焦?fàn)t煙氣分析

焦化行業(yè)是僅次于火力發(fā)電的第二用煤大戶，燃煤煙氣中的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)是影響大氣質(zhì)量的主要污染物。目前，許多焦化企業(yè)尚未實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煙氣SO2和NOx排放的有效治理。

焦?fàn)t因其生產(chǎn)工藝的特殊性，煙囪排放的熱煙氣中含二氧化硫、氮氧化物、粉塵，氮氧化物含量較高，煙氣需進(jìn)行脫硫脫硝除塵處理后方可滿足排放要求。煙氣中NOx主要是在煤氣高溫燃燒條件下產(chǎn)生的，焦?fàn)t煤氣含50%以上的氫氣，燃燒速度快，火焰溫度高達(dá)1700-1900℃，煤氣中氮?dú)馀c氧氣在1300℃左右會(huì)發(fā)生激烈的氧化反應(yīng)，生成NOx。

真正能達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》的企業(yè)僅是少數(shù)企業(yè)，焦化行業(yè)煙氣污染問題依然十分嚴(yán)重，煙氣治理道路依舊任重道遠(yuǎn)。

廢氣的特點(diǎn)

焦?fàn)t煙氣具有以下特點(diǎn)：

1. 焦?fàn)t因其生產(chǎn)工藝的特殊性，煙氣中NOx主要是在煤氣高溫燃燒條件下產(chǎn)生的，焦?fàn)t煤氣含50%以上的氫氣，燃燒速度快，火焰溫度高達(dá)1700℃～1900℃，煤氣中氮?dú)馀c氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成NOx，濃度一般為600mg/m3～1500mg/m3，有的甚至高達(dá)1800mg/m3。

2. 焦?fàn)t煙氣溫度較低。多數(shù)焦化企業(yè)為200℃~250℃，個(gè)別低至180℃、高至280℃;硝工藝催化劑起活所要求的反應(yīng)溫度。因此，若采用濕法脫硫技術(shù)，還需要對(duì)煙囪進(jìn)行熱備。

3. 焦?fàn)t煙氣中SO2含量一般在50-1000mg/Nm3。獨(dú)立焦化企業(yè)焦?fàn)t煙道氣中SO2值普遍偏高，在180℃至230℃溫度區(qū)間內(nèi)，SO2易轉(zhuǎn)化為硫酸銨，造成管道堵塞和設(shè)備腐蝕，從而降低脫硫脫硝效率。

4. 焦?fàn)t煙氣中含有焦油物質(zhì)，由于脫硫脫硝系統(tǒng)進(jìn)口溫度較低(小于180℃，已經(jīng)達(dá)到焦油凝結(jié)溫度約260℃)，此時(shí)焦?fàn)t煙道氣中的氣態(tài)焦油凝結(jié)成粘稠狀物質(zhì)，容易堵塞催化劑，造成系統(tǒng)阻力增加、脫硫效率降低。

5. 煙氣含水量較大，一般在12-18%。

設(shè)計(jì)原則

(1) 嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家、當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)有關(guān)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)，確保廢氣用科學(xué)合理的收集方式，在達(dá)到收集效果的前提下，盡量減少氣量：積極穩(wěn)妥地采用新技術(shù)、新設(shè)備，結(jié)合企業(yè)的現(xiàn)狀和管理水平采用可靠的污染治理工藝，力求運(yùn)行穩(wěn)定、費(fèi)用低、管理方便、維護(hù)容易，從而達(dá)到徹底消除廢氣污染、保護(hù)環(huán)境的目的。

(2) 處理設(shè)備與廠區(qū)全面規(guī)劃、合理布局；與廠區(qū)整體環(huán)境協(xié)調(diào)一致，包括系統(tǒng)設(shè)施及配套設(shè)備等；

(3) 確保廢氣處理達(dá)標(biāo)排放的前提下，合理降低工程投資及系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)整體工程投入運(yùn)行后，取得較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益；

(4) 采用技術(shù)前沿，系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，操作管理簡(jiǎn)單的工藝，使先進(jìn)性和可靠性有機(jī)結(jié)合；

(5) 提高廢氣處理系統(tǒng)自動(dòng)化水平，在經(jīng)濟(jì)合理的前提下提高自動(dòng)化水平，力求運(yùn)行管理方便，操作維護(hù)簡(jiǎn)單，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；

(6) 保證廢氣處理主體設(shè)施及配套設(shè)備的使用率；

(7) 嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)消防設(shè)施，重視消防、安全工作，確保污染治理區(qū)的衛(wèi)生條件。

(8) 嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，重視消防、安全工作。

排放標(biāo)準(zhǔn)

煉焦化學(xué)工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)（DB132863-2018）

解決方案及工藝流程

焦?fàn)t煙氣的脫硫技術(shù)現(xiàn)狀

煙氣中的SO2是弱酸性物質(zhì)，與適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)反應(yīng)可脫除煙氣中SO2。按照吸收劑的形態(tài)，目前脫硫工藝一般可分為干法（半干法）和濕法。

干法脫硫：主要是采用粉末狀脫硫劑和催化脫硫劑，干法脫硫的優(yōu)勢(shì)是不產(chǎn)生廢水；

半干法脫硫：主要是采用碳酸鈉或石灰溶液作為脫硫劑，優(yōu)勢(shì)是不產(chǎn)生廢水，但會(huì)產(chǎn)生大量固廢脫硫渣，不太容易處理；

濕法脫硫：主要采用是氨法脫硫，氨法脫硫的主要問題是產(chǎn)生氨逃逸，且容易產(chǎn)生煙氣溶膠和煙氣拖尾現(xiàn)象。

干法（半干法）脫硫工藝特點(diǎn)

在干法和半干法煙道氣脫硫系統(tǒng)中，固體堿性吸收劑被噴入煙道氣流中，或通過讓煙氣穿過堿性吸收劑床的方式使其與煙道氣相接觸。無(wú)論哪種情況，煙氣中的SO2都是與固體堿性物質(zhì)反應(yīng)，生成相應(yīng)的亞硫酸鹽和硫酸鹽。為了使這種反應(yīng)能夠進(jìn)行，固體堿性物質(zhì)必須是十分疏松或相當(dāng)細(xì)碎。在半干法煙道氣脫硫系統(tǒng)中，水被加入到煙道氣中，以在堿性物質(zhì)顆粒物表面形成一層液膜，SO2溶入液膜，加速了與固體堿性物質(zhì)的反應(yīng)。干法脫硫技術(shù)的脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進(jìn)行，該法具有無(wú)污水廢酸排出、設(shè)備腐蝕程度較輕，煙氣在凈化過程中無(wú)明顯降溫、凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴(kuò)散等優(yōu)點(diǎn)，但存在脫硫效率低、脫硫劑利用率低、反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大、反應(yīng)后煙氣含塵量大需要增加除塵裝置等問題。

濕法脫硫工藝特點(diǎn)

世界各國(guó)的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機(jī)理大同小異，主要是使用石灰石（CaCO3）、石灰（CaO）或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑，在反應(yīng)塔中對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，從而除去煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史，經(jīng)過不斷地改進(jìn)和完善后，技術(shù)比較成熟，而且具有脫硫效率高(90%-98%)，機(jī)組容量大，煤種適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用較低和副產(chǎn)品易回收等優(yōu)點(diǎn)。

石灰石(石灰)-石膏濕法煙氣脫硫工藝由于吸收劑價(jià)廉易得，在濕法脫硫領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。該工藝的特點(diǎn)是脫硫效率高(>95%)、吸收劑利用率高(>90%)、能適應(yīng)高濃度SO2煙氣條件。缺點(diǎn)是基建投資費(fèi)用高、水消耗大、脫硫廢水具有腐蝕性，最主要的是原料石灰石需要采購(gòu)，副產(chǎn)品亞硫酸鈣不好處理。

焦化廠一般可以采用氨法脫硫技術(shù)。氨法脫硫不但可以脫除煙氣中的SO2，生產(chǎn)出的硫酸銨和硫酸氫銨化肥產(chǎn)品還可以進(jìn)入焦化廠回收車間硫銨系統(tǒng)加以處理利用生成硫銨產(chǎn)品。同時(shí)該系統(tǒng)利用一定濃度的氨水作為脫硫劑，可以使用回收車間剩余氨水，減少回收車間蒸氨系統(tǒng)負(fù)荷，一舉三得。氨法脫硫采用液體吸收劑洗滌煙氣以除去SO2，所用設(shè)備比較簡(jiǎn)單，操作容易，脫硫效率高。

氨法脫硫不是一體化技術(shù)，不能同時(shí)進(jìn)行脫硝，需要單獨(dú)再建設(shè)脫硝系統(tǒng)；副產(chǎn)品硫銨化肥品質(zhì)受氨水質(zhì)量影響，其純度難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。所以氨法脫硫?qū)Π彼焚|(zhì)有一定要求，可以采用經(jīng)陶瓷膜過濾器過濾后的氨水；脫硫后煙氣溫度較低，排放易形成煙氣拖尾，需要加煙氣加熱裝置；硫銨鹽液塔內(nèi)結(jié)晶，易附著在塔壁或噴淋管道上，造成管路堵塞和嚴(yán)重腐蝕，設(shè)備選材要求高，腐蝕嚴(yán)重，需考慮防腐以及清洗裝置。

用戶應(yīng)針對(duì)自身實(shí)際情況選用不同的煙氣脫硫脫硝技術(shù)，做到因地制宜。鼓勵(lì)用戶選擇煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)，降低投資費(fèi)用。

工藝流程

項(xiàng)目案例及運(yùn)行