隨著環(huán)境的日益惡化和疾病的增多,國(guó)家與人民都非常重視環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排。作為冶煉行業(yè),對(duì)排放的廢氣進(jìn)行四川煙氣脫硫脫硝是非常有必要的工作。今天我們就來(lái)談一談煙氣脫硫脫硝在焦?fàn)t中的工藝技術(shù)。
1、干法(半干法)脫硫工藝特點(diǎn)
在干法和半干法煙道氣脫硫系統(tǒng)中,固體堿性吸收劑被噴入煙道氣流中,或通過(guò)讓煙氣穿過(guò)堿性吸收劑床的方式使其與煙道氣相接觸。無(wú)論哪種情況,煙氣中的SO2都是與固體堿性物質(zhì)反應(yīng),生成相應(yīng)的亞硫酸鹽和硫酸鹽。為了使這種反應(yīng)能夠進(jìn)行,固體堿性物質(zhì)必須是十分疏松或相當(dāng)細(xì)碎。在半干法煙道氣脫硫系統(tǒng)中,水被加入到煙道氣中,以在堿性物質(zhì)顆粒物表面形成一層液膜,SO2溶入液膜,加速了與固體堿性物質(zhì)的反應(yīng)。干法脫硫技術(shù)的脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進(jìn)行,該法具有無(wú)污水廢酸排出、設(shè)備腐蝕程度較輕,煙氣在凈化過(guò)程中無(wú)明顯降溫、凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴(kuò)散等優(yōu)點(diǎn),但存在脫硫效率低、脫硫劑利用率低、反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大、反應(yīng)后煙氣含塵量大需要增加除塵裝置等問(wèn)題。
2、濕法脫硫工藝特點(diǎn)
世界各國(guó)的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機(jī)理大同小異,主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑,在反應(yīng)塔中對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌,從而除去煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史,經(jīng)過(guò)不斷地改進(jìn)和完善后,技術(shù)比較成熟,而且具有脫硫效率高(90%-98%),機(jī)組容量大,煤種適應(yīng)性強(qiáng),運(yùn)行費(fèi)用較低和副產(chǎn)品易回收等優(yōu)點(diǎn)。
石灰石(石灰)-石膏濕法煙氣脫硫工藝由于吸收劑價(jià)廉易得,在濕法脫硫領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。該工藝的特點(diǎn)是脫硫效率高(>95%)、吸收劑利用率高(>90%)、能適應(yīng)高濃度SO2煙氣條件。缺點(diǎn)是基建
投資費(fèi)用高、水消耗大、脫硫廢水具有腐蝕性,.主要的是原料石灰石需要采購(gòu),副產(chǎn)品亞硫酸鈣不好處理。
焦化廠一般可以采用氨法脫硫技術(shù)。氨法脫硫不但可以脫除煙氣中的SO2,生產(chǎn)出的硫酸銨和硫酸氫銨化肥產(chǎn)品還可以進(jìn)入焦化廠回收車間硫銨系統(tǒng)加以處理利用生成硫銨產(chǎn)品。同時(shí)該系統(tǒng)利用一定濃度的氨水作為脫硫劑,可以使用回收車間剩余氨水,減少回收車間蒸氨系統(tǒng)負(fù)荷,一舉三得。氨法脫硫采用液體吸收劑洗滌煙氣以除去SO2,所用設(shè)備比較簡(jiǎn)單,操作容易,脫硫效率高。
其反應(yīng)原理為:
NH3+SO2+H2O=NH4HSO3;
NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3;
(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3;
(NH4)2SO3+1/2O2+H2O=(NH4)2SO4
氨法脫硫不是一體化技術(shù),不能同時(shí)進(jìn)行脫硝,需要單獨(dú)再建設(shè)脫硝系統(tǒng);副產(chǎn)品硫銨化肥品質(zhì)受氨水質(zhì)量影響,其純度難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。所以氨法脫硫?qū)Π彼焚|(zhì)有一定要求,可以采用經(jīng)陶瓷膜過(guò)濾器過(guò)濾后的氨水;脫硫后煙氣溫度較低,排放易形成煙氣拖尾,需要加煙氣加熱裝置;硫銨鹽液塔內(nèi)結(jié)晶,易附著在塔壁或噴淋管道上,造成管路堵塞和嚴(yán)重腐蝕,設(shè)備選材要求高,腐蝕嚴(yán)重,需考慮防腐以及清洗裝置。
常見(jiàn)的煙氣脫硝工藝及其特點(diǎn)
1、SCR法脫硝工藝特點(diǎn)
在眾多的脫硝技術(shù)中,選擇性催化還原法(SCR)是脫硝效率較高,應(yīng)用.廣,相對(duì)成熟的脫硝技術(shù)。SCR法是在一定的溫度和催化劑作用下,利用氨或烴做還原劑,可選擇性地將煙氣中NOx還原為氮?dú)夂退姆椒ā4呋磻?yīng)溫度在320-400度(焦?fàn)t煙氣溫度范圍基本為180度-300度),該技術(shù)無(wú)副產(chǎn)品,通過(guò)加大催化劑裝填量,脫硝效率能達(dá)80%-90%以上。
SCR系統(tǒng)反應(yīng)如下(在催化劑的作用下):
主反應(yīng):
4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O
副反應(yīng):
2SO2+O2=2SO3
2NH3+SO3+H2O=(NH4)2SO4
在SCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,煙氣溫度是選擇催化劑的重要運(yùn)行參數(shù)。SCR技術(shù)需要高溫條件(320-400度),催化反應(yīng)只能在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,同時(shí)存在催化的.佳溫度,這是每種催化劑特有的性質(zhì),因此煙氣溫度直接影響反應(yīng)的進(jìn)程。所以,焦?fàn)t煙氣需要安裝煙氣加熱系統(tǒng)。反應(yīng)產(chǎn)物是N2和H2O,不能回收利用,只消耗原料和動(dòng)力,不產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,催化劑每三年更換一次,成本很高。
SCR法脫硝工藝經(jīng)催化劑改良,可以適當(dāng)?shù)亟档头磻?yīng)溫度(230度),但是低溫SCR工藝都處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,均沒(méi)有經(jīng)過(guò)工業(yè)裝置實(shí)踐應(yīng)用。低溫SCR工藝由于SO2、水及氨易形成氨鹽造成催化劑中毒,影響催化劑的性能,低溫脫硝催化劑采購(gòu)?fù)緩骄哂袎艛嘈裕瑑r(jià)格較高。
先脫硫后脫硝工藝流程及特點(diǎn)
先脫硫后脫硝.明顯的特點(diǎn)就是煙氣經(jīng)脫硫后,煙氣中的SO2濃度降低,減少了脫硝反應(yīng)過(guò)程中硫酸銨、硫酸氫銨雜質(zhì)的形成,保護(hù)了脫硝催化劑的活性,延長(zhǎng)其使用壽命。但是,這種工藝原則不能采用濕法脫硫。即使是干法脫硫,也存在10度-20度溫降,不利于脫硝反應(yīng)的順利進(jìn)行,需要安裝煙氣加熱系統(tǒng),余熱利用率不高,.主要的是干法脫硫設(shè)備成本及運(yùn)行成本都比較高。
先脫硝后脫硫工藝流程及特點(diǎn)
先脫硝后脫硫.大的優(yōu)點(diǎn)就是未經(jīng)處理的焦?fàn)t煙氣溫度范圍基本為180度-300度,適合低溫SCR法進(jìn)行脫硝反應(yīng)(但是建議加入煙氣加熱系統(tǒng),當(dāng)結(jié)焦時(shí)間延長(zhǎng)或者其它需要的情況下對(duì)煙氣進(jìn)行加熱,保證脫硝反應(yīng)的順利進(jìn)行)。脫硝反應(yīng)后,煙氣可以接入余熱鍋爐進(jìn)行余熱回收利用。.后直接進(jìn)行濕法脫硫(氨法脫硫)。
但是,這種工藝主要存在以下兩個(gè)短板:
..,焦?fàn)t煙氣中含有SO2,SO2在180度至230度溫度區(qū)間內(nèi)(正好是脫硝反應(yīng)的適宜溫度),易與氨反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸銨、硫酸氫銨,附著在催化劑表面造成催化劑中毒失活,同時(shí)還造成管道堵塞和設(shè)備腐蝕。所以,我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)可以在脫硝系統(tǒng)前加一過(guò)濾網(wǎng),同時(shí)增加洗滌系統(tǒng),對(duì)附著在催化劑表面的雜質(zhì)進(jìn)行洗滌。
第二,濕法脫硫的反應(yīng)溫度為60度左右,經(jīng)過(guò)濕法工藝脫硫后的煙氣一般溫度為45對(duì)于左右,大都在露點(diǎn)以下,若不經(jīng)過(guò)再加熱而直接排入煙囪,則容易形成酸霧,腐蝕煙囪,也不利于煙氣的擴(kuò)散,同時(shí)在低溫潮濕季節(jié)會(huì)產(chǎn)生比較明顯的冒“白煙”現(xiàn)象,所以需要對(duì)凈化后的煙氣重新加熱至130度左右(這里可以利用余熱鍋爐產(chǎn)生的部分蒸汽即可),使焦?fàn)t煙囪始終處于熱備狀態(tài)
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