焦炉烟气脱硫脱硝工艺简介

一、工艺介绍1、工艺简介烟道气净化系统主要由脱硫塔、除尘脱硝一体化装置、喷氨系统、余热锅炉、引风机、烟气管道等组成。净化系统从焦炉烟道预留接口处抽取焦炉烟道气，同时从干熄焦循环风机后放散口抽取放散烟气，烟气首先进入脱硫塔，在脱硫塔内进行脱硫；从脱硫塔出来的脱硫后烟气进入除尘脱硝一体化装置，烟气在除尘脱硝一体化装置内先经布袋除尘，除尘后的烟气与喷氨装置加入的还原剂（氨气）充分混合。混合后的烟气进入脱硝催化剂层，在催化剂作用下发生脱硝反应，脱除NOX；净化后的洁净烟气经过余热锅炉后再由系统引风机送回烟囱排放。净化烟气的排气温度应满足烟囱热备要求。2、工艺流程焦炉烟道气在脱硫脱硝系统中的基本流程为：焦炉地下总烟道烟道取风口取风---取风管道---脱硫塔---除尘脱硝一体化装置---余热锅炉---引风机---回送管道---回送焦炉总烟道---烟囱。脱硫剂粉仓吸收塔除尘脱硝一体化装置脱硫灰循环灰工艺水脱硫剂溶液罐烟囱顶罐旋转雾化器工艺水循环灰溶液脱硫剂溶液制备系统循环灰溶液制备系统SCR脱硝反应：NO+NH3+O2N2+H2ONO2+NH3+O2N2+H2O引风机流程图：脱硫剂配液罐原烟道气200~280℃脱硫反应：SO2+Na2CO3+O2Na2SO4+CO2SO3+Na2CO3Na2SO4+CO2余热锅炉3、工艺流程图3、工艺流程图（宝钢湛江钢铁）4、工艺目标•净化焦炉烟道气（主要指NOx、SO2和颗粒物等污染物），满足环保要求；回收烟气余热，节能减耗。•执行标准---《中华人民共和国环境保护法》（最新版）、《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)。•最终净化效果：烟气排放指标达到NOx＜150mg/Nm3、SO2＜30mg/Nm3、颗粒物＜15mg/Nm3，并要求装置预留处理空间，确保烟气指标能达到NOx＜50mg/Nm3、SO2＜30mg/Nm3、颗粒物＜10mg/Nm3。二、工艺分解1、半干法脱硫（SDA喷雾干燥脱硫技术，含脱硫溶液制备系统）；2、SCR低温烟气脱硝（含布袋除尘）；3、余热锅炉；4、相关公辅系统；三、工艺介质及作用1、压缩空气：（1）脉冲吹扫（2）气动阀门2、氮气：（1）热风炉系统保压、置换（2）氨气系统置换3、蒸汽：（1）加热水箱加热用（2）溶液管道吹扫、溶液罐保温4、工艺水：（1）冷却水（2）反冲洗（3）配制溶液5、氨气：在催化剂的作用下与氮氧化物反应，脱除氮氧化物6、碳酸钠：配置成一定浓度溶液，经雾化后与烟气接触，脱除SO27、焦炉煤气：（1）催化剂起活时，经热风炉燃烧产生高温废气，将催化剂加热至240～280℃（2）催化剂解析再生时，经热风炉燃烧产生高温废气，将催化剂加热至360～400℃（3）烟气温度偏低时，经热风炉燃烧产生高温废气，将烟气加热至200℃以上8、净化烟气：稀释氨气，避免冷空气进入系统加剧温降9、除盐水：余热锅炉吸收烟气余热载体，产生低压蒸汽和饱和水。四、SDA喷雾干燥法烟气脱硫技术1.工艺原理：•喷雾干燥吸收脱硫工艺（SDA)是一种半干法烟气脱硫技术。•SDA（spraydryingabsorption）脱硫是利用喷雾干燥原理，在吸收剂喷入吸收塔后，一方面吸收剂与烟气中的SOx发生化学反应，生成固体产物；另一方面烟气将热量传递给吸收剂，使之不断干燥，在塔内脱硫反应后形成的产物为干粉，其部分在塔内分离，由锥体出口排出，另一部分随脱硫后烟气进入除尘器（除尘脱硝一体化装置）收集。2.工艺流程：（1）吸收剂（碳酸钠溶液）制备；（2）吸收剂雾化；（3）雾粒与烟气的接触混合；（4）液滴蒸发与二氧化硫吸收；（5）灰渣排出；（6）灰渣再循环。其中（2）、（3）、（4）在吸收塔内进行。大颗粒脱硫灰吸收塔除尘脱硝一体化装置循环灰仓工艺水脱硫剂溶液罐顶罐旋转雾化器工艺水循环灰溶液脱硫剂溶液制备系统循环灰溶液制备系统工艺流程图流程图：脱硫剂配液罐原烟道气200~280℃脱硫反应：SO2+Na2CO3+O2Na2SO4+CO2SO3+Na2CO3Na2SO4+CO2脱硫剂粉仓循环灰平衡罐雾化轮转速在10000r/min左右脱硫系统工艺图（宝钢湛江钢铁）工艺简介SDA反应器工艺简介烟气分配器工艺简介雾化器电机雾化器基座雾化器转轮旋转雾化器（niro公司）雾化器转轮•喷雾干燥原理：通过机械作用,接近10000r/min，将物料分散成很细的像雾一样的微粒（50μm左右），（增大水分蒸发面积，加速干燥过程）与热烟气接触，在瞬间将大部分水分除去，使物料中的固体物质干燥成粉末。SDA脱硫塔外观平衡罐顶罐雾化器电机脱硫灰半干法脱硫工艺特点1、SDA脱硫技术优点（1）脱除SO2效率同样可达90%以上；（2）SO3几乎全部去除，不需防腐；（3）系统非常简单，可用率和可靠性高；（4）不产生污水，且可以用低质量的水，如河水、海水及其它工艺废水（5）占地面积小，投资费用低；（1）副产品利用价值不高；（2）吸收塔塔体直径大，受场地限制；（3）运行中主要存在吸收塔内固体沉积，喷雾器磨损和堵塞等问题。2.SDA脱硫技术缺点：五、除尘脱硝一体化（SCR低温脱硝）工艺简介•除尘脱硝一体化装置由除尘单元、氨气分配单元、热解单元、催化单元组成。•除尘单元：对脱硫后的烟气进行除尘，并自带清灰功能。•氨气分配单元：将蒸发系统送来的氨气经管道送至除尘脱硝一体化装置的各个单元，保证氨气与焦炉烟道气充分混合。工艺简介•热解单元：燃气热风炉将单元内的SCR催化剂加热至360℃～400℃，对单元内的SCR催化剂进行热解再生，去除催化剂表面粘结的硫酸氢铵。•催化单元：催化氨气选择性与氮氧化物反应，达到脱硝效果。烟气入口管道除尘段混合段催化反应段烟气分配口除尘脱硝一体化装置（宝钢湛江钢铁）SCR脱硝工艺简介•选择性催化还原法（SelectiveCatalyticReduction，SCR）是指在催化剂的作用下，利用还原剂（如NH3）“有选择性”地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O。选择性是指在烟气脱硝过程中烟气脱硝催化剂有选择性地将NOx还原为氮气，而烟气中的SO2极少地被氧化成SO3。•在不添加催化剂的条件下，氨与氮氧化物的化学反应温度为900℃左右，如果加入氨，部分氨会在高温下分解。如果加入催化剂，反应温度可以降低到300℃以下。催化剂一般选用TiO2为基体的加入一些贵重金属的混合物。SCR反应原理氨混合器净化烟气余热锅炉SCR工艺流程混合段SCR主要化学反应•烟气氮氧化物中NO约占95%，NO2约占5%，因此发生的主要脱硝反应如下：4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O•本工艺使用的SCR催化剂是北京方信立华科技有限公司生产的“方信”SCR脱硝催化剂，型号FXLBFM4-800，主要成分：V-Mo-TiO2•“方信”SCR脱硝催化剂是专门针对焦炉烟气脱硝而研发的SCR低温脱硝催化剂，在唐山达丰焦化完成中试，目前业绩有山东铁雄新沙（1套装置）、宝钢湛江钢铁（2套），运行效果相对稳定。六、余热锅炉•通过热管换热器，以除盐水为载体，吸收净化后烟气余热，产生0.6MPa的低压蒸汽和90℃的饱和水，达到节能目的。