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柳钢焦炉烟气脱硫脱硝技术应用探讨

来源:柳钢科技   更新时间:2019-01-10 16:50:09    

  介绍焦炉烟气的特性,分析对比现有几种焦炉烟气脱硫脱硝技术方法,提出柳钢焦炉烟气脱硫脱硝技术应用建议。

  1前言

  炼焦煤在焦炉的炭化室内隔绝空气加热到950℃~1050℃,经过一系列物理化学变化形成焦炭,并产生荒煤气。加热所用的燃料一般是焦炉煤气、高炉煤气或是高焦混和煤气,煤气在焦炉燃烧室内燃烧后经烟道排出,排出的烟气中含二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染因子。

  2012年发布的《炼焦化学工业污染物排放标准》要求自2015-01-01起,现有企业执行ρ(SO2)≤50mg/m3(标态下)、ρ(NOx)≤500mg/m3(标态下)、颗粒物质量浓度≤30mg/m3(标态下)的排放浓度限值要求,部分地区执行更严的特别排放限值要求。

  面对焦炉排放烟气标准要求,焦化企业均难以稳定达标,自此对焦炉烟气脱硫脱硝的技术研发迅速发展,多种工艺开始应用,其短期效果得到验证。本文根据脱硫脱硝工艺技术的应用情况,探讨柳钢焦炉烟气脱硫脱硝适用工艺。

  2柳钢焦炉烟气特性

  柳钢焦炉有JN43-80型4.3m和JN60-6型6m的顶装焦炉,一般情况下,一组2座焦炉分别采用焦炉煤气和高炉煤气加热,产生的烟气共用烟囱或单独烟囱排出。焦炉工艺及焦炉烟气主要特性如下:

  (1)烟气温度较低,并且因焦炉炉型不同、热工效率不同、加热煤气种类不同,烟气温度有较大差异。焦炉烟气温度一般为180℃~250℃,相较于当前成熟的SCR脱硝工艺所需烟气温度来讲,该温度偏低。

  (2)焦炉烟气中SO2质量浓度一般为30~500mg/m3(标态下),相较于其它烟气如烧结、燃煤发电等烟气,其SO2浓度比较低。SO2浓度主要与所用煤气中硫含量以及焦炉串漏、炼焦煤中硫含量等有关。

  (3)焦炉烟气中NOx浓度一般为350~1000mg/m3(标态下),浓度比较高。NOx浓度主要与焦炉结构、加热制度、加热煤气种类有关。

  (4)焦炉烟气中的SO2、NOx浓度随生产呈周期性变化且浓度含量的波峰和波谷差值较大。主要原因一是焦炉加热每隔30min换向1次,换向期间由于炉内压力分布变化,烟气中SO2、NOx呈周期性变化;二是焦炉为耐火材料砌筑,串漏不可避免,串漏率一般在1%~3%,由于炉墙串漏程度不同,在结焦周期内,烟气中SO2、NOx含量存在波动。

  (5)焦炉烟气中含有硫化氢、一氧化碳、甲烷、焦油等多种污染物。

  (6)焦炉连续运行,焦炉烟囱始终要处于热备用状态,从焦炉烟囱排放的烟气温度必须高于露点温度130℃。

  由于焦炉工艺及焦炉烟气的特性,须根据这些特性选择合适的脱硫脱硝工艺技术。

  3焦炉烟气脱硫脱硝技术

  目前,焦炉烟气脱硫脱硝应用的技术主要是在借鉴煤电行业、烧结行业等成熟的脱硫脱硝技术基础上,结合焦炉自身工艺的特点开发的。其中,脱硫技术有湿法脱硫、半干法脱硫、干法脱硫;脱硝技术主要有选择性催化还原技术(SCR)、氧化脱硝技术;脱硫技术与脱硝技术组合形成脱硫脱硝技术,脱硫脱硝一体化如活性炭脱硫脱硝技术得到了很好的应用。

  这些技术各有千秋且均趋于成熟,从效率、环保、适用性及无二次污染角度看,干法脱硫以及脱硫脱硝污染物一体化协同治理技术将是发展的主要趋势。

  3.1烟气脱硫技术

  烟气脱硫技术比较成熟,主要技术有湿法脱硫、半干法脱硫及干法脱硫技术,主要技术特性见表1。

表 1 常见烟气脱硫技术特性

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