據統計,我國煉焦生產煙氣中SO2含量范圍廣:50mg/m³~800mg/m³;NOx含量差別大:400mg/m³~1200mg/m3;顆料物含量受焦爐炭化室竄漏影響較大,隨著爐齡增長也很難實現達標排放的要求;焦爐煙氣溫度相對較低,180℃~320℃。而要達到《標準》的限值要求,就必須考慮實施煙道廢氣脫硫脫硝,但是煙道廢氣脫硫脫硝除塵器配置順序是先脫硫再脫硝,還是先脫硫再脫硝是文中要探討的內容。
一、焦爐煙氣的特點
(1)焦爐煙道氣的溫度與生產負荷有直接關系,不是恒定值。受市場經濟的影響,焦爐負荷不可能是穩定不變的,在滿負荷時,煙道氣溫度可能在300℃左右,在負荷降至45%以下時,煙道氣的負荷可能在200℃左右。
(2)焦爐煙道氣的污染物組分濃度受煉焦配煤、加熱制度、爐體竄漏、爐型、周轉時間等因素影響,不同的焦化廠、同一焦化廠的不同時期焦爐煙道氣的組分可能都不同。
(3)煙道氣在煙囪的排煙溫度不能低于130℃,原因有兩個:一是煙道氣中含有一定水分,理論值是20.06%,實際可能在5%~17.5%,含有一定濃度的酸性氣體(如SO2、SO3),在低溫下可能生成酸,存在露點腐蝕的問題,山東一家焦化企業(該廠使用濕法脫硫)在2015年已出現煙囪中部向外滲水的情況,初步判斷是露點腐蝕造成的;二是煙溫過低的話,煙囪自拔力出現問題,煙囪變成了冷煙囪,將嚴重威脅焦爐的生產安全。焦爐從冷砌體經過烘爐至1000℃左右投產的過程中,第一步就是先烘煙囪,煙囪吸力達到一定程度后,才烘分煙道、烘炭化室,煙囪的熱浮力是焦爐內氣體流動的動力。
(4)每座焦爐加熱換向周期為20min~30min,換向時間約1min,在這1min內,煙氣量及煙氣中的SO2、NOx、顆粒物濃度均有波動,而且這種變化很有規律。
二、選擇煙氣脫硫脫硝工藝必須考慮的因素
結合煙道氣的特點,在煙氣脫硫脫硝技術路線選擇時必須考慮以下因素:
(1)焦爐生產負荷對煙氣脫硫脫硝運行的影響。在長周轉時間下鍋爐除塵器、煙氣脫硝、余熱回收裝置可能都不能運行了,但煙氣脫硫必須運行。
(2)煙氣脫硝如選用低溫SCR脫硝技術,受焦爐爐體竄漏或焦爐其他特殊操作影響,焦爐煙氣中焦油不能完全燃燒帶來的對催化劑床層的堵塞污染問題,在SCR催化劑選型時必須考慮充分。
(3)焦爐煙囪內部僅內襯隔熱層,未采取其他任何防腐蝕措施。如脫硫后煙氣還返回原煙囪,露點腐蝕的問題必須考慮。
(4)為保證焦爐生產安全,煙囪熱備的問題必須考慮,以滿足在脫硫脫硝設備故障、檢修或突然全廠停電等特殊情況下焦爐加熱浮力要求。
(5)脫硝工藝低溫時易爆的硝鉸、亞硝鉸聚集在管壁上,受到擾動,可能發生爆炸事故,在工藝選擇上要考慮此因素。
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