9 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝凈化技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用-王甘霖

1、 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝凈化技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用鞍鋼股份煉焦總廠2018年9月 一、前言 前言 隨著環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)，自2015年1月1日起，現(xiàn)有焦化企業(yè)開始 嚴(yán)格執(zhí)行煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 16171-2012）。 顆粒物排放濃度小于等于30 mg/m3 二氧化硫排放濃度小于等于50 mg/m3 氮氧化物排放濃度小于等于500 mg/m3顆粒物排放濃度小于等于15 mg/m3 二氧化硫排放濃度小于等于30 mg/m3 氮氧化物排放濃度小于等于150 mg/m3煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 16171-2012）重點(diǎn)地區(qū)執(zhí)行特別排放限值：煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 16171-2

2、012）對(duì)一般地區(qū)焦?fàn)t煙囪煙氣排放作出了規(guī)定 前言鞍鋼股份煉焦總廠所在地的鞍山地區(qū)屬于一般控制區(qū)，執(zhí)行表5排放標(biāo) 準(zhǔn)，目前全國重點(diǎn)控制區(qū)域如下： 重點(diǎn)控制區(qū)范圍 區(qū)域名稱 省份 重點(diǎn)控制區(qū) 區(qū)域名稱 省份 重點(diǎn)控制區(qū) 京津冀 北京、天津、河北 北京、天津、 石家莊、唐山、保定等 其他區(qū)域 湖北湖南重慶四川福建山西陜西甘肅 武漢長沙重慶成都 福州、三明太原 西安、咸陽蘭州 銀川 長三角 上海、江蘇、浙江 上海、南京、蘇州、揚(yáng)州、杭州、寧波、嘉興等 珠三角 廣州 廣州、深圳、珠海、佛山、肇慶、惠州等 遼寧 遼寧 沈陽等 山東 山東 濟(jì)南、青島、淄博、廊坊、日照等 二、焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝凈化技術(shù)應(yīng)用背

3、景 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝凈化技術(shù)應(yīng)用背景 煉焦總廠現(xiàn)有八座6米焦?fàn)t和四座7米焦?fàn)t，焦炭設(shè)計(jì)產(chǎn)能730萬噸/年，采 用混合煤氣加熱，焦?fàn)t燃燒煙氣中顆粒物濃度小于30mg/m3、SO2濃度為20 160mg/m3、NOx濃度為300730mg/m3，存在污染物排放情況。 以煉焦總廠7#焦?fàn)t煙囪為例，為確保污染物在線監(jiān)測指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放，2016年11月份起，采取了將7#、8#焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間由19小時(shí)延長至22小時(shí)及配煤硫份降至0.65%以下兩項(xiàng)措施。延長周轉(zhuǎn)時(shí)間使焦炭日減產(chǎn)373.6噸，此組焦?fàn)t產(chǎn)能下降 13.63%。由于鞍鋼焦炭本身就存在缺口，需要外購，而2017年外購焦炭比自產(chǎn)焦炭成本約高500800元

4、/噸，控制配煤硫份噸焦成本增加2030元/噸， 兩項(xiàng)合計(jì)2017年7#、8#爐全年共增加成本1億多元，經(jīng)濟(jì)效益損失巨大。 鑒于環(huán)保壓力和巨大經(jīng)濟(jì)損失，焦?fàn)t煙氣污染物治理迫在眉睫。如果不治理，將很快面臨停限產(chǎn)的嚴(yán)峻形勢?；诖诵蝿?，公司各層領(lǐng)導(dǎo)非常重視，下定決心建設(shè)焦?fàn)t煙氣治理項(xiàng)目，經(jīng)過十多次的考察、交流及論證，最終確定由鞍鋼集團(tuán)工程技術(shù)排放。 進(jìn)行煙氣脫硫脫硝處理，保證污染物指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo) 三、焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)簡介 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)簡介 1、脫硫脫硝工藝選擇 焦?fàn)t煙氣主要污染物有SO2、NOx、顆粒物、硫化氫、一氧化碳等，煙氣中二氧化硫較低、氮氧化物較高。因此脫硝的選擇較為重要，焦?fàn)t煙氣

5、溫度范圍為180210 ，低于常規(guī)鍋爐SCR（選擇性催化還原法）脫硝催化劑的反應(yīng)溫度320420，屬于中低溫脫硝。 另外，出于焦?fàn)t生產(chǎn)需要，煙囪必須時(shí)刻保持熱備狀態(tài)，且溫度不得低于135。 結(jié)合焦?fàn)t煙氣特點(diǎn)，經(jīng)過多種方案比選，最終選用“SDS干法脫硫+中低溫SCR脫硝除塵”工藝技術(shù)，對(duì)焦?fàn)t煙氣及干熄焦預(yù)存段放散廢氣中的多項(xiàng)污染物 進(jìn)行凈化。 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)簡介SDS干法脫硫+中低溫SCR脫硝 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)簡介2、SDS干法脫硫工藝簡介 經(jīng)研磨后的將脫硫劑（NaHCO3粉末，約700目）均勻噴射在管道內(nèi)，脫硫劑在管道內(nèi)被熱激活，比表面積迅速增大，與煙氣充分接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，煙氣中

6、的SO2等酸性物質(zhì)被吸收凈化，經(jīng)吸收SO2等酸性物質(zhì)并干燥的含粉料煙氣進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行進(jìn)一步的脫硫反應(yīng)及煙塵凈化，脫硫除塵后的煙氣再進(jìn)行脫硝。主要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)： 2NaHCO3+SO2+1/2O2Na2SO4+2CO2+H2O 2NaHCO3+SO3Na2SO4+2CO2+H2O SDS干法脫硫技術(shù)特點(diǎn): 1）全干系統(tǒng)，無需用水,不產(chǎn)生廢水； 2） 系統(tǒng)簡單，操作維護(hù)方便，脫硫劑直接噴入管道； 3） 副產(chǎn)物（90%的Na2SO4、10%Na2SO4）可以回收利用； 4） 脫硫效率非常高，適應(yīng)焦?fàn)t工況； 5） 靈活性高，通過調(diào)節(jié)脫硫劑噴入量來滿足不同排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)簡介副

7、產(chǎn)物成份: 副產(chǎn)物為干態(tài)粉狀料，其大致的成份如下： 90% Na2SO4 Na2CO3 10% 容重：0.50.7t/m3； 粒度：2035m 副產(chǎn)物利用途徑: 鞍鋼進(jìn)行固廢資源化利用：作為固結(jié)劑生產(chǎn)原材料,工廠在鲅魚圈已建成調(diào)試完，并進(jìn)行了一部分副產(chǎn)物加工，將陸續(xù)處理后期產(chǎn)生的副產(chǎn)物。 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)簡介3、SCR脫硝工藝簡介 在裝有催化劑的脫硝反應(yīng)器內(nèi)用氨做還原劑來脫除煙氣中的氮氧化物， NOX經(jīng)脫硝反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氮?dú)夂退魵狻?主要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)： 4NO+4NH3+O2 4N2+6H2O 2NO2+4NH3+O2 3N2+6H2O SCR脫硝技術(shù)特點(diǎn): 1） 中低溫SCR反應(yīng)，減少了對(duì)

8、煙氣再加熱的能源消耗，降低運(yùn)行費(fèi)用； 2） 蜂窩式催化劑，適用于焦?fàn)t這種低塵煙氣，大的比表面積降低了催化劑 的用量； 3） 裝置結(jié)構(gòu)簡單，并且脫除效率高（90%以上），運(yùn)行可靠。 四、脫硫脫硝技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用情況 脫硫脫硝技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用情況1、焦?fàn)t燃燒廢氣凈化處理情況 （1）7#焦?fàn)t燃燒廢氣基本參數(shù)見下表表1 煉焦總廠7#焦?fàn)t基本情況 序號(hào) 參數(shù)名稱 單位 數(shù)量 備注 1 焦?fàn)t產(chǎn)能 萬t/a 50 2 配煤硫份 % 0.750.8 3 煙氣流量 萬Nm3/h 14 實(shí)際平均為12.8 4 煙氣溫度 180210 實(shí)際平均為209 5 廢氣中SO2濃度 mg/m3 20150 實(shí)際平均為65

9、6 廢氣中NOx濃度 mg/m3 300630 實(shí)際平均為420 7 廢氣中顆粒物濃度 mg/m3 30 脫硫脫硝技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用情況（2）7#爐焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)工藝流程 焦?fàn)t煙氣從機(jī)側(cè)、焦側(cè)地下煙道引出，煙氣合并后在管道內(nèi)與噴入的脫硫劑接觸反應(yīng)，進(jìn)入布袋除塵器，凈化后的煙氣與加熱爐產(chǎn)生的熱氣混合達(dá)到180以上，在進(jìn)入脫硝反應(yīng)器，脫硝后的煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)送回?zé)焽枧欧?，確保煙囪熱備。 （3）焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行情況 煉焦總廠7#爐脫硫脫硝裝置于2017年10月10日開工建設(shè)，2018年2月2日熱負(fù)荷試車成功，順利完成功能考核測試，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鑒于此環(huán)保項(xiàng)目建設(shè)工期短且一次性

10、投產(chǎn)達(dá)標(biāo)，我廠其余9套脫硫脫硝裝置也采用了相同的技術(shù)，目前均投入運(yùn)行，所有焦?fàn)t煙囪實(shí)現(xiàn)污染物達(dá)標(biāo)排放。 脫硫脫硝技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用情況2、干熄焦放散廢氣處理情況 （1）7#焦?fàn)t配套干熄焦放散廢氣基本參數(shù)見下表 表2 煉焦總廠7#焦?fàn)t配套干熄焦基本情況 序號(hào) 參數(shù)名稱 單 位 數(shù)量 備注 1 干熄爐排焦量 t/h 140 2 循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)量 萬m3/h 16.5 3 預(yù)存段煙氣流量 萬Nm3/h 2 4 煙氣溫度 120 5 廢氣中SO2濃度 mg/m3 1800 實(shí)際平均為560 6 廢氣中顆粒物濃度 mg/m3 260 脫硫脫硝技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用情況（2）干熄焦煙氣凈化工藝流程 最初設(shè)計(jì)為小風(fēng)機(jī)將

11、干熄焦預(yù)存段放散煙氣引出，在引出管道上與噴入的脫硫劑接觸反應(yīng)后進(jìn)入布袋除塵器，凈化后的煙氣送回干熄焦除塵器煙囪進(jìn)行排放。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)預(yù)存段煙氣引出后，實(shí)際煙溫由120下降 至60左右，達(dá)不到脫硫反應(yīng)所需的溫度。經(jīng)反復(fù)的研究，修改設(shè)計(jì)方案， 增加約200萬改造費(fèi)用，將預(yù)存段煙氣先經(jīng)除塵器凈化，再并入焦?fàn)t煙氣管道，與焦?fàn)t煙氣混合后經(jīng)脫硫脫硝凈化后從焦?fàn)t煙囪排出。 （3） 干熄焦煙氣脫硫凈化運(yùn)行情況 將干熄焦含SO2濃度較高預(yù)存段放散煙氣處理后，干熄焦除塵器煙囪排放的各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。由此我廠其余5套干熄焦的預(yù)存段放散煙氣均 采用了相同的工藝技術(shù)，目前已全部并入相應(yīng)的脫硫脫硝系統(tǒng)凈化處理

12、，所有干熄焦除塵器煙囪實(shí)現(xiàn)污染物達(dá)標(biāo)排放。 脫硫脫硝技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用情況3、焦?fàn)t煙氣（干熄焦）凈化處理后指標(biāo)控制情況（1）要求達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)見下表： 表3 7#焦?fàn)t要求達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)序號(hào) 指 標(biāo) 單 位 考核標(biāo)準(zhǔn) 1 焦?fàn)t煙囪排放SO2濃度 mg/m3 30 2 焦?fàn)t煙囪排放NOx濃度 mg/m3 150 3 焦?fàn)t煙囪排放顆粒物濃度 mg/m3 15 4 干熄焦除塵器煙囪排放SO2濃度 mg/m3 100 5 干熄焦除塵器煙囪排放顆粒物濃度 mg/m3 50 脫硫脫硝技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用情況（2）實(shí)際運(yùn)行排放指標(biāo) 為充分檢驗(yàn)脫硫脫硝的實(shí)際效果，煉焦總廠自2018年3月份開始，焦?fàn)t 恢復(fù)正常結(jié)焦時(shí)間及配煤硫份

13、，詳細(xì)標(biāo)定脫硫脫硝系統(tǒng)運(yùn)行情況。自5月份將干熄焦煙氣并入焦?fàn)t煙氣進(jìn)行處理，均未影響焦?fàn)t及干熄焦的正常生產(chǎn)，指標(biāo)見下表。 表4 7#爐實(shí)際運(yùn)行排放指標(biāo)情況 序號(hào) 指標(biāo) 單位 4月份 5月份 6月份 7月份 1 焦?fàn)t煙囪排放SO2 mg/m3 9.8 16.7 16.9 19.1 2 焦?fàn)t煙囪排放NOx mg/m3 103.1 107.7. 175.1 181.1 3 焦?fàn)t煙囪排放顆粒物 mg/m3 5.7 7.1 5.1 3.6 4 干熄焦除塵煙囪排放SO2 mg/m3 112.3 63.3 65.8 70.6 5 干熄焦除塵煙囪排放顆粒物mg/m3 22.1 15.6 16.1 15.3 脫硫

14、脫硝技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用情況入口及出口SO2對(duì)比曲線入口及出口NOx對(duì)比曲線入口及出口顆粒物對(duì)比曲線 脫硫脫硝技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用情況4、脫硫脫硝對(duì)焦?fàn)t加熱系統(tǒng)的影響情況 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)運(yùn)行后，焦?fàn)t加熱所需的煙道吸力由煙囪改為風(fēng) 機(jī)提供，脫硫脫硝風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性直接影響焦?fàn)t加熱系統(tǒng)的安全，所以必須要充分認(rèn)識(shí)存在安全隱患，由此，組織進(jìn)行了停風(fēng)機(jī)試驗(yàn)。 （1） 試驗(yàn)前準(zhǔn)備 確認(rèn)焦?fàn)t停止加熱，確認(rèn)高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣交換旋塞在關(guān)閉狀態(tài)。 （2） 試驗(yàn)步驟 控制機(jī)焦側(cè)煙道閘板全關(guān)； 控制脫硫脫硝風(fēng)機(jī)急停； 確認(rèn)打開機(jī)焦側(cè)煙道閘板聯(lián)鎖打開； 觀察記錄機(jī)焦側(cè)分煙道吸力變化情況。 脫硫脫硝技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用情況（

15、3）試驗(yàn)結(jié)果 風(fēng)機(jī)停后，煙道旁路閘板連鎖能迅速動(dòng)作，并在2s能完全打開； 風(fēng)機(jī)停后，焦?fàn)t機(jī)焦側(cè)吸力迅速下降，5s內(nèi)機(jī)側(cè)吸力由260Pa降至148Pa、焦側(cè)吸力由280Pa降至138Pa，焦?fàn)t蓄熱室頂部吸力迅速下降，5s后出現(xiàn)正壓情況，極易出現(xiàn)地下室煤氣泄漏帶來的中毒或爆炸事故，這種情況與試驗(yàn)時(shí)停止加熱時(shí)間長，機(jī)焦側(cè)分煙道調(diào)節(jié)翻板接近關(guān)閉位置有一定關(guān)系； 脫硫脫硝調(diào)整工況需滿足焦?fàn)t機(jī)焦側(cè)分煙道調(diào)節(jié)翻板有一定的調(diào)節(jié)空間，同時(shí)在脫 硫脫硝風(fēng)機(jī)故障停機(jī)時(shí)，焦?fàn)t第一時(shí)間切斷加熱煤氣。 五、總結(jié) 脫硫脫硝技術(shù)在鞍鋼的應(yīng)用情況1、鞍鋼焦?fàn)t脫硫脫硝穩(wěn)定運(yùn)行后，焦?fàn)t煙囪排放顆粒物、SO2、NOx指標(biāo)均達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。釋放了焦?fàn)t產(chǎn)能，避免了由于焦?fàn)t限產(chǎn)和調(diào)整配煤所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失； 2、脫硫脫硝裝置將干熄焦預(yù)存段煙氣并入相應(yīng)焦脫硫脫硝系統(tǒng)后，未造成干熄焦系統(tǒng)波動(dòng)，解決了目前類似裝置運(yùn)行造成干熄焦預(yù)存段壓力波動(dòng)及干熄焦除塵器在線指標(biāo)的問題； 3、脫硫脫硝裝置設(shè)計(jì)在焦?fàn)t煙道采用插板式隔斷裝置，風(fēng)機(jī)突然停止時(shí)能迅速開啟隔斷裝置（2秒），使焦?fàn)t加熱所需的吸力能及時(shí)轉(zhuǎn)換，避免出現(xiàn)焦?fàn)t加熱系統(tǒng)吸力不足，蓄熱室煤氣泄漏導(dǎo)致中毒、爆炸等安全事故； 4、鞍鋼焦?fàn)t還增設(shè)了交換機(jī)蓄能器裝置，同時(shí)增加系統(tǒng)安全聯(lián)鎖：1）脫硫脫硝風(fēng)機(jī)停，焦