焦炉烟气脱硫脱硝方案appt课件

.,1,2016年5月,焦炉烟气脱硫、脱硝技术方案说明,.,2,脱硫技术简述,一、常用烟气脱硫技术：钙法、镁法、氨法、钠碱法等。二、各类脱硫技术特点:钙法、钠碱法属于抛弃法，产生的脱硫产物几乎无法处理利用，同时钙法也称作“石头搬家法”。氨法、镁法脱硫装置产生的副产物经过适当处理后，有相当的可回收利用价值和可观的经济效益。,.,3,脱硫技术选用原则,1、对烟气脱硫效率高2、脱硫剂的来源便利，运输使用成本低3、脱硫产物可综合利用或便于处理4、脱硫装置操作简便5、脱硫整体成本尽可能低,.,4,焦炉烟气脱硫工艺的选择,目前国内各焦炉厂焦炉排放的烟气多数在前期进行过脱H2S处理，因此，焦炉排放的烟气中SO2含量普遍较低，约在300-500mg/m3之间。多数焦化厂均有工艺氨水产出，并有硫酸铵制备装置。考虑到脱硫剂的来源方便以及脱硫产物的后处理问题，焦化厂烟气脱硫工艺采用氨法脱硫最为合适。氨法脱硫既能充分利用焦化厂的自有氨水，又可增加副产硫酸铵的产量，同时避免了钙法等产生的废弃脱硫产物和脱硫废水。,.,5,反应原理：a、吸收反应：（1）(NH4)OH+SO2=(NH4)HSO3（2）2(NH4)OH+SO2=(NH4)2SO3+H2O（3）(NH4)2SO3+SO2+H2O=2(NH4)HSO3,氨法脱硫技术简述,.,6,在通入氨量较少时，发生（1）反应；在通入氨量较多时发生（2）反应；（3）表示的是氨法脱硫过程中真正的吸收反应。该过程中，所产生的酸式盐(NH4)HSO3对SO2不具备吸收能力。随着吸收过程的进行，进入吸收液中的(NH4)HSO3数量增多，吸收液的吸收能力下降，需要向吸收液中补充氨，使部分(NH4)HSO3转变为(NH4)2SO3，以保持吸收液的吸收能力。,氨法脱硫技术简述,.,7,b、吸收液转换：(NH4)HSO3+(NH4)OH=(NH4)2SO3+H2Oc、副产物氧化：(NH4)2SO3+O2=(NH4)2SO4d、总反应：2(NH4)OH+SO2+O2=(NH4)2SO4+H2O,氨法脱硫技术简述,.,8,1、脱硫效率随着烟气含硫量增加而增加，SO2脱除率可达98%以上。2、无二次污染及废水排放，烟囱基本无拖尾现象。3、脱硫塔进口烟气温度适应范围大，在烟气温度100-220范围内，长时间运行无腐蚀现象发生。4、氨逃逸3ppm。5、氨水采用企业副产品，脱硫产物资源化，通过工艺控制，可产生不同副产物（如硫酸铵、亚硫酸铵-亚硫酸氢铵还原液），可产生较好的经济效益，降低脱硫成本。,专有氨法脱硫技术特点,.,9,氨法脱硫工艺流程图,.,10,工艺流程简述,脱硫流程简述来自过焦炉的原始烟气，经过预除尘后，通过余热锅炉进入氨吸收塔，在塔内烟气中的SO2与氨水反应，先生成(NH4)2SO3，(NH4)2SO3再与SO2反应产生NH4HSO3，通过不断补充氨水，NH4HSO3被还原为(NH4)2SO3，经过一段时间，将过剩的(NH4)2SO3移出，并通过曝气进行氧化，产生最终副产物(NH4)2SO4，这部分(NH4)2SO4被引出后，可作为液态（30%）商品化肥销售，也可增设干燥系统，将液态(NH4)2SO4制成标准硫酸铵化肥销售，也可作为复合肥生产原料销售。,.,11,(NH4)2SO3氧化流程简述吸收剂循环池内的(NH4)2SO3经过不断循环，达到一定浓度（30%），左右，通过输出泵送入异地氧化池（位置根据厂方实际情况确定，空气通过曝气鼓风机强制送入氧化池底部，空气中的氧气在氧化池内以鼓泡形式与(NH4)2SO3反应，使之形成(NH4)2SO4后，再进入蒸发干燥系统制成固体化肥销售。,.,12,氨逃逸解决方案,1、特殊的氨水加注方式。2、塔内专有技术的应用。3、高效除雾器的捕集效应。,.,13,（1）脱硫效率：氨利用充分脱硫效率高。氨无论是液态还是气态，同SO2、SO3都呈均相反应。而钙质脱硫剂无论是以粉状还是以浆状投入，同反应物之间均是异相反应，反应仅在其表面进行，颗粒内部成分很难得到利用。从反应动力学上看，二者在反应速率、反应进行完全程度上相差数个数量级。（2）系统结垢：钙法脱硫产物硫酸钙溶解度很低，是以悬浮液形式存在溶液中，容易使吸收塔内壁、管道结垢；而氨法脱硫产物硫酸铵易溶于水，通过pH值控制就可以调整硫酸铵颗粒的结晶大小，系统不易结垢。（3）环境保护：钙法有废水、废渣、废气排放，且不易处理；另外脱硫副产物-石膏无论纯度、抗压抗拉强度、含水率均无法与天然石膏竞争，不得不占用大量的土地作为废料处理，而这些石膏大量堆放、分解造成的二次污染，对气候、土壤、植物和人类健康带来危害。氨法作为一种循环完全吸收法，在反应过程不会产生废水、废渣、废气；副产物-硫酸铵是化肥原料，在我国属于紧缺产品，具有极为广阔的市场前景，可以为企业带来显著的经济效益，是一种典型的“变废为宝、综合利用、循环经济”项目。（4）占地面积：钙法脱硫设备一般较大，占地面积几乎是氨法的2倍。,氨法与钙法技术比较,.,14,（1）钙法脱硫液气比明显高于氨法（钙法在20左右，氨法仅在4左右），因此，氨法所选循环泵流量明显小于钙法。（2）钙法一般采用4-5层喷淋层，采用将吸收剂雾化的方式来扩大气液接触面积，而本技术投标书中采用填料塔，只需将吸收剂打入填料上方的槽盒式液体分布器即可。因此，氨法脱硫循环泵的压头要明显低于钙法。（3）钙法采用石灰石作脱硫剂，必须把石灰石制成浆液，因此电耗较大；且钙法有废水排放，因此需要不断补充水；而氨法的脱硫剂本身就是液体，因此配置起来非常方便或不需配置（采用废氨水时），故所需电耗较少；整套系统工艺水循环无废水排放，因此水耗较少。（4）氨法脱硫副产物硫酸铵可以以硫酸铵溶液的形式被利用。而钙法脱硫需要将硫酸钙浆液固液分离，必须要增加旋液分离器、真空皮带机等设备，因此，钙法比氨法需要多增加部分设备投资。（5）氨法脱硫的副产品为硫酸铵溶液（浓度可达到20%-30%），可以直接利用或者进一步浓缩结晶生产硫酸铵固体作为副产物外售（价格可在600元/吨左右）。而钙法脱硫产生的副产物硫酸钙，因杂质含量高等原因，市场价值比较低。,氨法与钙法运行成本比较,.,15,1、氮氧化物的生成途径在燃烧过程中,NOx生成的途径有3条:一是空气中氮在高温下氧化产生,称为热力型NOx;二是由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基和空气中氮气反应生成HCN和N,再进一步与氧气作用以极快的速度生成NOx,称为快速型NOx;三是燃料中含氮化合物在燃烧中氧化生成的NOx,称为燃料型NOx。焦炉烟气中的NOx主要为热力型和燃料型。,脱硝技术综述,.,16,脱硝技术综述,2、烟气脱硝技术主要有两大类，一类是炉内脱硝，主要有低氮燃烧、空气分级燃烧（OFA）、燃料分级燃烧（再燃烧）等。一类是烟气脱硝，主要有SCR、SNCR、氧化吸收、氧化还原等。,.,17,由于焦炉结构和烟气组成不同于一般的锅炉，在焦炉负荷改变时，焦炉出口烟气的温度变化较大，特别在低负荷运转时，出口烟气温度往往达不到200，甚至更低。另外，焦炉烟气中含有相当数量的粉尘和少量焦油成分，这些杂质的存在，也会对常规烟气脱硝装置的应用带来很大的局限性。,焦炉烟气脱硝工艺的选择,.,18,SNCR烟气脱硝技术，由于适用于一般的炉内脱硝，因此不能用于焦炉脱硝。SCR技术，受制于催化剂的反应温度（280-380，对负荷较低时的焦炉烟气，基本无法适应。另外由于焦炉烟气中含有的粉尘和焦油成分，也将导致催化剂的使用寿命大大降低。催化剂的频繁更换将大大增加脱硝成本。而采用炉外氧化吸收的脱硝方式，会产生大量的含硝酸盐废水，造成二次污染。,焦炉烟气脱硝工艺的选择,.,19,FO-尿素还原脱硝技术,本技术是在低温下，通过特殊反应装置，首先使烟气中含量较大的NO氧化，生成NO2，然后在脱硝塔中NO2与尿素溶液发生还原反应，生成可排放的N2。原理如下：O3+3NO=3NO2CO(NH2)2+NO2+NO=CO2+4N2+2H2O,.,20,该方案的优点是，烟气中含量较大的在NO进入脱硝装置之前，首先被部分强制氧化，生成NO2。NO与NO2在一定配比下同时和尿素溶液发生还原反应。该技术反应条件温和，设备腐蚀小，排放过程中不会产生白色拖拽烟雾，运行成本可根据环保要求以及烟气中氮氧化物含量进行调整，设备运行稳定，操作简便，安全可靠，操作弹性大。,FO-尿素还原脱硝技术,.,21,该技术的脱硝装置需置于脱硫系统之后，这样能保证选定的脱硫系统所需烟气温度不受影响，同时脱硫系统将烟气温度降低到60左右，更适合本方法的有效运行。从而保证脱硫、脱硝均可达到最佳运行效果。借助前部设置的脱硫装置，进入脱硝装置烟气中的SO2/SO3含量大大降低，该系统中不会产生对设备产生强烈腐蚀的亚硫酸H2SO3和硫酸H2SO4酸雾或液滴，从而大大延长设备使用寿命。,FO-尿素还原脱硝技术,.,22,FO-尿素还原脱硝工艺流程示意图,洁净烟气排放,尿素溶液,臭氧,脱硫后烟气,气气混合器,脱硝塔,循环池,循环泵,尿素循环液,.,23,FO-尿素还原脱硝流程简述,臭氧发生器可采用空气源或有氧源臭氧发生器，空气经过空压机被送入臭氧发生器，在等离子作用下，产生臭氧。,.,24,来自脱硫系统的含氮氧化物烟气首先与臭氧发生反应，以调节烟气中氮氧化物的氧化度，然后进入脱硝塔，尿素溶液经循环泵从塔底储液箱抽出送入脱硝塔顶部，在塔内，尿素溶液与含氮氧化物气体充分接触，烟气中的大部分氮氧化物被还原，成为二氧化碳与氮气。氮氧化物达标的烟气，由脱硝塔塔顶直接排放。尿素溶液在塔体自身循环喷淋系统中，经过一段时间后，可根据不同排放从而控制指标，经尿素配制罐适当补充尿素，维持循环系统的尿素溶液浓度，保证氮氧化物的还原分解。,FO-尿素还原脱硝流程简述,.,25,焦化厂烟气脱硫脱硝一体化示意图一,.,26,焦化厂烟气脱硫脱硝一体化示意图二,.,27,焦化厂烟气脱硫脱硝一体化示意图三,.,28,焦化厂烟气脱硫脱硝排放参数确定,.,29,主要设备一览表介绍说明,1、脱硫塔、脱硝塔均按照未来环保深度排放指标选型。2、脱硫塔、脱硝塔型号选定规格可完全满足未来深度排放要求，而无需预留处置空间。3、臭氧机选型可按照厂方场地情况及排放指标选型，为降低运行费用，可在合同签订后，对项目现场进行准确测量，改为多台开、备方式。4、未来需要进行深度排放改造时，选定设备无需进行二次投资改造，仅需对辅助设备及部件进行增添改造即可。,.,30,FO-尿素还原脱硝技术应用实例,中石化岳阳长岭催化剂厂30000m3/h铵盐催化剂煅烧炉烟气FO-尿素还原法脱硝装置,原始烟气NOx原始含量：1800mg/m3,