一、研究背景及概況

河北峰煤焦化公司地處易發(fā)生嚴(yán)重大氣環(huán)境污染問題的地區(qū)，需執(zhí)行GB16171-2012《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中SO2≤30mg/Nm3，氮氧化物達(dá)到150mg/Nm3，粉塵≤15mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)。該公司焦?fàn)t采用已脫硫后的焦?fàn)t煤氣摻有甲醇釋放氣的混合煤氣加熱，燃燒廢氣由2座120m高的煙囪高空放散，與大氣充分混合、擴(kuò)散、稀釋，以減輕其對(duì)周圍大氣的影響，排放的大氣污染物主要有煙塵、SO2、NOx等，其排放符合原國家標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)采用“SDA旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法脫硫+布袋除塵+低溫SCR脫硝”設(shè)計(jì)改造后符合現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)。

二、工藝流程及原理

1）脫硫工藝

脫硫工藝采用半干法脫硫，主要是Na2CO3飽和溶液與煙氣中的SO2進(jìn)行反應(yīng)，生成Na2SO4，實(shí)現(xiàn)SO2脫除。

化學(xué)反應(yīng)式：

Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2

2Na2SO3+O2→2Na2SO4

Na2CO3溶液根據(jù)原煙氣SO2濃度由溶液泵定量送入置于脫硫塔頂部的溶液頂罐，頂罐內(nèi)的溶液自流入脫硫塔頂部霧化器，溶液經(jīng)霧化器霧化成50μm的霧滴，與脫硫塔內(nèi)煙氣接觸迅速完成吸收SO2等酸性氣體的過程。由于Na2CO3溶液為極細(xì)小的霧滴，增大了脫硫劑與SO2接觸的比表面積，反應(yīng)極其迅速且有極高的脫除SO2效率，脫硫效率在80%以上。

蒸發(fā)后未反應(yīng)的Na2CO3顆粒物可以通過除塵布袋過濾收集，重新配入脫硫溶液制備系統(tǒng)，使脫硫劑得到充分利用。最后脫硫反應(yīng)生成的Na2SO3、Na2SO4及小部分未反應(yīng)的Na2CO3干粉通過除塵器過濾收集后集中回收排外。

2）除塵工藝

脫硫后的含塵氣體由SDA脫硫塔進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)風(fēng)口，與導(dǎo)流板相撞擊，在此沉降段內(nèi)，粗顆粒粉塵掉入灰斗，起到預(yù)收塵的作用。

氣流隨后折轉(zhuǎn)向上，通過內(nèi)部裝有金屬架的濾袋，粉塵及未反應(yīng)完的脫硫劑被捕集在濾袋的外表面，煙氣在布袋表面完成二次脫硫反應(yīng)。脫硫、除塵后的氣體進(jìn)入濾袋室上部的清潔室，匯集到出風(fēng)管排出。隨著除塵器的連續(xù)運(yùn)行，當(dāng)濾袋表面的粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，氣體通過濾料的阻力增大，布袋的透氣率下降，用脈沖氣流清吹布袋內(nèi)壁，將布袋外表面上的粉餅層吹落，塵層跌入灰斗，濾袋又恢復(fù)了過濾功能。

3）脫硝工藝

脫硝系統(tǒng)以氨（NH3）為還原劑，在低溫SCR催化劑作用下與煙氣中的NOx反應(yīng)，生成N2和H2O，實(shí)現(xiàn)NOx脫除，并控制NH3的逃逸率。

化學(xué)反應(yīng)式：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O（主要反應(yīng)）

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

NO+NO2+2NH3+O2→2N2+3H2O

一般，煙氣中90%以上NOx是以NO形式存在。NH3選擇性地和NOx反應(yīng)生成無二次污染的N2和H2O隨煙氣排放。

三、技術(shù)特點(diǎn)

（1）以碳酸鈉溶液為脫硫劑的SDA旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法脫硫工藝可根據(jù)煙氣工況進(jìn)行無極調(diào)節(jié)，脫硫效率可達(dá)97%以上，滿足SO2排放要求，生成亞硫酸鈉和硫酸鈉。

（2）從焦?fàn)t來的200～260℃的焦?fàn)t煙道氣，經(jīng)整個(gè)系統(tǒng)后溫降在30℃以內(nèi)，可保證煙囪熱態(tài)運(yùn)行。在突然斷電或設(shè)備故障時(shí)，煙囪底部能夠保證一定吸力，保障安全生產(chǎn)。

（3）選用耐硫催化劑，在SO2濃度低于300mg/Nm3時(shí)，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率低于0.5%，在現(xiàn)有煙道廢氣排放濃度情況下，原煙氣直接脫硝時(shí)催化劑可正常使用并在使用壽命期間內(nèi)（24000小時(shí)）且脫硝效率保持穩(wěn)定在90%-98%。

（4）在SDA脫硫塔內(nèi)未反應(yīng)完的脫硫劑等顆粒物隨煙氣從SDA脫硫塔進(jìn)入布袋除塵器，附在除塵濾袋的外表面，對(duì)濾袋起到預(yù)噴涂作用的同時(shí)進(jìn)行二次脫硫進(jìn)一步提高脫硫效率并能有效吸附煙氣中的焦油等粘性污染物。

（5）前置脫硫、除塵為脫硝催化劑創(chuàng)造良好的運(yùn)行環(huán)境，保證脫硝效率的前提下可延長催化劑使用壽命。其中脫硫系統(tǒng)不但可以脫除煙氣中的SO2、SO3還可脫除HF、HCl等酸性物質(zhì)；

（6）回焦?fàn)t煙囪的煙氣能夠保證酸露點(diǎn)溫度以上，尤其是在北方冬季外界氣溫較低的情況下，煙囪中上段煙氣在外界氣溫的影響下大幅降溫下均能夠避免煙氣結(jié)露，避免對(duì)煙囪的酸腐蝕，保證較高的排煙溫度。

（7）脫硝后到產(chǎn)物為N2和氣態(tài)H2O，無二次污染。脫硫后的產(chǎn)物為干燥脫硫廢渣，廢棄物便于處理，系統(tǒng)沒有廢水排放；脫硝反應(yīng)器為多倉室結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)離線更換催化劑、檢修等功能，不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。

（8）可在線熱解析再生脫硝催化劑，在不影響工藝系統(tǒng)正常工作的情況下，通過利用高溫?zé)煔夥纸獯呋瘎┍砻娴酿ば晕镔|(zhì)，凈化催化劑表面，進(jìn)一步提高脫硝催化劑的催化效率和使用壽命。

四、調(diào)試中遇到的問題

1、吸力問題

我廠總共有2座脫硫脫硝裝置，吸力風(fēng)機(jī)為2臺(tái)，其中設(shè)定的最大頻率為50HZ。在冬季采暖季節(jié)結(jié)焦時(shí)間48h的時(shí)候，1#風(fēng)機(jī)頻率在45HZ，2#風(fēng)機(jī)在44HZ。但在焦?fàn)t提產(chǎn)階段，1#風(fēng)機(jī)頻率達(dá)到49HZ時(shí)候，2#焦?fàn)t吸力較小，影響生產(chǎn)。

2、壓縮空氣壓力

壓縮空氣是整個(gè)脫硫脫硝裝置的核心技術(shù)，壓縮空氣的壓力影響著脫硫霧化器的運(yùn)轉(zhuǎn)。我廠在調(diào)試階段，霧化器壓力的不穩(wěn)定造成脫硫裝置多次不能運(yùn)轉(zhuǎn)，繼而影響脫硝裝置。一般我廠壓縮空氣的壓力要求在0.60～0.65Mpa，而我廠在調(diào)試階段一般在0.58～0.60Mpa，稍有波動(dòng)，霧化器即會(huì)跳車。且冬季來臨，壓縮空氣中含水量大，易凍管道影響生產(chǎn)，為此在冬季，我們將霧化器所使用的壓縮空氣管道改為氮?dú)夤艿?，解決了這一問題。

3、工藝水

工藝配水對(duì)水質(zhì)的要求不是很大，設(shè)計(jì)中為消防水。但由于為此處為新建管道，水質(zhì)中含有大量的紅色雜質(zhì)，影響霧化器的噴灑。為此，我們首先將新建管道進(jìn)行循環(huán)外排，另一方面我們選用脫鹽水進(jìn)行配液，保證了脫硫脫硝如期進(jìn)行驗(yàn)收。

五、運(yùn)行效果

以下表為脫硫脫硝建設(shè)前后48h結(jié)焦時(shí)間下，焦?fàn)t煙囪排放標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比。

六、小結(jié)

脫硫脫硝項(xiàng)目煙氣污染防治設(shè)施改造符合國家產(chǎn)業(yè)和環(huán)保政策，減小了環(huán)境污染，很好的改善了企業(yè)環(huán)境，同時(shí)為河北省和邯鄲市大氣污染防治起到示范作用，并可以按正常結(jié)焦時(shí)間結(jié)焦，穩(wěn)定了焦?fàn)t生產(chǎn)和后續(xù)甲醇生產(chǎn)，增加了企業(yè)收入。