焦炉烟气脱硫、脱硝、余热利用一体化

产 品 说 明：

  焦炉烟气脱硫、脱硝、余热利用一体化，目前在国内日渐趋于成熟。我公司推广的技术主要为：SCR法脱硝+纯干法或半干法脱硫+烟气余热利用

主要工艺流程为：

   焦炉烟气先进入烟气脱硝系统，出来后的烟气温降15度左右进入脱硫系统脱硫处理，出来后的烟气进入烟气余热利用装置，换热后的烟气送回到地下烟道，经原烟囱排放。

工程应用

该技术已成功运用于内蒙古美方煤焦化有限公司，该公司拥有四座焦炉，每座焦炉产能60万吨/年，每两座焦炉共用一座烟囱，每座烟囱烟气排放量250000Nm3;/h，其 排放烟气中含有的SO2含量为250mg/Nm?3;，NOx浓度为1000mg/Nm?3;。

每座烟囱建设一套脱硫脱硝余热回收一体化装置，分别于2016年6月和8月建成并一次试车成功，目前已平稳运行半年多。处理后的烟气中 SO2浓度小于30mg/Nm?3;，NOx浓度小于 150mg/Nm3;， 不但达到乌海地区环保要求，同时还达到了GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》中表6特殊地区的指标要求，且每小时副产12t 0.6MPa低压饱和蒸汽。

技术特点

1）先脱硫后脱硝，后进行余热回收，脱硫后的烟气中SO2含量较低，有利于减少脱硝催化剂填装量，延长催化剂寿命；脱硫产物属于常规固体废弃物，处理简便，还可以实现资源化利用。

2）首次在实际工程应用中采用干法脱硫，温降很小，远低于半干法脱硫和湿法脱硫，且整套装置除散热外无温降，可保证脱硝时烟气的温度并且有利于后的余热回收；

3）采用移动床脱硫工艺，且研制出专用脱硫剂，脱硫效率高、压降低；

4）移动床干法脱硫具备高效除尘功能，可大幅度降低烟气中灰尘含量，满足国标的要求，不必另外设置除尘装置；

5）进入余热锅炉的烟气已净化，地减少了锅炉的腐蚀，延长了锅炉寿命；

6）采用低温脱硝，选用进口的多孔高效低温脱硝催化剂，相同填装量的脱硝效率约为普通脱硝催化剂的2倍，脱硝催化剂填装量少；使用寿命 可达3-4年以上。采用CFD模拟对喷氨系统进行设计，大限度地提高了催化剂效用，降低了氨逃逸；

7）余热回收后的排烟温度高，烟气处理后回原烟囱，使原烟囱始终处在热备状态，也避免大量白烟低空排放；

8）设置了地下原烟道闸板门断电自开启系统，可保证特殊工况下焦炉的安全；

9）整套装置仅有脱硫塔、脱硝反应器、余热锅炉三台主要设备，设备数量少，可灵活布置，减少占地面积和投资成本，使得不管是新建一体化装置还是在原有余热回收的情况下扩建脱硫脱硝都变得可行。

一体化解决技术

针对客户的要求和焦炉现有煤气处理工序，中钢热能研究人员研究开发并且集成了焦炉烟道气脱硫脱硝及余热回收利用的一体化技术。

1.方案描述

焦炉烟气处理流程（如图１所示）：焦炉→焦炉烟道气→脱硝反应器→热管式烟气换热器→增压风机→脱硫塔→塔顶烟囱排放。

首先将焦炉地下烟道气在进入原有闸板阀前引出地面，管路上设电动调节阀，烟气经管道引出后进入脱硝反应器。烟气脱硝后进入烟气余热回收装置，其主要功能是将烟道气显热进行回收产生０畅６ＭＰａ饱和蒸汽。热烟气经余热回收装置降温后经增压风机增压进入湿式脱硫塔单元。脱硫后烟气经塔顶烟囱排放。脱硝装置前设旁通管路，通过小的备用风机及柴油发电机将烟气送入地下烟道，其作用是在脱硫、脱硝系统出现故障或停电时，短时紧急启动将高温烟气送入地下烟道，提升烟道及烟囱温度，待烟囱抽力足够时关闭备用风机并打开地下烟道闸板。

2.脱硝反应器

目前常用的脱硝方法主要有选择性非催化还原法（ＳＮＣＲ）、氧化吸收法、选择性催化还原法（ＳＣＲ）等。选择性催化还原法（ＳＣＲ）是目前尾气脱硝的一种方法。

选择性催化还原法（ＳＣＲ）脱除ＮＯｘ的原理为：在尾气中加入一定量的氨.气，以氨为还原剂，在催化剂表面上将ＮＯｘ还原为Ｎ２，其反应

方程式：ＮＯｘ＋ＮＨ３＋Ｏ２→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ。

脱硝反应中氨源采用液.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，经调节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、出口分别设置ＮＯｘ传感器用以实时在线监测进出口的ＮＯｘ浓度，并根据反馈信号控制氨的加入量

在脱硝工艺中为关键的是脱硝催化剂，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。氧化物涂层均匀牢固地附着于蜂窝陶瓷外表面，活性组分分散在氧化物涂层上。该催化剂具有脱硝率高，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，是一种非常适合烟气ＮＯｘ治理的整体催化剂。

使用该类型催化剂即使在入口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１５０ｍｇ／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

连续监测蝶阀出口处烟气中各物质浓度，其中ＮＯｘ、ＮＯ、ＳＯ２、Ｏ２和ＮＯ２分别为１１００、７２０、４５０、１９０和１０ｍｇ／ｍ３左右。每隔１５ｍｉｎ焦炉烟气组成发生周期性波动，该周期性波动是由焦炉操作制度产生的。

图２是脱硝实验运行期间反应器出入口氮氧化物浓度及脱硝效率，可以看出，在实验运行期间，烟气中氮氧化物浓度在８００～１２００ｍｇ／ｍ３之间波动，经脱硝处理后，氮氧化物浓度可降低至２０ｍｇ／ｍ３以下，脱硝效率高达９８％以上。

结论

（１）脱硝效率始终稳定在９８％以上（能测到的ＮＯ含量在几个１０－６，可以理解为系统误差），接近１００％，体现了催化剂超高的脱硝效率；

（２）实验的操作空速高为１６０００ｈ－１左右，为传统脱硝催化剂的４倍左右；

（３）催化剂床层阻力降在３００Ｐａ左右，能够显著降低风机能耗；

（４）催化剂采用模块化设计，很大限度地规避了未来工程化放大问题，利于实现工程放大。