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四种焦炉烟气脱硫脱硝技术详解

2016-06-13 14:50:28 来源:网络

一、碳酸钠半干法脱硫+低温脱硝一体化工艺;

二、加热焦炉烟气+高温催化还原脱硝工艺;

三、SICS法催化氧化(有机催化法)脱硫脱硝工艺;

四、活性炭/焦脱硫脱硝工艺;

碳酸钠半干法脱硫+低温脱硝一体化工艺

1.脱硫脱硝原理

采用半干法脱硫工艺,使用Na2CO3溶液为脱硫剂,其化学反应式为:

Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2(1)

2Na2SO3+O2→2Na2SO4(2)

脱硝采用NH3-SCR法,即在催化剂作用下,还原剂NH3选择性地与烟气中NOx反应,生成无污染的N2和H2O随烟气排放,其化学反应式如下:

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(3)

2.工艺流程

焦炉烟气被引风机引入工艺系统,先脱硫除SO2,后除尘脱硝,再脱除颗粒物和NOx,最后经引风机增压回送至焦炉烟囱根部(见图1)。

图1SICS法催化氧化(有机催化法)脱硫脱硝工艺流程示意

该工艺主要由以下系统组成:

脱硫系统由脱硫塔及脱硫溶液制备系统组成。Na2CO3溶液通过定量给料装置和溶液泵送到脱硫塔内雾化器中,形成雾化液滴,与SO2发生反应进行脱硫,脱硫效率可达90%。脱硫剂喷入装置与系统进出口SO2浓度联锁,随焦炉烟气量及SO2浓度的变化自动调整脱硫剂喷入量。

核心设备为烟气除尘、脱硝及其热解析一体化装置,包括由下至上集成在一个塔体内的除尘净化段、解析喷氨混合段和脱硝反应段。

氨系统负责为烟气脱硝提供还原剂,可使用液氨或氨水蒸发为氨气使用。

热解析系统负责为脱硝装置内的催化剂提供380-400℃高温解析气体,分解黏附在催化剂表面的硫酸氢铵,净化催化剂表面。

3.工艺特点

①半干法脱硫设置在脱硝前,将烟气中的SO2含量脱除至30mg/Nm3以下,以保证后续的高效脱硝。

②烟气脱硫、除尘、脱硝、催化剂热解析再生一体化,节省投资、运行费用低、占地面积少。

③脱硝前先除尘,以减少粉尘对催化剂的磨损、延长催化剂使用寿命。

④通过除尘滤袋过滤层和混合均流结构体的均压作用,使烟气速度场、温度场分布更加均匀,可提高脱硝效率。

⑤氨气通过网格状分布的喷氨口喷入装置内,高温热解析气体通过孔板送风口送入烟气中,使氨气与烟气、高温热解析气体与烟气接触更充分,混合更均匀。

⑥在不影响正常运行的条件下,可在线利用高温烟气分解催化剂表面黏性物质,提高脱硝催化效率和催化剂使用寿命。

⑦省略传统工艺中的催化剂清灰系统。

⑧烟气通过滤袋在过滤过程中,与滤袋外表面滤下的未反应脱硫剂充分接触,进一步提高烟气的脱硫效率。

⑨半干法脱硫温降小(<30℃),除尘脱硝一体化缩短流程,减小整体温降,回送烟气温度大于150℃,满足烟囱热备要求。

⑩烟气在高于烟气露点温度的干工况下运行,不存在结露腐蚀的危险,无需做特殊内防腐处理。

4.投资与操作成本

投资成本约为35-45元/吨焦,操作成本约为12.6元/吨焦。

加热焦炉烟气+高温催化还原脱硝工艺

1.脱硝原理

在催化剂存在的条件下,烟气中NOx与喷入的氨发生还原反应,生成N2和H2O,实现脱除NOx。反应温度通常在290-420℃之间,脱硝反应式为:

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O(2)

NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O(3)

式(1)和式(3)是主要反应,因为烟气中90%以上NOx是以NO形式存在。

2.脱硝工艺流程

用主抽风机从焦炉总烟道引出原烟气,经过GGH换热或加热炉加热至320℃(加热炉用焦炉煤气加热)。热烟气进入SCR反应器,与加入的脱硝剂(液氨)在催化剂作用下进行选择性还原反应,达到高效脱硝目的。脱硝后的洁净烟气进入GGH,加热原烟气,从GGH出来的洁净烟气经余热锅炉加热冷水,回收热能后,进入烟囱排至大气(见图2)。

该脱硝工艺装置主要由GGH(烟气-烟气换热器)、烟气加热炉、余热锅炉、SCR反应器、氨站等组成。

图2加热焦炉烟气+高温催化还原脱硝工艺流程示意

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