[發明專利]一種焦爐煙道廢氣脫硫脫硝及余熱回收的一體化系統

在審

• 申請號: 201510630517.3
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105169943A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 任毅;李東林;周禮;唐茂輝;陳洪會
• 申請（專利權）人: 成都華西堂投資有限公司
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56;B01D53/83;B01D53/50;B01D46/02;F22B1/18
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 鄒翠

技術領域

本發明涉及焦爐煙道廢氣污染物控制及熱回收技術領域，具體涉及一種焦爐煙道廢氣脫硫脫硝及余熱回收的一體化系統。

背景技術

焦爐煙囪排放的污染物，主要含SO₂、NO_X及粉塵顆粒物。研究表明，氣相SO₂、NO_X是PM2.5的前驅體，粉塵顆粒物是PM10的主要成分，由SO₂、NO_X、VOCs等前驅體轉變的PM2.5的量比直接排放的還多，SO₂、NO_X與粉塵顆粒物是形成霧霾和酸雨的主要物質。近年來我國SO₂、NO_X的排放量屢居世界首位，大氣污染和酸雨問題已經對人類健康和生態系統造成了嚴重的危害，成為制約我國經濟社會可持續發展的重要因素，政府和社會對其的重視也達到了空前的高度。

焦爐煙囪排放的SO₂是焦爐加熱煤氣中所含硫化物燃燒產生的，主要包含焦爐加熱用焦爐煤氣中H₂S燃燒所生成的SO₂；焦爐加熱用焦爐煤氣中有機硫燃燒所生成的SO₂；因焦爐爐體竄漏導致荒煤氣進入燃燒系統，其中所含的硫化物燃燒所生成的SO₂。焦爐煙道廢氣中排放的SO₂根據各廠煤氣凈化的程度和焦爐的管理水平，一般在100~600mg/m³。

燃氣在焦爐立火道燃燒時，會產生氮氧化物（NO_X），氮氧化物通常多指NO和NO₂的混合物，大氣中的氮氧化物破壞臭氧層，造成酸雨，污染環境。研究表明，在燃燒生成的NO_X中，NO占95%，NO₂為5%左右，在大氣中NO緩慢轉化為NO₂。焦爐煙囪廢氣排放的NO_X濃度一般在800~1200mg/m³。

焦爐煤氣中的碳顆粒物在加熱時形成碳黑，焦爐煤氣中的烴類熱裂解也形成碳黑，焦爐炭化室逸出的粗煤氣（粗煤氣中含焦油和細分散煤塵）進入到燃燒室，形成的廢氣中的碳顆粒濃度可達到100mg/m³以上。

2012年6月27日國家環境保護部及國家質量監督檢驗檢疫總局共同發布了《煉焦化學工業污染物排放標準》（GB16171-2012），要求從2015年1月1日起，現有企業執行“表5”規定；自2012年1月1日起，新建企業執行“表5”規定；特別地區執行“表6”更嚴格的規定，GB16171-2012中“表5”、“表6”具體規定見下表。

表1GB16171-2012中“表5”、“表6”焦爐煙囪大氣污染物排放濃度限值

與電廠等其他行業煙道廢氣相比，焦爐煙道氣脫硝具有以下特點：

1）焦爐煙道氣溫度較低。受焦爐爐型、燃料類型、操作制度、現場管理水平等因素的影響，不同焦化廠焦爐煙道氣溫度差別很大，一般在220-290℃之間。相比電廠300-400℃的煙氣溫度，焦爐煙道氣溫度相對較低，如果直接采用電廠煙氣脫硝所用的催化劑進行脫硝，脫硝效率低，很難滿足國家排放標準要求。

2）焦爐煙囪必須始終處于熱備狀態。與電廠煙氣相比，焦爐煙道氣經過脫硫脫硝以后必須回到焦爐煙囪排放至大氣，使焦爐煙囪始終處于熱備狀態。經過脫硫脫硝后的煙道氣溫度必須高于煙氣露點溫度，且不得低于130℃，否則無法直接采用電廠常用的濕法脫硫技術進行煙道氣脫硫。

3）NO_X含量較高。目前運行的焦化廠焦爐煙道氣中NO_X含量為800-1200mg/Nm³。

4）NH₃逃逸率的控制是個難點。如果采用電廠常用的NH₃—SCR法對焦爐煙道氣進行脫硝，由于低溫脫硝效率較低，所以經過脫硝后的NH₃逃逸量很難滿足國家排放標準要求。

5）獨立焦化廠采用焦爐煤氣加熱焦爐煙道廢氣含水約為20%。采用常規濕法脫硫工藝產生大量廢水形成二次污染，采用常規石灰干法脫硫，形成大量的固體二次污染物。