低温SCR脱硝在焦炉烟道气处理中的应用.docx

低温SCR脱硝在焦炉烟道气处理中的应用-1--5-低温SCR脱硝在焦炉烟道气处理中的应用摘要：介绍了低温(170～185℃)SCR脱硝工艺在焦炉烟道气脱硫脱硝装置应用的工程案例。该工艺一次投资省运转费用低且应用后设备运转稳定烟气脱硝效率高净化后的氮氧化物污染物含量长期保持在150mg/m3以下。近年随着国家《炼焦化学工业污染物排放标准》的实施国内焦化行业陆续建设了焦炉烟气脱硫脱硝装置。脱硝工艺主要采用中低温SCR工艺反应温度在200～250℃需要对烟气进行小幅升温存在能源成本高的问题宁钢焦化厂结合本单位实际情况采用低温SCR脱硝工艺避免了烟气再升温节约了运转成本。1焦炉烟气脱硫脱硝装置概述宁钢焦化厂根据本厂焦炉烟气的实际情况选择了“半干法脱硫(钠基)+除尘+低温SCR脱硝”工艺。2座焦炉共用1套焦炉烟气脱硫脱硝装置分别从各自的总烟道将原烟气引出汇总进入脱硫脱硝装置处理后分别返回各自原烟囱工艺流程图见图1。本装置处理烟气能力为30万m3/h原烟气温度为190～210℃脱硝塔入口烟气温度为170～190℃处理前二氧化硫浓度<300mg/m3、氮氧化物浓度<1000mg/m3。处理后烟囱排放口的烟气颗粒物设计值<15mg/m3二氧化硫设计值<30mg/m3氮氧化物设计值<150mg/m3。经过实际运转证明均达到了设计指标满足《炼焦化学工业污染物排放标准》中特别限值排放要求同时装置运转稳定脱除效率高实现了预期目标。2低温SCR脱硝工艺2.1SCR脱硝处理原理SCR脱硝是在催化剂的作用下还原剂(氨气)与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮气和水从而去除烟气中的NOx。选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应其主要反应式如下。4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(主要反应)2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O2.2催化剂的分类和应用催化剂是SCR脱硝工艺的核心催化剂的反应温度主要分为高温、中温、中低温、低温。应用最广的是高温催化剂和中温催化剂脱硝效率高应用条件广泛。表1为国内外催化剂的主要应用情况。国内焦化行业目前使用较多的是中低温催化剂低温催化剂使用较少低温SCR能最大限度地降低烟气升温所需要的能源消耗减少一次投资。2.3低温SCR脱硝面临的困难(1)焦炉烟气中的二氧化硫在SCR催化剂的作用下会转化为三氧化硫在180～230℃范围以内三氧化硫极易与氨气发生反应生成硫酸氢铵并吸附在催化剂表面降低脱硝效率。(2)烟气中存在飞灰等杂质长期运转会导致催化剂堵塞。催化剂堵塞是不可逆的并且催化剂不可再生将直接影响催化剂的脱除效率和使用期限。2.4低温SCR脱硝解决措施(1)对烟气先进行脱硫降低脱硝塔入口的二氧化硫含量。宁钢选用半干法脱硫雾化器可将脱硫剂雾化为50μm的极细小雾滴增加反应接触面积使脱硫反应更充分具备极高的脱除效率。经脱硫后入脱硝塔前二氧化硫控制在10mg/m3以下。(2)采用钠基脱硫。在140℃以上钠基具备脱硫效率更高、温降更小的优势脱硫温降可以控制在15～20℃保证脱硝烟气温度控制不低于170℃。(3)脱硫后采用布袋除尘。布袋除尘具备除尘效率高运转稳定的优点。未反应的脱硫剂附集在滤袋外表面可以使烟气在滤袋表面完成二次脱硫反应提高脱硫效果。经除尘后入脱硝塔前颗粒物控制在10mg/m3以下。(4)设置再生装置。长时间运转下催化剂的反应效率下降是不可避免的因此必须设置加热炉。当催化剂效率下降时开启加热炉进行在线再生恢复催化剂活性延长催化剂的使用期限。(5)设置吹灰器。为保持催化剂表面的清洁防止催化剂堵塞需经常进行吹灰。吹扫的目的是防止灰沉积在催化剂表面因此装置运转可每天吹灰1次甚至每班1次。(6)选择优质催化剂。为实现最优催化剂设计方案需要考虑较多因素包括:调整催化剂中氧化钒的成分比例来获得较高活性的催化剂;在达到同一性能条件下催化剂的比表面积越大需要催化剂的体积量越少;为降低催化剂的重量催化剂要设计成优化的壁厚使通过催化剂的烟气压降也减到最低。宁钢根据此情况选择了奥地利Ceram产品催化剂主要技术数据见表2。3实际应用情况系统投入运转至今1年左右生产稳定脱硝效率达到85%以上脱硝塔运转温度在180℃左右达到了预期目标烟囱排放数据如表3所示。4技术特点(1)经济性好。节省了中低温脱硝工艺中升温所消耗的煤气节约了成本。(2)适用性好。所选催化剂在170～185℃的焦炉烟气工况下具备良好的适用性脱硝效率仍可达到85%以上满足低温脱硝运转。(3)系统能够满足焦炉烟气周期性波动的特点保证烟囱排放稳定达标。5结语低温(170～185℃)SCR脱硝工艺在宁钢运转的1年多时间里设备运转稳定烟气脱硝效率高净化后的氮氧