產(chǎn) 品 說 明:
焦?fàn)t煙氣脫硫、脫硝、余熱利用一體化,在國(guó)內(nèi)日漸趨于成熟。天津匯能朗天公司推廣的技術(shù)主要為:SCR法脫硝+純干法或半干法脫硫+煙氣余熱利用
主要工藝流程為:
焦?fàn)t煙氣*入煙氣脫硝系統(tǒng),出來后的煙氣溫降15度左右進(jìn)入脫硫系統(tǒng)脫硫處理,出來后的煙氣進(jìn)入煙氣余熱利用裝置,換熱后的煙氣送回到地下煙道,經(jīng)原煙囪排放。
技術(shù)特點(diǎn)
1)先脫硫后脫硝,最后進(jìn)行余熱回收,脫硫后的煙氣中SO2含量較低,有利于減少脫硝催化劑填裝量,延長(zhǎng)催化劑壽命;脫硫產(chǎn)物屬于常規(guī)固體廢棄物,處理簡(jiǎn)便,還可以實(shí)現(xiàn)資源化利用。
2)采用移動(dòng)床脫硫工藝,且研制出專用脫硫劑,脫硫效率高、壓降低;
3)移動(dòng)床干法脫硫具備高效除塵功能,可大幅度降低煙氣中灰塵含量,滿足國(guó)標(biāo)的要求,不必另外設(shè)置除塵裝置;
4)在實(shí)際工程應(yīng)用中采用干法脫硫,溫降很小,遠(yuǎn)低于半干法脫硫和濕法脫硫,且整套裝置除散熱外無溫降,可保證脫硝時(shí)煙氣的溫度并且有利于最后的余熱回收;
5)進(jìn)入余熱鍋爐的煙氣已凈化,很大程度地減少了鍋爐的腐蝕,延長(zhǎng)了鍋爐壽命;
6)余熱回收后的排煙溫度高,煙氣處理后回原煙囪,使原煙囪始終處在熱備狀態(tài),也避免大量白煙低空排放;
7)設(shè)置了地下原煙道閘板門斷電自開啟系統(tǒng),可保證特殊工況下焦?fàn)t的安全;
8)采用低溫脫硝,選用進(jìn)口的多孔高效低溫脫硝催化劑,相同填裝量的脫硝效率約為普通脫硝催化劑的2倍,脫硝催化劑填裝量少;使用壽命 可達(dá)3-4年以上。采用CFD模擬對(duì)噴氨系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)很大限度地提高了催化劑效用,降低了氨逃逸;
9)整套裝置僅有脫硝反應(yīng)器、脫硫塔、余熱鍋爐三臺(tái)主要設(shè)備,設(shè)備數(shù)量少,可靈活布置,很大程度地減少占地面積和投資成本,使得不管是新建一體化裝置還是在原有余熱回收的情況下擴(kuò)建脫硫脫硝都變得可行。
一體化解決技術(shù)
針對(duì)客戶的要求和焦?fàn)t現(xiàn)有煤氣處理工序,中鋼熱能研究人員研究開發(fā)并且集成了焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝及余熱回收利用的一體化技術(shù)。
1.方案描述
焦?fàn)t煙氣處理流程(如圖1所示):焦?fàn)t→焦?fàn)t煙道氣→脫硝反應(yīng)器→熱管式煙氣換熱器→增壓風(fēng)機(jī)→脫硫塔→塔頂煙囪排放。
首先將焦?fàn)t地下煙道氣在進(jìn)入原有閘板閥前引出地面,管路上設(shè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,煙氣經(jīng)管道引出后進(jìn)入脫硝反應(yīng)器。煙氣脫硝后進(jìn)入煙氣余熱回收裝置,其主要功能是將煙道氣顯熱進(jìn)行回收產(chǎn)生0暢6MPa飽和蒸汽。熱煙氣經(jīng)余熱回收裝置降溫后經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)增壓進(jìn)入濕式脫硫塔單元。脫硫后煙氣經(jīng)塔頂煙囪排放。脫硝裝置前設(shè)旁通管路,通過小的備用風(fēng)機(jī)及柴油發(fā)電機(jī)將煙氣送入地下煙道,其作用是在脫硫、脫硝系統(tǒng)出現(xiàn)故障或停電時(shí),短時(shí)緊急啟動(dòng)將高溫?zé)煔馑腿氲叵聼煹?,提升煙道及煙囪溫度,待煙囪抽力足夠時(shí)關(guān)閉備用風(fēng)機(jī)并打開地下煙道閘板。
2.脫硝反應(yīng)器
目前常用的脫硝方法主要有選擇性非催化還原法(SNCR)、氧化吸收法、選擇性催化還原法(SCR)等。選擇性催化還原法(SCR)是目前尾氣脫硝較為成熟,且脫硝效率很高的一種方法。
選擇性催化還原法(SCR)脫除NOx的原理為:在尾氣中加入一定量的氨氣,以氨為還原劑,在催化劑表面上將NOx還原為N2,其反應(yīng)
方程式:NOx+NH3+O2→N2+H2O。
脫硝反應(yīng)中氨源采用液氨或蒸氨工段產(chǎn)生濃度為20%的濃氨水,用管道引入至脫硝反應(yīng)系統(tǒng),經(jīng)調(diào)節(jié)閥控制流量后進(jìn)入混合器中與煙氣均勻混合。在脫硝反應(yīng)器進(jìn)、出口分別設(shè)置NOx傳感器用以實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)進(jìn)出口的NOx濃度,并根據(jù)反饋信號(hào)控制氨的加入量
在脫硝工藝中關(guān)鍵的是脫硝催化劑,該催化劑具有脫硝率高,可高空速操作、阻力低、選擇性好、氨逃逸率低、溫度范圍廣、熱膨脹系數(shù)小等諸多優(yōu)點(diǎn),是一種非常適合煙氣NOx治理的整體催化劑。催化劑選用以陶瓷蜂窩為基體的整體涂層式結(jié)構(gòu),由陶瓷蜂窩、金屬氧化物涂層、活性組分組成。氧化物涂層均勻牢固地附著于蜂窩陶瓷外表面,活性組分分散在氧化物涂層上。
使用該類型催化劑即使在入口NOx濃度很高時(shí)(2000~3000mg/m3),也可達(dá)到很高的NOx脫除精度,反應(yīng)后尾氣中氮氧化物濃度可低于150mg/m3。如排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步升級(jí),不需對(duì)催化劑和反應(yīng)裝置做任何改動(dòng),只需稍微增加氨投入量,提供反應(yīng)所需的氨量,即可使尾氣中NOx濃度小于所規(guī)定的排放限值
連續(xù)監(jiān)測(cè)蝶閥出口處煙氣中各物質(zhì)濃度,其中NOx、NO、SO2、O2和NO2分別為1100、720、450、190和10mg/m3左右。每隔15min焦?fàn)t煙氣組成發(fā)生周期性波動(dòng),該周期性波動(dòng)是由焦?fàn)t操作制度產(chǎn)生的。
圖2是脫硝實(shí)驗(yàn)運(yùn)行期間反應(yīng)器出入口氮氧化物濃度及脫硝效率,可以看出,在實(shí)驗(yàn)運(yùn)行期間,煙氣中氮氧化物濃度在800~1200mg/m3之間波動(dòng),經(jīng)脫硝處理后,氮氧化物濃度可降低至20mg/m3以下,脫硝效率高達(dá)98%以上。
結(jié)論
(1)脫硝效率始終穩(wěn)定在98%以上(能測(cè)到的NO含量在幾個(gè)10-6,可以理解為系統(tǒng)誤差),接近100%,體現(xiàn)了催化劑超高的脫硝效率;
(2)催化劑床層阻力降在300Pa左右,極低,能夠顯著降低風(fēng)機(jī)能耗;
(3)催化劑采用模塊化設(shè)計(jì),很大限度地規(guī)避了未來工程化放大問題,利于實(shí)現(xiàn)工程放大。
(4)實(shí)驗(yàn)的操作空速為16000h-1左右,為傳統(tǒng)脫硝催化劑的4倍左右;
典 型 業(yè) 績(jī):
唐山建龍簡(jiǎn)舟焦耐有限公司
山西晉玉煤焦化工有限公司
臨城縣三陽焦化有限公司