焦爐煙道氣余熱利用脫硫脫硝一體化技術(shù)方案

1、本方案是在原煙道旁設置旁路煙道，安裝余熱回收系統(tǒng)設備熱管蒸發(fā)器，將其煙氣余熱進行回收利用，降到170左右進入下道工序或排空，余熱回收系統(tǒng)設備熱管蒸發(fā)器可產(chǎn)出表壓0.8MPa壓力的飽和蒸汽，可用于生產(chǎn)、生活使用或者發(fā)電。脫硫塔是煙氣脫硫和產(chǎn)生硫酸銨鹽的裝置。煙氣中的SO2在脫硫塔中被除去。煙氣中的二氧化硫與自噴淋層逆流而下的PH值為5.55.9的硫酸銨和亞硫酸銨反應生成硫酸氫銨和亞硫酸氫銨，生成的硫酸氫銨和亞硫酸氫銨回流到塔釜過程中與添加的氨水發(fā)生反應，生成硫酸銨和亞硫酸銨，使其保持吸收二氧化硫的能力。塔釜溢流至氧化室的亞硫酸銨被空氣中的氧氣氧化為硫酸銨，生成的硫酸銨溶液通過干燥系統(tǒng)干燥后生成固

2、體硫酸銨外售。經(jīng)脫硫塔處理后的煙氣進入脫硝塔，與臭氧混合，使煙氣中的NOx被氧化，氧化后的煙氣更容易被尿素溶液吸收，在吸收塔內(nèi)，煙氣與尿素水溶液進行對流接觸，NOx與尿素反應生成氮氣、二氧化碳、水。脫硝塔塔頂?shù)臍怏w主要成分為二氧化碳和氮氣，直接排入大氣，脫硝塔塔底的工藝水重新配制尿素溶液，循環(huán)利用。采用濕式-氨法脫硫，強制氧化-尿素還原法煙氣脫硝，工藝技術(shù)先進、成熟、可靠，運行所需原料市場供應充足。項目實施后可實現(xiàn)減少污染物排放和資源浪費，達到有效的目的，實現(xiàn)節(jié)能減排，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。焦爐煙氣脫硫脫硝一體化工程工藝流程框圖工藝原理1、氨法脫硫氨法脫硫是利用二氧化硫SO2與氨NH3

3、在常溫下反應，生成亞硫酸銨(NH4)2SO3,然后氧化生成硫酸銨(NH4)2SO4的原理,對煙氣中的二氧化硫進行治理。該法不僅避免了雙堿法、石灰石-石膏法等工藝會產(chǎn)生大量石膏CaSO4混合物無法處理的弊端，還有另一個優(yōu)點就是脫硫效率隨著煙氣含硫量增加而增加，對二氧化硫SO2含量大于1000mg/Nm3的煙氣，其脫硫效率可達到98%以上。、吸收反應NH4OH + SO2 = (NH4)HSO32NH4OH + SO2 = (NH4)2SO3 + O2(NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2(NH4)HSO3在通入氨量較少時，發(fā)生上面第一個反應；在通入氨量較多時發(fā)生上面第二個反應，而第三

4、個反應表示的才是氨法中真正的吸收反應。在吸收過程中，所產(chǎn)生的酸式鹽（(NH4)HSO3）對二氧化硫（SO2）不具備吸收能力。隨著吸收過程的進行，吸收液中的SO2數(shù)量增多，吸收液的吸收能力下降，需要向吸收液中補充氨，使部分酸式鹽（(NH4)HSO3）轉(zhuǎn)變?yōu)?NH4)2SO3，以保持吸收液的吸收能力。、吸收液轉(zhuǎn)換 (NH4)HSO3 + NH4OH = (NH4)2SO3 + H2O、副產(chǎn)物氧化(NH4)2SO3 + O2 = (NH4)2SO4、總反應2NH3 + H2O + SO2 + O2= (NH4)2SO4因此，氨法吸收是利用(NH4)2SO3-(NH4)HSO3溶液不斷循環(huán)的過程來吸收

5、煙氣中的SO2,此過程中補充氨并非用來吸收SO2,只是保持吸收液中(NH4)2SO3的一定濃度比例。該方案采用自有專利技術(shù)，可徹底解決氨法脫硫容易產(chǎn)生氣溶膠的現(xiàn)象，以及氨逃逸現(xiàn)象的發(fā)生。2、FO-尿素法脫硝本技術(shù)原理為，首先利用臭氧將煙氣中含量較大的NO部分氧化生成NO2，使NO和NO2兩者比例接近1:1，然后在脫硝塔中NO2、NO與尿素溶液發(fā)生還原反應，生成可排放的N2、CO2和H2O。、反應原理強制氧化反應O3 + NO = NO2+O2還原反應CO(NH2)2 + NO2 + NO = CO2 + 3N2 + 2H2O、工藝特點此工藝技術(shù)方案采用的強制氧化-尿素還原法（FO-UR）煙氣脫

6、硝成套技術(shù)優(yōu)點是：煙氣脫硝過程中不使用催化劑，因此無催化劑的投資及使用過程中的更換成本；操作溫度低，可以在5070下穩(wěn)定操作，避免了一般煙氣脫硝對高溫（最低200以上）的依賴。脫硝反應后生成產(chǎn)物為N2、CO2和H2O，無二次污染物產(chǎn)生。脫硝反應過程中脫硝使用化學品是尿素，為固體形態(tài)，相對于其它脫硝過程中要求的液氨等化學品，儲運及使用過程中更加安全、環(huán)保。脫硝反應過程中反應條件溫和，設備腐蝕小。運行過程中可根據(jù)環(huán)保要求以及廢氣中氮氧化物含量隨時調(diào)整，操作簡便，安全可靠，操作彈性大。脫硫方案1、煙氣流程來自窯爐的含硫（SO2）煙氣經(jīng)GGH換熱后溫度為170，通過加壓風機進入脫硫塔系統(tǒng)煙道，然后從脫

7、硫塔底部進入脫硫吸收塔內(nèi)，在脫硫塔中，煙氣自下而上通過脫硫吸收塔，與上部噴淋的吸收劑發(fā)生吸收反應。該過程中，煙氣在特有反應模塊作用下，可有效避免與氨形成氣溶膠，并能抑制氨逃逸現(xiàn)象的形成。經(jīng)過吸收脫硫（SO2）后的煙氣，通過除霧裝置清除其中的霧滴后，從脫硫塔上部出口排出，進入FO-尿素脫硝系統(tǒng)進行脫硝處理。2、脫硫吸收劑流程來自輸送管道的1020%氨水，送入氨水配制罐，經(jīng)加水調(diào)制后，濃度為10%左右的氨水通過控制裝置送入吸收劑循環(huán)池。在吸收劑循環(huán)池內(nèi)，氨水與吸收塔系統(tǒng)回流的亞硫酸氫銨(NH4HSO3)溶液反應，形成亞硫酸銨(NH4)2SO3溶液，該溶液經(jīng)不同循環(huán)泵分別送至脫硫吸收塔的不同層段，與

8、塔底上行的煙氣接觸并發(fā)生吸收反應，反應所產(chǎn)生的亞硫酸氫銨(NH4HSO3)經(jīng)過液位控制裝置回流至吸收劑循環(huán)，在循環(huán)池內(nèi)與新加入的氨水反應重新生成亞硫酸銨(NH4)2SO3溶液。生成的亞硫酸銨(NH4)2SO3溶液，積累到一定程度后，通過出料泵送至副產(chǎn)物處理系統(tǒng)。3、副產(chǎn)物處理流程吸收劑循環(huán)池內(nèi)的亞硫酸銨(NH4)2SO3經(jīng)過不斷循環(huán)，濃度達到20%以上后，通過副產(chǎn)物輸出泵送入異地或就近氧化池。在氧化池內(nèi)，空氣通過曝氣鼓風機被強制送入氧化池底部，空氣中的氧氣在氧化池內(nèi)以鼓泡形式與亞硫酸銨(NH4)2SO3接觸反應，使之氧化，形成硫酸銨(NH4)2SO4溶液，當溶液濃度達到20%左右時，通過硫酸銨

9、泵送入原有焦化硫銨工段硫酸銨儲罐。液體硫酸銨（約20%）可直接產(chǎn)摻入系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)離心機制成固體硫酸銨化肥后銷售。脫硫方案經(jīng)濟指標1、脫硫物料計算按照煙氣排放總量（400000m3/h）、煙氣初始二氧化硫含量(取最大值300mg/Nm3)和外排煙氣二氧化硫含量(30mg/m3)，計算出二氧化硫吸收量，即應處理的二氧化硫總量。以每小時處理二氧化硫量計算各物料數(shù)據(jù)如下。根據(jù)氨法脫硫反應總方程式：2NH3 + H2O + SO2 + O2= (NH4)2SO4按較大值計算，每立方煙氣二氧化硫處理量為：50050 = 450 mg/Nm3每小時處理量為：450400000 = 180 kg/h有效氨用量計

10、算：18034/64 =96kg/h折合氨水用量（20%）：96/0.2 = 480kg/h副產(chǎn)物產(chǎn)量計算（以純硫酸銨計）：480132/64 =990kg/h2、脫硫物料核算表名 稱單位數(shù)量備 注煙氣總量Nm3/h400000工況狀態(tài)進口二氧化硫含量mg/Nm3400-600取最大濃度出口二氧化硫含量mg/Nm350企業(yè)要求值應處理二氧化硫量t/h0.1理論量有效氨用量t/h0.096不計氨逃逸氨水耗量t/h0.4820%固體硫酸銨產(chǎn)量t/h0.99折百注：氨逸出量小于0.1%,表中未計入。脫硝方案1、煙氣流程來自脫硫吸收塔出口的煙氣，首先通過混合器，與來自臭氧發(fā)生器的臭氧混合，在容積式氧化

11、器被強制氧化，以調(diào)節(jié)煙氣中氮氧化物的氧化度，然后進入脫硝塔。2、吸收劑流程尿素作為吸收劑，首先通過計量，加入到尿素溶解釜，經(jīng)過攪拌溶解后，通過尿素輸送泵送入脫硝塔的底部，然后通過尿素循環(huán)泵，進入脫硝塔上部不同層段進行噴淋，并經(jīng)過填料層與煙氣接觸，反應后的稀釋尿素溶液進入脫硝塔底部，然后經(jīng)循環(huán)泵再次輸送至脫硝塔上部不同層段循環(huán)使用。尿素溶液循環(huán)一段時間后，可根據(jù)不同排放控制要求，經(jīng)尿素配制罐不斷補充尿素。脫硝方案經(jīng)濟指標1、脫硝物料計算計算依據(jù)：強制氧化反應O3 + 3NO = 3NO2還原反應CO(NH2)2 + NO2 + NO= CO2 + 4N2 + 2H2O按最終降至100mg/m3計

12、算初始煙氣氮氧化物含量為1200mg/m3，按照NO/NO2比例為90/10（重量比），需脫除的氮氧化物總量為1200 - 100 = 1100 mg/m3按每小時計算脫除氮氧化物總量為： 1100250000 = 275（kg/h）NO實際含量為 11000.9=990（mg/m3）(0.0315mol/m3)NO2 11000.1=110（mg/m3）(0.00228 mol/m3)每立方米煙氣中NO需要被強制氧化為NO2的量為：0.0315 -（0.0315+ 0.00228）2 = 0.0146（mol/m3)尿素理論需求量為： 0.014660 = 0.8766（g/m3）按照煙氣總

13、量為250000Nm3/h計算，則每小時尿素理論需求量為： 0.87662500001000 = 210（kg/h）臭氧需求量:O3 + 3NO = 3NO20.0146/3 = 0.00487(mol/m3) = 233.76mg/m3每小時用量為：233.76250000 = 58 kg/h根據(jù)計算，系統(tǒng)配置2臺30公斤的臭氧機。2、脫硝物料核算表名 稱單位數(shù)量備注煙氣總量Nm3/h250000標況進口氮氧化物含量mg/Nm31200取最大濃度出口氮氧化物含量mg/Nm3100企業(yè)要求值應處理氮氧化物量kg/h275理論量尿素用量kg/h210臭氧需求量kg/h58余熱回收系統(tǒng)焦化企業(yè)是生

14、產(chǎn)鋼鐵的不可缺少企業(yè)，在現(xiàn)代化建設中起著重要作用，同時這些企業(yè)也是耗能大戶，能耗占產(chǎn)品成本比例較大。因此企業(yè)的節(jié)能降耗顯得尤其重要。焦炭是高爐煉鋼的主要原材料。在焦化過程中焦爐煤氣燃燒后產(chǎn)生的煙氣很多企業(yè)將它直截放到空中，不僅浪費能源，還污染了環(huán)境。余熱鍋爐將其300煙氣進行余熱回收產(chǎn)生0.6MPa的蒸汽，可用于取暖、制冷、并網(wǎng)發(fā)電等各種用途。焦化煙道廢氣設計以總產(chǎn)能60萬噸/年：以焦爐煤氣為炭化燃料，焦爐共用同一座煙囪，排煙溫度平均約為320。設計在高溫煙道氣進入煙囪之前配置一套熱管式蒸汽發(fā)生器，產(chǎn)0.6MPa的飽和蒸汽供生產(chǎn)使用，節(jié)約能源減少污染。熱管蒸汽發(fā)生器工作原理為煙氣從地下煙道抽出

15、依次進入熱管蒸發(fā)器、熱管省煤器經(jīng)引風機送回地下煙道或煙囪排空；熱管蒸發(fā)器、除氧器、熱管省煤器分別與爐水換熱，生產(chǎn)飽和蒸汽。1、余熱回收經(jīng)濟分析經(jīng)濟效益：產(chǎn)蒸汽量：7噸/小時年產(chǎn)蒸汽量：72433055440噸蒸汽/年按150元/噸蒸汽計算經(jīng)濟效益：55440150831.6萬元/年消耗：軟水：按每噸3.6元計；58212噸/年電耗：240kw，按每度0.7元計消耗費用：582123.62400.724330154萬元/年設備維修費：在壽命期內(nèi)維護費20萬元/年年凈收益: 831.615420657.6萬元/年2、余熱回收可申報節(jié)能減排獎金：1、年節(jié)約標煤：7243600.16=9677噸/年；2、按國家標準，節(jié)約一噸標煤獎勵300元計：8294300/10000=290.31萬元。方案說明一、脫硫方案說明1、本方案推薦氨法脫硫工藝，該工藝可避免脫硫副產(chǎn)物的二次污染問題。2、脫硫副產(chǎn)物為液態(tài)硫酸銨溶液，含量約為20%。企業(yè)可根據(jù)當?shù)厍闆r，將該部分副產(chǎn)物作為液體送至焦化硫銨工段。也可選擇自產(chǎn)固體硫酸銨方案，應根據(jù)當?shù)亓蛩徜@市場情況以及煙氣中二氧化硫含量來確定。3、煙氣中二氧化硫含量高，固體硫酸銨市場價