焦炉烟气脱硫脱硝及余热回收一体化技术方案概述


焦化厂是专门从事冶金焦炭生产及冶炼焦化产品、加工、回收的专业工厂。焦炉烟囱排放的大气污染物为焦炉煤气燃烧后产生的废气,主要有SO2、NOx、烟尘等,污染物呈有组织高架点源连续性排放,是污染最为严重的行业之一。

2012年6月环境保护部及国家质量监督检验检疫局联合发布了GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》,要求焦炉烟囱燃烧尾气中SO2浓度小于50mg/m3,氮氧化物浓度小于500mg/m3,粉尘浓度小于30mg/m3。特别地区要求SO2浓度小于30mg/m3,氮氧化物浓度小于150mg/m3,粉尘浓度小于15mg/m3。

与燃煤锅炉烟气相比,焦炉烟气的主要不同在于温度较低,一般为180~300℃,多数在200~230℃。焦炉烟气低温脱硫脱硝是世界公认的技术难题,本文提出一种焦炉烟气脱硫、脱硝及余热回收利用的综合解决方案。

一、 焦炉烟气处理流程

图、工艺流程图

二、 关键技术

1、 脱硝反应器

选择性催化还原法(SCR)是目前尾气脱硝最为成熟,且脱硝效率最高的一种方法。即在尾气中加入一定量的氨气,以氨为还原剂,在催化剂表面将NOx还原呈N2。

其中氨源采用液氨或蒸氨工段产生浓度为20%的浓氨水,用管道引入至脱硝反应系统,经调解阀控制流量后进入混合器中与烟气均匀混合。

在脱硝反应器进出口可安装气体分析仪试试在线监测进出口的NOx浓度,并根据反馈信号控制氨的加入量。

在脱硝工艺中最为关键的是脱硝催化剂,此工艺中采用一种新型的脱硝催化剂。该催化剂选用以陶瓷蜂窝为基体的整体涂层式结构,由陶瓷蜂窝、金属氧化物涂层、活性组分组成。该催化剂具有脱硝效率高,可高空速操作、阻力低、选择性好、氨逃逸率低、温度范围广、热膨胀系数小等诸多优点。

使用该类型的催化剂即使在入口NOx浓度很高时(2000~3000mg/m3),也可达到很高的NOx脱除精度,反应后尾气中氮氧化物浓度可低于150 mg/m3。如排放标准进一步升级,不需对催化剂和反应装置做任何改动,只需稍微增加氨投入量,提供反应所需的氨量,即可使尾气中NOx浓度小于所规定的排放限值。

图、新型催化剂脱硝效率