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技術(shù)中心

焦爐煙氣治理技術(shù)集錦

“2017年,全國焦炭產(chǎn)量4.3億噸,消費煉焦精煤5.85億噸左右?;茉聪牧看?,也意味著(zhù)污染物的排放量也比較大。焦化企業(yè)真正能達到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》的企業(yè)僅是少數企業(yè),焦化行業(yè)環(huán)境治理任重道遠。”中國煉焦行業(yè)協(xié)會(huì )會(huì )長(cháng)崔丕江在協(xié)會(huì )第七屆常務(wù)理事會(huì )第二次(擴大)會(huì )議上如是說(shuō)。

 

環(huán)境治理已成焦化企業(yè)生存底線(xiàn)

      “近三年來(lái),焦化生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)建成100多套焦爐煙氣脫硫脫硝裝置,還有一些企業(yè)正在開(kāi)展方案優(yōu)選或籌建工作。”崔丕江指出,“從焦化生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的粉塵、煙氣、廢水、固廢等污染物,都有了一些相應的治理技術(shù)措施,但是還不能完全滿(mǎn)足國家標準要求,或投資、運行經(jīng)濟性的要求。”他認為對行業(yè)焦爐煙氣脫硫脫硝的現狀,既要看到取得的進(jìn)步,也要清醒地認識到存在不足。

      焦化行業(yè)是僅于火力發(fā)電的國內第二大用煤大戶(hù)。燃煤煙氣中的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)是影響大氣質(zhì)量的主要污染物。作為傳統煤化工行業(yè),許多焦化企業(yè)尚未實(shí)現焦爐煙氣SO2和NOx排放的有效治理。

       為滿(mǎn)足人民對美好生活的需求,國家對環(huán)境治理的力度日益加大。2012年6月27日發(fā)布的《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(GB16171 -2012),第一次將焦爐排放的氮氧化物列為我國焦化企業(yè)大氣污染物排放的控制指標,并對顆粒物和二氧化硫的排放提出了更嚴格的要求。自2015年1月1日起,焦爐煙囪排放二氧化硫小于50mg/m3,氮氧化物小于500mg/m3,特殊排放地區二氧化硫小于30mg/m3,氮氧化物小于150mg/m3。

        2018年7月3日,國務(wù)院《關(guān)于打贏(yíng)藍天保衛戰三年行動(dòng)計劃的通知》中明確提出,到2020年二氧化硫和氮氧化物的排放總量比2015年下降15%以上,尤其是處在“2+26”、雄安新區以及長(cháng)三角地區和汾渭平原的城市焦爐污染物排放的壓力越來(lái)越大。該計劃規定,2018年底前京津冀及周邊地區基本完成治理任務(wù),長(cháng)三角地區和汾渭平原2019年底前完成,全國2020年底前基本完成。

      隨著(zhù)環(huán)保政策的不斷推進(jìn),部分省市和地區陸續出臺和準備出臺超低排放標準。河北省近期出臺的《河北省鋼鐵、焦化、燃煤電廠(chǎng)深度減排攻堅方案》提出,氮氧化物指標控制在100mg/ m3,二氧化硫控制在30mg/m3。邢臺市則進(jìn)一步要求在今年底和明年初,氮氧化物指標控制在80mg/ m3,二氧化硫控制在15mg/ m3。這被當地焦化企業(yè)稱(chēng)為超超低排放標準。而唐山市出臺《鋼鐵、焦化超低排放和燃煤電廠(chǎng)深度減排實(shí)施方案》則在時(shí)間上加了砝碼,要求“2018年9月底前,全市所有焦化企業(yè)全部達到超低排放水平(限值參照驗收標準,通過(guò)168小時(shí)運行且第三方監測達標,95%以上小時(shí)均值排放達標),并完成濕煙氣脫白治理改造,凡達不到標準的實(shí)施停產(chǎn)整治。”

      特別值得一提的是,焦化主產(chǎn)區與國家特別限排區高度重合。山西、河北、山東是焦化大省,許多焦化廠(chǎng)正好位于京津周邊2+26城市、雄安新區、長(cháng)三角地區和汾渭平原4個(gè)特限區域內。據統計,這些重點(diǎn)地區涉及的焦炭產(chǎn)能達到32270萬(wàn)噸,占總產(chǎn)能的比重高達55%??梢哉f(shuō),控硫控硝不僅事關(guān)焦化企業(yè)的生死存亡,更事關(guān)焦化行業(yè)的可持續高質(zhì)量發(fā)展。

      當前國家治理環(huán)境的意志和決心前所未有。環(huán)境治理不是短期行為,更不是應對環(huán)保督察、環(huán)保達標的時(shí)段性階段性任務(wù),已經(jīng)成為企業(yè)生存的底線(xiàn)。崔丕江表示,對國家出臺的不斷嚴格的政策法規,高于發(fā)達國家某些標準限值,超常的督察管控方式,應正確認識、深刻理解。這樣的推進(jìn)方式可能會(huì )有一些矯枉過(guò)正,但不這樣做也會(huì )出現某些貽誤時(shí)機或效果上的打折扣。各焦化企業(yè)應少一些埋怨牢騷,多一些主動(dòng)作為、應對方案和措施。

 

焦化行業(yè)脫硫脫硝技術(shù)百花齊放

     “說(shuō)起焦爐煙氣脫硫脫硝,現在的技術(shù)確實(shí)是百花齊放。應該講各方面作了很多工作,但真正叫大家選擇一個(gè)比較滿(mǎn)意的技術(shù)裝備,好像心里還是沒(méi)有底。但不管怎么說(shuō),現在已經(jīng)有了一定的基礎,希望大家根據企業(yè)實(shí)際情況去作方案、作選擇”,崔丕江在會(huì )議交流結束時(shí)開(kāi)誠布公地談了自己的看法。

      焦爐煙氣是焦化企業(yè)中最主要的廢氣污染源,約60%的SO2及90%的NOx來(lái)源于此。以焦爐煤氣為主要燃料的焦爐加熱工藝,其煙氣中的SO2直接排放濃度為160mg/ m3左右、NOx直接排放濃度為600~900mg/ m3 (最高時(shí)甚至可達2000mg/ m3);以高爐煤氣等低熱值煤氣(或混合煤氣)為主要燃料的焦爐加熱工藝,其煙氣中的SO2直接排放濃度為40~150mg/ m3、NOx直接排放濃度為300~600mg/ m3??梢?jiàn),無(wú)論以焦爐煤氣或高爐煤氣為主要燃料的工藝,如未經(jīng)治理,其煙氣中的SO2和NOx濃度均難以穩定達到標準限值排放要求。

      焦爐煙氣脫硫脫硝工藝有3種選擇:一是先脫硝后脫硫工藝;二是先脫硫后脫硝工藝;三是同時(shí)脫硫脫硝工藝。目前這三種工藝在焦化行業(yè)均有先例。由于焦化行業(yè)煙氣脫硫脫硝治理工作起步較晚,目前建成的裝置大都是近一兩年中投運的,運行時(shí)間皆不足三年,尚未找到一種公認的比較理想、比較成熟的技術(shù)。各焦化企業(yè)所采用技術(shù)仍然在實(shí)踐和探索過(guò)程中,正可謂百花齊放。

 

1.達豐:焦爐煙道廢氣干法脫硫技術(shù)

       唐山達豐焦化有限公司副總經(jīng)理馮引軍在交流中介紹,唐山達豐焦化有限公司建設有65萬(wàn)噸2×50孔炭化室高度4.3米搗固焦爐和年產(chǎn)110萬(wàn)噸2×55孔炭化室高度5.5米的搗固焦爐,合計生產(chǎn)能力175萬(wàn)噸。達豐焦爐煙道廢氣干法脫硫技術(shù)為引進(jìn)比利時(shí)鈉基干法脫硫技術(shù)。其中一期(65萬(wàn)噸)采用“余熱回收+干法脫硫+除塵+SCR脫硝”工藝技術(shù)路線(xiàn),采用國產(chǎn)脫硫劑和國產(chǎn)磨機;二期(110萬(wàn)噸)采用“SCR脫硝+余熱回收+干法脫硫+除塵”(前脫硝)工藝技術(shù)路線(xiàn),采用進(jìn)口國產(chǎn)脫硫劑和國產(chǎn)磨機。項目總投資5000萬(wàn)元,于2016年12月開(kāi)工,2017年6月投入使用。

      從運行效果上看,兩套裝置的脫硫效率基本上可以達到焦化行業(yè)特別排放標準,但是脫硝效率較低,特別是二期前脫硝裝置難以做到特排限值。但單從脫硫效果本身看,二期前脫硝裝置的效果更好,通過(guò)精細化管理,SO2的排放指標基本上可以做到京津冀地區的超低排放標準。從運行費用上看,一期項目噸焦運行費用為10.64元;二期項目噸焦運行費用為8.93元,但二期項目由于出口氮氧化物較高,面臨超低排放改造。

       采用“余熱鍋爐+干法脫硫+除塵+低溫脫硝”特點(diǎn):一是裝置投入使用后不影響焦爐的安全生產(chǎn);凈化后的煙氣返回原焦爐煙囪,使其始終在熱態(tài)運行滿(mǎn)足焦爐生產(chǎn)所需的吸力;二是裝置操作彈性強,污染物可以穩定達到焦化行業(yè)國家標準《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》對大氣污染物的特別排放限值標準;三是采用干法脫硫,沒(méi)有濕法脫硫帶來(lái)的“氣溶膠”產(chǎn)生的次生大氣污染問(wèn)題;四是脫硝反應是在脫硫+除塵完成之后進(jìn)行,將煙氣中的對脫硝催化劑有影響的雜質(zhì)(焦油,多銨鹽、粉塵顆粒物等)已經(jīng)脫除。延長(cháng)脫硝催化劑的使用壽命,減少頻繁再生導致的開(kāi)工率低下的問(wèn)題。

     焦爐煙道廢氣干法脫硫存在的問(wèn)題:一是脫硫生成的后產(chǎn)物Na2SO4需要尋求合作單位無(wú)害化處置;二是脫硫后的煙氣需要通過(guò)耐高溫的覆膜布袋過(guò)濾,而國產(chǎn)布袋耐溫性能低,使用壽命較短(3~6個(gè)月);國產(chǎn)的脫硫劑和研磨設備質(zhì)量不過(guò)關(guān),研磨過(guò)程發(fā)熱導致設備堵塞等問(wèn)題期待解決;設計能力不足,難以滿(mǎn)足焦爐夏季滿(mǎn)負荷生產(chǎn)需要。

 

2.京唐西山:低溫SCR脫硝+氨法脫硫+煙氣再熱技術(shù)

      首鋼京唐西山焦化有限責任公司共有4×70孔炭化室高7.63米焦爐,設計焦炭產(chǎn)量420萬(wàn)噸。公司投資11230萬(wàn)元建設兩套焦爐煙道氣脫硫脫硝設施。工程從2016年12月開(kāi)始施工,于2017年7月底順利投產(chǎn)。

      首鋼京唐西山焦化有限責任公司主管王開(kāi)介紹說(shuō),在綜合考慮半干法、活性焦法等工藝后,該公司認為半干法產(chǎn)生的二次固廢不易消納處理;活性焦后續配套的解析制酸工藝流程長(cháng),占地大,制酸系統容易腐蝕,設備運行維護工作量大;而氨法脫硫產(chǎn)生的硫銨副產(chǎn)物可以進(jìn)入化產(chǎn)系統,綜合考慮后選擇“SCR脫硝+氨法脫硫+煙氣再熱”的工藝路線(xiàn)。

      項目運行后,污染物排放指標達到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》中大氣污染物特別排放限值要求,即SO2由70~250mg/m3降至30mg/m3、NOx由130~500mg/m3降至150mg/m3。運行成本為13.32元/噸焦(含設備折舊)。

        該技術(shù)的工藝特點(diǎn):一是脫除效果好,NOx及SO2去除率為85%及以上;二是與現有工藝緊密結合,脫硫液進(jìn)入化產(chǎn)硫銨系統,副產(chǎn)品為硫酸銨,無(wú)其它次生固廢;三是采用回轉式煙氣再熱器,利用熱煙氣對冷煙氣進(jìn)行加熱,無(wú)需額外熱源能耗。

       該技術(shù)問(wèn)題及措施:一是脫硫塔下段塔盤(pán)堵塞,由于脫硫塔下段噴灑管?chē)娏軈^域覆蓋面積小,造成部分煙氣噴淋不到,導致下段塔盤(pán)上硫銨結晶堵塞,經(jīng)過(guò)對噴灑管進(jìn)行延長(cháng)改造后,消除了問(wèn)題。二是目前脫硫塔出口經(jīng)再熱器換熱后,可以滿(mǎn)足4月至10月期間沒(méi)有白煙;建議對氨法脫硫項目配置濕電除塵,進(jìn)一步捕集水汽和氣溶膠,提高消白效果。

 

3.鵬飛 :移動(dòng)床干法脫硫+SCR法低溫脫硝+余熱回收一體化技術(shù)

      孝義市鵬飛實(shí)業(yè)有限公司總工程師王琦介紹說(shuō),鵬飛焦化廠(chǎng)擁有4座6.25米焦爐,焦爐產(chǎn)能共計250萬(wàn)噸/年。每?jì)勺範t一組共用一座煙囪,配一套脫硫脫硝+余熱回收利用裝置。裝置運行數據表明,脫硫后的SO2濃度均值為8.41mg/m3,脫硝后NOX濃度均值為128.55mg/m3,裝置出口氨逃逸小于5ppm,顆粒物濃度小于15mg/m3。

       該工藝具有以下技術(shù)特點(diǎn):一是先脫硫后脫硝,去除煙道氣中的SO2,降低在低溫工況下SO2對SO3的轉化率,有利于減少SO3對脫硝催化劑影響,延長(cháng)催化劑壽命;二是采用移動(dòng)床干法脫硫技術(shù),脫硫工藝簡(jiǎn)單,且溫降很小,有利于保證脫硝需要的溫度和熱能的回收;三是按一定配比制備而成的脫硫劑除提高脫硫效率外,還具有除塵功能。故脫硫塔,兼具除塵裝置功能,不必另外設置除塵裝置;四是煙氣凈化后進(jìn)余熱回收,最大程度減少鍋爐腐蝕,延長(cháng)鍋爐壽命;五是并可產(chǎn)蒸汽0.5噸/萬(wàn)N m3煙氣,提高裝置的經(jīng)濟性;六是采用CFD模擬對噴氨系統進(jìn)行設計,最大限度降低氨逃逸;七是排煙溫度高,無(wú)白煙,煙氣處理后回原煙囪,始終處在熱備狀態(tài);煙囪不需要進(jìn)行內防腐;八是為全干法技術(shù),無(wú)廢水,脫硫后的脫硫劑分已回收至脫硫劑制備裝置作為原料利用,還可應用在蒸壓磚、道路基層材料等領(lǐng)域,SCR催化劑由廠(chǎng)家回收;九是運行成本低,噸焦處理成本僅4.77元。

      但是,由于該技術(shù)脫硫劑填裝過(guò)程勞動(dòng)強度大,需要3人協(xié)同操作,需要提高自動(dòng)化水平;另外,氨水蒸發(fā)使用蒸汽,耗能較大,可以改進(jìn)工藝,采用煙氣余溫余熱替代蒸汽。

 

4.寶鋼:SDA脫硫 +SCR脫硝技術(shù)

      剛剛從寶鋼煉鐵廠(chǎng)煉焦分廠(chǎng)廠(chǎng)長(cháng)轉崗擔任廠(chǎng)總支書(shū)記的劉杰,是寶鋼焦化上馬煙氣凈化裝置的親歷者,他在發(fā)言中給代表們詳細分享了煙氣凈化工藝選型、煙氣凈化設備選型方面經(jīng)驗。

      寶鋼較早探索煙氣凈化。2012年底開(kāi)始,寶鋼煉鐵廠(chǎng)焦化分廠(chǎng)就通過(guò)行業(yè)協(xié)會(huì )、互聯(lián)網(wǎng)、文獻等不同渠道了解煙氣脫硫脫硝技術(shù),與催化劑生產(chǎn)商、設計單位、已投運煙氣脫硫脫硝的電廠(chǎng)等單位聯(lián)絡(luò ),開(kāi)展了廣泛的技術(shù)交流。經(jīng)過(guò)分析焦爐煙氣NOx、SO2生成機理及排放實(shí)績(jì),總結焦爐煙氣及煉焦生產(chǎn)的十余項特點(diǎn),調研國內外煙氣脫硫、脫硝技術(shù),充分論證各工藝技術(shù)方案,優(yōu)選出SDA脫硫+SCR脫硝的焦爐煙氣治理方案。

       該技術(shù)采用旋轉噴霧干燥法(SDA法)煙氣脫硫,脫硫劑為Na2CO3溶液,脫硫后煙氣經(jīng)布袋除塵收集顆粒物,脫硫劑循環(huán)利用。脫硫后煙氣升溫噴氨,在脫硝催化劑的作用下不愿脫硝。該方案的優(yōu)點(diǎn)是脫硫脫硝一體化,SDA脫硫技術(shù)成熟,脫硫效率高,先脫硫便于實(shí)現低溫脫硝。缺點(diǎn)是脫硫煙溫降低 10℃,需要補熱才能適應脫硝催化劑。

       寶山基地焦爐煙氣凈化項目于2016年10月投運,運行穩定,2018年上半年主要排放實(shí)績(jì)?yōu)椋篘Ox濃度76.3~76.9mg/m3,二SO2濃度為14.3~15.8mg/m3,顆粒物濃度為2.08~4.81mg/m3。

       該技術(shù)有八大工藝特征:一是鈉基SDA脫硫。適合焦爐煙氣溫度區間,脫硫反應動(dòng)力優(yōu),煙氣溫降少,溶液制備簡(jiǎn)單,占地面積小。二是系統內顆粒物凈化。脫硫并干燥的粉狀顆粒進(jìn)入布袋除塵器凈化處理,避免對脫硝催化劑影響,實(shí)現顆粒物達標排放。三是低溫SCR脫硝。SCR脫硝反應溫度200~225℃。四是加熱爐煙溫調節。配置加熱爐補熱、混合,燃燒強度自適應控制,滿(mǎn)足脫硝反應溫度均勻性要求。五是熱交換器(GGH)熱量回收/脫硝除塵一體化。配置氣-氣熱交換器,降低煙氣升溫所需的燃氣消耗。除塵與脫硝反應器整合,多個(gè)獨立單元,可分倉熱解、檢修。六是煙氣負壓自適應控制。配置變頻風(fēng)機,滿(mǎn)足焦爐生產(chǎn)對煙氣負壓穩定性的要求。七是與焦爐加熱控制系統聯(lián)鎖。一旦故障或焦爐生產(chǎn)需要,能立即關(guān)停煙氣凈化裝置,開(kāi)啟旁通擋板,焦爐煙囪始終處于熱備狀態(tài)。八是催化劑再生。具備將煙氣溫度周期性地提高到300℃以上,實(shí)現催化劑的部分再生功能。

      該技術(shù)存在三大適配性問(wèn)題:一是因加熱用燃氣中含硫及焦爐砌體存在的竄漏,不采取末端脫硫措施無(wú)法穩定達到SO2排放限值;二是焦爐生產(chǎn)的連續不間斷性特點(diǎn)(連續加熱燃燒,最大停止加熱時(shí)間約2小時(shí)),客觀(guān)造成焦爐無(wú)法停機;三是煙氣凈化裝置必不可少的停機檢修。有可能在煙氣凈化停機、檢修時(shí),煙氣中NOx、SO2超特別排放限值。因而需要采取對策措施,努力控制煙氣凈化設備的同步運轉率達到95%以上,污染物排放總量控制在環(huán)評預測總量范圍內,并有所削減。

 

5.金馬:新型催化法脫硫技術(shù)

      河南金馬能源股份有限公司副總經(jīng)理李天喜在交流中介紹說(shuō),金馬能源公司2015年先實(shí)施了焦爐自動(dòng)加熱溫控系統,以控制焦爐炭化室火落溫度來(lái)降低氮氧化物,將煙氣氮氧化物控制在500mg/m3以下,2016年在原有煙氣余熱鍋爐后建設了干法脫硫裝置共投資3500萬(wàn)元建設了兩套脫硫設施,4.3米搗固焦爐設計處理能力為19萬(wàn)m3/h,5.5米搗固焦爐設計處理能力為23萬(wàn)m3/h。采用四川大學(xué)研發(fā)的新型催化干法脫硫技術(shù),設施投運至今,運行穩定,煙氣二氧化硫排放濃度小于30mg/m3。

      新型催化法在載體上負載活性催化成分,制備成催化劑,利用煙氣中的水分、氧氣、SO2和熱量,生產(chǎn)一定濃度的硫酸。新型催化法技術(shù)既具有吸附功能,又具有催化劑的催化功能。煙氣中的SO2、H2O、O2被吸附在催化劑的孔隙中,在活性組分的催化作用下變?yōu)榫哂谢钚缘姆肿?,同時(shí)反應生成H2SO4。催化反應生成的硫酸富集在載體中,當脫硫一段時(shí)間孔隙能硫酸達到飽和后再生,釋放出催化劑的活性位,催化劑的脫硫能力得到恢復。

      新型催化法脫硫技術(shù)特點(diǎn)有五個(gè)方面:一是高效。脫硫效率>95%,工程實(shí)踐中甚至出現了100%的脫硫效率。適應煙氣成分復雜、二氧化硫濃度在0.001%~3%波動(dòng)、煙氣溫度在60~180℃間的各種工況條件。催化劑適應溫度范圍廣(130~160℃)。煙氣脫硫前,首先經(jīng)過(guò)余熱鍋爐降溫,將煙氣大部分熱量得以回收,煙氣溫度控制在120~150℃保證脫硫效果,因脫硫反應是放熱反應,煙氣出脫硫塔之后還有10℃的升溫,足以保證煙囪吸力。二是簡(jiǎn)單。工藝流程短、設備少、因此占地面積也小。操作簡(jiǎn)單。由于設備少,流程短,日常只有再生需要經(jīng)常間歇式操作,一般裝置每班只需1人即可,也可由其它生產(chǎn)裝置的操作人員兼顧操作。三是環(huán)保。運行穩定安全可靠。由于是干法技術(shù),不會(huì )有濕法技術(shù)的結垢、堵塞等一系列的問(wèn)題。無(wú)二次污染。所產(chǎn)生的產(chǎn)品回到硫銨工序,因此沒(méi)有任何其他外排污染物。脫硫產(chǎn)品為濃度5%的稀酸,可用于化產(chǎn)車(chē)間硫銨工段使用,不產(chǎn)生其他廢棄物,不對環(huán)境造成二次污染。四是經(jīng)濟。不需不斷添加脫硫劑。催化法技術(shù)的最大優(yōu)勢是催化劑加速反應過(guò)程但本身不消耗,相比吸收法技術(shù)需要不斷添加脫硫劑,新型催化法技術(shù)的脫硫劑基本不用添加,可循環(huán)再生,重復使用,催化劑壽命在3~5年。五是運行費用低。經(jīng)測算脫硫噸焦運行費用為5~6元。

        但該方法也有所不足:一是生成的是稀硫酸,腐蝕性比較大,設備主要材料需選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼,循環(huán)水系統的水泵閥門(mén)材質(zhì)要求更高,更換費用高;二是產(chǎn)生的稀酸中含有亞硫酸鐵,對硫銨工段結晶有一定影響;三是催化劑是小顆粒,在反洗時(shí)容易破碎 ,阻塞填料,造成系統阻力大,使用周期約6~8個(gè)月,更換時(shí)勞動(dòng)強度大。

目前,該公司正在進(jìn)行脫硝除塵改造VOCs氣體回收治理等環(huán)保治理項目,項目建成后能夠滿(mǎn)足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》中規定的特殊排放要求。

 

 6.旭陽(yáng):SCR脫硝+余熱回收+循環(huán)流化床脫硫一體化技術(shù)

       邢臺旭陽(yáng)科技有限公司總經(jīng)理楊洪慶介紹,2014年旭陽(yáng)集團率先在行業(yè)內開(kāi)展焦爐煙氣脫硫脫硝探討和中試工作;2016年11月河北省首套SCR中低溫脫硝項目投入運行; 2017年3月脫硝、余熱、脫硫一體化項目投入運行。到2017年7月底邢臺園區焦爐煙氣脫硫脫硝項目全部建設完成并投入運行,指標滿(mǎn)足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》特別排放限值。

      旭陽(yáng)焦化采用SCR脫硝+余熱回收+循環(huán)流化床脫硫一體化技術(shù),煙氣經(jīng)過(guò)SCR反應器后溫度損失約5~10℃,不影響后端余熱回收系統運轉,符合熱能回收利用的要求; 余熱回收系統可以對焦爐尾氣顯熱高?;厥绽? 脫硫系統脫硫效率高,并可對煙氣的粉塵進(jìn)行脫除;整套工藝流程設計簡(jiǎn)單,布置合理,占地面積小,能耗低,熱能回收充分,降低運行費用。

      該技術(shù)運行中發(fā)現有兩個(gè)問(wèn)題:一是溫度低于250℃時(shí)NOx排放不達標;二是使用的催化劑在250℃以下噴氨時(shí)易受損,導致催化劑出現不可逆失活。

       針對催化劑存在的實(shí)際問(wèn)題,旭陽(yáng)集團結合科技系統的研發(fā)力量,開(kāi)發(fā)出活性更高,穩定性更好的Risun-CX催化劑,該催化劑在配方體系和載體改性方面進(jìn)行了創(chuàng )新,可有效提高低溫活性,且遇硫不會(huì )中毒失活;可降低對二氧化硫的吸附和氧化,減少硫銨生成;還能降低對焦爐煙氣中水蒸汽分子對氨氣分子的競爭吸附,提高活性。

 

7.臨渙:焦爐煙氣塵硫硝陶瓷催化濾管一體化技術(shù)

      焦爐煙氣塵硫硝陶瓷催化濾管一體化技術(shù)是淮北礦業(yè)安徽紫朔環(huán)境工程技術(shù)有限公司在國內首創(chuàng )的低溫、耐硫、耐焦油、能夠長(cháng)期不間斷運行的全干法塵硫硝超低排放環(huán)保工藝?;幢钡V業(yè)臨渙焦化股份有限公司年產(chǎn)220萬(wàn)噸焦爐煙道氣脫硫脫硝除塵項目,是該技術(shù)的首套范例。項目投資費用(兩套)5221.12萬(wàn)元。2017年8月1日,項目破土動(dòng)工,經(jīng)過(guò)9個(gè)月的施工與調試,已達到并優(yōu)于國家的煙氣排放標準。該技術(shù)在超低排放(NOX濃度小于50mg/m3,SO2濃度小于30mg/m3,顆粒物濃度小于10mg/m3)情況下,運行成本為噸焦10.88元。

      安徽紫朔環(huán)境工程技術(shù)有限公司總工程師王洪明介紹說(shuō),焦爐煙氣脫硫脫硝除塵陶瓷濾管一體化技術(shù),將傳統的干法脫硫、過(guò)濾式除塵和低溫SCR脫硝有效地集成結合在一起,具有以下特性:以陶瓷催化濾管為核心工藝部件,簡(jiǎn)化傳統脫硫脫硝除塵的復雜流程,三合一,系統穩定可靠,通過(guò)空間優(yōu)化和立體布置,可大大節約占地面積。與干法脫硫相結合,采用全干法工藝流程,無(wú)任何廢水產(chǎn)生,達標煙氣經(jīng)煙囪排放,無(wú)需煙囪熱備且工藝無(wú)白煙產(chǎn)生,過(guò)濾截留下的脫硫灰和粉塵主要以CaSO4、CaSO3、CaO等物質(zhì)存在,飛灰中無(wú)重金屬離子,屬于一般固體廢物。

 

8.安鋼:活性炭-煙氣逆流集成凈化技術(shù)

      活性炭-煙氣逆流集成凈化技術(shù)是一種同時(shí)脫硫脫硝的新工藝,也是安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司的技術(shù)創(chuàng )新成果。安鋼焦化廠(chǎng)四煉焦車(chē)間主任張化強介紹説,2017年,安陽(yáng)鋼鐵投資38億元,淘汰了原有的環(huán)保設施,應用目前最先進(jìn)的工藝技術(shù),新建了包括5套焦爐煙道氣脫硫脫硝裝置在內一系列環(huán)保項目,覆蓋了所有生產(chǎn)工序,成為國內第一家實(shí)現全工序干法除塵的鋼鐵企業(yè)。

      安鋼堅持用最先進(jìn)的技術(shù)、最成熟的工藝、最高水平的裝備配置,高起點(diǎn)抓好環(huán)保改造;沒(méi)有成熟技術(shù),就通過(guò)創(chuàng )新和合作,創(chuàng )造最先進(jìn)的技術(shù)。其中,牽頭研發(fā)了焦爐活性炭干法脫硫脫硝技術(shù)。

      項目投運后,運行指標穩定在:顆粒物≤10mg/m3、二氧化硫≤8mg/m3、氮氧化物≤100mg/m3。綜合運行費用折合8.69元/噸焦。

       活性炭-煙氣逆流集成凈化技術(shù)包括四方面內容:一是逆流集成凈化技術(shù)。解決了活性炭干法凈化技術(shù)脫硝效率不高的問(wèn)題,在實(shí)踐工程應用上脫硝效率達到了90%,滿(mǎn)足大氣污染物特別排放限值要求。該工藝中活性炭既是脫硫吸附劑,又是脫硝催化劑,同時(shí)做到脫硫、脫硝、除塵、脫重金屬、脫二噁英。二是逆流式煙氣凈化裝置。采用合理的布氣與布料方式,煙氣與活性炭逆流接觸,有效提高活性炭的利用率,保證凈化塔內全部是吸附活性較高的活性炭,吸附飽和度高的活性炭?jì)?yōu)先被排到再生塔。三是噴氨技術(shù)。脫硝還原劑選用安全性高的氨水,設置多個(gè)噴氨口,采用全蒸發(fā)模式,利用煙氣的熱量將氨水蒸發(fā)為氨氣和水汽,保證氨氣與煙氣盡快混合均勻,提炭脫硝率。四是副產(chǎn)品和廢棄物綜合利用。開(kāi)發(fā)了富含二氧化硫再生氣資源化制備硫銨的新技術(shù)。流程簡(jiǎn)單、無(wú)污染物轉移,實(shí)現用戶(hù)生產(chǎn)過(guò)程中的廢棄物能在內部自我消化。

       但該技術(shù)也非盡善盡美,同樣也存在一些問(wèn)題:一是空冷器堵塞,在系統運行約3個(gè)月后,隨著(zhù)增壓風(fēng)機工作頻率越來(lái)越高、空冷換熱器風(fēng)機震動(dòng)大、空冷換熱器下部有白色或黃白色固態(tài)結晶體凝結并堵塞觀(guān)察口。解決該問(wèn)題需要將氨水噴灑系統設置在空冷換熱器后、凈化塔之前,這樣即使生成硫酸鹽也會(huì )固化在活性炭上,并隨著(zhù)活性炭的再生而解決。二是副產(chǎn)活性炭粉的揚塵問(wèn)題,該問(wèn)題可考慮通過(guò)增加加濕攪拌器來(lái)解決。

 

源頭控制+末端治理是最優(yōu)選擇

    “環(huán)境治理是一個(gè)系統工程,要堅持源頭控制與末端治理相結合,而源頭控制更重要,源頭控制的好,末端治理的效果更有效更經(jīng)濟” ,崔丕江在報告中一席話(huà),表達了大家的共識。

       安徽工業(yè)大學(xué)教授、馬鞍山藍天化工自動(dòng)化科技有限公司總經(jīng)理寧芳青是焦化煙氣源頭控制的積極倡導者和推行者。他所領(lǐng)導的藍天公司以焦爐自動(dòng)加熱與源頭控硝技術(shù)為主攻方向。其源頭控硝的主要三項方法節能降硝效果十分顯著(zhù)。加熱優(yōu)化控制技術(shù)能降低 40%~50% 的NOx ,取消三班測溫、節約煤氣2%~6%;廢氣循環(huán)+優(yōu)化燃燒技術(shù)能降低 60%的NOx;單燃燒室控制技術(shù)能降低100mg/m3,自動(dòng)消除高低溫爐號,節約煤氣約2% 。

       寧芳青認為,源頭治理大幅度降低末端治理的運行費用; 煙囪廢氣排放量可降低10%~30%;可大幅度延長(cháng)催化劑的使用壽命;噴氨量只有原來(lái)的20%~40%。他還表示源頭控硝是一舉多得的好事:一是降硝。以5.5米搗固焦爐為例,可以把NOx從1200mg/m3降至400mg/m3 ;二是節約加熱煤氣2%~6%;三是改善焦爐加熱均勻,提高焦炭質(zhì)量(大焦率提高,焦粉、焦丁減少;四是提高化產(chǎn)品回收率。相當于不花錢(qián)就把硝脫下來(lái)了,還有收益。

       在控硝取得良好效果的基礎上,寧芳青和他的團隊把業(yè)務(wù)拓展到源頭控煙控硫上。把目光瞄準了控制爐門(mén)、爐頂冒煙;提高化產(chǎn)品的回收率,控制石墨的產(chǎn)生;控制爐體的竄漏,力爭減少煙囪的SO2含量三個(gè)方向。這些最新研究成果與國外系統相比,主要工藝指標基本一致,而投資低,運行可靠,維修維護非常便捷。

       在重點(diǎn)焦化企業(yè)中也有源頭控制與末端治理相結合的踐行者。鞍鋼焦化總廠(chǎng)首席工程師甘秀石介紹說(shuō),鞍鋼焦化源頭控硫控硝措施主要從焦爐結構設計、爐體結構嚴密、燃氣成分控制等方面進(jìn)行考慮。

       爐體結構設計的措施:廢氣循環(huán),因煙氣的吸熱和對氧氣濃度的稀釋會(huì )降低燃燒速度和溫度,抑制熱力型NOX的生成。分段加熱,一般空氣和貧煤氣(或空氣分段)分段供給燃燒供熱,有效降低火道的燃燒溫度,從而達到抑制熱力型NOX的生成。采用控制軟件,通過(guò)對焦爐加熱溫度進(jìn)行控制,達到溫度的精準調控,避免焦爐高溫運行,達到降低NOX產(chǎn)生量的目的。

       爐體結構嚴密的措施:主要是防止炭化室和燃燒室之間的各種竄漏,有效減少污染成分進(jìn)入燃燒廢氣。如:新型泥料補爐、半干法噴補補爐、空壓密封補爐以及炭化室壓力單調等等

      燃氣成分控制的措施:嚴格控制燃氣中的含硫、氮、含塵的物質(zhì),從源頭降低二氧化硫和氮氧化物的生成。如:加熱煤氣源頭潔凈技術(shù)、對加熱煤氣進(jìn)行定期檢驗。

      在源頭控制的基礎,同時(shí)采用了SDS干法脫硫技術(shù)和中低溫SCR脫硝技術(shù)等末端治理。雙管齊下,效果特別顯著(zhù)。以2018年2月投產(chǎn)的鞍鋼二煉焦7#焦爐脫硫脫硝項目為例,當入口SO2濃度35.49mg/m3, 脫硫脫硝后煙囪在線(xiàn)監測顯示值SO2濃度3.45mg/m3 。當入口NOX濃度447.22mg/m3, 在線(xiàn)監測顯示值NOX濃度為70mg/m3。當入口顆粒物濃度為26.51mg/m3時(shí),在線(xiàn)監測顯示值顆粒物濃度為4.62mg/m3。這3項指標,在處理過(guò)程中無(wú)論入口如何變化,出口指標都能穩定控制在嚴格標準范圍內,并能達到特排標準。目前,該裝置按表5環(huán)保稅減半指標運行。

       鞍鋼焦爐煙氣源頭控制措施有效、可靠。末端治理技術(shù)能夠達到特排標準,并具有適應環(huán)保指標進(jìn)一步提升和焦爐爐齡增加泄漏率加大的能力。在實(shí)際運行中具有保證焦爐運行安全,操作方便、易于維護、運行成本低(約8.0元/噸焦)、副產(chǎn)物易于處理等特點(diǎn)。

       中國煉焦行業(yè)協(xié)會(huì )秘書(shū)長(cháng)石巖峰同樣重視源頭控制工作并把目光更多聚焦在焦爐管理方面。他介紹說(shuō),協(xié)會(huì )調研時(shí)發(fā)現,許多獨立焦化企業(yè)不控制K3(推焦總系數),K3亂了就意味焦爐的溫度控制不嚴格,后果就是竄漏比較厲害。很多新建的焦化廠(chǎng)焦爐不到5年就要大修,而管理好的焦爐可以延長(cháng)到15~20年。在與企業(yè)交流中,還發(fā)現焦爐熱工管理這幾年水平不但沒(méi)有上升 ,反而有下降的趨勢,熱工調火能力不強,環(huán)保壓力就很大。5.5米搗固焦爐,正常燃燒氮氧化物應該在1000mg/m3,調溫不好就可能達到2000mg/m3,增加一倍。他強調,清潔生產(chǎn),企業(yè)一定要重視和強化源頭控制。

        當前,焦爐煙氣環(huán)保治理已經(jīng)進(jìn)入關(guān)鍵階段。石巖峰告訴記者,目前約有80%的焦化企業(yè)已經(jīng)或者正在上馬焦爐煙氣的脫硫脫硝裝置,預計今年底焦化企業(yè)基本都會(huì )開(kāi)展這項工作,到明年將基本接近百分之百。

       崔丕江在會(huì )議報告中明確要求焦化企業(yè),要充分考慮本地區城市功能定位、產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化調整和環(huán)保標準的特殊要求,對本企業(yè)的存續時(shí)間、環(huán)保達標的具體要求做出評估,加快制定環(huán)保達標的可行方案和完成的時(shí)間節點(diǎn),在充分論證前提下加快環(huán)保項目建設工作。