100万吨焦炉烟气脱硫脱硝技术实例探讨.docx

100万吨焦炉烟气脱硫脱硝技术实例探讨第一章总论1.l项目简介某100万吨焦化2X60孔5.5m捣固焦炉,年产能108万吨。由于烟气中So2、NOX原始含量较高，焦炉烟气未经处理排放，不能达到大气污染物排放标准。现拟新建一套脱硫脱硝和余热回收装置（脱硫脱硝余热利用一体设计），使焦炉烟气实现达标排放。此脱硫脱硝工程采用总承包（EPC）方式，经处理后使SO2排放浓度小于30mg/m3、颗粒物排放浓度小于15mgm3,NOX排放浓度小于150mgm3（NOX按此指标设计），基准氧含量按9%计。项目竣工后，按照项目所在地环保部门要求委托具有资质的监测机构对SO2、NoX、颗粒物等指标进行检测，出具正式检测报告，作为验收的重要技术依据。1.2总则1.2.1 工程范围焦化焦炉脱硫脱硝工程总承包（EPe）的全部工作，包括但不限于设计（包括脱硫脱硝初步设计、脱硫部分施工图设计）、供货、施工、调试、试运行、竣工验收、人员培训直至最终交付使用及售后服务等方面的工作。工程所需的水源、气源、电源、汽源等公用工程由业主确定接口，我方负责接口施工。121采用的规范和标准GB50187工业企业总平面设计规范GB50160石油化工企业设计防火规范GB6222工业企业煤气安全规程GB12710焦化安全规程GB2893安全色GB12710化工企业安全卫生设计规定GB12710焦化安全规程GB14554恶臭污染物排放标准GB4272GB50184GB50185D1.GJ158设备及管道保温技术通则工业金属管道工程质量检验评定标准工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准火力发电厂钢制平台扶梯设计技术规定YB9070压力容器技术管理规定GBI50GBZ2钢制压力容器作业环境空气中有害物职业接触标准GB8978污水综合排放标准GB12348工业企业厂界噪声标准GBJ87工业企业噪声控制设计规范D1.5027电力设备典型消防规程GB50016建筑设计防火规范GB50116火灾自动报警系统设计规范GB50034工业企业照明设计标准GB9089.4户外严酷条件下电气装置装置要求电子设备雷击保护导则建筑物防雷设计规范防止静电事故通用导则供配电系统设计规范低压配电设计规范通用用电设备配电设计规范电热设备电力装置设计规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范交流电气装置的过电压保护和绝缘配合电测量及电能计量装置设计技术规程电力装置的电测量仪表装置设计规范电力工程电缆设计规范钢制电缆桥架工程设计规范交流电气装置的接地电机结构及安装型式代号电机外壳分级三相异步电机试验方法工业企业通讯技术规定电力设施抗震设计规范建筑抗震设计规范建筑结构设计统一标准钢结构设计规范动力机器基础设计规范钢筋机械连接通用技术规程焊接H型钢压焊钢格栅板水喷雾灭火系统设计规范建筑灭火器配置设计规范GB7450GB50057GB12158GB50052GB50054GB50055GB50056GB50058D1.T620D1.T5137GBJ63GB5O217CECS31D1.T621GB997GB4942.1GB1O32GBJ42GB5O26OGB50011GBJ68GB50017GB50040JGJ107YB3301YB4001GB5O219GB501401.3 设计基础参数（业主提供）1.3.1 基础数据表1焦炉及烟道气原始参数项目名称焦炉型号顶装/捣固焦炉焦炉座数焦炭年产量/座焦炉焦炉炭化室高度炭化室数量焦炉烟囱烟囱高度单位数值备注JT55-550D捣固座2万ta.座54万m5.5孔602x60孔座2m90焦炉烟道气废气量Nm孙130000温度eC285NOx（浓度）mgNm31000SO2（浓度）mgNm3350颗粒物mgm320H20%焦炉煤气加热核算值表2烟道气净化后的排放指标项目名称单位数值备注NOx（浓度）mgNm3150目前是S02（浓度）mgNm330目前是颗粒物mgm315目前是运行时间h87601.3.2 工程条件（1）工程地质及水文条件略。（1）气象条件略（2）抗震设防按现行的建筑抗震设计规范、构筑物抗震设计规范、建筑工程抗震设防分类标准等国家及行业的规范、规程及标准进行设计。该厂区的地震烈度为7度，地震加速度为0.15g（3）工程位置根据现场实际条件确定。（4）总平面布置平面设计在满足生产工艺的同时，充分考虑到运输、消防、安全、卫生、职业健康、节约土地等因素。按工艺的生产、功能特点、结合场地自然条件，进行总平面布置。充分利用现有空余场地，尽可能少占地，特别是不得影响焦炉的正常生产运行。（5）公用工程提供的原料：水、电、气、汽等。工程所需的水源、气源、电源、汽源等公用工程由业主确定接口位置，投标方负责接口施工。投标人在投标时提供相关公用工程负荷。1.4 脱硫脱硝方案的选择1.4.1 脱硫脱硝工程建设要求和原则本工程的主要目的是：根据先进可靠的脱硫脱硝技术，结合焦化厂的实际情况，确定合理的脱硫脱硝技术方案、选择最佳投资方案，以满足日益严格的环境保护要求。同时，通过对拟建设项目的技术可行性、经济合理性和项目可实施性等进行论证，明确投资的总费用和运行成本，基本原则是：（1）脱硫脱硝系统的设计脱除率应能满足当前适用的国家排放标准和地方环保局的排放要求。（2）所采用的技术能够充分利用原有的资源，从而达到综合利用的目的；（3）采用的脱硫脱硝工艺应在技术上先进、成熟、可靠的，不影响焦炉的安全稳定运行，且污染物的脱除率、基建投资、占地面积和运行费用等综合性能最佳。（4）所采用的脱硫脱硝工艺不应造成新的污染，如噪声、粉尘、废水、恶臭等，工艺的污染防治措施应能满足有关的环保要求；（5）根据工厂总平面布置的规划，整体布局紧凑、合理，系统顺畅，节省占地，节省投资。（6）对于容易损耗、磨损或故障时容易影响装置运行性能的所有设备和配件（例如吸收塔喷嘴、泵等），设计时充分考虑其更换和维修的方便。（7）烟道和箱罐等设备配备足够数量的人孔门，并考虑开/关方便，设计相应的维护平台。（8）所有设备和管道包括烟道的设计充分考虑最差运行条件（压力、温度、流量、污染物含量）下的防冻、保温、浆液管道的防堵塞防磨损及事故情况下的最大温度热应力、机械应力等的安全裕量。1.4.2 脱硫脱硝工艺的选择1）脱硫工艺选择烟气脱硫技术可以分为二类：湿法、干法。湿法烟气脱硫技术是当今脱硫市场的主流，约占脱硫总量的80%以上。其中氨法、石灰石石膏法、双碱法是湿法脱硫中的主流技术。这三类方法各有其适用性，适合不同需求。各种工艺的优缺点归纳如下表：经济技术指标（以90000Nmjh处理量为例）脱硫工艺占地面积（ml）投资预系统阻算万元力（Pa）液气比脱硫效率系统电系统水耗耗11KW/h/h堵塞情况脱硫消kg/h剂“脱硫耗产物脱硫产物处理方式氨法1505509002395356不堵塞14.4硫酸铁送硫钱装置镁法2004207002398566不堵塞13.8硫酸镁提取硫酸镁双碱法3006007002398706存在堵塞19.6硫酸钙固废抛弃石灰石音法3005001200812951626存在堵塞19.6硫酸钙固废抛弃半干法15030030008015012存在堵塞25.1硫酸盐固废抛弃根据上述论述，氧化镁法、石灰石石膏法、双碱法和半干法等都面临二次固体废物的处理问题，也无法实现废水零排放的目标，同时还存在其它不同的问题。只有氨法脱硫巧妙地利用了厂内丰富的剩余氨水、蒸氨塔和硫铁工段等有利条件对脱硫剂和副产物分别进行循环处理，即剩余氨水经蒸氨塔净化处理后可作为焦炉烟气脱硫的清洁氨源，脱硫后产生的硫酸核溶液可送至硫核工段生产成品硫钱，不产生废固的二次污染，同时也实现了污水的零排放；另外，从投资、运行、占地面积、脱硫效率、功耗、脱硫剂的消耗等多方面综合评估,我公司认为采用氨作为吸收剂的氨法脱硫具有很好的综合性能,故此,本项目推荐采用氨法脱硫工艺。2）脱硝工艺选择脱硝工艺目前有选择性催化还原技术SCR工艺、炉内脱硝的SNCR工艺、低温等离子脱硝工艺、臭氧脱硝工艺等。应用较普遍且较成熟可靠的是SCR和SNCR两种工艺，但由于伙炉是由大量立火道组成的燃烧室组成，SNCR根本不适合焦炉，因此只有SCR比较适合，但鉴于焦炉烟气温度偏低，只能选用低中温催化剂。使用SCR脱硝工艺，还原剂可就地取材，即选用焦化厂蒸氨系统自产的氨水即可,可以节省大量的原料运输成本和采购成本等;其次,使用本工艺，还可与氨法脱硫工艺更好的衔接起来，氨水供应系统可公用，节省基建投资。综上所述，烟气脱硝最可靠的工艺仍然是SCR工艺，我公司推荐使用此工艺。1.5 脱硫脱硝和余热回收整体工艺说明从焦炉总烟道引出的285C的烟气,经分级过漉器过滤掉大部分焦油杂质后，先进行SCR脱硝，然后再进入换热器将脱硫后的烟气提温至130C,同时烟气降温至215,然后再进行脱硫；提温后的脱硫烟气直接进入原有烟囱排放。另外，当增压风机停电或其它故障时,需打开进烟囱的旁路挡板将焦炉烟气排入烟囱时,如烟囱内如为常温，则不能在烟囱根部及时形成有效的吸力，而影响焦炉的安全生产。为此,本项目特设计了热备系统，即从脱硝后的热烟气送至烟气空气再热器，在烟气空气再热器中将冷空气（经烟囱根部吸力而吸入）升温至130°C左右，送入烟囱进行热备，这样使得烟囱始终具备拔烟功能，从而确保焦炉的安全生产。工艺流程图如下图所示.第二章脱硫工程技术方案2.1 氨法脱硫工艺简介2.1.1 氨法脱硫工艺特点氨水是氨溶于水得到的水溶液，呈碱性，氨离子能与很多酸根离子进行反应，生成相应的盐。氨水是一种良好的碱性吸收剂，其碱性强于钙基吸收剂，用氨吸收烟气中的SO2是气一液或气一汽反应，反应速率快，吸收剂利用率高，吸收设备体积可以大大减少。脱硫副产物（硫酸钱溶液）经过浓缩后，直接排至焦化硫酸钱制取系统。因此，氨法脱硫与氧化镁法、石灰石（石灰）石膏法、钠钙双碱法等其它湿法脱硫工艺相比，具有如下特点和优势：（1）氨的活性高，氨法脱硫的脱硫效率比石灰（石）石膏法更高；（2）脱硫、脱硝使用同一种吸收剂，部分设备如氨槽等可以共用，装置占地面积减小,一次投资成本低；（3）氨法脱硫的液气比很低，只有56。当烟气中的SO2气体浓度很低时，液气比可以降到更