焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝余熱回收一體化研究應(yīng)用

于青龍 孫海峰

關(guān)鍵詞：工業(yè);二氧化硫;一氧化氮;焦?fàn)t煙道

1焦?fàn)t煙道氣的特點與現(xiàn)狀

1.1焦?fàn)t煙氣的特點

電廠焦?fàn)t煙氣的成分主要是以焦?fàn)t煤氣燃燒以后產(chǎn)生的各種廢氣為主，這些廢氣中，最主要的成分包括SO、NO等。焦?fàn)t煙氣溫度范圍基本為180～300℃左右，且溫度的波動較大，焦?fàn)t煙氣中的成分較為復(fù)雜，其中，NOx的含量相對較高，濃度在350～1200mg/m3之間，其次是SO，該氣體容易與氨反應(yīng)，然后轉(zhuǎn)化為硫酸銨，導(dǎo)致反應(yīng)器的管道堵塞，造成設(shè)備被腐蝕的現(xiàn)象。

1.2電廠在處理焦?fàn)t煙氣中存在的難點

焦?fàn)t煙氣在處理過程中，最大的難點就在于脫硫處理。傳統(tǒng)的焦?fàn)t煙氣處理方法中，脫硫技術(shù)需要的溫度在320～420℃之間，需要使煙氣中的S02會和NH3進(jìn)行反應(yīng)，如果溫度較低的，會導(dǎo)致結(jié)晶產(chǎn)生，從而堵塞脫硝催化劑表面微孔，導(dǎo)致脫硝催化劑中毒。目前，因為溫度不夠，導(dǎo)致S02中毒現(xiàn)象等是非常常見的，因此，如果想要避免S02中毒，就要進(jìn)行脫硫，這是目前電廠在處理焦?fàn)t煙氣中存在的最大難點之一。

1.3對焦?fàn)t煙氣的環(huán)保措施

就目前而言，我國最常見的大氣污染物就是二氧化硫以及氮氧化合物等，且危害性較高，性質(zhì)非常嚴(yán)重。為了能夠有效改善我國的環(huán)境問題，我國在相關(guān)會議中就環(huán)境保護(hù)問題和大氣污染排放問題進(jìn)行了專門的研究和探討，并制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，其中，包括2012年制定的《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。

2焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝余熱回收一體化工藝流程與處理技術(shù)

2.1焦?fàn)t煙氣處理流程

為了能夠更好地對焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝余熱進(jìn)行回收，相關(guān)技術(shù)人員對設(shè)備進(jìn)行改造，主要流程包括煙氣通過焦?fàn)t進(jìn)入焦?fàn)t煙道氣，然后在脫硝反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，采用熱管式煙氣換熱器進(jìn)行熱交換，利用增壓風(fēng)機(jī)對其進(jìn)行處理，并通過脫硫塔進(jìn)行反應(yīng)，最后從塔頂煙囪將處理后的氣體進(jìn)行排放。對該流程做進(jìn)一步的闡述，并對脫硝、脫硫、余熱回收展開說明。

2.2焦?fàn)t煙氣處理技術(shù)

2.2.1常用的脫硝方法

就目前而言，采用脫硝反應(yīng)器進(jìn)行脫硝是目前常用的脫硝方法，在處理硝酸過程中，主要采用的方法有非催化還原法、氧化吸收法、催化還原法等。其中，在使用催化還原法的過程中，選擇性催化還原法在進(jìn)行脫硝處理的過程中技術(shù)最為成熟，且效率相對其他方法最高。目前，在進(jìn)行選擇性催化還原法對一氧化氮、二氧化氮等氣體進(jìn)行處理的時候，主要原理是在這些尾氣中加入一定的還原劑，可以利用氨氣作為還原劑，在此過程中，能夠有效將一氧化氮、二氧化氮等氣體還原為氮氣，其中，涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式主要為：NOx+NH3+02-N2+H20。在本次研究和設(shè)計中，主要采用的脫硝催化劑為新型材料，該催化劑的基體為陶瓷蜂窩狀，結(jié)構(gòu)為整體涂層式結(jié)構(gòu)，主要組成物質(zhì)為陶瓷蜂窩、金屬氧化物以及各種活性組分。同時，在使用該催化劑的過程中，僅需要在中低溫度下就可進(jìn)行，有效解決了電廠在處理焦?fàn)t煙氣中存在的難點。采用該催化劑能夠有效提高脫硝效率，通過采用高空作業(yè)的方式，降低反應(yīng)過程中的阻力，加大催化劑的選擇性，降低氨的逃逸率，使溫度得到良好的控制，減小反應(yīng)過程中的熱膨脹系數(shù)，能夠有效消除和治理煙氣中的一氧化氮、二氧化氮等氮氧化合物。

2.2.2偏心型徑向熱管換熱器

在研究過程中，在對焦?fàn)t煙道氣的余熱進(jìn)行回收的時候，主要采用的裝置為偏心型徑向熱管換熱器，該儀器主要依靠的技術(shù)為軸向重力熱管技術(shù)，能夠進(jìn)行有效熱交換，且能夠使溫度恒定不變，提高生產(chǎn)過程中的換熱效率，另外，采用偏心型徑向熱管換熱器，能夠更好地進(jìn)行熱傳遞，能夠較好地適應(yīng)環(huán)境，且耐腐蝕性高，能夠有效抵抗各種化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。在設(shè)計過程中，采用偏心徑向熱管換熱器，對焦?fàn)t煙道氣的余熱進(jìn)行回收的時候，由于在設(shè)計換熱器的過程中，設(shè)計了偏心度，能夠有效改善加熱管的填充量，使其能夠順利進(jìn)行工作，提高換熱器的熱效率，其傳熱范圍在200～300℃之間，并有效降低相關(guān)的運作成本，使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到大幄度提高。

2.2.3常用的脫硫方法

就目前而言，在我國各焦化企業(yè)中，最常使用的脫硫方法為石灰法、氨法、鈉堿法、金屬氧化物法等。在本次研究中，采用的脫硫方法為煙氣鎂法脫硫濕法采用鎂法脫硫的方法相比于其他方法來說，優(yōu)點較為突出，其中，該脫硫方法的技術(shù)較為成熟，在我國的應(yīng)用較廣，同時，所使用的原料來源較為充足，氧化鎂的儲量十分的多，資源分布較廣，能夠滿足日常的生產(chǎn)需要，同時，在進(jìn)行脫硫反應(yīng)的時候，效率較高，該催化劑的化學(xué)反應(yīng)活性較強(qiáng)，相比于其他方法來說，脫硫效率更高，投資費用較少，采用鎂法脫硫的時候，對吸收塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計、循環(huán)漿液量進(jìn)行設(shè)計的時候，規(guī)模要小于其他方法，使成本得到有效降低。

結(jié)語

煉焦化學(xué)工業(yè)的污染和三廢排放問題，一直是目前我國較為關(guān)注的一個問題，在管理和控制煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放的時候，要對焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝余熱進(jìn)行回收，傳統(tǒng)的焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝余熱回收裝置較為龐大，且流程、工藝復(fù)雜、運行慢、成本高、投入大、效率低，在處理焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝余熱回收過程中效果不理想。為了能夠有效改善這一問題，提出焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝余熱回收一體化處理方法，該方法值得進(jìn)行進(jìn)一步的研究和推廣。