焦炉烟气脱硫脱硝方案a

1、2016年5月,焦炉烟气脱硫、脱硝技 术 方 案 说 明,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。,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,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

2、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。,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,在通入氨量较少时，发生

3、（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,b、吸收液转换： (NH4)HSO3 + (NH4)OH = (NH4)2SO3 + H2O c、副产物氧化： (NH4)2SO3 + O2 = (NH4)2SO4 d、总反应： 2(NH4)OH + SO2 + O2 = (NH4)2SO

4、4 + H2O,氨法脱硫技术简述,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,氨法脱硫工艺流程图,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)

5、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。,(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

6、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。,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。,（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

7、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

8、，占地面积几乎是氨法的2倍。,氨法与钙法技术比较,（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。 （

9、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,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

10、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,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。,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

11、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,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,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

12、尿素溶液发生还原反应，生成可排放的N2。 原理如下： O3 + 3NO = 3NO2 CO(NH2)2 + NO2 + NO = CO2 + 4N2 + 2H2O,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,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

13、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,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,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。,来自脱硫系统的含氮氧化物

14、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,焦化厂烟气脱硫脱硝一体化示意图一,焦化厂烟气脱硫脱硝一体化示意图二,焦化厂烟气脱硫脱硝一体化示意图三,焦化厂烟气脱硫脱硝排放参数确定,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。,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