焦?fàn)t煙囪污染物控制探索及應(yīng)用 開(kāi)題報(bào)告

1、PAGE PAGE 8簡(jiǎn)表課題名稱(chēng)中文焦?fàn)t煙囪污染物控制探索及應(yīng)用英文Research and application ofthe coke ovenchimney pollutantscontrol研究意義： 焦炭主要用于冶金、機(jī)械、化工行業(yè)，是這些行業(yè)的主要原料和燃料，其中70%的焦炭用于冶金行業(yè)，而在冶金行業(yè)中，又有90%的焦炭消耗于高爐煉鐵。在目前鐵礦還原法的高爐煉鐵工藝仍占據(jù)主導(dǎo)地位，焦炭作為還原劑，提供還原鐵礦石所需的碳和熱，并在高爐中作為支撐料柱，為氣體穿過(guò)料層提供通道。高爐煉鐵的較比平均為435kg/t，即每產(chǎn)生1噸生鐵需要焦炭435kg。因此，焦炭是高爐煉鐵的重要原料，煉焦也

2、是鋼鐵工業(yè)的一個(gè)重要組成部分。然而，煉焦的又是產(chǎn)生污染及其嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)。焦炭在給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，也使當(dāng)?shù)丨h(huán)境遭受到極大的破壞。因此，煉焦生產(chǎn)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生污染的控制顯得尤為重要。國(guó)家環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格及人們環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，作為化工生產(chǎn)行業(yè)的焦化企業(yè)，在煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化物（NOX）引起極大關(guān)注，國(guó)家對(duì)此也相應(yīng)出臺(tái)了嚴(yán)厲的控制指標(biāo)。GB161712012煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)于2012年10月1日實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：現(xiàn)有企業(yè)自2012年12月31日止，排放焦?fàn)t廢氣中的NOX濃度要求小于800 mg/Nm3。2015年1月1日起，現(xiàn)有企業(yè)和建設(shè)企業(yè)排放焦?fàn)t廢氣中的NOX濃度

3、要求小于500 mg/Nm3。如何減少焦?fàn)t的NOX排放量，是煉焦企業(yè)刻不容緩的任務(wù)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)焦?fàn)t排放氮氧化物的危害也日益重視，并準(zhǔn)備制訂排放控制標(biāo)準(zhǔn)。本文將對(duì)氮氧化物在焦?fàn)t燃燒過(guò)程中的形成機(jī)理及控制措施進(jìn)行論述。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：1、我國(guó)氮氧化物排放的現(xiàn)狀煉焦?fàn)t在生產(chǎn)焦炭的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多對(duì)環(huán)境有害的污染物，NOX便是其中的一類(lèi)。NOX中所含的NO和NO2因子，是造成大氣污染的主要污染源之一，它們能在大氣中形成酸雨或酸霧，與碳?xì)浠衔镄纬晒鈱W(xué)煙霧，破壞臭氧層等，對(duì)人體、職務(wù)均有致毒損壞作用。焦?fàn)t由于其市場(chǎng)工藝的特殊性，氣煙囪排放廢氣所含的NOX濃度較高，一般可達(dá)到500700mg

4、/Nm3，有的甚至高達(dá)1300 mg/Nm3，其中NO占90%95%，NO2占5%10% 。減少或抑制NOX排放量，已經(jīng)引起世界各國(guó)的管飯關(guān)注。近二十年來(lái)，我國(guó)鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展拉動(dòng)了煉焦技術(shù)的進(jìn)步，焦?fàn)t大型化的同時(shí)，淘汰裝備落后的炭化室高4.3m頂裝小焦?fàn)t。我國(guó)幾乎囊括了世界所有的先進(jìn)焦?fàn)t，冰開(kāi)發(fā)了炭化室高7m的頂裝焦?fàn)t，形成了炭化室高6m的搗固系類(lèi)焦?fàn)t。2012念我國(guó)焦炭產(chǎn)量達(dá)到4.43億噸，成為世界焦炭生產(chǎn)大國(guó)，同時(shí)焦?fàn)t的環(huán)保裝備水平也躍入世界煉焦技術(shù)強(qiáng)國(guó)。從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，我國(guó)煉焦?fàn)t就采用廢氣循環(huán)加熱技術(shù)，即在燃燒室內(nèi)摻入燃燒后的廢氣，稀釋煤氣中可燃成分，一拉長(zhǎng)火焰，促使完全燃燒

5、。目前，我國(guó)采用廢氣循環(huán)加熱技術(shù)的焦?fàn)t，燃料燃燒后從煙囪排出廢氣的NOX一般在600900mg/Nm3。當(dāng)煉焦?fàn)t采用廢氣循環(huán)加多段加熱的組技術(shù)時(shí)，如果采用高爐煤氣加熱，可控制燃燒廢氣中NOX500 mg/Nm3，當(dāng)采用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，可控制燃燒廢氣中NOX700 mg/Nm3?？梢钥闯觯?dāng)焦?fàn)t用高爐煤氣摻混焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，焦?fàn)t廢氣中的NOX基本能滿(mǎn)足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；而當(dāng)用焦?fàn)t煤氣加熱的焦?fàn)t煙道廢氣中的NOX不能達(dá)到國(guó)家對(duì)NOX排放的要求。2、我國(guó)氮氧化物控制現(xiàn)狀近年來(lái)，我國(guó)不斷增加和修訂各行業(yè)氮氧化物排放限值，新修訂的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也收緊了二氧化氮的濃度限值。為了進(jìn)一步扼制氮氧化物不斷增

6、長(zhǎng)的趨勢(shì)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十二五”規(guī)劃綱要已明確在“十二五”期間將氮氧化物排放量減少10%作為主要目標(biāo)之一。氮氧化物具有多重的環(huán)境效應(yīng)。我國(guó)的氮氧化物排放近年來(lái)增長(zhǎng)迅猛，導(dǎo)致區(qū)域臭氧和PM2.5污染加重，大范圍的灰霾現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。我國(guó)酸雨正在由硫酸型酸雨向硫酸/硝酸復(fù)合型過(guò)渡，氮氧化物排放增加引起的氮沉降成為我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因之一，氮氧化物中的二氧化氮更對(duì)人體健康也有著直接的危害，這些都對(duì)人民群眾的身體健康和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口不斷增長(zhǎng)和能源消費(fèi)量的增加，氮氧化物排放量已由1980年的486萬(wàn)噸增至2000年的1177萬(wàn)噸。而據(jù)最新統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，我國(guó)2

7、011年氮氧化物排放量已達(dá)2273.6萬(wàn)噸，呈加速上升態(tài)勢(shì)。我國(guó)自2000年以來(lái)，不斷增加和修訂各行業(yè)氮氧化物排放限值。經(jīng)過(guò)修訂均增加或者加嚴(yán)了針對(duì)氮氧化物的濃度限值。為進(jìn)一步有效扼制氮氧化物排放，盡管因經(jīng)濟(jì)成本問(wèn)題面臨來(lái)自行業(yè)方面的較大阻力，環(huán)境保護(hù)部近年來(lái)啟動(dòng)了新一輪針對(duì)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作。2012年2月29日，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議同意發(fā)布新修訂的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)準(zhǔn)不僅增設(shè)了飽受關(guān)注PM2.5濃度限值，還增設(shè)臭氧8小時(shí)平均濃度限值，收緊了二氧化氮的濃度限值。2012年國(guó)家頒布了新的煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)污染排放控制及污染物監(jiān)測(cè)的要求更加嚴(yán)格。我國(guó)氮氧化物減排形勢(shì)依然

8、嚴(yán)峻。2011年前三季度，氮氧化物排放量未有下降反而上升7.2%，這為今后4年完成“十二五”期間將氮氧化物排放量減少10%目標(biāo)帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。3、參考文件1 陳程夏，新型助燃劑在型煤燃燒中的研究及應(yīng)用J煤炭科學(xué)技術(shù)，1994，22(5)：35-36.1焦?fàn)t煙囪冒煙異?，F(xiàn)象分析及解決對(duì)策J.潔凈煤技術(shù)，2009,15(1)2焦?fàn)t冒煙問(wèn)題的治理會(huì)議論文-2007，李燕飛3熱回收焦?fàn)t煙囪最高廢氣溫度的計(jì)算期刊論文-燃料與化工2005,36(2) ，嚴(yán)國(guó)華4炭化室機(jī)側(cè)爐墻穿孔的原因和對(duì)策期刊論文-燃料與化工2004,35(6)，程樂(lè)意5武鋼3焦?fàn)t選用的主要耐火材料會(huì)議論文-2005，畢磊6煉焦?fàn)t煙囪冒煙

9、現(xiàn)象分析會(huì)議論文-2007，劉東河7焦?fàn)t煙囪 NO x排放控制芻議J.燃料與化工, 2013(5),蔡承祐8N.Yuhara;H.Saegusa Reduction of Level in the Flue Gas from Coke Ovens 19879H.Bertling New Development of Heating System of Coke Oven Bat-tery 198810焦?fàn)t加熱燃燒時(shí)氮氧化物形成機(jī)理及控制 2009(06) ,鐘英飛三、研究方案1. 研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題研究?jī)?nèi)容：1、氮氧化物的形成機(jī)理1.1溫度熱力型NO形成機(jī)理及控制1.2含氮組

10、分燃料型NO形成機(jī)理及控制1.3碳?xì)淙剂峡焖傩蚇O形成機(jī)理及控制2、生產(chǎn)工藝指標(biāo)及數(shù)據(jù)分析2.1廢氣氧含量的測(cè)量、分析2.2蓄頂溫度及小煙道溫度分析3、煙塵污染控制情況3.1分析煙塵產(chǎn)生源3.2防范控制措施及應(yīng)用效果4、煙囪氮氧化物的治理根據(jù)對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)的數(shù)據(jù)分析，煙囪氮氧化物超標(biāo)的治理應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：4.1降低火道內(nèi)的燃燒溫度；4.2控制火道內(nèi)的氧濃度；4.3減少串漏進(jìn)燃燒系統(tǒng)的荒煤氣；4.4保證回爐煤氣的質(zhì)量（降低NH3、HCN、吡啶、喹啉等成分比例）。研究目標(biāo)： 總結(jié)現(xiàn)有煉焦環(huán)保技術(shù)措施，探索煙塵治理的有效措施。擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：用分段加熱與廢氣循環(huán)相結(jié)合的方法進(jìn)行對(duì)比分析，可見(jiàn)廢

11、氣循環(huán)對(duì)降低NOx的作用不容忽視。但廢氣循環(huán)技術(shù)中，廢氣與上升氣流的煤氣和空氣混勻狀況是關(guān)鍵，而混勻狀況又與燃燒空間的幾何形狀以及煤氣、空氣、廢氣的流速、壓力等有關(guān)，而這些因素又難以用計(jì)算來(lái)表述，只有通過(guò)經(jīng)驗(yàn)來(lái)摸索。廢氣、煤氣、空氣混勻程度好，則減緩燃燒強(qiáng)度的效果就好，降低NOx的作用就大，否則就影響其作用。2. 擬采取的研究方法、技術(shù)路線(xiàn) 研究技術(shù)路線(xiàn)：焦?fàn)t煙囪焦?fàn)t煙囪污染物分析工業(yè)分析元素分析工業(yè)分析元素分析污染物排放標(biāo)準(zhǔn)燃燒特性燃燒特性生產(chǎn)實(shí)際NOx濃度與立火道及燃燒室溫度等因素的的關(guān)系監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析效果反饋生產(chǎn)工藝優(yōu)化環(huán)保設(shè)施選擇操作技術(shù)方法應(yīng)用效果評(píng)價(jià)控制措施分析碳?xì)淙剂峡焖傩蚇O 含氮組分燃料型NOx濃度與立火道及燃燒室溫度等因素的的關(guān)系監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析效果反饋生產(chǎn)工藝優(yōu)化環(huán)保設(shè)施選擇操作技術(shù)方法應(yīng)用效果評(píng)價(jià)控制措施分析碳?xì)淙剂峡焖傩蚇O含氮組分燃料型NO溫度熱力型NONOx形成機(jī)理分析3. 本研究的創(chuàng)新之處探討降低NOx的可行方法及實(shí)施效果。4. 研究計(jì)劃及預(yù)期進(jìn)展2014年3月2014年8月：查閱國(guó)內(nèi)外資料及調(diào)研焦?fàn)t煙囪污染物控制措施，確定研究方案。2014年9月2014年10月：焦?fàn)t煙囪污染物控制措施實(shí)施效果研究。2014年11月2014年12月：機(jī)理研究，數(shù)據(jù)整理，撰寫(xiě)論文，答辯畢業(yè)