摘要：介(jie)紹(shao)了低溫(wen)(170～185℃) SCR脫(tuo)硝工藝在(zai)焦爐煙道氣(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)脫(tuo)硝裝置應用的(de)工程(cheng)案(an)例。該工藝一次投資(zi)省,運(yun)行費用低,且應用后(hou)設備(bei)運(yun)行穩(wen)定,煙氣(qi)(qi)脫(tuo)硝效率高,凈化(hua)后(hou)的(de)氮氧化(hua)物污(wu)染物含(han)量(liang)長期保(bao)持在(zai)150mg/m3以下(xia)。

近年隨著國(guo)家《煉焦(jiao)化(hua)學工業(ye)污染物(wu)排放(fang)標準》的(de)實施，國(guo)內焦(jiao)化(hua)行(xing)業(ye)陸(lu)續建設了焦(jiao)爐(lu)煙(yan)氣(qi)脫(tuo)硫脫(tuo)硝(xiao)裝置。脫(tuo)硝(xiao)工藝主要(yao)采(cai)用中(zhong)低溫(wen)(wen)SCR工藝，反應溫(wen)(wen)度在200～250℃，需要(yao)對(dui)煙(yan)氣(qi)進(jin)行(xing)小幅升溫(wen)(wen)，存在能源成本高的(de)問題，寧(ning)鋼焦(jiao)化(hua)廠結合本單位實際情況采(cai)用低溫(wen)(wen)SCR脫(tuo)硝(xiao)工藝，避免(mian)了煙(yan)氣(qi)再升溫(wen)(wen)，節約(yue)了運行(xing)成本。

1 焦爐煙氣脫硫脫硝裝置概述

寧鋼焦(jiao)(jiao)化廠根據本廠焦(jiao)(jiao)爐煙(yan)氣的實(shi)際情況選擇(ze)了“半干法脫硫( 鈉基) + 除塵(chen)+ 低溫SCR 脫硝(xiao)(xiao)”工藝(yi)。2座焦(jiao)(jiao)爐共用1套焦(jiao)(jiao)爐煙(yan)氣脫硫脫硝(xiao)(xiao)裝置，分別從各自的總(zong)(zong)煙(yan)道將原煙(yan)氣引出(chu)匯(hui)總(zong)(zong)進入脫硫脫硝(xiao)(xiao)裝置，處理(li)后分別返回各自原煙(yan)囪，工藝(yi)流程(cheng)圖見圖1。

本裝(zhuang)置(zhi)(zhi)處(chu)(chu)理煙(yan)(yan)氣能力為30萬(wan)m3 /h，原煙(yan)(yan)氣溫度(du)(du)為190～210 ℃，脫(tuo)硝塔(ta)入(ru)口(kou)煙(yan)(yan)氣溫度(du)(du)為170～190 ℃，處(chu)(chu)理前二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)硫濃度(du)(du)< 300mg /m3、氮氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)濃度(du)(du)<1000mg /m3。處(chu)(chu)理后煙(yan)(yan)囪排(pai)放口(kou)的煙(yan)(yan)氣顆粒物(wu)設(she)計(ji)值(zhi)(zhi)< 15 mg/m3，二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)硫設(she)計(ji)值(zhi)(zhi)<30 mg /m3，氮氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)設(she)計(ji)值(zhi)(zhi)< 150mg/m3。經過實(shi)際運行(xing)證明(ming)，均達到了設(she)計(ji)指標，滿足《煉焦(jiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)學工業(ye)污染物(wu)排(pai)放標準》中特別(bie)限值(zhi)(zhi)排(pai)放要求(qiu)，同時裝(zhuang)置(zhi)(zhi)運行(xing)穩定，脫(tuo)除效(xiao)率高，實(shi)現了預(yu)期目標。

2 低溫SCR脫硝工藝

2. 1 SCR脫硝處理原理

SCR脫硝是(shi)(shi)在催(cui)化劑的(de)作用下，還原劑( 氨氣(qi))與煙(yan)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)氮(dan)氧化物(wu)反(fan)應生(sheng)成(cheng)無(wu)害的(de)氮(dan)氣(qi)和水，從而去除煙(yan)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)NOx。選擇(ze)性是(shi)(shi)指還原劑NH3和煙(yan)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)NOx發生(sheng)還原反(fan)應，其主要反(fan)應式如下。

4NO + 4NH3 + O2→4N2 + 6H2O( 主(zhu)要反應)

2NO2 + 4NH3 + O2→3N2 + 6H2O

2. 2 催化劑的(de)分類和應(ying)用

催化(hua)劑(ji)是(shi)SCR脫硝工藝(yi)的(de)核心，催化(hua)劑(ji)的(de)反應(ying)溫(wen)(wen)度主要分為高(gao)溫(wen)(wen)、中(zhong)溫(wen)(wen)、中(zhong)低溫(wen)(wen)、低溫(wen)(wen)。應(ying)用(yong)(yong)(yong)最廣(guang)的(de)是(shi)高(gao)溫(wen)(wen)催化(hua)劑(ji)和中(zhong)溫(wen)(wen)催化(hua)劑(ji)，脫硝效(xiao)率高(gao)，應(ying)用(yong)(yong)(yong)條件(jian)廣(guang)泛。表1為國內外催化(hua)劑(ji)的(de)主要應(ying)用(yong)(yong)(yong)情況。

國(guo)內焦化(hua)(hua)行(xing)業目前使用較(jiao)多的(de)是中低溫催化(hua)(hua)劑(ji)，低溫催化(hua)(hua)劑(ji)使用較(jiao)少，低溫SCR能最大限(xian)度地降低煙氣升溫所需(xu)的(de)能源消耗，減(jian)少一次投(tou)資。

2. 3 低溫(wen)SCR脫硝面臨的困難

( 1) 焦(jiao)爐(lu)煙氣(qi)中的(de)二氧化(hua)(hua)硫(liu)在(zai)(zai)SCR催化(hua)(hua)劑的(de)作用下會轉化(hua)(hua)為(wei)三氧化(hua)(hua)硫(liu)，在(zai)(zai)180～230℃范(fan)圍內三氧化(hua)(hua)硫(liu)極易與(yu)氨氣(qi)發生反應生成(cheng)硫(liu)酸氫銨，并吸附在(zai)(zai)催化(hua)(hua)劑表(biao)面(mian)，降低脫硝效率。

( 2) 煙氣中存在(zai)飛灰等雜質，長(chang)期運(yun)行會導(dao)致催化(hua)劑堵塞。催化(hua)劑堵塞是不(bu)可逆的，并且催化(hua)劑不(bu)可再(zai)生，將(jiang)直接影響催化(hua)劑的脫除效率(lv)和使用壽命。

2. 4 低(di)溫SCR脫硝解決(jue)措施(shi)

 ( 1) 對煙氣先進行脫(tuo)(tuo)硫(liu)，降低(di)脫(tuo)(tuo)硝塔入口的二氧化硫(liu)含量。寧鋼選用半干法脫(tuo)(tuo)硫(liu)，霧(wu)化器可(ke)將脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑霧(wu)化為50μm 的極細(xi)小霧(wu)滴(di)，增加反應接(jie)觸面積，使(shi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)反應更(geng)充分，具有極高的脫(tuo)(tuo)除效率。經脫(tuo)(tuo)硫(liu)后入脫(tuo)(tuo)硝塔前二氧化硫(liu)控(kong)制在10 mg /m3以下。

( 2) 采用(yong)鈉基脫硫。在140℃以上鈉基具(ju)備脫硫效率更(geng)高、溫(wen)降(jiang)更(geng)小的(de)優勢，脫硫溫(wen)降(jiang)可以控(kong)制在15～20℃，保證脫硝煙(yan)氣溫(wen)度(du)控(kong)制不低于170℃。

( 3) 脫硫(liu)后采(cai)用布袋除(chu)塵(chen)。布袋除(chu)塵(chen)具有除(chu)塵(chen)效率(lv)高，運(yun)行穩定的優點。未反應的脫硫(liu)劑附集在濾(lv)(lv)袋外表(biao)面(mian)，可以使煙(yan)氣在濾(lv)(lv)袋表(biao)面(mian)完成二次脫硫(liu)反應，提高脫硫(liu)效果。經(jing)除(chu)塵(chen)后，入脫硝(xiao)塔前顆(ke)粒物控制在10mg /m3以下(xia)。

( 4) 設(she)置再(zai)生裝置。長(chang)時間運行下，催化(hua)劑(ji)的(de)反(fan)應效(xiao)率下降是(shi)不可避(bi)免的(de)，因(yin)此必須設(she)置加熱(re)爐。當催化(hua)劑(ji)效(xiao)率下降時，開啟加熱(re)爐進行在線再(zai)生，恢復催化(hua)劑(ji)活性，延長(chang)催化(hua)劑(ji)的(de)使用壽命(ming)。

( 5) 設置吹灰(hui)(hui)器。為保持催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)表面的(de)清潔(jie)，防止(zhi)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)堵塞，需經常進行吹灰(hui)(hui)。吹掃(sao)的(de)目(mu)的(de)是防止(zhi)灰(hui)(hui)沉積在(zai)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)表面，因此(ci)裝置運行可每天吹灰(hui)(hui)1 次(ci)，甚至每班1 次(ci)。

( 6) 選擇優(you)質(zhi)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。為(wei)(wei)實現最(zui)優(you)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)設計方案，需(xu)(xu)要(yao)考慮較(jiao)多因素，包(bao)括: 調整催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)中(zhong)氧化(hua)(hua)(hua)釩(fan)的(de)成分比例來獲得(de)較(jiao)高活性的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji); 在(zai)達到同一性能條件(jian)下，催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)比表(biao)面積(ji)越大，需(xu)(xu)要(yao)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)體(ti)積(ji)量越少; 為(wei)(wei)降低催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)重量，催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)要(yao)設計成優(you)化(hua)(hua)(hua)的(de)壁厚，使通過催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)煙(yan)氣壓(ya)降也減到最(zui)低。寧鋼根據此情況選擇了奧地利Ceram 產品，催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)主要(yao)技術數據見(jian)表(biao)2。

3 實際應用情況

系統(tong)投入運行至今(jin)1 年左(zuo)右，生產穩定(ding)，脫硝效率(lv)達到85%以上，脫硝塔(ta)運行溫度在180 ℃左(zuo)右，達到了預期目(mu)標，煙囪(cong)排放數據(ju)如表3所示。

4 技術特點

 ( 1) 經濟性好。節省了(le)中(zhong)低溫脫硝工藝中(zhong)升(sheng)溫所(suo)消耗的煤氣，節約(yue)了(le)成(cheng)本。

( 2) 適用性好。所選催化(hua)劑在170～185℃的焦爐煙氣工(gong)況下具有良好的適用性，脫硝效率仍可達到85%以(yi)上，滿足(zu)低溫脫硝運行。

( 3) 系統能夠(gou)滿足焦(jiao)爐煙氣周期(qi)性波動的(de)特點，保證煙囪(cong)排放(fang)穩定達標(biao)。

5 結語

低(di)溫( 170～185 ℃) SCR脫(tuo)硝工藝在寧鋼(gang)運(yun)行的(de)(de)1年多時間里，設備運(yun)行穩定，煙氣脫(tuo)硝效率(lv)高，凈化后的(de)(de)氮(dan)氧(yang)化物污染物含量長期(qi)保持在150 mg /m3 以(yi)下(xia)。同(tong)時其一次投資省、運(yun)行費用(yong)低(di)的(de)(de)優點(dian)，為國內焦化企業(ye)脫(tuo)硝工藝的(de)(de)選擇提供了更多的(de)(de)選擇和借鑒。

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