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yadobet:焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工艺优缺点及改进建议

      从储煤区域生产的洗精煤直接从煤廊输送到煤塔中,由漏嘴通过煤车并依次进入炭化室,然后在 1 000℃C的高温下处理后成为焦炭,焦炉加热使用回炉气体从外管输送到炼焦炉的不同燃烧室,并且在燃烧室与预热的空气混合并燃烧,燃烧得到的废

气通过垂直火道和斜道后,在通过分烟道、总烟道时利用储热室和格子砖进行换热,然后排出。焦炉具有比较特别的生产方式,其排出的热烟气含有各种混合物和粉尘等气体,其中属氮氧化物较多,需要烟气脱硫、脱氮、除尘后方可排出。烟气中的二氧化氮在高温燃烧后出现,焦炉煤气含有的氢气体超过 50%,燃烧速度相对较快,火焰燃烧温度在 1800℃左右,其间,氧气利和氮气将在1 300℃左右发生明显的氧化反应后产生二氧化氮。

 

      从一般的角度来看,焦炉烟气具有以下明显的特征。第一,其中烟气的温度范围为180~300℃,其温度易于上下波动;第二,其中烟气的组分比较复杂,二氧化硫的成分较高,其浓度在140~450 mg/Nm3,二氧化硫容易与氨发生反应形成硫铵酸,会使管道堵塞和设备腐蚀;第三,焦炉烟囱需要一直处在受热准备的状态,就是在脱硫脱硝后,最终排出温度要控制在约 130℃【1】。

 

 

 

烟气脱硝工艺分析

在各种脱硝技术中,选择性催化还原法的脱硝效率最高,应用范围最广,相对成熟。这种方法需要采用适量的催化剂,即氨,有选择地把其中的二氧化氮还原为水和氮.,

催化反应温度控制在约400℃。该技术没有副产品,通过增加催化剂负载量,脱

硝效率可以达到约 90%。

在设计系统时,烟气温度是催化剂选择的主要参数,该技术所需的高温条件约为

400℃,催化反应只能在一定的温度范围内进行,有催化的最佳温度,温度高低将

直接影响反应过程。为了控制炼焦炉烟气温度,人们需要改进烟气加热系统。反应

产物是氮和水,不能回收,只会消耗能量和原始材料,不会产生任何价值,而且催

化剂三年就需要更换,其成本非常高【3】。

关于 SCR 催化剂脱硝,人们可以改良催化剂,适当降低反应速率,使反应温度降低。但是,低温环境下,大多数技术处于试验阶段,尚未用于任何工业装置实践。由于氨和二氧化硫在低温下易于形成铵盐,导致催化剂中毒,影响催化剂性能,低温脱硝催化剂的采购路线都相对集中,价格较高【4】。

 

4 工艺设计改进建议

根据烟气排放的相关标准,烟气中二氧化硫的浓度小于 30 mg/Nm3,二氧化氮,

浓度小于150 mg/Nm3。因此,需要添加额外的脱硫和脱硝系统,以确保烟气达标排放。

首先,先硫后硝方法的特点是烟气通过脱硫,其中的二氧化硫浓度就会降低,这可

以减少脱硝时硫酸氢铵和硫酸铵的形成,确保脱硝催化剂的活性,延长其使用寿命。

但是,并不是所有工艺都能使用湿法脱硫,而且在温度不断下降的过程中,就算是干法脱硫脱硝也没法进行,只有加装发热材料,提高余热使用效率,尽可能减少干

法脱硫器械的使用来减少成本【5】。

 

其次,先硝后硫方法的优点是没有加工过的烟气温度约为 300℃,比较适用于低

温 SCR 方法进行脱硝反应,随后可以通过锅炉实现余热加工、重复利用或者收回。

但这种方法存在两个缺点。

一是焦炉烟道气在 180℃左右含有氧气,而氧气在 150~200℃(恰好是反硝化反应的适宜温度)会和氨发生反应,反应产物又极易对催化剂的结构造成损坏,使催化剂失去效果,最终导致设备堵塞、无法使用。因此,在设计脱硝系统时,人们可

以添加滤网和洗涤系统,通过过滤器清洗药剂表面的杂质【6】。

二是湿法脱硫的反应温度为 40~50℃。在湿法脱硫后,烟道气温度通常在 40~50℃,基本低于露点标准,如果直接排放,不再加热处理,很容易形成酸雾,对

烟囱进行腐蚀,不利于烟雾的扩散。同时,在雨季来临时,就会出现白雾现象,所以净化后的烟气需要加热到130℃左右(废热锅炉产生的蒸汽部分可以直接使

用),这样焦炉烟囱总是处于热备用状态,烟气脱硫设备示意图如图1所示。

图1烟气脱硫设备5结语

据焦炉烟气的属性和相关标准,本文分析了现有的集炉烟气脱硫脱硝工艺,论述了

烟雾脱硫脱硝的基本过程和相关问题。人们要不断改讲和完善焦炉烟因气脱硫脱硝

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