近年來(lái),隨著(zhù)氮氧化物、硫化物排放污染的日趨嚴重,國家環(huán)保部門(mén)對工業(yè)煙氣排放的環(huán)保要求越來(lái)越高。國家《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》規定:普通地區現有企業(yè)和新建企業(yè)執行焦爐煙道氣中的NOx ≤ 500mg/m3、SO2 ≤ 50mg/m3。
脫硫設備
1、目前國內常見(jiàn)的焦爐煙氣脫硫技術(shù)
目前,煙氣脫硫(FGD)是國內工業(yè)行業(yè)大規模應用且效果較好的脫硫方法,其脫硫原理為:通過(guò)堿性吸收劑捕集煙氣中含有的SO2 氣體,吸收后反應轉化為較穩定的硫化合物或單質(zhì)硫,通過(guò)機械分離的方式從煙氣系統中脫除,從而達到脫硫的目的。按照硫化物吸收劑及副產(chǎn)品的形態(tài),脫硫技術(shù)可分為 濕法脫硫、干法脫硫和吸附催化氧化三大類(lèi)。
1.1 濕法脫硫(WFGD)技術(shù)
采用液體吸收劑洗滌煙氣脫除SO2 的方法,稱(chēng)為濕法脫硫。根據吸收劑的不同,常見(jiàn)的濕法脫硫技術(shù)分為氨法、石灰/ 石灰石-石膏法、氧化鎂法、檸檬酸鈉法、海水脫硫法、磷銨肥法、雙堿法等。濕法脫硫具有設備簡(jiǎn)單、易操作、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn),但其脫硫過(guò)程的反應溫度低于露點(diǎn),后續管道和設備腐蝕問(wèn)題嚴重。
1.1.1 濕式氨法脫硫技術(shù)
該技術(shù)是利用二氧化硫SO2 與氨NH3 在常溫下反應,生成亞硫酸銨(NH4)2SO3,然后氧化生成硫酸銨(NH4)2SO4的原理,對煙氣中的二氧化硫進(jìn)行治理。
濕式氨法脫硫具有如下優(yōu)特點(diǎn):
(1)脫硫效率高,可以滿(mǎn)足超低排放要求;
(2)脫硫副產(chǎn)物硫酸銨(NH4)2SO4 如果達到純度可作為氮肥銷(xiāo)售,無(wú)廢水、廢渣的排放;
(3)脫硫效率隨著(zhù)煙氣含硫量增加而增加,即特別適用于高濃度SO2煙氣處理;
(4)脫硫效率高,反應速度快,運行阻力??;
(5)反應機理簡(jiǎn)單,技術(shù)成熟,可靠性高,對燃料變化的適應性強;
(6)脫硫吸收劑氨水,資源豐富,易于采購,儲運安全、方便。
(1)脫硫效率高,可以滿(mǎn)足超低排放要求;
(2)脫硫副產(chǎn)物硫酸銨(NH4)2SO4 如果達到純度可作為氮肥銷(xiāo)售,無(wú)廢水、廢渣的排放;
(3)脫硫效率隨著(zhù)煙氣含硫量增加而增加,即特別適用于高濃度SO2煙氣處理;
(4)脫硫效率高,反應速度快,運行阻力??;
(5)反應機理簡(jiǎn)單,技術(shù)成熟,可靠性高,對燃料變化的適應性強;
(6)脫硫吸收劑氨水,資源豐富,易于采購,儲運安全、方便。
1.1.2 石灰石—石膏法脫硫
石灰石—石膏法脫硫采用石灰石或石灰作為吸收漿液脫除煙氣中SO2 的技術(shù)。具體過(guò)程如下:石灰石磨細成粉末狀后,與水混合制成的吸收漿;煙氣中的SO2 在吸收塔內與漿液中的CaCO3 以及送入的空氣進(jìn)行氧化反應生成CaSO4·2H2O,從而被脫除出煙氣系統。石灰石—石膏法是目前國內和國外應用最廣泛的一種煙氣脫硫技術(shù)。
本方法優(yōu)點(diǎn):(1)這種脫硫方法源自于電廠(chǎng)脫硫,技術(shù)成熟;(2)原材料石灰石和石灰來(lái)源廣泛,價(jià)格便宜;(3)副產(chǎn)品石膏純度高質(zhì)量好,可以作為水泥緩凝劑或加工成建材產(chǎn)品,有一定的經(jīng)濟效益。
1.1.3 氧化鎂法
氧化鎂法與石灰法類(lèi)似,屬于中強堿,但不易電離,不易溶于水。液氣比高,運行費用高。管道及泵的磨損較為嚴重。易造成噴頭及管道的結垢。富鹽難于提取,易于生成大量廢液。
1.2 干法煙氣脫硫技術(shù)(DFGD 技術(shù))
普通的干法煙氣脫硫技術(shù),主要包括循環(huán)流化床反應器、固定床、電子射線(xiàn)輻射法等。干法煙氣脫硫的特點(diǎn)是脫硫劑以干態(tài)脫硫劑噴入或者反應吸收,產(chǎn)生的副產(chǎn)品也為干態(tài),基本無(wú)溫降。
本方法具有一次投資省、無(wú)需污水和廢酸、設備腐蝕小的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)煙氣在凈化過(guò)程中無(wú)明顯溫降,凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴散,且有利于脫除焦爐煙氣中其他雜質(zhì)等。
不過(guò)干法脫硫是固相脫硫劑與氣相SO2 接觸,脫硫效率相對濕法偏低,反應速度偏慢。
1.3 半干法煙氣脫硫技術(shù)(SDFGD 技術(shù))
干法/ 半干法脫硫一般采用NaOH、Na2CO3 作為脫硫劑處理含SO2 的尾氣.。常見(jiàn)的半干法煙氣脫硫技術(shù)主要包括循環(huán)懸浮式半干法、噴霧干燥法等。本方法優(yōu)點(diǎn)是無(wú)污水和廢酸排出、設備腐蝕小,煙氣凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴散;采用鈉基作為堿源相對反應活性較高;有利于脫除焦爐煙氣中其他雜質(zhì)。缺點(diǎn)是脫硫產(chǎn)物為Na2SO3、Na2SO4 和其他雜質(zhì)的混合物固廢物;脫硫效率相對濕法較低,反應速度較慢,且在脫硫裝置后需增加除塵裝置。
1.4 新型催化法脫硫
新型催化法煙氣脫硫技術(shù)通過(guò)在載體上負載活性催化成分制備成催化劑,采用新型低溫催化劑,在80℃ ~200℃的煙氣排放溫度條件下,將煙氣中的SO2、H2O、O2 選擇性吸附在催化劑的微孔中,通過(guò)活性組分催化作用反應生成H2SO4,實(shí)現二氧化硫脫除同時(shí)回收硫資源,無(wú)二次污染。催化劑在脫硫過(guò)程中不消耗,不需持續添加脫硫劑。
2、目前焦化行業(yè)常見(jiàn)的幾種脫硫脫硝一體化技術(shù)
國內已有的焦爐煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)主要有以下幾種。
升溫+SCR 脫硝+(余熱回收+)濕法脫硫+ 濕式電除塵+ 加熱空氣熱備
SCR 脫硝+ 半干法脫硫+ 布袋除塵(+ 升溫熱備)
半干法脫硫+ 布袋除塵+ 升溫+ 低溫SCR 脫硝
濕法脫硫脫硝一體化技術(shù)
干法脫硫脫硝一體化技術(shù)
以活性炭(焦)技術(shù)為代表的干法脫硫脫硝一體化技術(shù)應該是對煙氣中的熱能利用最多的技術(shù),因此綜合運行成本可能是最低的。
此類(lèi)技術(shù)既不會(huì )浪費煙氣中的熱能,也不會(huì )出現顆粒物增加的風(fēng)險,還能滿(mǎn)足煙囪熱備的要求。但活性焦技術(shù)一次性投資較高,脫硫時(shí)再生所需能耗也較高,脫硝的效率有限,有些要求高的項目不一定能達標。另外脫硫產(chǎn)生的高濃度SO2 氣體也需要有合適的渠道處理。