焦爐廢氣治理技術(shù)及其應用

焦爐廢氣治理技術(shù)及其應用
 為響應國家的環(huán)保政策，焦爐煙氣脫硫脫硝除塵技術(shù)的調研工作和焦爐煙氣廢氣治理工作:2×850 kt/a焦炭2×60孔7. 63 m頂裝煤焦爐在煙氣低溫脫硝側線(xiàn)試驗的基礎上,采用低氮燃燒脫硝技術(shù)對焦爐加熱系統進(jìn)行優(yōu)化,采用雙堿法脫硫工藝對焦爐煙氣進(jìn)行深程度脫硫技改。實(shí)際運行情況表明,焦爐煙氣廢氣治理取得了良好的經(jīng)濟效益、環(huán)保效益、社會(huì )效益。

 

引言

 

面對日益嚴峻的環(huán)保壓力，近年來(lái)我國對環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越重視，對煙氣排放和節能降耗的要求越來(lái)越嚴格，特別是《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》( GB 16171—2012) 的頒布實(shí)施其排放標準的提升有力地推動(dòng)了煉焦生產(chǎn)工藝和污染治理技術(shù)的研發(fā)。按照GB 16171—2012 要求的焦爐煙氣經(jīng)除塵后煙囪排放廢氣NOX含量≤150 mg /m3、SO2含量≤20 mg /m3、煙塵含量≤10 mg /m3，在役焦爐裝置若不采取脫硫脫硝除塵治理措施，其煙氣無(wú)法實(shí)現達標排放。因此，焦爐煙氣的脫硫脫硝除塵技術(shù)成為整個(gè)焦化行業(yè)關(guān)注的重要點(diǎn)和難點(diǎn)。

 

兗礦國際焦化有限公司2002 年從德國凱澤斯圖爾焦化廠(chǎng)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)整體拆遷重建的方式成功引進(jìn)了代表當時(shí)世界上先進(jìn)煉焦工業(yè)技術(shù)水平的7. 63 m 焦爐，將我國的煉焦工業(yè)技術(shù)水平向前推進(jìn)了一大步。原設計為2 × 75 孔7. 63 m 頂裝煤大型焦爐，產(chǎn)能為2 × 1 000 kt /a2005 年12 月項目投產(chǎn)，后因焦爐爐頂空間溫度高達960 ℃ ( 正常溫度800 ℃) ，又投資了4. 5億元對焦爐爐體進(jìn)行改造，調整為2 × 60 孔7. 63 m 頂裝煤大型焦爐，產(chǎn)能為2 × 850 kt /a。

 

為響應國家的環(huán)保政策，兗礦國際焦化有限公司早在2012 年就啟動(dòng)了焦爐煙氣脫硫脫硝除塵技術(shù)的調研工作，重要點(diǎn)對國內大中型重要點(diǎn)煉焦企業(yè)的脫硫脫硝除塵和煙氣余熱回收綜合利用等技術(shù)進(jìn)行了深入細致的調查研究。對于焦化行業(yè)而言，焦爐煙氣脫硫脫硝是當前面臨的一項新課題，焦爐煙氣脫硫脫硝除塵技術(shù)調研工作啟動(dòng)后，與中科院蘭州化物所聯(lián)合進(jìn)行了焦爐煙氣低溫脫硝側線(xiàn)試驗，其后率先在2 × 60 孔7. 63 m頂裝煤大型焦爐上新上脫硫脫硝除塵環(huán)保裝置，有用的降低了污染物的排放?，F簡(jiǎn)介如下。

 

一、治理前焦爐煙氣的排放狀況

 

兗礦國際焦化有限公司2 ×850 kt /a 焦爐的設計煙氣總處理量為540 000 m3 /h。實(shí)際運行過(guò)程中，實(shí)測煙氣處理量為320 000 m3 /h，外排煙氣中SO2含量平均為150 mg /m3、NOx含量平均為1 500 mg /m3，遠遠超過(guò)國標要求。

 

二、焦爐煙氣脫硝工藝技術(shù)及其實(shí)施

 

2. 1 焦爐煙氣脫硝工藝技術(shù)

 

焦爐煙氣脫硝工藝主要有干法和濕法兩大類(lèi)型。經(jīng)調研，決定采用馬鞍山市某公司開(kāi)發(fā)的焦爐低氮燃燒技術(shù)對焦爐系統進(jìn)行優(yōu)化改造，主要是對焦爐爐體內的加熱配風(fēng)量進(jìn)行控制，以減少煉焦過(guò)程中NOx的生成。具體內容包括: ① 對7. 63 m 焦爐加熱系統進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現焦爐的均勻加熱，以控制NOX的產(chǎn)生，降低焦爐煙氣的NOX含量，實(shí)現達標排放 ②增加焦爐加熱測溫、煙氣組分分析、回爐煤氣熱值測量調節控制系統，實(shí)現焦爐的自動(dòng)化控制③ 控制焦爐加熱溫度在1 500 ℃ ( 熱力型NOX產(chǎn)生臨界溫度) 以下，減少熱力型NOX的產(chǎn)生

 

④ 調優(yōu)7. 63 m 焦爐加熱工藝控制方式，以降低回爐煤氣消耗，提高焦爐加熱的均勻性。

 

2. 2 焦爐煙氣脫硝項目的實(shí)施

 

兗礦國際焦化有限公司于2015 年11 月與馬鞍山市江海節能科技有限公司簽訂焦爐脫硝改造項目合同，2016 年3 月脫硝項目開(kāi)工建設，2016 年年底完成建設，2017 年1 月進(jìn)行全方面調試，2017 年3 月26 日正式投運。投運后，焦爐煙氣中NOX含量穩定控制在300 mg /m3 左右，實(shí)現了NOX的達標排放。

 

三、焦爐煙氣脫硫工藝技術(shù)及其實(shí)施

 

兗礦國際焦化有限公司焦爐煙氣脫硫采用鈣鈉雙堿法脫硫工藝，該工藝技術(shù)成熟，投資相對較少，在中小型焦爐中應用較多，具有混合氣液流通量大、系統壓降低、操作簡(jiǎn)便、運行穩定且運行周期長(cháng)、脫硫效率高可達97% 等諸多優(yōu)點(diǎn)。鈣鈉雙堿法脫硫工藝技術(shù)的核心原理在于先用氫氧化鈉( 或碳酸鈉) 堿性吸收溶液脫除煙氣中的含硫氣體，再用氧化鈣( 石灰粉) 對脫硫液進(jìn)行再生，從而可避免系統由于銨鹽、飛灰小顆粒等凝結而易出現的結垢問(wèn)題，同時(shí)可提高吸收速率和脫硫劑利用率，液氣比低，運行成本低。

 

3. 1 焦爐煙氣脫硫工藝技術(shù)

 

3. 1. 1 煙氣脫硫系統

 

從焦爐出來(lái)的熱煙道氣，先經(jīng)余熱鍋爐回收余熱，將焦爐煙氣溫度由300 ℃ 降至180 ℃ 左右，再經(jīng)空氣換熱器將煙氣溫度降至150 ℃ 左右，然后由引風(fēng)機將煙氣送入脫硫吸收塔。脫硫塔內設有幾十支霧化噴槍?zhuān)瑖姌寚姙⒊龅撵F化脫硫液滴均勻散布于脫硫塔塔體內，煙氣中的SO2與霧化的脫硫堿液充分混合、反應( SO2 + H2O=H2SO3 Na2CO3 + H2SO3 =Na2SO3 + CO2

 

+ H2O) 。脫硫后的潔凈煙氣經(jīng)除霧器后由煙囪排入大氣。脫硫循環(huán)堿液吸收SO2后，經(jīng)塔底管道流入積沉池內，在積沉池內將反應生成的顆粒物和灰塵沉淀下來(lái)，積沉池上部潔凈的脫硫堿液自流溢入再生池，在再生池內與乳液槽來(lái)的石灰乳進(jìn)行再生反應，同時(shí)堿液循環(huán)槽補入碳酸鈉溶液，脫硫堿液由泵打入脫硫塔內循環(huán)利用 再生反應生成的固體CaSO3及經(jīng)氧化生成的固體CaSO4則經(jīng)壓濾機脫水后排出。

 
3. 1. 2 脫硫渣處理系統

 

脫硫堿液經(jīng)循環(huán)泵送至脫硫塔內與焦爐煙氣充分接觸反應后，從脫硫塔底部排出，排出的脫硫液( 混合漿液) 含有Na2SO3、NaHSO3及少量粉塵渣( 大部分煙塵在原除塵器中除去) ，進(jìn)入反應槽，與從氧化鈣漿液槽輸送過(guò)來(lái)的石灰漿液發(fā)生再生反應，然后經(jīng)石膏旋流器濃縮后送入真空皮帶脫水機脫除水分，清液返回脫硫塔循環(huán)利用，石膏渣則排入石膏庫。

 

3. 2 焦爐煙氣脫硫項目的實(shí)施

 

2016 年3 月，與濟寧市化工設計院( 總包單位) 簽訂焦爐尾氣深程度脫硫技改項目施工合同。項目于2016 年4 月開(kāi)工，2016 年7 月建成，經(jīng)調試消缺和168 h 生產(chǎn)考核后，于2016 年8月正式投運。焦爐煙氣脫硫系統投運后，整體運行狀況穩定，2016 年10 月完成焦爐煙氣在線(xiàn)監測系統的驗收，順利通過(guò)當地環(huán)保部門(mén)的竣工驗收，實(shí)現SO2的達標排放，達到預期目標。

 

四、焦爐煙氣治理成效

 

改造前，外排煙氣中SO2含量150 mg /m3、NOX含量1 500 mg /m3。脫硝脫硫項目實(shí)施后，設計煙氣總處理量540 000 m3 /h，實(shí)際煙氣處理量320 000 m3 /h，經(jīng)脫硝脫硫后，外排煙氣中SO2含量≤20 mg /m3、NOX含量≤500 mg /m3。

 

焦爐脫硫脫硝項目的主要技術(shù)經(jīng)濟指標如下: 項目總投資2 805 萬(wàn)元，年運行費用1 081萬(wàn)元，年平均所得稅90 萬(wàn)元 項目投資回收期( 含所得稅) 8. 75 a ( 含建設期) 全年SO2減排量36. 3 t、NOX減排量2 717 t，節省SO2、NOX委托處理費用1 441 萬(wàn)元?？梢?jiàn)，每年為企業(yè)帶來(lái)的利潤約為1441 - 1081 - 90 = 270 萬(wàn)元。

 

五、結束語(yǔ)

 

脫硫脫硝除塵環(huán)保裝置符合國家的產(chǎn)業(yè)政策、行業(yè)發(fā)展規劃、環(huán)保標準、節約能源等方面的要求，所用脫硫脫硝工藝技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠、運行成本低，經(jīng)濟效益、環(huán)保效益和社會(huì )效益均非常明顯，值得在業(yè)內推廣應用。

     任道環(huán)?？萍迹ㄌK州）有限公司坐落于江蘇省昆山市，專(zhuān)業(yè)從事工業(yè)廢氣污染防治工程（含各類(lèi)粉塵及廢氣）,是一家集廢氣處理系統設計、制造與銷(xiāo)售為一體的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家。主營(yíng)產(chǎn)品有RTO廢氣處理設備、有機廢氣處理設備、VOCs廢氣處理設備、防爆布袋除塵器、酸堿廢氣處理設備、吸附塔、酸洗塔、干法脫酸設備、干式脈沖濾筒除塵器、干式脈沖布袋除塵器、RTO、RCO、單機除塵器、倉頂除塵器、旋風(fēng)分離器、噴淋塔、防爆除塵設備、木業(yè)防爆除塵設備、PCB防爆除塵器、活性炭吸附塔、油污凈化器、靜電除油設備等。
     公司擁有一批經(jīng)驗豐富的研發(fā)、設計、生產(chǎn)及售后人員，從現場(chǎng)勘察、評估、規劃、設計、產(chǎn)品制造、設備安裝及售后服務(wù)，都建立了一套完善的制度。公司生產(chǎn)之產(chǎn)品廣泛運用于化工、電子、粉體、醫藥、食品、塑料、鑄造、汽車(chē)制造、五金加工、木業(yè)、水泥、煉鋼、礦業(yè)、造船等多種行業(yè)。
本公司堅持“誠信為本、質(zhì)量第一、服務(wù)至上”的服務(wù)宗旨，更好的服務(wù)各行業(yè)客戶(hù)。公司不斷的引進(jìn)國內外先進(jìn)技術(shù)，持繼的改善和創(chuàng )新，生產(chǎn)出性能優(yōu)良、實(shí)用的高品質(zhì)產(chǎn)品，應用于各領(lǐng)域。
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