7米焦炉烟道气脱硫脱硝技术的引进与应用

　　河钢集团邯钢公司邯宝焦化厂拥有4 座JNX70-II 型焦炉，焦炭生产能力220 万t/a。每2×42 孔焦炉组成一个炉组，合用一个布置在焦炉机侧的烟囱。焦炉所用的燃烧煤气，全年绝大部分时间（高炉检修时间除外）为掺烧2-3% 焦炉煤气的高炉煤气。在设计结焦时间条件下生产时，经测定燃烧后的烟囱内的烟气成分约为：粉尘含量：15-25mg / M3、SO2：70 -300mg/M3、NOx：300-600mg/M3。

　　由于企业所处的特殊地理位置，要求处理后的焦炉烟道气排放指标达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表6 中特殊地区排放限值，排放指标如下表：

　　故此对于邯宝焦化厂来说，投入脱硫脱硝系统，以满足焦炉烟囱排放物达到规定监控数值标准成为必然的选择。

　　一、技术引进总体思路

　　结合我厂实际，确定了以下工艺选择原则：脱硫脱硝系统投入运行后，焦炉烟囱不得冒白烟；针对所采用的脱硝工艺中烟气温度条件，要求烟囱烟气有再加热系统，以尽可能降低煤气燃烧的消耗为选择工艺原则；催化剂的更换以不影响脱硫脱硝设备正常运行为原则；尽可能采用相对成熟可靠的技术，但不排斥引进先进的技术或可靠的改进技术。

　　按照上述原则，最后我厂选择了：SDA（半干法脱硫）+SCR脱硝的工艺路线，即先脱硫后脱硝的工艺。脱硫脱硝工艺技术路线：烟气先脱硫——除尘——烟气再加热——脱硝工艺——回归烟囱。

　　二、工艺技术流程简介

　　SDA 工艺原理：碳酸钠粉通过给料螺旋定量加入溶解罐内，并加水配制成一定浓度的碳酸钠溶液。在实际生产中还有部分的除尘灰溶液，经溶解后，与碳酸钠溶液在容器内（顶罐）混合。顶罐内浆液自流入脱硫塔顶部雾化器，溶液经雾化器雾化成50μm 的雾滴，与脱硫塔内烟气接触迅速完成吸收SO2等酸性气体的作用。由于碳酸钠溶液为极细小的雾滴，增大了脱硫剂与SO2接触的比表面积，反应极其迅速且有极高的脱除SO2效率。由于喷入塔内的碳酸钠溶液是极细的雾滴，完成反应后的脱硫产物也为极细的颗粒，因此，完成反应的同时也即迅速干燥。故此在此过程中烟气温度下降到180℃左右，温度下降约30℃左右。

　　脱硫后干燥的粉状颗粒随气流进入布袋除尘器进一步净化处理，除尘器截留下粉尘定期外运，粗颗粒（碳酸钠粉带入的泥沙或不溶性物质）落入塔底定期外排。

　　SDA 技术有以下特点：工艺成熟可靠；脱硫效率高，最高可达99％。可根据烟气内SO2含量的改变及在考虑运行成本的两要素的前提下，在较大范围内任意且迅速调节；空塔结构，吸收塔的阻力不是很大，按照设计不超过800Pa，节省运行成本；湿法脱硫的机理，干法的特点，无废水产生，系统不需防腐处理；SDA 工艺核心设备——喷雾器，由丹麦NIRO 公司制造，喷雾能力强大，最大可达110t / h。喷雾器的雾化粒径为50μm，大大增加了雾滴与烟气接触面积，提高吸收效率。此外该喷雾器具有低维护、防磨损的ZL设计，使用寿命长、维修简单等特点。

　　三、存在问题及解决方案

　　(一)除尘灰系统中的除尘灰的提升阀设计程序存在问题，需要改进

　　在原设计工艺中，布袋除尘灰系统中脱出的脱硫灰，经由输送设备下料到仓料泵内。数分钟左右时，由压缩空气进入到仓料泵内，压送脱硫灰进入脱硫灰料仓，之后泻压，按照原设计此时脱硫灰料仓上部的泻压管道会返回到除尘灰系统。与此同时，仓泵也要进行泻压。按照设想应该是：此时仓泵上的泄压管道上的阀门（提升阀）开启，进行泻压。而停留足够的时间后再开启下料阀以便下料。但是在本系统设计中，泻压阀的控制程序出现错误。这两个阀门基本上会同时打开（间隔时间很短）。造成泻压时较大的压力，直接进入除尘灰系统下部的除尘灰料的刮送板通道内。这样会出现造成泄压后的压缩空气反吹，进入除尘灰仓下部的输送脱硫灰刮板机设备中，会导致除尘灰的串漏。不仅影响到周围空气质量还污染地面环境。

　　我们分析判断后，计划修改提升阀打开程序。修改后的控制程序为：在脱硫灰料仓泻压一定时间后，再打开下料阀。这样避免出现粉尘外逸的可能。

　　(二)结焦时间的改变对脱硫系统系统的影响

　　由于地处京津冀地区，每年在10 月份后至第二年4 月的时间区段内属于限产阶段。结焦时间最长时可达到72 小时，此时烟气温度将会发生较大变化。最低时仅达到180-190℃左右。在这种生产状态下，给脱硝系统带来一定的困难，必须通过加大加热煤气消耗来提高烟气温度，以保证催化剂的催化效果。过低的烟气温度还造成烟囱吸力会发生一定程度的变化，会对焦炉调火工作带来不小的影响，需要我们在即将来临的第一个冬季做好应对准备。

　　四、环保效益

　　我厂脱硫脱硝系统自2018 年一季度正式投入运行以来，设备运行稳定，各项污染物指标有效控制在国家限值排放要求，得到公司及业界一致好评，为邯钢环保治理做了正面宣传，以及为焦化排污许可的获批起到积极的推动作用，值得在焦化行业进行推广。