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行業(yè)動態(tài)
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焦化行業(yè)脫硝現(xiàn)狀及前景展望
作者:  來源: http://hmgnx.com/hydt/n1009.html   發(fā)布時間:2018-02-09

煉焦是將各種原料煤按一定的比例配合起來,在隔絕空氣的條件下加熱到9501050~C,配合煤經(jīng)過干燥、熔融、裂解、縮聚、半焦收縮,最終形成焦炭的過程。焦炭是最傳統(tǒng)的煤化工產(chǎn)品,由焦化工藝制得,是一種質(zhì)地堅(jiān)硬、呈銀灰色的塊狀炭質(zhì)材料,既可以作為還原劑、能源和供炭劑用于高爐煉鐵、沖天爐鑄造、鐵合金冶煉和有色金屬冶煉,也可以應(yīng)用于電石生產(chǎn)、氣化和合成化學(xué)等領(lǐng)域。焦化行業(yè)是一類重污染行業(yè),此行業(yè)工藝流程復(fù)雜,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高污染物質(zhì)較多,煉焦過程中產(chǎn)生的廢氣污染物包括TSPSO、HS、NH,、BAP、氮氧化物、苯、酚類、氰化氫等,對人體會產(chǎn)生不同程度的傷害。


我國于2012年發(fā)布并開始實(shí)施的《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB161712012),對煉焦化學(xué)工業(yè)企業(yè)的氮氧化物排放給出了明確的限值,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:新建煉焦化學(xué)工業(yè)企業(yè)自2012101日期焦?fàn)t煙囪的氮氧化物排放濃度限值不得超過500mg/m,自201511日起現(xiàn)有煉焦化學(xué)工業(yè)企業(yè)焦?fàn)t煙囪的氮氧化物排放濃度限值不得超過500ms/m。一些特殊地區(qū)的煉焦化學(xué)工業(yè)企業(yè)焦?fàn)t煙囪的氮氧化物排放濃度限值不得超過150mr/m。通過對多數(shù)煉焦化學(xué)企業(yè)的調(diào)查發(fā)現(xiàn):5.5m以上的搗固焦?fàn)t的煙道氣中氮氧化物含量一般在12001400mr/m之間,嚴(yán)重超過國家規(guī)定的上限,因此焦化行業(yè)氮氧化物治理迫在眉睫。

1、焦?fàn)t煙氣特點(diǎn)

焦化廠煙氣參數(shù)具有以下特點(diǎn):

(1)焦?fàn)t煙道氣溫度相對較低。相對火力發(fā)電煙氣溫度在300400oC之間而言,煉焦化學(xué)焦?fàn)t煙道廢氣溫度較低,一般在270℃左右。

(2)煙氣含水量大,一般在12%18%(v%)。

(3)燃料不同,導(dǎo)致焦?fàn)t煙氣中NO含量高低不一,一般在3001800mS/Nm。

(4)不同焦化廠,SO:含量差別較大。焦?fàn)t煙氣中SO:含量一般在501000mg/Nm

(5)粉塵含量不高,一般在2O50ms/Nm。

2、焦?fàn)t煙氣NO控制技術(shù)

對于焦?fàn)t氮氧化物的控制技術(shù)主要有兩種:一種是燃燒中脫氮,方法是改進(jìn)燃燒方式和生產(chǎn)工藝,另一種是燃燒后脫氮,方法是煙氣脫硝。

2.1燃燒中NO控制技術(shù)

目前國內(nèi)控制焦?fàn)t加熱煤氣燃燒低NO排放的技術(shù)措施現(xiàn)況如下:

(1)焦?fàn)t爐體結(jié)構(gòu)方面的措施有以下兩項(xiàng):一是7m及以上頂裝焦?fàn)t采用廢氣循環(huán)與多段加熱兩者相結(jié)合的低NO燃燒技術(shù)的復(fù)熱式爐型,焦?fàn)t煙囪排放廢氣中NO含量用焦?fàn)t煤氣加熱時低于500ms/m,基本可滿足新國標(biāo)的要求;若用貧煤氣加熱時為350ms/m;二是4.3m5.5m、6m頂裝和搗固焦?fàn)t大都采用單一方法的廢氣循環(huán)低NOx燃燒技術(shù)的復(fù)熱式爐型,不能滿足新國標(biāo)的要求。

(2)焦?fàn)t加熱操作控制方面主要有以下三種措施:一是煤氣加熱交換周期30min縮短為20min;二是控制合適的空氣過剩系數(shù)d;三是鋼鐵聯(lián)合型焦化企業(yè)的焦?fàn)t采用高爐煤氣進(jìn)行加熱。

2.2選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)

選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)是一種不需要催化劑,將含氨基的還原劑(如氨水,尿素溶液等)噴入爐內(nèi),在8501100~C的溫度范圍內(nèi),還原分解煙氣中的NOx,生成N2H2O,是一種清潔脫硝技術(shù)。與SCR相比,SNCR煙氣脫硝效率較低,一般為30%80%,而且會產(chǎn)生副產(chǎn)物N2O。

2.3選擇性催化還原(SCR)技術(shù)

目前SCR脫硝技術(shù)在電力、鍋爐行業(yè)技術(shù)比較成熟,但焦?fàn)t煙氣成分復(fù)雜,焦?fàn)t煙氣溫度比火力發(fā)電煙氣溫度低,火電行業(yè)成熟的SCR技術(shù)無法應(yīng)用,因此焦?fàn)t煙氣低溫SCR脫硝技術(shù)還處于中試研發(fā)階段。近年來,國內(nèi)外對低溫催化劑的研究主要集中在錳基、鐵基、鈰基、銅基等金屬氧化物催化劑方向上,其中Mn基低溫脫硝催化劑研究最為廣泛。錳氧化物有很多種類,如MnO2Mn5O8,Mn2O3,Mn3O4MnO等,不同價態(tài)的錳之間能相互轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生氧化還原性,使NOxNH3,的作用下轉(zhuǎn)化為N2。Kapteijn等采用不同方法和前驅(qū)體制備了一系列的純錳氧化物,得出MnO2的單位面積活性最高,Mn2O,的選擇性最高,并且在450K溫度下NO脫除效率都能達(dá)到90%TiO2具有很強(qiáng)的抗二氧化硫中毒能力,因此經(jīng)常被用作脫硝催化劑載體。Li等采用硝酸錳和醋酸錳兩種前驅(qū)體,用浸漬法制備了MNOx/TiO2催化劑。結(jié)果表明,用硝酸錳制備的催化劑在150℃時,NO轉(zhuǎn)化率為80%左右;而用醋酸錳制備的催化劑在150℃時,NO轉(zhuǎn)化率就達(dá)到100%。

2.4液體吸收法

用水或其他溶液吸收NO的方法較多,在硝酸廠和金屬表面處理行業(yè)中應(yīng)用廣泛。濕法工藝能夠以硝酸鹽等形式對NO中的氮進(jìn)行回收,設(shè)備簡單、投資少,但因?yàn)?/span>NO極難溶于水或堿溶液,因此吸收效率一般不很高??梢圆捎醚趸?、還原或絡(luò)合吸收的辦法以提高NO的凈化效果。主要吸收方法有水吸收法、酸吸收法、堿液吸收法。

3焦?fàn)t煙氣治理存在問題

3.1經(jīng)濟(jì)層面

國內(nèi)焦化企業(yè)主要分為獨(dú)立焦化企業(yè),煤焦聯(lián)營和鋼廠自建焦化廠。隨著焦炭價格的持續(xù)走低,三種焦化企業(yè)均生存不易,虧損嚴(yán)重。這樣的市場環(huán)境,環(huán)保部門強(qiáng)行要求企業(yè)執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn),使目前經(jīng)營本就比較困難的焦化行業(yè)更是雪上加霜,難以生存。焦化行業(yè)脫硫脫硝大量的投入及運(yùn)行費(fèi)用由企業(yè)自己承擔(dān),加劇了焦化行業(yè)的虧損,因此在焦化行業(yè)推行脫硝阻力較大。

3.2技術(shù)層面

目前,國內(nèi)的脫硝技術(shù)主要應(yīng)用在火力發(fā)電行業(yè),技術(shù)比較成熟,而煉焦行業(yè)到目前為止,還沒有應(yīng)用脫硝技術(shù),其主要原因是由于焦?fàn)t煙氣成分復(fù)雜,煙氣溫度比火力發(fā)電煙氣溫度低,目前成熟的SCR脫硝技術(shù)無法應(yīng)用。

4焦化行業(yè)脫硝市場前景

根據(jù)中國煉焦行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示,截至2014年年底,納入行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)的我國焦化企業(yè)約700余家,焦?fàn)t總數(shù)量約2000余座,真正能達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》第二時段標(biāo)準(zhǔn)(S02達(dá)到50mg/m、煙塵達(dá)到30mg/in、NOx達(dá)到500me,/m)的不足一成。按每條焦化生產(chǎn)線的煙氣脫硝治理投資15003000萬元來計(jì)算,那么,全國焦化行業(yè)的脫硝裝置投資約為300600億元,其脫硝市場巨大。

焦化企業(yè)要做到達(dá)標(biāo)排放,需要投入資金進(jìn)行脫硫脫硝并保證運(yùn)行,費(fèi)用較高。在這種情況下,亟須應(yīng)用一些能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的環(huán)保治理技術(shù),煙氣余熱回收與脫硫脫硝集成化技術(shù)就是最好的解決方案。焦?fàn)t煙氣余熱回收與脫硫脫硝集成化技術(shù)具有明顯的成本優(yōu)勢,按100萬噸焦?fàn)t產(chǎn)能分析,如果只有脫硫脫硝項(xiàng)目,僅設(shè)備投資就要1500萬元,每年運(yùn)行費(fèi)用約500萬元。但如果裝上余熱回收裝置,一年可回收余熱投資,最多3年就可收回收全部投資。這樣焦化企業(yè)就有了脫硫脫硝的積極性,促進(jìn)焦化脫硫脫硝市場的全面啟動。


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