焦炉烟气脱硫除尘脱硝工艺系统研究.pdf

2 0 1 7 -0 4 工艺与设备 C h e n m 当ic a 代l I n 化 t e r 工 m e 肼 d i a 旁 t e 8 5 U 焦炉烟气脱硫除尘脱硝工艺系统研究 六樊彦玲郑鹏辉谭光之沈建涛 西安西矿环保科技有限公司 陕西 7 1 0 0 7 5 摘要 本文针对焦炉烟气的性质和特点，提 出了 一种脱硫除尘脱硝工艺，论述了该工艺的技术特点。该工艺能完全满足 炼焦化学工业污染 物排放标准对焦炉烟气的S 0 2 g ,- N O 的排放控制要求，有效解决焦炉烟气s o g , N O 的脱除问题，且工艺流程 简单，布置紧凑，易维护，易操作。 关键 词 焦炉；脱硫 ；除尘；脱硝 中图分类号 T 文献标识码 A S t u dy o f De s u l f ur a t i o n ， De du s t i n g a n d De n i t r a t i on S y s t e m f o r C ok e Ov e n E x h a us t Ga s Fa n Ya n l i ng ， Zhe n g P e n g h ui ， Ta n Gu a n g z h i ， S he n J i a n t a o Xi ’ a n Wle s t Mi n e E n v i r o n me n t a l P r o t e c t i o n T e c h n o l o g y C O ． ， L T D, S h a n x i ， 7 1 0 0 7 5 Ab s t r a c t I n t h i s p a p e r , i n t e r m s o f t h e p r o p e r ty a n d f e a t u r e s 0 j c o k e o v e n e x h a u s t g a s , i t h a s p u t f o r w a r d o n e d e s u lf u r a t i o n , d e d u s ti n g a n d d e n i tr a ti o n t e c h n o l o g y a n d e x p o u n d e d t h e t e c h n i c a l f e a t u r e s o fth i s t e c h n o l o gy． 刀凼 t e c h n o l o gy c a n s a ti s f y t o t a th e r e q u i r e m e n t o f E m is s i o n S t a n d a r d o fC o k i n g C h e m is t r y I n d u s t ri a l P o i l u t a n t o nt h e e m i s s i o n c o n t r o l f o r S O ， a n d N O x i n c o k e o v e n e x h a u s t g a s a n d c a n s o l v e e ff e c ti v e lyt h e S O ， a n d N O x rem o v a l p r o b l e m -厂 0 r c o k e o v e n exh a ust g a s , f u r t h e r m o re , this t e c h n o l o gy h a s a s i m p l e p r o c e d u r e , c o m p a c t l a y o u t , e a s y m a i n t e n a n c e p r o c e s s a n d e a s y o p e r a t i o n p r o c e d u re ． Ke y w o r d s c o k e o v e n ；d e s u lf u r a t i o n ；d e d u s t i n g ；d e n i t r a t i o n 1 ． 概述 据美国耶鲁大学发布的 2 0 1 6 年环境绩效指数报告统 计，我国的空气质量在全球排名倒数第二 ，雾霾更是人们近年 来一直讨论的热门话题。气态S O 和NO 是P M2 ． 5 的前驱体 ， 有统计结果显示，E b S O g n N O 前驱体转化而来的P M2 ． 5 占到 空气中P M2 ． 5 总量的4 0 ％以上 ，同时S O 和N O 亦是形成酸雨 的主要物质之一。大气污染和酸雨对人类健康和生态系统造成 了巨大危害，严重制约着我国经济社会的可持续发展。 焦炉烟气 中含有 大量 的S O 和N O 等污染物。2 0 1 2 年 8 月2 日，环保部下发 了 炼 焦化学工业污染物排放标准 G B 1 6 1 7 1 2 0 1 2，标准规定于2 0 1 2 if - 1 O 月1 日起实施。 炼焦化学工业污染物排放标 隹 G B 1 6 1 7 1 2 0 1 2 对焦 炉烟气 中S O。 和NO 的排放做了严格规定 ，标准要 求焦炉烟 气 中S O 。 的排放 限值 为5 0 mg ／ N m。 特别排放限值为3 0 mg ／ Nm。 ，NO 的排放限值 为5 0 0 mg ／ Nm。 特别排放限值 为 1 5 0 mg ／ Nm。 ，焦炉烟气中S O 和N O 的治理成为焦化行业 的重点环保项 目。 2 ． 焦炉烟气 焦炉烟气是燃料在焦炉燃烧室燃烧后产生的，焦炉生产 用的燃料主要是指混合煤气 高炉煤气和焦炉煤气混合后形 成 的混合气体 或单纯的焦炉煤气 ，在焦炉烟 囱的热压吸力 作用下 ，焦炉烟气经地下烟道和烟 囱后高空排放。焦炉烟气 具有以下特点 1 焦炉烟气 的温度相对较低。 因焦炉在炉型 、燃料种 类和操作 制度等 方面存在很大差异 ，从而导致不 同焦化厂 的焦炉烟气在温度 方面存在着很大差异。焦炉烟气温度多 数在2 2 0 一 ， 2 5 0 o C，个别焦化厂的焦炉烟气温度低至1 8 0 ℃ ， 高至3 2 0 ℃ ，不能满足 S CR脱硝装置最 佳反应器 温度 区间 3 2 0 ～ 4 2 0 o C 。如果采用常规的 电厂 用脱硝工艺 ，则脱硝效 率会 非常低 ，无法满足 炼焦化学工业污染物排放标准 G B 1 6 1 7 1 2 0 1 2 对焦炉烟气中N O 的排放限值要求。 2 焦炉烟 囱必须始终处于一种热备状态。 因焦化厂生 产工艺的特殊性决定焦炉烟气经过脱硫除尘脱硝以后必须返 回焦炉烟 囱，经过加热焦炉烟囱以后才允许高空排放至大气 中 ，因此焦化厂的焦炉烟囱便始终处于一种热备状态。要求 经过脱硫除尘脱硝后 的焦炉烟气温度必须始终高于烟气本身 的露点温度 ，且不得低于1 3 0 o C，因此无法直接采用常规的 湿法脱硫技术进行焦炉烟气脱硫处理。 3 烟气 中S O。 和NO 含量差别很大。 因焦炉在炉型、燃 料种类和操作制度等方面存在很大差异 ，从而导致不同焦化 厂的焦炉烟气在S O 和 N O 含量 方面存在着很大差异 ，目前 运行的焦化厂烟气 中的S O。 含量在5 0 ～ 6 0 0 mg ／ Nm。 ，N O 含 量在4 5 0 1 2 0 0 mg ／ Nm3 。 4 S O 含量对低温脱硝 的影响。在S C R 系统脱硝过程 中，烟气在通过S CR 催化剂时 ，将进一步强化S O。 一S O 的 转化 ，形成更多的SO 。在脱硝过程 中，由于 NH 。 的逃逸是 无法避免的，极 易与S O。 形成硫酸氢氨。 硫酸氢氨在1 4 6 o C～ 2 0 7 o c温度 范围内为液态 。气态 或 颗粒状液体状硫酸氢氨会随着烟气流经尾部受热面，不会对 尾部 受热面产生影响 ；相反，液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极 强 ，会与烟气中的飞灰粒子相结合 ，附着于催化剂表面 ，严 重影响催化剂的使用效率和使用寿命。 5 高效脱硫和控制NH 。 逃逸是重点。硫酸氢氨 的反应 速率主要与温度、烟气中的N H S O 。 及H O浓度 有关。 为 此 ，在系统 的技术方案设计中 ，应严格控制S O 一S O。 的转 化率及S C R 出口的N H 。 的逃逸率。 3 ． 技术方案 焦炉烟气脱硫除尘脱硝常规的技术方案是 通过煤气加 热炉将烟气温度 由加热 1J 3 2 0 4 2 0 o C S C R 脱硝装置最佳反 应器温度 区间 ，经S CR 反应器进行脱硝反应后烟气再进入 余热锅炉进行余热回收 ，此时烟气温度 降至1 0 0 1 6 0 。 C，之 后烟气在进入后面布置的除尘或者脱硫设备，最终经烟囱排 放至大气 中。 烟气温度在 1 8 O o C 一 2 3 0 o C 时，极易产生硫酸氢铵。硫酸氢 8 6 工艺与设备 2 0 1 7-0 4 氯化亚砜生产工艺技术特点分析 六娄 哲翔 中国化学赛鼎宁波工程有 限公 司 浙江 3 1 5 0 4 8 摘 要 氯化亚矾生产工艺技 术中，因工艺方法不 同，可以分为氯磺酸法、联产法、二氧化硫 气相法、三氧化硫 气相法。以上技术在原料 选 择 、反应控 制 等 方 面要 求各 不 相 同 ，通 过对 以上工 艺进 行 比较 ，选 出更优 工 艺 方案 。 关键 词 氯化亚砜 ；氯磺酸法；联产法；二氧化硫气相法；三氧化硫 气相法 中 图分 类号 0 文献 标 识码 A A n a l y s i s o f t h e T e c h n i c a l F e a t u r e o f T h i o n y l C h l o r id e Ma n u f a c t u r i n g T e c h n i q u e Lo u Zh e x i a n g S a i d i n g N i n g b o E n g i n e e r i n g C o ． ， l t d ， C h i n e s e C h e mi s t r y , Z h e j i a n g ， 3 1 5 0 4 8 Ab s t r a c t F o r t h e m a n u f a c m r i n g t e c h n i q u e o f t h i o n y l c h l o r i d e , d u e t o t h e d iff e r e n c e o ft e c h n i c a l me t h o d s , i t c a n b e d i v i d e d i n t o c h l o r o s u lf o n i c a c i d m e t h o d , c o m b i n e d -p r o d u c t i o n me t h o d , s u lf u r d i o x i d e g a s p h a s e m e t h o d a n d s u lf u r t r i o x i d e g a s p h a s e m e t h o d ． T h e a b o v e t e c h n i q u e s a r e d iffe r e n t i n t h e a s p e c t s o f r a w ma t e r i a ls s e l e c t i o n a n d r e a c t i o n c o n t r o l e t c ． ， b e s i d e s ， t h r o u g h ta k i n g c o m p a r o n o f t h e a b o v e t e c h n i q u e s t o s e l e c t t h e b e t t e r t e c h n i c a l p l a n ． Ke yw o r d s t h i o n y l c h l o r i d e ；c h l o r o s u lf o n i c a c i d m e t h o d ；c o m b i n e d - p r o d u c t i o n m e t h o d ；S U r d i o x i d e g a s p h a s e m e t h o d ；s u tf u ， t r i o x i d e ga s ph a s e me t ho d 1 ． 概述 氯化亚砜又称氯氧化硫或亚硫酰氯，其S OC l。 ， 分子量为1 1 8 ． 9 7，在常温常压下为无色或淡黄色的液体 ，有 刺激性气味，其相对密度为1 ． 6 7 6 ，熔点为一 1 0 4 _ 5 。 C，沸点为 7 8 ． 8 ℃ ，遇水容易分解为氯化氢和二氧化硫。氯化亚砜能溶干 苯、氯仿和四氯化碳 ，其能与醇或者酚反应生成氯化物。 氯化亚砜是一种非常重要 的精细化工产品和中间体 ， 用途广泛 ，主要应用于医药、农药、颜料、染料、食品添加 剂、电镀、感光材料和 电池等行业。 目前 ，国内的氯化亚砜 主要应用于医药、农药、染料等行业。 下转第8 7 页 上接第8 5 页 铵极易潮解 ，熔点温度1 4 7 ％，沸点温度3 5 0 ℃。在1 4 6 ℃～ 2 0 7 ％ 时，硫酸氢铵为液态，液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极强 ，生成 物非常黏稠且难清理，附着于催化剂表面后 ，将大大降低脱硝 效率和催化剂的使用寿命，增加系统的运行成本。 此外 ，如后续脱硫采用 的是湿法脱硫工艺 ，脱硫系统 出口的烟气温度 约为4 6 ℃ ，为满足焦炉烟 囱热 备的温度要 求 ，需要对脱硫烟气进行再次加热。此技术路线系统庞大 ， 涉及到多次换热，工艺复杂，造成能源浪费。 针对焦炉烟气 的特点和脱硫 除尘脱硝技术难点 ，本文 提出一种新的技术方案 即先采用半干法脱硫技术高效脱除 S O。 ，后由布袋除尘技术脱除颗粒物 ，最后采用S C R f 温脱 硝技术脱除N0 。 4 ． 技术特点 1 本技术方案将半干法脱硫设置在脱硝 之前 ，不仅使 焦炉排放烟气中的S O ， 含量降低至3 0 mg ／ m。 以下 ，满足 炼 焦化学工业污染物排放标； 隹 G B 1 6 1 7 1 2 O 1 2 对S O 排 放 限值的规定 ，而且能严格控制后续脱硝 过程 中S O - - , - S O 。 的转化率 ，提高脱硝效率和催化剂使用寿命 ，保证长期稳定 的高效脱硝。 2 本技术 方案 的整个工艺系统 的温 降相对较 小 ，保证焦炉烟气经过脱硫除尘脱硝后的回送温度。半干法 脱硫 系统 的温降小于3 0 。 C，因此整个系统的回送温度将大 于1 5 0 0 C，满足烟 囱热备要求 不得低于1 3 0 。 c 。 3 本技 术方案采用半干法脱硫技术，半干法工艺 目前在低硫烟气且 缺水的地区应用广泛 ，工艺运行成本低 、不产生脱硫废水 ， 系统不用做 防腐 处理 ，故 障率低。 4 本技术 方案在脱硝之 前采用袋除尘技术 一是可以有效抑制后续液态硫酸氢氨捕 捉飞灰 ，同时可减少粉尘对催化剂表面的磨损和堵塞 ，有效 延长催化剂的使用寿命，提高脱硝效率 ，减少催化剂用量和 系统运行费用。二是布袋除尘器滤袋本身具有均流作用 ，进 一 步提高脱硝效率。 5 本技术 方案采用袋除尘技术 ，滤袋 外表面过滤下的尚未反应 的脱硫剂可继续脱硫，在去除烟气 中脱硫灰 的同时 ，系统 的脱硫效率得到进一步提高。 6 本 技术方案采用高效袋 除尘技术 ，有效降低了进入S CR 脱硝 系 统 中的粉尘 ，可省略S C R 传统工艺中的催化剂清扫系统。 7 本技术方案中的脱硝反应器 由多个独立模块构成 ，可实现在 线检修或者在线更换催化剂 ，不影响整个系统的正常工作。 5． 结论 焦炉烟气脱硫除尘脱硝工艺必须抓住治理的关键点一 中低 温特性，将烟囱热备要求，即焦炉生产工艺对烟气治理回送温 度的要求，充分考虑在整个系统的技术方案设计中。本文采用 了半干法脱硫技术 ，满足了焦炉烟囱热备要求 脱硫除尘布置 在脱硝之前 ，大大降低了进入脱硝 系统的S 0 和粉尘浓度，有 效解决了焦炉烟气的S 0 、粉 n N O ，的脱除问题的同时，提高 了催化剂的脱硝效率和使用寿命，降低了系统的运行成本。 【 参考文献 】 ⋯ 1蒋 文举 烟 气脱硫 脱硝 技术 手册I M l _ 北京 化 学工业 出版 社 ． 2 1 2 ． 4 1 7 ． f 2 ] 孙刚森， 尹华． 焦炉烟气脱硫 除尘脱硝及其热解析一体化工艺 燃料与化工， 2 0 1 5 ， 4 6 6 4 0 4 1 【 作者简介 】 樊彦玲 1 9 8 1 ，女 ，西安 西矿环保科技有限公 司；研究方 向大气污染治理 环保 。 责任编辑卢凤英