天津华能北方热力设备有限公司 天津 301901
摘要:随着经济和科技水平的快速发展,在焦化处理的过程中会产生大量的废气,这些废气中含有硫化物、硝化物以及大量的固体颗粒,随着焦化过程排放到空气中,产生大量的污染,虽然目前各焦化企业均采取了大量的措施来降低废气中的污染物,但随着环保要求的不断提升,现有的处理方案均面临着净化效率低、净化成本高、净化效果差的难题。本文在国内外脱硫、脱硝技术研究的基础上提出了一种新的组合式的脱硫脱硝技术方案,充分结合了干法脱硫和中低温选择性催化还原脱硝的技术优势,合理地调整了焦化废气的净化工艺流程,使废气先经过除尘和干法脱硫,然后集中进行中低温选择性催化还原脱硝,不仅提升了废气处理效率而且减少了粉尘对脱硫脱硝的影响,提升了还原剂的使用效率,降低了脱硫脱硝的成本。
关键词:脱硫脱硝;选择性催化还原;干法脱硫
引言
在当前社会和经济快速发展的背景下,我国对于工业生产制造的需求量也大大提升,在这种情况下,工业生产制造对于我国的环境情况也产生了诸多的不利影响,不仅致使我国的环境污染问题更加严重,对于社会群众的生命健康也产生了不利的影响。目前,工业生产过程中会排出大量的烟气,烟气中的硫、硝等成分会给社会环境带来污染,也会影响大气质量。我国目前正在发展环境友好型社会,工业生产中含硝、含硫成分较多的烟气与我国可持续发展理念相悖,所以,对工业生产烟气进行治理十分关键。
1脱硫脱硝的现实意义
在我国社会经济高速发展的过程中,也出现了一系列问题,特别是环境污染,表现较为明显。目前,随着工业生产规模的扩大等因素影响,大气当中的氮氢化合物、二氧化硫等成分含量不断升高,并且成为大气污染的常见问题,究其根本原因,与工业生产排出的烟气有密切联系。基于这一情况,烟气脱硫脱硝成为解决大气污染的重要方式,对烟气脱硫脱硝工艺进行研究、应用有很强的现实意义,不仅可以改善大气质量,也能实现我国社会可持续发展。目前,我国将节能减排与可持续发展作为经济工作的重点内容,有相关文件内容显示,从2015年开始,我国要求工业生产行业每年将二氧化硫的排放量降低2%,氮氧化物的排放量需要降低5%,从而对大气污染物进行控制,实现环境质量的改善。由此可以看出,烟气脱硫脱硝的现实意义和社会意义很强。
2脱硫脱硝工艺流程
2.1石灰石—石膏法脱硫
该方法主要采用的石灰石或石灰作为吸收浆液,从焦炉煤气的烟气当中去除其中的二氧化硫和氮氧化物。石灰石-石膏法脱硫技术优点:脱硫效率高,通常被控制在95%以上;该脱硫技术模式源于电厂脱硫工艺,所以已经在生产实践中应用了多年,技术较为成熟,脱硫装置可利用率高,超过95%;设备使用寿命以及周期较长;第二硫工艺方法中的原材料及石灰石来源广泛且价格成本低,经济效益良好。研究煤种变化,确定适应范围,可以判断不论是高硫煤还是低硫煤都能体现出较好的适应效果;可以选择石灰/石灰石作为吸收剂,应用普遍,分布范围广,价格低廉且使用率高。这一脱硫模式会生成很多的相关石膏副产品,石膏质量好,纯度高可以再次利用,进而提高了整个生产工艺的经济性。脱硫石膏有着良好的应用性能,可以使用常见的技术工艺发挥它的性能,另外在冶金、火电等行业中实施脱硫项目后所产生大量的脱硫石膏,将其进行合理使用有着很高的经济价值。在技术应用上,烟气脱硫技术被广泛使用,该工艺在不断完善和升级,成为专业技术人员和企业重点关注的目标。这样的工艺流程特点也十分明显,但是这一方法也存在较大的缺陷,主要为占地面积大,投资成本高。在使用过程中,由于石灰石与水不能相容,所以需要配备单独的装置,将石灰石进行磨碎,才能够投入到生产使用中。
根据脱硫石膏以及其他固体废弃物的氯离子、烧失量等质量指标变化情况,动态调整脱硫石膏掺加比例,保证掺加一定比例的脱硫石膏后矿渣粉质量合格稳定。进行市场调研,确定脱硫石膏掺加的性价比,验证掺加效果。不断调整磨机运行参数,在保证磨机稳定运行的基础上,合理控制消耗指标,使得脱硫石膏达到最大的利用效果。其中要特别注意掺加一定比例脱硫石膏后立磨的参数控制。
2.2脱硫脱硝工艺流程
在实际焦化处理过程中,焦化废气内含有大量的粉尘,而且在排放的过程中会随着在烟道内的流动,温度逐渐降低,结合干法脱硫和中低温催化还原脱硝的工艺技术要求,本文提出的联合脱硫脱硝工艺对烟气流动的顺序进行了优化,先进行过滤除尘,然后进行干法脱硫,利用烟气在循环过程中的自然冷却,为后面的中低温催化还原脱硝奠定基础。该系统主要包括了干法脱硫装置、除尘系统、脱硝反应装置、供氮供水系统、通信监测系统等。为了满足在反应过程中精确控制的需求,通信监测系统对烟囱内烟气的流量、温度进行实时监测,将监测结果传输到控制中心,控制中心精确控制催化剂的投放时间和范围,同时采用辅助热源对烟气进行温度调节,确保进行中低温脱硝反应时的效率和经济性,最大限度地提升催化剂的活性。
2.3烟气脱硝工艺
对于烟气脱硝工艺而言,目前最常使用的就是还原法与氧化法两种类型,其主要原理在于将烟气通过物理或者化学方式进行处理,将烟气当中的含硝化物质还原为氮气等。在烟气脱硝还原工艺当中,主要分为选择性催化或者选择性非催化两种还原类型。其中,选择性催化还原主要是在专门的设备当中,喷入尿素或者其他类型的氨基还原剂,还原剂可以将烟气当中的硝成分等催化成氮气与水。这种方式脱硝率可以达到90%,且不会给处理系统增加压力,氨逃逸率也会很低,这也是目前较为成熟的一种脱硝工艺。对于这种工艺的应用,关键点在于选择合理的催化剂,一般而言,需要选择腐蚀性和耐损性较高的催化剂,还要保证催化剂的抗硫性能较强、寿命较长。选择性非催化还原工艺则需要将液氨、尿素等还原剂喷入相应的装置设备当中,这样可以在1000℃左右,让液氨或者尿素与硝化物产生选择性反应,从而确保还原剂被热解为氨气,氨气可以将烟气当中的硝化物还原为氮气,达到脱硝的目的。这种处理方式的操作较为简单,且成本相对较低,但是脱硫率会较低,一般为30%-50%左右,且氨逃逸率也会较高,所以,在实际生产中应用相对较少。
2.4半干法烟气脱硫
半干法烟气脱硫主要指的是在气体、液体以及固体三个状态下,结合烟气除尘装置进行烟气湿热蒸发,以此来达到有效脱硫的目的。一般情况下,半干法烟气脱硫主要包括两种,一种是炉内配喷盖增湿活化技术,另一种是旋转喷雾干燥技术。第一种技术在实际的锅炉脱硫应用过程中需要设置专用的活化反应设备,然后再对其进行喷水操作,以此来实现锅炉脱硫的目的;而第二种技术主要是通过烟气和化学吸收剂进行反应,以此来提高锅炉脱硫的效率,这样做可以在一定程度上控制脱硫工作的成本。
结语
伴随着我国冶金焦化企业的快速发展,致使我国的环境保护问题较为突出,目前主要是烟气中的二氧化硫和氮氧化物排放,由于目前环保相关设施投资费用较高,许多企业难以承受,所以我们在后期的研发工作中,应该注意脱硫脱硝工艺技术的升级与经济效益降低等问题,并结合我国的生产实际,针对不同的生产技术进行相应的技术改造。
参考文献:
[1]党平,傅亮,马银华,崔晓波.7m焦炉烟气脱硫脱硝开工操作改进[J].燃料与化工.2020(01).
[2]黄飞平.焦炉烟气脱硫脱硝技术的选择与应用[J].燃料与化工.2020(06).