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脱硝反应

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  • 焦炉烟道气脱硫脱硝除尘技术应用

    炼焦行业中焦炉煤气燃烧给焦炉加热时会产生大量的大气污染物,包括二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)及烟尘等,此类污染物经焦炉烟囱呈有组织高架点源连续性排放至大气中,对环境造成严重污染,尤其是SO2和NOx这两类有害气体不仅会形成酸雨,破坏臭氧层,而且还是PM2.5的主要气态物质,严重危害人体健康。鉴于此,国家于2012年6月颁布了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171—2012),明确规定了现有焦化企业2015年1月1日后焦炉烟道气中污染物的排放限值和特别限值,部分地区更是提出了更为严格的要求,以临汾市为例,《临汾市大气污染防治2018年行动计划》里明确要求:焦化行业分步实施大气污染物特别排放限值改造,2018年10月1日前50%的焦化企业完成大气污染物特别排放限值改造,2019年10月1日前全市焦化企业全部完成大气污染物特别排放限值改造。  在此严苛的环保形势下,位于临汾市洪洞县的山西焦化股份有限公司新上了脱硫脱硝工艺装置,山西焦化股份有限公司2#、3#焦炉烟道气中前期NOx、SO2及颗粒物的排放量分别为1 200mg/m3、200mg/m3 和30mg/m3,不能满足炼焦化学工业污染物排放标准(GB16171-2012)的要求,因此山西焦化股份有限公司于2018年6月建成了焦炉烟道气脱硫脱硝及余热回收工艺装置,该工艺采用“SCR脱硝+余热回收+半干法脱硫”的路线,保证了出口NOx、SO2及颗粒物排放量分别低于150、30、15mg/m3。  1 工艺流程  脱硫脱硝与余热回收工艺流程示意图,如图1所示。焦烟道气自2#、3#焦炉原有地下烟道分别引出汇合经脱硝预处理后,进入脱硝系统,在脱硝反应器上游设置喷氨格栅,将氨气送入烟气中充分混合,混有氨气的烟气进入脱硝反应器中,在催化剂作用下进行还原反应生成N2和H2O,经过脱硝后的烟气继续进入热管式余热锅炉进行热量回收,产生的饱和低压蒸汽输送到公司热力管网,冬季供居民采暖使用,降温后的烟气则进入脱硫系统,脱硫系统采用半干法脱硫,脱硫后的烟气经除尘后通过引风机增压排放至原有烟囱,实现烟气的达标排放。image.png  1.1 烟气脱硝系统  本系统选择中低温SCR脱硝技术,还原剂采用NH3。其脱硝的原理是NOx在催化剂作用下,在一定温度条件(中低温230℃~300℃)下被氨气还原为无害的氮气和水,不产生二次污染,SCR 脱硝的化学反应式见式(1)~式(5):  4NO+4NH3+O2——4N2+6H2O(主反应)(1)  6NO2+8NH3——7N2+12H2O (2)  6NO+4NH3——5N2+6H2O (3)  NO+NO2+2NH3——2N2+3H2O (4)  2NO2+4NH3+O2——3N2+6H2O (5)  来自液氨站的氨气与稀释风机来的空气在氨/空气混合器内充分混合后与焦炉烟道气一起进入SCR脱硝反应器,反应器内混合烟气竖直向下流动,反应器入口设有气流均布装置和整流装置,确保混合烟气流场均匀;反应器内装有专用的中低温催化剂,催化剂的活性温度230℃~300℃,催化剂能够满足烟气最大量时脱硝效率达到87.5%以上的需求,同时SO2/SO3的转化率控制在1%以内。另外,催化剂采用“2+1”布置方式,具有较高的化学稳定性、热稳定性和机械稳定性,从而保证了SCR脱硝反应器出口氨逃逸不大于10×10-6。该SCR脱硝反应器适应焦炉50%~100%工况之间任何负荷运行。  1.2 余热回收系统  余热锅炉采用立式布置,自脱硝系统处理后的烟道气竖直进入锅炉蒸发器、省煤器后进入后续脱硫系统。来自供气的除氧水进入省煤器,预热后送入锅筒。在锅筒内部汽水通过上升、回流管路参与蒸发器换热面的吸热循环,产生压力0.8MPa饱和蒸汽,经气液分离后输出,输出饱和蒸汽外送至蒸汽管网。锅筒、蒸发器、省煤器设有排污口,可定期清除内部残留污物及水垢。锅炉系统中共设置两个安全阀,在系统超压0.85MPa时,安全阀自动依次起跳,泄放压力,保证锅炉系统安全,当系统压力恢复正常时,安全阀回座。  1.3 脱硫除尘系统  烟道气从底部进入脱硫塔,与再循环灰和添加的碳酸钠溶液进行反应,反应除去烟道气中的SO2和其他酸性物质后烟道气到达脱硫塔顶部,供应的碳酸钠通过真空上料机送进碳酸钠粉仓,碳酸钠粉通过粉仓底部的星型卸料阀送至碳酸钠溶液箱内,在溶液箱内与水搅拌制成一定浓度的碳酸钠溶液,碳酸钠溶液通过多级离心泵打入脱硫反应器,通过调节溶液输送管道上的调节阀改变进入脱硫塔的碳酸钠溶液量,以达到最佳的雾化效果。反应后的烟道气以混合物形式从脱硫塔顶部离开进入布袋除尘器,在布袋除尘器进行气体和固体进行分离,分离的固体大部分通过螺旋输送机回到脱硫塔继续脱硫,少部分通过螺旋输送机出口的分料阀送至灰仓,灰仓内物料达到一定高度后经散装机通过运输车外送。布袋除尘器出口的烟道气粉尘含量降低到15mg/m3,除尘后的烟道气经过引风机送入原有烟囱。净化烟道气的排气温度在140℃以上,不会在烟囱周围产生烟囱雨,并可以避免烟气温度低于酸露点而引起的烟囱腐蚀。  在脱硫塔内,碳酸钠浆液与脱硫塔内烟气接触迅速完成吸收SO2的反应,在低温降下具有极高的SO2脱除效率,由于喷入塔内的碳酸钠浆液是小雾滴,因此完成脱硫反应后的脱硫产物也为极细的颗粒,并且完成反应的同时也即迅速干燥。碳酸钠转化成亚硫酸钠和硫酸钠的反应方程式,见式(6)~式(7):  SO2+Na2CO3 →Na2SO3+CO2 (6)  2Na2SO3+O2 →2Na2SO4 (7)  2 技术特点  (1)直接利用焦炉烟道气原有温度进行脱硝,最大程度的保证了脱硝温度在较高的温度范围内,同时免去了对烟气进行加热产生的能源消耗,且烟气经过SCR反应器后,温度损失5℃~10℃,不影响后序余热回收系统运转,符合热能回收利用的要求;(2)余热回收系统可以对焦炉尾气显热高效回收利用,实现了按温度梯度进行热量梯级利用,符合国家对企业环保节能的要求;(3)脱硫系统脱硫效率高。  3 工艺运行指标  截止到2019年2月,装置已运行半年多,取得了良好的效果,焦炉烟气各项污染物如NOx、SO2和粉尘质量浓度均符合《炼焦化学工业污染物排放标准》排放限值规定,脱硫脱硝除尘工艺性能参数,如表1所示。image.png  4 结语  山西焦化股份有限公司焦炉烟道气脱硫脱硝及余热回收技术工艺流程设计简单,布置合理,占地面积小,能耗低,热能回收充分,运行成本低,烟道气治理效果好,可有效提升企业环保管理水平和治理能力,该套技术的成功投用,为焦化行业相关企业焦炉烟道气脱硫脱硝提供了经工业验证的技术选择。

  • 【原创大赛】石灰石反应活性对脱硫效率的影响

    石灰石反应活性对脱硫效率的影响 【摘要】:简要说明循环流化床锅炉炉内脱硫机理,分析两种矿石粉在循环流化床锅炉加钙脱硫实际运行中对脱硫效率的影响;从两种矿石粉各自物理化学特性浅析用循环流化床锅炉脱硫优劣做出评价,对提高脱硫效率提出建议。【关键词】:循环流化床锅炉;石灰石;脱硫。1、石灰石脱硫原理与影响脱硫效率的因素:1.1 脱硫原理循环流化床锅炉炉内脱硫是采用石灰石干法脱硫来实现的,即:将进入炉膛内的CaCO3高温煅烧分解成CaO,与烟气中的SO2发生反应生成CaSO4,随炉渣排出,从而达到脱硫目的。石灰石脱硫过程主要分为以下三步:1.1.1 石灰石煅烧:在常压流化床锅炉中石灰石中的CaCO3遇热煅烧分解为CaO煅烧析出CO2时,会生成并扩大CaO中的孔隙,增加其表面积,为下步的固硫反应奠定基础。反应方程: CaCO3→CaO +CO21.1.2 硫的析出与氧化:煤中的硫主要以黄铁矿、有机盐、和硫酸盐三种形式存在,有关试验表明,煤在加热并燃烧时,SO2的析出呈现明显的阶段性,黄铁矿燃烧氧化后生成SO2,有机硫在200℃分解并释放出H2S、硫醚、硫醇等,这些物质氧化后都生成SO2。反应方程:S+O2=SO21.1.3 硫的固化反应:SO2与O2克服外部的扩散阻力,到达氧化钙的表面,并扩散到微孔中,吸附在微孔的表面,最终反应生成CaSO4,以达到脱硫的效果。反应方程: CaO + SO2 + 1/2O2 →CaSO4这是一个比较复杂的,涉及到反应气体在多孔氧化钙及产物层硫酸钙内扩散的复杂反应。2、石灰石反应活性对脱硫效率的影响2.1 石灰石反应活性:主要表现为石灰石煅烧后生成空隙的大小、分布及比表面积等。不同石灰石的反应活性差别主要在于煅烧后微孔的结构不同,对脱硫反应来说, 直径大的孔隙有利于硫固化反应的快速进行,孔隙越小则产生扩散阻力越大,不利于脱硫反应进行,微孔很容易被CaSO4堵塞,其表面利用率更低,所使用的石灰石固有的反应活性在对炉内脱硫效率起决定性的作用。2.2 此外,石灰石所含杂质的影响:有些杂质的存在会对石灰石的转化率产生影响,使CaO颗粒在固硫过程中孔隙被堵塞的时间推迟,因而可以提高CaO颗粒的利用率;同样有些杂质的存在降低了石灰石的耐煅烧性,高温下CaO表面的空隙减少甚至是被烧结,比表面急剧下降,使固硫反应很难进行下去,极大程度的降低了脱硫效率。3、试验3.1 原材料来自A和B两处矿石粉,为了便于比较两处石粉各项物理化学指标,均采用75微米中位粒径作为试验对象,常规分析项目见下(表 1): H2O CaCO3% LOI%/850℃ LOI%/950℃A 0.38 92.94 39.99 41.53B 0.34 96.50 42.54 42.65 B矿石粉钙含量高于A矿石粉,两种矿石粉在950℃下烧失量比较极近,且接近于理论值(44%),表明两种石灰石在公司当前流化床密相区温度维持950℃的运行条件下均能够有效的分解,脱硫效率则取决于分解后CaO表面的孔隙特性以及比表面积的大小,通过高压电子束扫描成像仪对样品扫描和拍照,以及对样品的比表面积进行测量,综合分析两种石灰石的反应活性,850℃和950℃煅烧后比表面积的数据(表2):m2/g 850℃ m2/g 950℃A 6.119 2.077B 10.215 8.265 石灰石在高于770℃时开始逐步分解,在850℃附近为最佳反应温度,当温度高于900℃CaCO3晶体有部分被烧结,使孔结构减小,甚至消失,温度越高这种孔隙的烧结现象越来越严重,SO2向孔隙内部扩散变得比较困难,脱硫效率也随之急剧下降,由(表2)看出A船山矿石粉在高温下的烧结现象尤为严重,通过950℃下扫描图片也能得出同样的结论: A(图1) B(图2)B矿石粉在同等单位质量下,能够提供高出A矿石粉4倍之多的比表面积,但并不意味着脱硫效率也会有同等倍率的提高,因为单位质量同等粒度样品比表面积越高则说明其微孔分布相对较广,孔直径也相对偏小,小孔径容易造成CaSO4在入口处产生堵塞,降低石灰石的利用率。4、其他影响脱硫效率的因素:4.1 温度对脱硫效率的影响分析循环流化床底部的密相区处于“氧化―还原”气氛的不断更迭状态中, 并有80%左右的时间内处于还原性气氛,这主要是由于煤碳在燃烧初期产生较多的CO,以及煤的挥发分在密相区析出时产生还原性气体,CO、H2不能在密相区完全燃烧所致。脱硫反应会有各种不同的途径和产物,在密相区还原性气氛下,可出现以下的反应:CaSO4 +CO →CaO + SO2 + CO2 CaSO4 +4CO→CaS + 4CO2密相区内形成的CaS在进入稀相区后与氧发生分解:CaS +1.5 O2→SO2+CaO尤其是在床温大于850℃时候,CaS的分解将加剧,释放出已经捕集到的SO2。当密相区温度达到900℃以上时候,CaO孔结构被烧结,阻止SO2和O2向CaO内部扩散,使脱硫效率降低;同时,CaSO4在密相区内将发生分解反应,再次将SO2释放出来:CaSO4 +CO →CaO + SO2 + CO2根据当前我司流化床运行的实际情况,密相区内温度正常维持在950℃左右,该床温下的钙的利用率很低。4.2 Ca/S比:在CaO与SO2 结合生成CaCO3 过程中,分子明显加大,会堵塞气体分子进入多孔的石灰石颗粒中的内层通道,阻碍脱硫反应进行。因此,加入锅炉中的石灰石不可能全部用于脱硫,在实际生产运行中投入的钙硫比要大于理论钙硫比,(图4)反应了Ca/S比与脱硫效率的关系:4.3 石灰石的粒径分布石灰石粒径分布对床内脱琉反应工况具有较大的影响。较小的颗粒容易从分离器中逃逸不被捕捉送回炉膛充分利用。CaO与SO2反应后在石灰石颗粒表面形成CaSO4,致密的CaSO4层将阻止SO2向 CaO内部扩散。所以,石灰石颗粒越大,其相对孔容积和比表面积也越小,CaO的有效利用率也下降。5、结论:实验表明:B矿石粉含量高于A矿石粉,具有较好的耐煅烧性,在循环流化床锅炉炉内脱硫的应用中能够提供更广的反应接触面,公司CFB正常运行床温维持在950℃附近,A矿石粉在该温度下烧结现象严重,反应活性较弱。相比之下,B矿石粉更适用于干法炉内脱硫。

  • 焦炉烟气脱硫脱硝技术进展与建议

    摘要:分析了我国焦化行业SO2、NOx排放现状及污染物浓度的主要影响因素,对比了以氨法、石灰/石灰石法、双碱法、氧化镁法、喷雾干燥法、循环流化床法等为代表的焦炉烟气脱硫技术,以低氮燃烧技术、低温选择性催化还原脱硝技术、氧化脱硝等为代表的焦炉烟气脱硝技术,以活性焦、液态催化氧化等为代表的焦炉烟气脱硫脱硝一体化技术的工艺原理、脱硫脱硝效率及各自优缺点;总结了焦炉烟气脱硫脱硝技术在工艺路线选择、烟气排放、次生污染等方面存在的问题。指出焦炉烟气污染治理需有效融合源头控制、低氮燃烧、末端净化3方面,并不断加强焦炉操作管理水平及新技术的应用。  引言  燃煤烟气中的SO2和NOx所引起的酸雨、光化学烟雾和雾霾等环境污染已严重影响人类生存与发展。目前最有效且应用最广的燃煤烟气SO2和NOx污染治理措施是燃烧后烟气脱硫脱硝技术。作为国内第二大用煤领域,我国煤炭焦化年耗原煤约10亿t,占全国煤炭消耗总量的1/3左右。当前,燃煤发电领域气脱硫脱硝技术发展及应用相对成熟,大部分煤电企业SO2和NOx排放已达超净标12017年第6期洁净煤技术第23卷准;但作为传统煤化工行业,我国焦化领域发展相对粗放,污染物治理措施更是在近年来不断严苛的环保政策下迫以实行,多数焦化企业尚未实现焦炉烟气SO2和NOx排放有效防控,与GB16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》中的规定有一定差距。由于焦炉烟气与燃煤电厂烟气在烟气温度、SO2和NOx含量等方面均存在差异,故二者的脱硫脱硝治理技术路线不能完全等同。研究与实践表明,我国焦炉烟气脱硫脱硝技术在工艺路线选取、关键催化剂国产化、系统稳定运行等方面存在一定问题,严重制约了焦化行业污染物达标排放。  1焦化行业SO2及NOx排放现状  据统计,2015年全国SO2排放总量为1859.1万t、NOx排放总量为1851.8万t。煤炭焦化是工业用煤领域主要污染源之一,焦炉烟气是焦化企业中最主要的废气污染源,约60%的SO2及90%的NOx来源于此。焦炉烟气中SO2浓度与燃料种类、燃料中硫元素形态、燃料氧含量、焦炉炭化室串漏程度等密切相关;NOx浓度则与燃烧温度、空气过剩系数、燃料气在高温火焰区停留时间等密切相关。以焦炉煤气为主要燃料的工艺,其烟气中的SO2直接排放浓度为160mg/m3左右、NOx直接排放浓度为600~900mg/m3(最高时可达1000mg/m3以上);以高炉煤气等低热值煤气(或混合煤气)为主要燃料的工艺,其烟气中的SO2直接排放浓度为40~150mg/m3、NOx直接排放浓度为300~600mg/m3。可见,无论以焦炉煤气或高炉煤气为主要燃料的工艺,如未经治理,其烟气中的SO2和NOx浓度均难以稳定达到标准限值排放要求。  随着国家对环境保护的日益重视,我国焦化领域烟气达标排放势在必行。2017年起,《排污许可证申请与核发技术规范-炼焦化学工业》将首次执行,该规范对焦化行业污染物排放提出了更高要求。如前所述,焦炉烟气中SO2和NOx达标排放的主要技术手段为末端脱硫脱硝治理,故本文将对比分析我国焦炉烟气现行脱硫脱硝技术工艺原理、硫硝脱除效率及各自技术优缺点,总结国内焦炉烟气脱硫脱硝技术应用存在的共性问题,以期为我国焦化行业脱硫脱硝技术的选择与优化提供参考。  2焦炉烟气脱硫脱硝技术  目前,我国焦炉烟气常用的末端脱硫脱硝的治理工艺路线可分为单独脱硫、单独脱硝、脱硫脱硝一体化等3类。  2.1脱硫技术  根据脱硫剂的类型及操作特点,烟气脱硫技术通常可分为湿法、半干法和干法脱硫。当前,焦炉烟气脱硫领域应用较多的为以氨法、石灰/石灰石法、双碱法、氧化镁法等为代表的湿法脱硫技术和以喷雾干燥法、循环流化床法等为代表的半干法脱硫技术,而干法脱硫技术的应用较为少见,故本文着重介绍湿法及半干法焦炉烟气脱硫技术。  2.1.1湿法脱硫技术  1)氨法  氨法脱硫的原理是焦炉烟气中的SO2与氨吸收剂接触后,发生化学反应生成NH4HSO3和(NH4)2SO3,(NH4)2SO3将与SO2发生化学反应生成NH4HSO3;吸收过程中,不断补充氨使对SO2不具有吸收能力的NH4HSO3转化为(NH4)2SO3,从而利用(NH4)2SO3与NH4HSO3的不断转换来吸收烟气中的SO2;(NH4)2SO3经氧化、结晶、过滤、干燥后得到副产品硫酸铵,从而脱除SO2。  焦炉烟气氨法脱硫效率可达95%~99%。吸收剂利用率高,脱硫效率高,SO2资源化利用,工艺流程结构简单,无废渣、废气排放是此法的主要优点;但该法仍存在系统需要防腐,氨逃逸、氨损,吸收剂价格昂贵、脱硫成本高、不能去除重金属、二噁英等缺点。  2)石灰/石灰石法  石灰/石灰石法脱硫工艺由于具有吸收剂资源丰富、成本低廉等优点而成为应用最多的一种烟气脱硫技术。该工艺主要应用氧化钙或碳酸钙浆液在湿式洗涤塔中吸收SO2,即烟气在吸收塔内与喷洒的吸收剂混合接触反应而生成CaSO3,CaSO3又与塔底部鼓入的空气发生氧化反应而生成石膏。焦炉烟气石灰/石灰石法脱硫效率一般可达95%以上。石灰/石灰石法脱硫的优点在于吸收剂利用率高,煤种适应性强,脱硫副产物便于综合利用,技术成熟,运行可靠;而系统复杂、设备庞大、一次性投资大、耗水量大、易结垢堵塞,烟气携带浆液造成“石膏雨”、脱硫废水处理难度大等是其主要不足。  3)双碱法  双碱法,即在SO2吸收和吸收液处理过程中使用了不同类型的碱,其主要工艺是先用碱金属钠盐清液作为吸收剂吸收SO2,生成Na2SO3盐类溶液,然后在反应池中用石灰(石灰石)和Na2SO3起化学反应,对吸收液进行再生,再生后的吸收液循环使用,SO2最终以石膏形式析出。双碱法焦炉烟气脱硫效率可达90%以上。双碱法脱硫系统一般不会产生沉淀物,且吸收塔不产生堵塞和磨损;但工艺流程复杂,投资较大,运行费用高,吸收过程中产生的Na2SO4不易除去而降低石膏质量,吸收液再生困难等均是该技术需要解决的问题。  4)氧化镁法  氧化镁法脱硫是一种较成熟的技术,但由于氧化镁资源储量有限且分布不均,因此该法在世界范围内未得到广泛应用;而我国氧化镁资源丰富,有发展氧化镁脱硫的独特条件。该工艺是以氧化镁浆液作为吸收剂吸收SO2而生成MgSO3结晶,然后对MgSO3结晶进行分离、干燥及焙烧分解等处理后,MgSO3分解再生的氧化镁返回吸收系统循环使用,释放出的SO2富集气体可加工成硫酸或硫磺等产品。该法脱硫效率可达95%以上。氧化镁法脱硫技术成熟可靠、适用范围广,副产品回收价值高,不发生结垢、磨损、管路堵塞等现象;但该法工艺流程复杂,能耗高,运行费用高,规模化应用受到氧化镁来源限制且废水中Mg2+处理困难。  2.1.2半干法脱硫技术  1)喷雾干燥法  喷雾干燥法脱硫是利用机械或气流的力量将吸收剂分散成极细小的雾状液滴,雾状液滴与烟气形成较大的接触表面积,在气液两相之间发生的一种热量交换、质量传递和化学反应的脱硫方法。该法所用吸收剂一般是碱液、石灰乳、石灰石浆液等,目前绝大多数装置都使用石灰乳作为吸收剂。一般情况下,喷雾干燥法焦炉烟气脱硫效可达85%左右。其优点在于脱硫是在气、液、固三相状态下进行,工艺设备简单,生成物为干态易处理的CaSO4、CaSO3,没有严重的设备腐蚀和堵塞情况,耗水也比较少;缺点是自动化要求比较高,吸收剂的用量难以控制,吸收效率有待提高。所以,选择开发合理的吸收剂是喷雾干燥法脱硫面临的新难题。  2)循环流化床法  该法以循环流化床原理为基础,通过对吸收剂的多次循环延长吸收剂与烟气的接触时间,通过床层的湍流加强吸收剂对SO2的吸收,从而极大地提高了吸收剂的利用率和脱硫效率。该法的优点在于吸收塔及其下游设备不会产生黏结、堵塞和腐蚀等现象,脱硫效率高,运行费用低,脱硫副产物排放少等。但此法核心技术和关键设备依赖于进口,且造价昂贵,限制了其应用推广。因此因地制宜的研究开发具有自主知识产权,适合我国国情的循环流化床焦炉烟气脱硫技术成为研究者关注的重点;此外,该法副产物中亚硫酸钙含量大于硫酸钙含量,并且为了达到高的脱硫率而不得不在烟气露点附近操作,从而造成了吸收剂在反应器中的富集,这也是循环流化床脱硫工艺有待改进的方面。  2.1.3焦炉烟气常用脱硫技术对比  焦炉烟气常用脱硫技术对比见表1。  2.2脱硝技术  当前,焦炉烟气常用脱硝技术主要包括低氮燃烧技术、低温选择性催化还原(低温SCR)技术和氧化脱硝技术等3种。  1)低氮燃烧技术  低氮燃烧技术是指基于NOx生成机理,以改变燃烧条件的方法来降低NOx排放,从而实现燃烧过程中对NOx生成量的控制。焦炉加热低氮燃烧技术主要包括烟气再循环、焦炉分段加热、实际燃烧温度控制等技术。烟气再循环是焦化领域目前应用较普遍的低氮燃烧技术,我国现有焦炉大部分采用该技术。研究实践表明:烟气再循环的适宜控制量32017年第6期洁净煤技术第23卷为10%~20%,若超过30%,则会降低燃烧效率;该方法的控硝效果最高可达25%。焦炉分段加热一般是用空气、煤气分段供给加热来降低燃烧强度,从而实现热力型氮氧化物生成量减少的效果。实际燃烧温度控制技术是我国自主研发的焦炉温度控制系统,该技术可优化焦炉加热制度,调整焦炉横排温度,降低焦炉操作火道温度,避免出现高温点,降低焦炉空气过剩系数,从而减少NOx生成。理论计算表明,焦炉若采用烟气再循环与分段加热技术组合,可实现NOx排放量低于500mg/m3以下的目标;若采用烟气再循环与实际燃烧温度控制技术组合,NOx排放可控制在600mg/m3左右。  2)低温SCR脱硝  与火电厂烟[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]比,焦炉烟气温度相对较低,一般为170~280℃;针对该特性,我国相关机构开发出低温SCR焦炉烟气脱硝技术,该技术的脱硝效率可达70%以上。低温SCR焦炉烟气脱硝工艺是在一定温度的烟气中喷入氨或尿素等还原剂,混有还原剂的烟气流经专有催化剂反应器,在催化剂作用下,还原剂与烟气中的NOx发生还原反应而生成氮气和水,从而达到脱硝的效果。  低温SCR烟气脱硝技术是目前焦炉烟气脱硝技术中相对成熟和可靠的工艺,脱硝效率较高且易于控制,运行安全可靠,不会对大气造成二次污染;催化剂是制约低温SCR脱硝技术发展的核心问题,降低催化剂进口依赖程度、防止催化剂中毒、解决废弃催化剂所产生的二次污染问题是低温SCR焦炉烟气脱硝技术应努力攻关的方向。  3)氧化脱硝  氧化脱硝技术是利用强氧化剂将NO氧化成高价态的氮氧化物,然后利用碱液进行喷淋吸收的脱硝工艺;目前,在焦炉烟气脱硫脱硝措施中应用的氧化剂主要为臭氧和双氧水。该法设备占地面积小,能同时脱除汞等其他污染物;但该工艺存在氧化剂消耗量大,运行费用高,能耗高,对设备材质要求高,易产生臭氧二次污染等问题。  2.3脱硫脱硝一体化技术  烟气脱硫脱硝一体化技术在经济性、资源利用率等方面存在显著优势,成为近年来研究与利用的点。焦炉烟气脱硫脱硝一体化技术主要集中于活性焦脱硫脱硝一体化技术和液态催化氧化法脱硫脱硝2种。  1)活性焦脱硫脱硝一体化技术  活性焦脱硫脱硝一体化技术是利用活性焦的吸附特性和催化特性,同时脱除烟气中的SO2和NOx并回收硫资源的干法烟气处理技术。其脱硫原理是基于SO2在活性焦表面的吸附和催化作用,烟气中的SO2在110~180℃下,与烟气中氧气、水蒸气发生反应生成硫酸吸附在活性焦孔隙内;脱硝原理是利用活性焦的催化特性,采用低温选择性催化还原反应,在烟气中配入少量NH3,促使NO发生选择性催化还原反应生成无害的N2直接排放。  该法SO2和NOx脱除效率可达80%以上。不消耗工艺水、多种污染物联合脱除、硫资源化回收、节省投资等是焦炉烟气活性焦法脱硫脱硝技术的优点;而该工艺路线也存在活性焦损耗大、喷射氨造成管道堵塞、脱硫速率慢等缺点,一定程度上阻碍了其工业推广应用。  2)液态催化氧化法脱硫脱硝技术  液态催化氧化法(LCO)脱硫脱硝技术是指氧化剂在有机催化剂的作用下,将烟气中的SO2和NOx持续氧化成硫酸和硝酸,随后与加入的碱性物质(如氨水等)发生反应而快速生成硫酸铵和硝酸铵。焦炉烟气液态催化氧化法SO2、NOx脱除效率可分别达到90%及70%以上。硫硝脱除效率高、不产生二次污染、烟温适应范围广等优势使焦炉烟气液态催化氧化法脱硫脱硝技术具有较好的推广前景;但硫酸铵产品纯度、液氨的安全保障、有机催化剂损失控制、设备腐蚀等问题仍是液态催化氧化脱硫脱硝技术亟需解决的难点。  2.4当前焦炉烟气脱硫脱硝技术存在的问题  1)单独脱硫与单独脱硝组合顺序的选择  根据工艺条件要求,脱硝需在高温下进行,脱硫需在低温下进行。若选择先脱硫后脱硝,则经过脱硫后烟温降低,进入脱硝工序之前需将烟温由80℃提升至200℃以上,这将造成能源浪费并增加企业成本;若选择先脱硝后脱硫,在脱硝催化剂作用下,烟气中SO2被部分催化氧化成SO3,生成的SO3与逃逸的NH3和水蒸气反应生成硫酸氢铵,硫酸氢铵具有黏性和腐蚀性,会对脱硝催化剂和下游设备造成堵塞和腐蚀,从而影响脱硝效果及设备使用寿命。  2)焦炉烟气脱硫脱硝后烟气排放问题  焦炉烟气经脱硫脱硝后,可选择直接通过脱硫脱硝装置自带烟囱排放或由焦炉烟囱排放2种方式。若选择直接通过脱硫脱硝装置自带烟囱排放,则当发生停电事故时,烟气必须通过焦炉烟囱排放,而焦炉烟囱由于长时间不使用处于冷态,无法及时形成吸力而导致烟气不能排放,从而引发爆炸等安全事故;脱硫脱硝后的烟气若选择通过焦炉烟囱排放,由于当前很多脱硫脱硝工艺经净化后焦炉烟气温度低于130℃,这种低温将使烟囱吸力不够、排烟困难,从而引起系统阻力增大、烟囱腐蚀,不利于整个生产、净化系统稳定,甚至引起安全事故。  3)焦炉烟气脱硫脱硝后次生污染问题  焦炉烟气经脱硫脱硝后可能产生以下次生污染:①湿法脱硫外排烟气中的大量水汽与空气中漂浮的微生物作用形成气溶胶,最终导致雾霾天气的发生;②氨法脱硫工艺存在氨由于挥发而逃逸的问题;③当前,脱硫副产物的市场前景及销路不畅,会大量堆存污染环境;④当前的脱硫脱硝催化剂大多为钒系或钛系,更换后,用过的催化剂成为危废,若运输和处理过程中管理不当易产生污染。  3结语与建议  1)焦炉烟气污染治理需有效融合源头控制、低氮燃烧、末端净化3方面;应重视污染物源头控制措施,如:有条件的企业应采用高炉煤气或高炉煤气与焦炉煤气的混合作为加热燃料,从源头控制污染物的产生,从而为后续净化系统降低处理难度;选择合理的焦炉煤气脱硫工艺,将焦炉煤气中的硫化氢、氰化氢等尽可能脱除,以减少焦炉煤气作为加热热源燃烧时产生的硫氧化物。  2)加强焦炉操作管理,对控制污染物排放具有积极促进作用,如:通过加强炉体维护可有效控制炉体串漏,从而避免未经净化的荒煤气进入燃烧室而引起焦炉烟气污染物排放超标;故焦化企业应重视并采取可靠手段加强焦炉操作与管理,以实现控制污染物排放、延长焦炉使用寿命、维护产品质量稳定的多重效益。  3)烟气燃烧温度对氮氧化物产生量具有重要影响,煤炭焦化领域可采取适用的低氮燃烧技术从源头控制污染物产生;如:可采取分段燃烧、烟气再循环等加热方式,控制燃烧室温度,从而抑制氮氧化物产生,以减少后续脱硝系统净化难度。

  • SCR脱硝检测氨逃逸的必要性

    SCR脱硝检测氨逃逸的必要性

    因学识有限,不知道脱硝后为什么要进行氨逃逸检测,现搞明白一点点粗浅的理由,贴上来与各位讨论讨论。[back=white][color=#262626][font=宋体]达到合格的脱硝率同时保证比较低的氨气逃逸率是[/font][/color][/back][color=#262626][font=Times New Roman]SCR[/font][/color][/back][color=#262626][font=宋体]工程中的一个难点。为保证脱硝反应能充分地进行。防止因为局部喷氨不足或喷氨过量影响系统运行。通过控制催化反应后[/font][/color][/back][back=white][color=#262626]NO[sub]X[/sub][/color][/back][back=white]含量均匀分布来达到降低氨逃逸率提高脱硝效率。[/back][/back][/back][/back][/back][back=white][/back][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/02/201202141539_349243_1740894_3.jpg[/img]具体反应如下:[/back][/back][/back]氨气逃逸出来,将产生副反应,这是氨逃逸系统最害怕的地方。主要副反应有:4NH[sub]3[/sub]+2SO[sub]2[/sub]+O[sub]2[/sub]+2H[sub]2[/sub]O=2(NH[sub]4[/sub])[sub]2[/sub]SO[sub]4[/sub]2NH[sub]3[/sub]+2SO[sub]2[/sub]+O[sub]2[/sub]+2H[sub]2[/sub]O=2NH[sub]4[/sub]HSO[sub]4[/sub]硫酸铵在高温下400多度是固体粉末态,可能堵塞SCR催化剂、覆盖空气预热器降低效率。而硫酸氢铵在200多度下呈液态,具有强腐蚀性,将破坏SCR催化剂并反应结块,还可能腐蚀影响下游设备。如空预器污损、效率下降、漏风率增大等。过量氨还影响后续脱硫(FGD处)效率。 另外,氨监测,可合理投放物料,免致浪费物料和污染。 相关关键词:火电厂脱硝 水泥厂脱硝 SCR 标准 规范 我找了两个:《国外氮氧化物排污标准》、《DLT 335-2010 火电厂烟气脱硝系统运行技术规范》 [/back][/back][/back][/back][/back][/back][/back][/back][/back][/back][/back][/back][/back]

  • SDS干法脱硫及SCR中低温脱硝技术在焦炉烟气处理的应用

    前言  随着环保排放要求越来越严格,企业治理污染的力度也不断加大,焦炉烟气治理也越来越受到重视。焦炉生产过程中会产生含粉尘、SO2、NOx 等有害物质的废气,对环境造成污染。为减少焦炉烟气中SO2 和NOx 等有害物质排放量,使其满足环保要求,同时更好地改善大气环境质量,很多先进的方法已被应用于实际项目。卢昊等[1] 研究发现,SCR 脱硝技术在低温环境中具有很好的抗硫性能,烟气脱硝率达到85% 以上。金辉等[2] 将SCR 技术实际应用于江苏沂州煤焦化有限公司某项目,攻克了焦炉烟气无法在低温下处理的难题。王岩等[3] 认为焦炉烟气处理应有效融合源头控制、低氮燃烧、末端净化三方面,并对其引起重视。  通过脱硫脱硝除尘工艺净化后,焦炉烟气排放浓度达到SO2 ≤ 30 mg/m3,NOx ≤ 150 mg/m3,粉尘浓度≤ 15 mg/m3,满足GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》中的特别排放限值要求,并能够达到超低排放标准要求。  1 焦炉烟气脱硫脱硝工艺  1.1 工艺流程  焦炉烟气分别由地下机侧和焦侧烟道引出,经旁路烟气管道阀门和新增入口管道阀门切换并汇合后进入烟气总管。同时高效的脱硫剂(颗粒粒径为20~25 μm)通过SDS 干法脱酸喷射及均布装置喷入总烟道并在烟道内被加热激活,其比表面积迅速增大,与焦炉烟气充分接触后发生物理、化学反应,烟气中的SO2 等酸性物质被吸收净化,经吸收并干燥的含粉料烟气进入布袋除尘器进行进一步脱硫反应及烟尘净化。脱硫除尘后的烟气在SCR 脱硝反应器内进行脱硝净化,烟气中的NOx 与喷氨格栅喷出的NH3在静态混合器内充分混合,并在SCR 反应器内在中低温催化剂的作用下与NH3 发生化学反应,生成N2和H2O,从而达到去除烟气中NOx 的目的,净烟气由增压风机抽引,经出口烟道至原焦炉烟囱排入大气。  回原焦炉烟囱的烟气温度满足焦炉热备温度要求,可保证事故状态下焦炉烟囱热拔力依然保持正常。  1.2 副产物综合利用  SDS 干法脱硫的脱硫剂选用高效复合脱硫剂。由于SDS 工艺过喷量很小,因此与其他脱硫方法相比,该方案脱硫副产物很少。副产物中Na2SO4 所占比例  很高,便于综合利用。副产物为干态粉状料,其中,Na2SO4 质量约占总质量的80%~90%,Na2CO3 质量约占总质量的10%~20%。  焦炉脱硫副产物可作为矿山尾矿固化剂的生产原料以外,也可应用在以下领域:掺入水泥中,使水化产物硫铝酸钙更快地生成,加快水泥的水化硬化速度;在玻璃工业用以代替纯碱;在造纸工业中用于制造硫酸盐纸浆时的蒸煮剂;在化学工业中用作制造硫化钠、硅酸钠和其他化工产品的原料;在纺织工业中用于调配维尼纶纺丝凝固剂;还可用于有色冶金、皮革等方面。该脱硝系统更新后的废催化剂,由催化剂厂家回收。  2 工艺技术的选择比较  常用的焦炉烟气脱硫脱硝方法主要有SDS 干法脱硫+ 中低温SCR 脱硝,SDA(Na) 半干法脱硫+ 中低温SCR 脱硝,SDA(Ca) 半干法脱硫+GGH -中低温SCR 脱硝以及活性炭干法脱硫脱硝工艺等。  2.1 SDS干法脱硫工艺  高效脱硫剂(粒径为20~25 μm)通过SDS 干法脱酸喷射及均布装置被喷入烟道并在烟道内被加热激活,其比表面积迅速增大并与烟气充分接触后发生物理、化学反应,烟气中的SO2 等酸性物质被吸收净化。该技术的开发背景是垃圾焚烧行业开发的HCl脱除干法系统,其副产物的主要成分为NaCl,可被回收作为原料再用于生产纯碱。之后SDS 干法脱酸技术在欧洲得到迅速发展,其配套的喷射系统、研磨系统相继被开发。目前在欧洲市场该工艺主要用于垃圾焚烧炉尾气脱酸,但该技术在其他行业包括焦化、玻璃制造、燃煤电厂、危险废物焚烧炉、柴油发电、生物质发电、水泥等都取得了很好的应用效果。  SDS 干法脱硫+ 中低温SCR 脱硝工艺的优点是脱硫、脱硝效率高,无温降,无水操作,投资省,占面积小,副产物少,低电耗,无腐蚀,设备简单,操作维护,脱硫副产物产生量小,硫酸钠含量高等;缺点是会产生少量的脱硫副产物,需要对其进行综合利用。  2.2 SDA半干法脱硫工艺(包括Na法和Ca法)  旋转喷雾干燥(SDA)脱硫技术于二十世纪七十年代早期由丹麦[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]NIR[/color][/url]o 公司研制开发。其脱硫过程是将CaO 或Na2CO3 加水配置成固含量为20%~25% 的Ca(OH)2 浆液或Na2CO3 溶液,通过雾化器高速旋将溶液雾化成30~80μm 的雾滴喷入吸收塔内,塔内的Ca(OH)2 浆液或Na2CO3 溶液雾滴(吸收剂)迅速吸收烟气中的SO2,达到脱除SO2 及其他酸性介张庆文,等:SDS干法脱硫及SCR中低温脱硝技术在焦炉烟气处理中的应用质的目的。同时,焦炉烟气热量瞬间干燥喷入塔内的液滴,使其成为粉状干固体,由袋式除尘器捕集。脱硫工艺流程简单,吸收塔为空塔结构。  SDA(Na) 半干法脱硫+ 中低温SCR 脱硝的优点是脱硫效率高、无废水产生、低水耗、低电耗、无腐蚀;缺点是脱硫剂易结晶、维护困难、副产物难回收利用。SDA(Ca) 半干法脱硫+GGH -中低温SCR 脱硝工艺的优点是脱硫效率中、无废水产生、低水耗、低电耗、无腐蚀;缺点是占地面积大、烟气温度先降低后升高,能耗高、副产物难以利用。  2.3 活性炭干法脱硫脱硝工艺  以物理 -化学吸附原理为基础,活性炭吸附烟气中的SO2、H2O 和O2 后催化反应生成硫酸,然后将其迁移到微孔中储存,而烟气中的NOx 在活性炭催化作用下,和喷入烟气中的氨水发生还原反应,生成N2 和H2O。活性炭通过再生系统释放活性吸附位继续吸附SO2,再生系统排放的含SO2 烟气进入副产物回收系统,SO2 可被加工成多种硫化工产品。  活性炭在再生过程中会产生磨损及化学消耗,因此需要定期补充新的活性炭,磨损的活性炭粉则可返回配煤工段进行再利用。  活性炭干法脱硫脱硝工艺即采用活性炭的吸附作用吸附烟气中的SO2、颗粒物和NOx,从而实现同时脱硫、脱硝和除尘的目的。缺点是烟气温度需降低到150 ℃以下;脱硫副产物中包含硫酸的同时产生污染废水,一次性投资大,运行成本高。  综上所述,无论从工艺技术的先进性(脱硫、脱硝效率),还是从工艺技术的实用性,占地面积,投资成本,废水,副产物利用等方面进行综合分析比较,SDS 干法脱硫及中低温SCR 脱硝工艺是最适合焦炉烟气净化的最佳工艺技术,其配置合理,控制水平达到国际先进水平,可确保脱硫脱硝系统长期、安全、稳定、连续地运行。  3 工艺原理  3.1 SDS工艺原理  SDS 干法脱酸喷射技术是将高效脱硫剂(粒径为20~25 μm)均匀喷射在管道内,脱硫剂在管道内被加热激活,比表面积迅速增大,与酸性烟气充分接触发生物理、化学反应,烟气中的SO2 等酸性物质被吸收净化。  其主要化学反应为:  2NaHCO3 +SO2+1/2O2 → Na2SO4 +2CO2+H2O  2NaHCO3 +SO3 → Na2SO4 +2CO2+H2O  其与其他酸性物质(如SO3 等)的主要反应为:  NaHCO3 +HCl → NaCl +CO2+H2O  NaHCO3 +HF → NaF +CO2+H2O  3.2 SCR脱硝工艺原理  选择性催化还原法(SCR)即在装有催化剂的反应器内用氨作为还原剂来脱除氮氧化物,如图1 所示。  烟气中的NOx 一般由体积浓度约为95% 的NO 和5%的NO2 组成。NOx 经脱硝反应转化成分子态的氮气和水蒸气。SCR 主要反应方程式为:  4NH3+4NO+O2 → 4N2+6H2O  4NH3+2NO2+O2 → 3N2+6H2O31.jpg  4 工艺特点  4.1 SDS脱硫工艺技术特点  SDS 脱硫工艺具有良好的调节特性,脱硫装置运行及停运不影响焦炉的连续运行状态,脱硫系统的负荷范围与焦炉负荷范围相协调,保证脱硫系统可靠稳定地连续运行。该工艺技术特点如下:  (1)系统简单,操作维护方便 ;  (2)一次性投资少,占地面积小;  (3)运行成本低;  (4)全干系统,无需用水;  (5)脱硫效率高;  (6)合理的脱硫剂均布装置;  (7)灵活性很高,可以随时根据排放指标要求调整;  (8)对酸性物质具有较好的脱除效果;  (9)对焦炉工况适应性强;  (10)副产物量少,硫酸钠纯度高,便于回收利用;  (11)系统设置事故通道快速切换装置,一旦出现故障也不影响焦炉的正常生产。  4.2 SCR中低温脱硝工艺特点  焦炉烟道烟气脱硫后采用中低温脱硝催化剂进行脱硝,该催化剂具有催化反应温度窗口宽、SO2 转化率和NH3 逃逸率低、抗硫性好、脱除效率高、比表面积大、结构强度高、寿命长等特点。  脱硝系统运行一定时间后,为了使催化剂活性保持稳定(防止催化剂表面沉积较多黏稠状硫酸氢铵),采用原位再生热解析系统对催化剂进行再生。当催化剂寿命周期届满时,可将SCR 中低温脱硝催化剂进行返厂再生,有效解决了催化剂危废处理问题,同时降低了后期更换催化剂的成本。  5 脱硫脱硝工艺系统组成  焦炉烟气脱硫、脱硝系统由以下几个部分组成:  (1)SDS 脱硫剂投加及均布装置( 关键设备考虑备用) ;  (2)除尘设备及附属设备;  (3)脱硝反应器系统及附属设备;  (4)脱硫脱硝系统公辅设备,包括氮气供应系统、循环水供应等;  (5)仪表、通信、供配电、在线监测、消防与控制系统等。  6 脱硫系统实施后的效果  以鞍钢集团鞍钢炼焦总厂二炼焦7# 焦炉作为SDS+SCR 焦炉烟气脱脱硝试验项目进行实施,该项目基本情况如下。  6.1 焦炉烟气参数  焦炉烟气参数可见表1。32.jpg  该项目焦炉烟气采用SDS 法脱硫、SCR 脱硝及除尘净化工艺处理,设计时除了考虑将来焦炉泄漏率为5% 时的烟气处理净化能力外,还考虑了今后更严格的超低排放标准要求,为脱硫脱硝装置留有富裕的净化能力。  6.2 脱硫脱硝净化效果  该装置对烟气脱硫脱硝后的效果如下:SO2 排放浓度≤ 30 mg/m3,NOx 排放浓度≤ 150 mg/m3,颗粒物排放浓度≤ 15 mg/m3。  今后环保排放标准会更加严苛,即要求颗粒物限值为10 mg/m3,二氧化硫限值为15 mg/m3,氮氧化物限值为50 mg/m3。设计时充分考虑了余量,保证烟气能够达到超低排放标准要求。  6.3 现场应用情况  鞍钢二炼焦7# 焦炉于2017 年10 月10 日开始施工,2018 年2 月2 日该系统开始进行热负荷联动试车。通过对脱硫脱硝入口及烟囱外排口处进行在线监测发现,脱硫脱硝效果明显且系统设备运行稳定。  当入口处SO2、NOx 浓度及颗粒物浓度分别为35.49、447.22、26.51 mg/m3 时,脱硫脱硝后烟囱在线监测显示SO2 浓度、NOx 浓度及颗粒物浓度分别为3.45、70、4.62 mg/m3。在处理过程中无论入口如何变化,出口指标都能稳定控制在标准范围内,并能达到特排标准。经过一个月的功能考核及168 考核验收,鞍钢首套焦炉烟气脱硫脱硝装置正式投入使用,烟气满足现有焦化企业污染物排放标准,并达到特排要求,预计每年可减排SO2 146 t、NOx 263 t、颗粒物112 t。  图3~ 图5 所示为脱硫脱硝入口及烟囱外排口处烟气各成分的在线检测对比曲线。33.jpg34.jpg  从烟气进出口对比曲线可以看出出口处烟气SO2浓度、NOx 浓度及颗粒物浓度能够分别有效控制在30、150、15 mg/m3 以下,满足合同功能考核指标要求,同时通过严格控制可以满足特排指标要求。  7 结论  (1)SDS+SCR 工艺具有操作方便、易于维护、运行成本低等优点,且在实际运行中效果较好。  (2)经过SDS+SCR 工艺处理后,烟气能够达到特排标准,即SO2 排放浓度≤ 15 mg/m3,NOx 排放浓度≤ 50 mg/m3,颗粒物排放≤ 10 mg/m3。  (3)经过一个月的功能考核及168 考核验收,鞍钢首套焦炉烟气脱硫脱硝装置正式投入使用,预计每年可减排SO2 146 t、NOx 263 t、颗粒物112 t。  (4)项目投运后所产生的废弃物主要成分为Na2SO4,该副产物可以回收利用作为水泥添加料。  (5)该工程投产后具有较好的环境效益和社会效益,明显改善了该地区的大气环境,有效减少了酸雨的形成。  (6)该技术成功应用后,已被迅速推广到其他项目中, 目前鞍钢集团内的18 座焦炉均采用该技术进行烟气脱硫脱硝,该技术具有广泛的应用前景和推广价值。

  • 焦炉烟气脱硫脱硝技术应用

    1、前言  在烟气治理领域焦炉烟气脱硝一直是时下关注的重点,特别是国家颁布了最新的《炼焦化学工业污染物排放标准》之后,对焦化烟气脱硝技术提出了更高的要求,本文针对焦炉烟气脱硫脱硝技术进行阐述,希望能给钢铁企业提供一定的借鉴价值。  2、脱硫脱硝工艺及原理  2.1 密相干塔脱硫+SCR脱硝技术  密相干塔脱硫+SCR脱硝技术是利用脱硫脱硝等各分系统的协同组合,实现焦炉烟气大气污染物的协同治理,具有良好的脱硫脱硝除尘效果和技术经济性,正在逐步被国内各大钢厂所采用。其中脱硝采用烟气经热风炉升温后(烟气温度280—320℃)的准低温SCR技术,脱除效率高,运行稳定可靠,脱硝后烟气利用余热锅炉进行热量回收。  2.2 半干法SDA脱硫+SCR脱硝技术  半干法SDA脱硫+SCR脱硝的主要流程为:废气首先进入脱硫塔,在脱硫塔内进行脱硫;从脱硫塔出来的脱硫后烟气进入除尘装置,烟气先经除尘器布袋除尘,除尘后的烟气与加入的还原剂(氨气)充分混合,混合后的烟气进入脱硝催化剂层,在催化剂作用下发生还原反应,脱除NOx;净化后的洁净烟气经过系统引风机送回烟囱排放。该工艺采用低温脱硝工艺,在脱硝之前采用半干法高效脱硫并除尘,延长低温脱硝催化剂在高效脱硝区的使用寿命,降低烟气净化工艺运行费用。主要工艺流程图如下:  3、两套脱硫脱硝装置的优越性  3.1 密相干塔脱硫+SCR脱硝技术的优势  3.1.1对脱硫脱硝原料品质要求低,价格低廉  该脱硫脱硝使用的原料为CaO和自产氨水,CaO的价格相对便宜,而且原料充足,脱硝效果良好。脱硝效率在80%以上。  3.1.2、节能效果良好  脱硝后的烟气经余热锅炉进行余热回收,除盐水吸收热量最终形成饱和蒸汽,送至焦化厂蒸汽总管,降低能源消耗,余热锅炉采用全自动运行。  3.1.3、自动化性能高,安全性能好  整个过程采用自动控制,工艺流程简单,设备少,容易操作。热风炉程序设有自动点火和自动吹扫操作,当高炉煤气压力较低时,可以适当补充焦炉煤气,提高炉膛温度,进而提高废气温度,满足脱硝要求。  3.2 半干法SDA脱硫+SCR脱硝技术的优势  3.2.1采用旋转喷雾干燥法(SDA法)进行高效低温降烟气脱硫,满足SO2排放要求的同时,吸附烟气中焦油等粘性物质,降低烟气中SO2及其他组分對低温脱硝效率的影响;并可根据烟气入口SO2浓度调节脱硫剂溶液的喷入量,实现在满足排放要求的前提下减少脱硫剂的使用量,以最经济的方式运行。  3.2.2采用低温脱硝催化剂利用NH3-SCR原理进行低温脱硝。此种催化剂对焦炉烟气具有很强的适应性,具有良好的低温活性,焦炉煤气升温幅度小,降低了高炉煤气的用量。  3.2.3脱硝前除尘,减少烟气中的粉尘在通过脱硝催化剂层时对催化剂表面的磨损,可以有效延长脱硝催化剂的使用寿命,减少脱硝催化剂的用量,同时可以脱出烟气中的粉尘等颗粒物,使烟气的颗粒物排放达标。  4、结语  通过两套脱硫脱硝装置的应用,焦炉废气中的颗粒物、SO2和NOx等三大指标全部满足国家特排标准,氮氧化物和颗粒物已经完全实现了超低排放,确保了焦炉生产稳定,有很好的推广价值。

  • 【讨论】TOC仪器的脱卤素管的反应原理

    我有个疑问是关于TOC仪脱卤素管的,据我所知,大多数厂家的TOC仪器都是用铜丝来和燃烧气体中的卤素来反应的,这样就可以防止卤素破坏检测器.因为我是学化学的,所以就要提个问题:铜丝到底和卤素是怎么的反应过程,反应方程式是什么样子的.本人是新手哦,拿出10%的积分来悬赏,呵呵,大家不要嫌少哦~~~

  • 国内做脱销CEMS监测的有哪些厂商?

    [size=3]随着十二五规划的发布,火电行业脱销装置也在政策的逼供下强制上马,随之而来的是带动CEMS监测的新一轮竞争,在我所了解的火电行业中,SCR 是目前最成熟的烟气脱硝技术, 它是一种炉后脱硝方法, 最早由日本于 20 世纪 60~70 年代后期完成商业运行, 是利用还原剂(NH3, 尿素)在金属催化剂作用下, 选择性地与 NOx 反应生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故称为“ 选择性” 。目前世界上流行的 SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法 SCR 2种。此 2种法都是利用氨对NOx的还原功能 ,在催化剂的作用下将 NOx (主要是NO)还原为对大气没有多少影响的 N2和水 ,还原剂为 NH3。优点:该法脱硝效率高,价格相对低廉,目前广泛应用在国内外工程中,成为电站烟气脱硝的主流技术。缺点:燃料中含有硫分, 燃烧过程中可生成一定量的SO3。由于[font=幼圆]氨法脱硝的工况是高温,高粉尘,强腐蚀环境,如果温度小于230℃的情况下NH3和SO2,SO3等酸性气体会发生化学反应生成铵盐,铵盐是粘性物质在短时间内会和粉尘堵塞过滤芯和加热采样管线路。因此对于CEMS采样过程中如何保证全程高温伴热的过程显得尤为重要,不知行业内哪家公司有过类似项目业绩?效果如何?[/font][/size]

  • 烟气脱硝系统中CEMS 存在的主要问题

    1.1 粉尘浓度高引起的采样系统堵塞问题脱硝系统的CEMS 布置在省煤器和空预器之间,由于烟气没有经过除尘器,烟气中的粉尘浓度高达30g/m3,有的甚至更高,极易造成烟气采样系统堵塞。用探头位置设置过滤装置,避免粉尘颗粒进入采样管,引起采样管线堵塞,一旦堵塞,处理起来的难度就会很高。同样,在测量烟气流速时,也要考虑皮托管的堵塞问题。因而解决好采样系统中过滤器的堵塞和清理对烟气样气分析至关重要。共性问题:1.烟气采样系统中采样管线伴热效果差,采样管线的伴热温度不能维持在烟气露点温度以上,造成烟气在管内结露、在烟气中粉尘的共同作用下引起采样管堵塞。2.因锅炉投油助燃,烟气中的大量油烟污染并堵塞取样探头。3.烟气中粉尘含量过大,导致取样探头内的过滤器堵塞。4.取样探头内的过滤器滤芯孔径的选择不合理,孔径过大,进入取样管线的灰尘过多。5.采样探头中过滤网的孔径的选择太小,增大了堵塞几率。6.安装时,管道弯曲半径过小或打折,流道受阻,产生堵塞。7.吹扫时间间隔设置过长。8.吹扫用压缩空气是带水、含油,从而污染堵塞管道。1.2 分析仪因无流量而失灵由于脱硝CEMS 的工作环境相当恶劣,可能造成取样系统堵塞,因此分析仪会因无流量而失灵,监测分析数据失效。共性问题:1.取样管道或探头堵死。2.预处理系统内部过滤器堵塞。3.预处理系统中冷凝器结冰,除湿效果差;4.预处理系统中蠕动泵故障,冷凝器不能正常工作,除湿效果差。5.预处理系统中的抽气泵长时间带水运行,烟气抽取不出。1.3 高温的问题一般情况下,脱硫系统入口的烟温约为115~150℃,脱硫系统出口的烟温约为50℃(无GGH)。而在脱硝系统入口的烟温在310~420℃左右,出口烟温与入口相差不大。因此,如果采用与脱硫CEMS 系统相同的测量方法,则采样探头、皮托管流量计的取压元件,温度仪表等需插入烟道中设备必须选用耐高温的材料,确保其能在高温环境下安全、稳定的运行,从而保证数据的准确性。1.4 腐蚀变形的问题脱硝系统中的烟气中含有、NO、NO2、水蒸气、NH3、和SO2 等。烟气在反应过程中可能生成酸或者碱以及强酸弱碱盐等物质。工作环境比较恶劣,采样探头、皮托管流量计的取压元件、温度仪表都置于烟道内,同时烟道内的烟气流速比较快(一般为15m/s),这些都会导致传感器的变形和腐蚀,引起测量仪表失效。共性问题:脱硫脱硝系统中的SO22 气体都易溶于水,溶解体积比分别为1:40(水:气)和1:4(水:气)。SO22 气体溶于水后分别生成硫酸和硝酸溶液,该酸性溶液的腐蚀性随其浓度的增大而变大。脱硫系统的SO2/SO3 原烟气露点温度在120℃~130℃;脱硝系统的NOx 原烟气露点温度在60℃左右。对于直接抽取式CEMS,如果取样管线温度控制不当,则污染物气体会直接结露。脱硝系统净化烟气中NH3 与SO3 反应生成硫酸氢铵和硫酸铵。这两种物质都是强酸弱碱盐,水溶液具有一定的腐蚀性。并且,硫酸铵固体在280℃开始分解,分解物质为硫酸氢铵和氨气,因此这两种物质在取样管中有结晶的可能。1.5 分析传感器的量程以及检出限的问题针对燃煤锅炉的实际情况,脱硝装置前烟道内NOx 的浓度在400~1000 mg/Nm3,《大气污染物排放标准》(GB13223-2011)规定脱硝后的氮氧化物浓度不大于100mg/Nm3。因此脱硝装置前后NOx的检测要求传感器具有较大的量程,并且具有较低的检测限,确保脱硝前后NOx 的检测的准确性。同时,为了防止脱硝过程中还原剂NH3 的逃逸造成二次污染,以及生成氨盐腐蚀下游设备,在脱硝装置的出口设置了氨逃逸检测设备,《火电厂烟气脱硝工程技术规范_SCR》(HJ_562-2010)逃逸氨的浓度不大于3 ppm,因此对逃逸氨设备最低检测限的要求则更高,一般要求为0.15~0.3 ppm。3 针对主要问题的解决措施针对以上脱硝系统中CEMS 系统中存在的主要问题,提出相应的对策,以供参考。3.1 取样管堵塞解决对策3.1.1 加强电加热器装置的定期维护,保证设备的正常运行,建议伴热管线的温度设定的参考值为150℃-180℃。3.1.2 根据实际烟气成分,选择合适的过滤器滤芯。3.1.3 安装时,管道弯曲度要平缓,保证流道通畅。3.1.4 吹扫频率或者间隔时间必须满足取样管基本使用要求。3.1.5 提高吹扫压缩空气品质,确保满足要求。3.2 取样探头堵塞解决对策:3.2.1 锅炉启动投油阶段,一直进行取样器反吹,避免油烟进入。3.2.2 根据实际烟气成分,选择适合的过滤器滤芯。3.2.3 定期清洗、及时维护取样探头,如每三个月清洗维护一次。3.3 分析仪因无流量而失灵解决对策:3.3.1 取样管道或者探头防堵见前面相应的对策。3.3.2 定期检查

  • 三氟乙醇做溶剂,反应后拖尾怎么办

    [color=#444444]我做了一个试验,用三氟乙醇做溶剂,反应后用石油醚:乙酸乙酯=3:1用薄层色谱分离拖尾很严重,洗脱下来以后再爬板就不拖尾了,[/color][color=#444444]换过柱子检测不到明显的产物荧光了,应该怎么办?[/color]

  • 【原创大赛】十二五脱硝随想—氨逃逸检测

    【原创大赛】十二五脱硝随想—氨逃逸检测

    十二五规划已将氮氧化物减排列入。据称我国某公司采用SNCR脱硝效率达到国际水准,造价也合适。如此,则气体监测多一项氨气检测,同时可能产生氧化二氮。则此项技术的烟气废气检测至少有以下成分需要检测:NO2、NO、N2O、NH3。如此度多组分烟气分析仪来说,具有优势。 个人理解氨逃逸有两方面的检测需要。一方面是安全角度的检测,在于氨管路上的监控;另一方面是环保监测,即反应之后还剩下的可能污染空气的氨。这部分主要在于烟道中,与尾气在一块儿。监测数据反馈给脱硝系统,控制试剂投入量。基本构成示意图应如下:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112221429_340279_1740894_3.jpg多组分技术中,红外和紫外相对成熟。NDIR+GFC,可测成分涵盖氮氧化物、氨气及其它特征烟气组分。检测下限可在1ppm左右。较好的厂商可能能做到更低。UV法,可测成分涵盖氮氧化物、氨气及其它特征烟气组分。检测下限可在1ppm左右。较好的厂商可能能做到更低。据称此法还能测Hg,不过个人还未证实。TDLAS此法原来我以为受限于波长,不能测宽泛的成分,后来听人讲可以用频扫的技术,对感兴趣的光谱范围进行扫描得到宽谱检测。如果是这样,那么这项技术应该相当有前景,且能测的组分与红外、紫外一样多。对这三种技术,个人觉得TDLAS更大的优势在于干扰较少,而红外、紫外交叉干扰较多。当然检测下限够用即可,不必一味追求极致。这一市场技术较为成熟,国产表也有了,国外的表也不可能卖高价,应该说脱硝的技术和经济条件都比较成熟了,有望完成减排。光化学污染减少一些,灰霾天可能会少下来吧。

  • 脱毛剂含量测定——巯基乙酸钙盐三水合物与碘反应原理是什么?

    脱毛剂含量测定——巯基乙酸钙盐三水合物与碘反应原理是什么?

    巯基乙酸钙盐三水合物 CAS号:5793-98-6 分子式:C2H8CaO5S 分子量 184 结构式http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2016042817011772_01_1490617_3.png 《化妆品安全技术规范》(2015年版)当中,3.9巯基乙酸第三法——化学滴定法的反应方程如下:https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191701_670059_1490617_3.png 原理是https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/04/201604281715_591808_1490617_3.png 该方法的适用范围中这样描述:本方法适用于脱毛类、烫发类和其他发用类化妆品中巯基乙酸及其盐类和酯类含量的测定。客户委托了一款产品,要求按照巯基乙酸钙含量出报告,含量计算公式中有一个系数0.184,描述是1mmol碘溶液相当于巯基乙酸钙的克数,这样显然其指的巯基乙酸钙不是CAS:814-71-1 分子式C4H6CaO4S2(分子量222.3),不知道巯基乙酸钙盐三水合物是否依然按照上述原理与碘反应。 求高手指教,前辈指点!谢谢

  • 【求助】腺嘌呤如何进行脱氨反应

    本人最近在做关于腺嘌呤去氨基反应,到网上查找到重氮反应可以去氨基,但是做了几次都比较失败,所用的是在腺嘌呤中加入盐酸和亚硝酸钠,在0度左右进行反应,结果是腺嘌呤并没有太大变化,请问有做过腺嘌呤如何去氨基的吗,或者还有什么别的方法能去掉环上的氨基?

  • 谈谈为何说脱硝技术是环保效益难题

    脱硝是控制氮氧化物污染的一个重要途径。目前,氮氧化物已逐渐成为第一大酸性污染气体,由其引起的环境问题以及对人体健康的危害很大,因此,控制和治理氮氧化物污染迫在眉睫,国内外的电力环保企业纷纷涉足其中。目前,国内外已研究开发了各种各样的烟气脱硝工艺,并取得了一定成果。但基本都存在一个共同问题:由于脱销技术开发过程周期长、技术难度大、投入大,导致脱硝技术的应用存在较大的经济效益难题。如何将环保效益与经济效益相结合?应当如何完善脱硝技术?欢迎大家踊跃参与讨论!

  • 高压反应釜的技术设计和制作要点

    高压反应釜的技术设计和制作要点

    近年来,反应釜的泄漏、火灾、爆炸事故频频发生。由于釜内常常装有有毒有害的危险化学品,事故后果较之一般爆炸事故更为严重。开发具有国际先进发展方向和水平,而又安全稳定的大型高压反应釜势在必行。反应釜常用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等行业,用以完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程,以及有机染料和中间体的许多其 它工艺过程的反应设备。高压反应釜是国内目前进行高温、高压化学反应最为理想的装置,特别是进行易燃、易爆、有毒介质的化学反应,更加显示出它的优越性。 因此北京世纪森朗实验仪器有限公司结合这些因素生产的小型高压反应釜,就脱离了这种危险因子,不仅体积小,外观美,是适合各大高校男女生单独实验的仪器,并且高安全,防爆措施做的精细,在各种可能遇到的危险之前,就已经有警告提示并且把危险解除了,这种反应釜目前也畅销国内外,由于比较适合少量介质的反应,因此是化工研究所、高校、药厂最好的理想的反应釜装置。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/08/201308011531_455308_1882215_3.jpg

  • 安全警钟之案例---1化学试剂车间反应釜爆炸

    某化学试剂厂生产车间进行反应釜装甲苯作业。作业过程中发生强烈爆炸,继而猛烈燃烧近2h。现场作业的7人中5人当场死亡,2人严重烧伤。  生产车间南北长约30 m,东西宽约8m,西面开门,具有抗爆型结构。  该厂装甲苯的操作方法是先将甲苯灌装在金属桶内,再将金属桶运到反应釜近旁,经塑料软管将甲苯从金属桶注入反应釜内。如附图所示,端部固定在金属桶小盖上的软管1是长约8 m的塑料管,自反应釜上方开孔引入反应釜;端部固定在金属桶小盖上的软管2是橡胶管,连接车间外30m远处的气泵。启动气泵,甲苯即顺软管1注入反应釜。  现场情况:未逃出的5人已烧焦、收缩,反应釜倒在地上,金属桶下盖脱落,墙上和天花板上出现裂纹,窗玻璃全部破碎。  经分析,确认是静电火花引起的爆炸。经计算,塑料软管内甲苯的流速超过静电安全流速的3倍。甲苯带着高密度静电注入反应釜,如釜内残留有螺母、垫圈、焊条头等孤立导体,很容易产生足以引燃甲苯蒸气的静电火花

  • 求助梅特勒托利多HP60反应量热器的使用方法

    各位大哥大姐见好。最近实验室新进一台HP60反应量热器,只做过一次培训,丝毫不懂啊。马上研究生毕业,急需一篇论文垫底(老板要求SCIhttp://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09509.gif),希望有使用过梅特勒托利多HP60反应量热器的大哥大姐指点一下小弟,不胜感激啊(小弟QQ563561503)。

  • 微波消解测汞需要脱硝吗?

    采用硝酸-双氧水微波消解、测汞仪测定食品中汞时,残留的氮氧化物的气味很浓,对身体的危害非常大。请问各位大侠,消解后能进行脱硝处理吗?该如何处理?对回收率有没有影响?/:)

  • 【转帖】OAB不良反应不止是口干,不信进来看

    以前,治疗OAB(膀胱过度活动症),医生一般都认为药物的副作用不是一个很显著的问题,似乎副作用很少造成病人不耐受的情况。舍尼亭(酒石酸托特罗定)是一直以来治疗OAB的主要药物,也是最常见的一种治疗OAB的药物,典型的副反应一般是口干、消化不良、眼干、头痛和便秘。它的副作用患者一般都能耐受,同时停药以后副作用也就消失了。最近,关于治疗OAB药物的副作用的问题再次被提起,新药琥珀酸索利那新临床试验得到的结果,不良反应发生率明显低于酒石酸托特罗定和奥昔布宁,疗效也好一些。总结了一下“治疗OAB的那些药”的不良反应都有哪些,呵呵,大家作为参考吧,我也不是专业医生,只能就自己知道的大概说一说。一, 首先来说比较传统的药——托特罗定(酒石酸托特罗定/舍尼亭):具有轻、中度抗胆碱能作用,可能会产生口干、消化不良、眼干、头痛和便秘。。想必好多OAB患者都知道,提起托特罗定的副作用,大家第一个想到的就是口干,这个应该是它最常见的不良反应了,不过一般来说还过得去,停药以后也会很快就没有了,还有就是眼干、头痛也很多。不太常见的比如胸痛、过敏,重度的还会有点精神问题,不过据说是非常非常少见的二, 再来看奥昔布宁(盐酸奥昔布宁):查了查这个药,其实最常见的反应仍然是口干,有些时候还会有乏力或者头痛这样的反应,不过和托特罗定一样,也属于比较能忍受的范围,但是发生率高三, 最后看看新药琥珀酸索利那新(卫喜康):这个是现在新推出的药,不良反应仍然是以口干为主,不过发生率要下降了很多,毕竟是新药嘛,可能对病症的针对性更强一些。

  • 脱硝除尘电价大调整 脱硝设备将爆发性增长

    [size=24px][color=#2d374b][back=#f8f8f8][b]国家发改委近日发出通知。[/b][/back][/color][/size][size=24px][color=#2d374b][/color][/size][size=24px][color=#2d374b][back=#f8f8f8][b]决定自9月25日起提高可再生能源电价附加征收标准,这一环保电价政策的大调整,将对落实《大气污染防治行动》有着较大的影响。[/b][/back][/color][/size][size=24px][color=#2d374b][/color][/size][size=24px][color=#2d374b][back=#f8f8f8][b]脱硝设备市场也将被带动,有望重现脱硫市场的快速增长。[/b][/back][/color][/size][font=宋体][color=#2d374b][/color][/font]

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