105萬噸焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝除塵治理技術(shù)及應(yīng)用

萬噸焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝除塵治理技術(shù)及應(yīng)用摘要：針對某企業(yè)焦?fàn)t煙氣，新建一套脫硫脫硝除塵裝置，焦?fàn)t煙氣經(jīng)過處理后，煙氣中顆粒物、二氧化硫、氮氧化物以排放濃度滿意《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）大氣污染物排放限值的要求。即：SO2排放濃度小于50mg/Nm3，NOx排放濃度小于500mg/Nm3，同時要求處理后煙氣中顆粒物排放濃度小于30mg/Nm3，氨含量排放濃度小于8ppm。云南某企業(yè)現(xiàn)有三座4.3m搗固側(cè)裝焦?fàn)t，共3×50孔，年產(chǎn)全焦105萬噸。三座焦?fàn)t分別建成于2003年、2004年、2005年，建設(shè)時均未配套建設(shè)焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝裝置，2016年11月焦?fàn)t逐步提高生產(chǎn)負(fù)荷以來，三座焦?fàn)t排放的煙氣多次消失二氧化硫、氮氧化物和粉塵超標(biāo)問題。鑒于以上緣由，需建設(shè)焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝塵設(shè)施，使焦?fàn)t煙氣排放達(dá)到國家現(xiàn)行《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16172-2012要求，徹底解決焦?fàn)t煙氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物達(dá)標(biāo)排放問題，緩解環(huán)保壓力，確保企業(yè)生存和進(jìn)展。1焦?fàn)t煙氣參數(shù)1.1處理規(guī)模處理三座焦?fàn)t標(biāo)況下總煙氣量：180000Nm3/h（標(biāo)況、濕基、實(shí)際氧）。1.2年運(yùn)行時間年工作8760h，每年365d，每天24h連續(xù)工作。1.3焦?fàn)t煙氣參數(shù)焦?fàn)t煙氣參數(shù)如表1所示。<imgalign=““alt=“1.jpg”border=“0”src=“/UploadFiles/2019003/20204/Env/202004262155020878.jpg”/1.4脫硫脫硝除塵設(shè)施的性能脫硫脫硝除塵設(shè)施的性能必需進(jìn)行保證，性能保證值為：（1）裝置處理力量：180000Nm3/h，操作彈性：50%～120%。（2）凈煙氣SO2排放濃度≤50mg/Nm3。（3）凈煙氣NOx排放濃度≤500mg/Nm3。（4）氨逃逸：≤8ppm。（5）顆粒物：≤30mg/Nm3。2焦?fàn)t煙氣治理工藝焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝除塵裝置采納SDS干法脫硫工藝+中低溫SCR脫硝工藝+布袋除塵工藝，焦?fàn)t煙氣先進(jìn)入SDS干法脫硫系統(tǒng)脫除SO2，后進(jìn)入布袋除塵器脫除顆粒物，最終進(jìn)入中低溫SCR系統(tǒng)脫除NOx，處理后的凈煙氣排放濃度滿意《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）大氣污染物排放限值的要求。工藝路線：焦?fàn)t煙氣→SDS脫硫系統(tǒng)→布袋除塵系統(tǒng)→中低溫SCR脫硝系統(tǒng)→煙囪排放2.1脫硫工藝技術(shù)2.1.1SDS脫硫工藝原理SDS干法脫硫噴射技術(shù)是將高效脫硫劑碳酸氫鈉（小于20μm）勻稱噴射在脫硫反應(yīng)區(qū)域內(nèi)，脫硫劑在脫硫反應(yīng)煙道內(nèi)被熱激活，比表面積快速增大，與煙氣中的SO2等酸性物質(zhì)發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，使煙氣中的SO2等酸性物質(zhì)被汲取凈化。完成的主要化學(xué)反應(yīng)為：2NaHCO3+SO2+1/2O2→Na2SO4+2CO2+H2O2NaHCO3+SO3→Na2SO4+2CO2+H2O經(jīng)汲取SO2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。脫硫除塵后的煙氣進(jìn)入中低溫SCR反應(yīng)器脫除NOx。依據(jù)本項(xiàng)目的目標(biāo)、投資、運(yùn)營成本、建設(shè)場地等因素綜合考慮，煙氣SDS干法脫硫技術(shù)具有投資相對較低，脫硫效率相對較高，設(shè)備牢靠性高，運(yùn)行費(fèi)用較低且牢靠，系統(tǒng)簡潔、所產(chǎn)生的最終固態(tài)產(chǎn)物易于處理等特點(diǎn)，最大程度滿意本項(xiàng)目的改造要求。因此本工程采納煙氣SDS干法脫硫技術(shù)。2.1.2脫硫系統(tǒng)建設(shè)指標(biāo)SOX排放濃度≤50mg/Nm3;2.1.3脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備選型2.2除塵工藝技術(shù)2.2.1布袋除塵原理SDS干法脫硫系統(tǒng)后配1套布袋除塵器，煙氣經(jīng)過布袋除塵后進(jìn)入中低溫SCR反應(yīng)器脫除NOx，再由煙囪出口排出。經(jīng)過SDS干法脫硫后的含塵煙氣由進(jìn)風(fēng)管道進(jìn)入中箱體下部，在擋風(fēng)板形成的預(yù)分別室內(nèi)，較大顆粒粉塵因慣性作用落入灰斗。煙氣向上到達(dá)濾袋，粉塵被阻留在濾袋外面，凈化后的煙氣進(jìn)入袋內(nèi)，并經(jīng)袋口進(jìn)入上箱體，最終經(jīng)氣動提升閥由出風(fēng)管道排出。2.2.2除塵系統(tǒng)建設(shè)指標(biāo)煙塵排放濃度≤30mg/Nm3;除塵器漏風(fēng)率≤1%。2.2.3對濾料的要求耐高溫：能承受工作溫度260℃。耐酸腐蝕：煙氣中含有肯定的SOX和NOX。耐水解：雖然煙氣系統(tǒng)應(yīng)實(shí)行肯定的保溫措施，但由于存在酸性氣體，應(yīng)防酸露點(diǎn)和開停機(jī)時消失的結(jié)露現(xiàn)象，要求有肯定的耐水解性?？寡趸簾煔庵泻锌隙ǖ难趿?。<imgalign=““alt=“2.jpg”border=“0”src=“/UploadFiles/2019003/20204/Env/202004262155027562.jpg”/2.3脫硝工藝技術(shù)2.3.1SCR脫硝工藝原理選擇性催化劑還原法（SelectiveCatalyticReduction）簡稱SCR，指在肯定的溫度和催化劑的作用下，以液氨或尿素作為還原劑，有選擇性地與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)并生成無毒無污染的氮?dú)夂退Ｔ摷夹g(shù)可使用液氨或尿素為脫硝還原劑。在SCR反應(yīng)器內(nèi)，NO通過以下反應(yīng)被還原：4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O6NO+4NH3→5N2+6H2O當(dāng)煙氣中有氧氣時，反應(yīng)第一式優(yōu)先進(jìn)行，因此，氨消耗量與NO還原量有一對一的關(guān)系。NO2參加的反應(yīng)如下：2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2O在絕大多數(shù)脫硝煙氣中，NO2僅占NOX總量的一小部分，因此NO2的影響并不顯著。SCR技術(shù)具有脫硝率高、氨逃逸低等顯著特點(diǎn)，因此目前焦化煙氣脫硝措施中，由于SCR是最為成熟的商業(yè)性NOX掌握處理技術(shù)，國內(nèi)更多是采納SCR脫硝技術(shù)。SCR脫硝分為高溫SCR脫硝和中低溫SCR脫硝，高溫SCR脫硝的反應(yīng)溫度在310～420℃;中低溫SCR脫硝的反應(yīng)溫度在180～310℃;依據(jù)焦化煙氣的溫度特點(diǎn)，應(yīng)采納中低溫SCR脫硝工藝。2.3.2脫硝系統(tǒng)建設(shè)指標(biāo)NOX濃度≤500mg/Nm3;氨逃逸≤8ppm。2.3.3脫硝系統(tǒng)主要設(shè)備選型3治理效果脫硫脫硝除塵系統(tǒng)投運(yùn)后，由某檢測單位對煙囪出口進(jìn)行了煙氣排放監(jiān)測試驗(yàn)。試驗(yàn)期間，焦?fàn)t負(fù)荷在30%時，總煙氣量為51627Nm?/h，煙囪出口排放值：NOx排放濃度361mg/Nm3，SOx排放濃度21mg/Nm3，顆粒物排放濃度7mg/Nm3，氨逃逸排放濃度1.5ppm。試驗(yàn)期間，焦?fàn)t負(fù)荷在50%時，總煙氣量為83365Nm?/h，煙囪出口排放值：NOx排放濃度325mg/Nm3，SOx排放濃度18mg/Nm3，粉塵排放濃度11mg/Nm3，氨逃逸排放濃度1.9ppm。試驗(yàn)期間，焦?fàn)t負(fù)荷在75%時，總煙氣量為125632Nm?/h，煙囪出口排放值：NOx排放濃度298mg/Nm3，SOx排放濃度26mg/Nm3，粉塵排放濃度9mg/Nm3，氨逃逸排放濃度2.1ppm。試驗(yàn)期間，焦?fàn)t負(fù)荷在100%時，總煙氣量為172396Nm?/h，煙囪出口排放值：NOx排放濃度305mg/Nm3，SOx排放濃度22mg/Nm3，粉塵排放濃度13mg/Nm3，氨逃逸排放濃度1.9ppm。試驗(yàn)期間，焦?fàn)t負(fù)荷在120%時，總煙氣量為198953Nm?/h，煙囪出口排放值：NOx排放濃度345mg/Nm3，SOx排放濃度28mg/Nm3，粉塵排放濃度11mg/Nm3氨逃逸排放濃度1.6ppm。4結(jié)論監(jiān)測期間，在不同工況負(fù)荷下，該企業(yè)焦?fàn)t煙氣經(jīng)脫硫脫硝除塵治理后的凈煙氣排放濃度均低于《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）大氣污染物排放限值的要求。即：SO2排放濃度小于50mg/Nm3，NOx排放濃度小于500mg