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某焦化厂焦炉烟气净化及余热回收一体化技术

   日期:2018-06-21     来源:冶金动力 魏星    浏览:74    

  通过某焦化厂实际应用的焦炉烟气脱硫脱硝及余热回收一体化装置,治理废气污染物的同时,将余热回收并利用。不仅具有显著的经济效益,还有巨大的环境及社会效益。

  1、前言

  目前我国SO2和NOX排放量高居世界前列,而SO2和NOx是造成大气污染并且形成酸雨的主要污染物,不仅破坏生态环境系统,同时也危及人体健康[1]。已成为制约我国经济发展的重要环境因素。

  焦化厂从事的工作将煤炼成焦炭,同时回收煤气等副产品,这些都是炼铁厂炼铁工艺不可缺少的燃料。焦炉烟气以焦炉加热煤气燃烧后产生的废气为主,焦炉运行时的热效率一般不高于70%,但排放的废气却占焦炉总能耗的20%以上,节能潜力十分可观[2]。

  而烟气中主要污染物成分为SO2、NOX等,2012年6月国家相关部门颁布了GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》中明确规定了焦化行业的大气污染物排放标准,同时规定自2015年1月1日起,现有焦化企业需执行标准中的大气污染物排放限值,其中关于SO2和NOX排放限值如下表1所示。

  2、烟气脱硫脱硝及余热回收技术

  SO2和NOX的减排技术可从燃烧前、燃烧中和燃烧后三个方面入手,烟气脱硫脱硝技术属于燃烧后减排技术。由于烟气脱硫与脱硝的技术原理不同,目前仍没有一种成熟有效的技术手段能同时实现烟气脱硫与脱硝。因此,企业通常会分别建立脱硫与脱硝装置[3]。

  焦炉烟气余热回收技术目前大多采用热管式锅炉,利用焦炉加热燃烧后的烟道废气进行换热,回收烟气中40%以上的余热,并用于焦炉生产过程中的加热工段等。不但可以降低焦炉工艺的能源消耗,而且还可以明显减少CO2、SO2、NOX的排放量。

  2.1脱硫技术概述

  现有烟气脱硫技术可分为湿法、干法、半干法三种形式。湿法烟气脱硫技术是指脱硫剂在液态或浆态下脱硫并处理脱硫产物,是目前烟气脱硫的主流工艺,约占脱硫市场80%的份额,大多采用石灰石--石膏法或石灰--石膏法。干法脱硫是脱硫剂与脱硫产物均为干态的一种脱硫技术,按脱硫吸着剂不同可分为钙基工艺和钠基工艺。半干法脱硫技术兼有湿法与干法的一些特点,其中应用较多的是旋转喷雾干燥法,在脱硫市场中占有率已超10%[4]。

  2.2脱硝技术概述

  烟气脱硝技术主要有固体吸附法、选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、催化分解法等。其中,选择性催化还原法(SCR)是以尿素类物质或氨为还原剂,在特定催化剂的作用下,选择性地将NOX还原为N2和H2O,是目前最成熟且应用最广泛的烟气脱硝技术,占全世界脱硝市场的80%以上[5]。

  2.3烟气净化及余热回收一体化技术概述

  焦炉烟气→脱硝装置→气汽换热器→增压风机→湿法脱硫塔→塔顶烟囱排放。是目前较为流行的一种焦炉烟气净化及余热回收一体化技术,由于烟气湿法脱硫工段要求脱硫塔入口烟气温度须保证在160℃以下。故该技术会将脱硝后270℃左右的烟气通入气汽换热器,使烟气温度降至脱硫塔入口允许的温度范围内,经后续脱硫工段处理,再向大气排放。同时,换热过程会生产0.6~0.8MPa蒸汽供相关用户使用。

  3、本工程实际技术应用

  3.1应用背景

  某焦化厂现有焦炉两座,年产96万t捣固焦,2座焦炉烟气共用一座排烟烟囱。焦炉生产时,焦炉煤气通过立火道进入焦炉燃烧室,在焦炉燃烧室内燃烧后,燃烧烟气通过分烟道汇集到总烟道,再由总烟道排出。整个烟道采用自然排烟方式,完全靠烟囱的抽力所产生的负压使炉膛维持微负压燃烧状态。

  未改造前,烟囱排烟温度为250~290℃,烟道上未采取任何脱硫脱硝及余热回收设施,因此烟气余热损失很大,约占焦炉总能耗的23%左右。同时,烟气中SO2排放浓度最大值为300mg/m3,NOX排放浓度最大值为1000mg/m3。已不能满足GB16171-2012所要求的排放限值。故急需建设一套烟气净化及余热回收装置来有效治理现状。

 
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