碳生产理念，不断精进各项生产工艺，减少废气排放，其中管理的重点废气为粉尘、NOx，要求ρ（粉尘）≤10 mg/m3、ρ（NOx）≤100 mg/m3、ρ（SO2）≤10 mg/m3。钠基干法脱硫+布袋除尘系统包括保护系统、压缩空气系统、控制系统、除尘器及核心部件[2]其中，除尘器的控制系统采用DCS 自动化无人值守控制，除尘器具有自动检测泄漏功能。原烟气参数见表1。

表1 原烟气参数表

废气处理方式的重要工艺器械之一为布袋除尘器，对清除废气具有良好的应用效果，见表2。

表2 布袋除尘器参数设置表格

在SDS 反应器处设置有碳酸氢钠超细粉喷射点，在SDS 反应器前的烟道上设置一套备用的碳酸氢钠粉喷射系统，当焦炉烟气量变动或磨机系统处于事故状态时，可以保证SO2都能达标排放。一炼、二炼焦炉各配一套SDS 烟道气干法脱硫除尘系统[3]。焦炉烟气脱硫系统主要技术性能指标见表3。

表3 焦炉烟气脱硫系统主要技术性能指标表

2 钠基干法脱硫+布袋除尘系统结构分析

2.1 控制系统

与工艺系统的实际运行情况相结合，构建相应的控制管理系统，建立上机位与下机位，以此达到良好的工艺设计效果，上机位主要负责工艺控制过程以及管理过程，下机位则主要负责各项工艺处理中的实际控制过程。布袋除尘系统构建了自动控制与手动控制两种工艺控制方式，自动控制能够对工艺开展情况进行模拟分析，包括对模拟量的控制以及各项工艺顺序的控制，并能够实现各项工艺的操作、停止等操作功能，进行现场控制与集中控制，同时在控制柜中显示烟气温度、压力等相关数值，由此掌握工艺活动实际开展情况，为作业活动调整提供依据。操作电脑集中放置在二期干熄焦中控室，并配备工业电视监控一套。增设SDS 脱硫系统后增加阻力约1 800 Pa，可为保证系统安全运行提供依据[4-5]。

2.2 自动系统

自动系统指的是运用自动化操作技术、信息技术等构建自动化作业方式的运行系统，包括SDS 干法脱硫系统、布袋除尘系统等，要求优化自动系统设备的设计、安装及调试。该系统具备自动与手动两种控制方式，同时具备两地操作功能，可实现简单、实用、可靠的手/自动控制和操作。户外电气设备、操作箱采用防雨、防尘性，防护等级不低于IP65。现场远传仪表以智能型电子式仪表为主，其远传信号（AI/AO）均要求为DC 4 mA～20 mA HART。低压配电柜选用GGD 柜型，进线柜断路器、各配电柜内隔离开关、断路器、接触器、热继电器等主要元器件选用名牌厂家产品，包含各区域内照明的设计、供货及施工。

对DCS 控制系统进行改良设计，与当前工艺技术的开展要求相结合，检测工艺装置的具体使用性能，实现对工艺的自动化控制与安全联锁，将SDS 干法脱硫系统与布袋除尘系统与自动化技术相结合，增强工艺操作效率。DCS 系统对具体工艺操作情况具有一定的诊断功能，能够及时判断工艺开展情况，与工艺开展要求相结合，提升工艺作业的针对性，及时预判工艺作业流程中可能存在的危险要素，并及时予以规避。自动化技术运用中能够进行各种类型信号的输入与输出，对各项工艺进出量进行模拟与控制，并为操作员提供了展示窗口与画面，能够结合诊断需要灵活表现出不同的工艺画面，包括实际工艺运行情况、运行趋势、预警信息等，系统能够给出相应的预警机制，对不同的处理工艺进行预警与连锁，并进行各类信息的分类存储与管理[6]。

3 钠基干法脱硫+布袋除尘系统实施分析

钠基干法脱硫+布袋除尘系统整体运行情况良好，工艺设计先进、稳定、安全、可靠。该系统运行的综合效益较为良好。在煤炭焦化企业生产工艺运用中，能够结合具体工艺需要进行一定调整，实现了无人值守与管理，能够结合具体需要进行一定调整，一旦运行中出现一些问题，只需要对部分机械设备进行维修即可，具有良好的脱硫与除尘效果。为了增强整体工艺处理效果，运用自动化控制系统，设备选型与设计具有一定的灵活性，定期进行更换与维护。选择碳酸氢钠粉末作为脱硫剂，建立相应的工艺处理方式，采用专用磨机，将脱硫剂喷入反应器之中。烟气、脱硫剂进入布袋除尘器，进行除尘处理工艺，除尘处理之后再进行废气排放，结合进出口在线分析仪，将进、出量控制在适宜的范围之内。利用输送系统进行废气管理与回收。

4 实例分析

本文以某焦化厂为例进行分析，该厂一炼、二炼两期焦炉烟气采用SDS 脱硫、布袋除尘工艺，共建两套脱硫除尘装置，此外，还将干熄焦烟气引入焦炉烟气SDS 脱硫除尘系统一并处理。该厂焦炉烟气采用SDS 脱硫、布袋除尘工艺，共建两套脱硫除尘装置。焦炉烟气SDS 脱硫除尘项目范围包括布袋除尘、SDS 脱硫系统。SDS 工艺采用钠基（NaHCO3）干法脱硫除尘一体化技术，工程内容包括烟气系统、烟气换热装置、钠基干粉储存及制备与磨制系统、喷粉系统、SDS 反应器、布袋除尘器、产物气力输送系统、压缩空气系统、电气、仪控、土建等系统的设计、材料设备供货、施工、安装、人员培训、调试及保修等EPC 总承包工程。烟气通过钠基干法脱硫处理，脱硫效率为76%，低于排放限值35 mg/m3，净烟气SO2质量浓度为26.67 mg/m3。外排粉尘质量浓度3.61 mg/m3，符合当前我国超低排放指标（低于5 mg/m3）要求，NOx排放质量浓度为14.21 mg/m3，符合低于50 mg/m3的要求。

5 结语

脱硫系统的操作与控制良好，脱硫系统简单。本文重点分析了煤炭焦化企业钠基干法脱硫+布袋除尘工艺应用特征，与工艺开展要求相结合设置相应的设备与参数，工艺操作之后脱硫效率为76%，净烟气SO2质量浓度为26.67 mg/m3，外排粉尘质量浓度3.61 mg/m3。通过分析某焦化厂脱硫装置运行结果发现，钠基干法脱硫+布袋除尘工艺综合应用效果良好，符合炉热风炉烟气特征，整体脱硫效果良好，取得较佳的综合运用效益。