發(fā)布時間：2020-05-26 14:42

【摘要】：為了滿足《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》(2012年)中的煉焦行業(yè)煙氣NO_X排放量控制在150 mg/m~3范圍內(nèi)的要求,本文在對國內(nèi)外現(xiàn)有焦爐煙氣NO_X控制工藝技術(shù)分析基礎上,以甘肅金昌鑫華焦化廠2x72孔5.5m搗固焦爐為研究對象,進行焦爐煙氣NO_X控制方案研究與工程設計。結(jié)果表明:(1)煙氣循環(huán)低氮燃燒系統(tǒng)可以降低煙氣NO_X含量,其投入運行后,煙氣NO_X明顯降低,NO_X含量由系統(tǒng)投入前的1200 mg/m~3降低到系統(tǒng)投入運行后的350mg/m~3;有利于降低燃后脫硝系統(tǒng)SCR裝置負荷,降低SCR運行成本。(2)煙氣循環(huán)低氮燃燒系統(tǒng)投入運行后,可以節(jié)約加熱煤氣量約10%,由系統(tǒng)投入前的20010 m~3/h降低到系統(tǒng)投入運行后的18000 m~3/h;焦爐高向加熱均勻性得到改善;煙氣溫度有所提高,由系統(tǒng)投入前的289℃上升到系統(tǒng)投入運行后的312℃,既有利于燃后SCR脫硝,又提高了煙氣余熱回收效率。(3)燃后SCR脫硝系統(tǒng)可以有效脫除煙氣NO_X,有利于進一步降低煙氣NO_X至150 mg/m~3以下;脫硝催化劑窗口使用溫度不低于160℃,當煙氣溫度從289℃上升到310℃,所選SCR催化劑活性提高,脫硝效率明顯提高,脫硝效率達90%。(4)SCR系統(tǒng)調(diào)試表明,當氨氮比從0.8逐步調(diào)至1.15時,脫硝效率呈現(xiàn)出先上升后下降趨勢,氨氮比的提高會使NH_3過量,過量的NH_3會與SO_2反應生成銨鹽,堵塞催化劑表面的活性孔位,影響NO_X脫除效率,故SCR脫硝系統(tǒng)最佳氨氮比為1.0,此時的脫硝效率為90%。(5)SCR系統(tǒng)調(diào)試表明,當空速從5000 h~(-1)提高到8000 h~(-1)時,脫硝效率呈現(xiàn)出先上升后下降趨勢;當空速設定為5500 h~(-1)時,脫硝效率為95%�？账龠^高時會使NO_X還原反應不充分,脫硝效率降低;空速過低時會使催化劑催化氧化SO_2形成銨鹽,堵塞催化劑表面的活性孔位,影響NO_X脫除效率。(6)SCR系統(tǒng)調(diào)試表明,當煙氣中氧氣體積從4%提升到10%時,脫硝效率呈現(xiàn)出先上升后下降趨勢,當氧含量控制在5%時,脫硝效率為95%;O_2濃度為5%時會促進NO與NH_3吸附在催化劑表面,而濃度過高會使SO_2氧化。(7)SCR系統(tǒng)調(diào)試表明,當煙氣中SO_2含量上升時,脫硝效率呈現(xiàn)出下降趨勢,當SO_2濃度為800 ppm時,脫硝效率下降到85%;SO_2含量過高會引起催化劑中毒,并且也容易被氧化為SO_3而容易形成銨鹽堵塞催化劑活性位。
【圖文】：

圖 2.1 脫硝反應器總括圖Fig. 2.1 Total diagram of denitrification reactor目前合肥晨曦、焦耐院、江蘇愛爾沃特三家單位在焦爐燃后 SCR 煙氣脫硝藝方面已得到廣泛應用，他們的工藝流程如下：自界區(qū)來的氨氣與氮氣在氨/氮氣混合器內(nèi)充分混合，經(jīng)噴氨格柵加入煙氣道中與煙氣均勻混合。氨的注入量是由 SCR 反應器進口 NOX濃度、煙氣溫度量值、煙氣流量來控制的。為保證氨不外泄，稀釋風機出口閥設有故障聯(lián)鎖關，并發(fā)出故障信號�；旌蠚怏w進入位于煙道內(nèi)的噴氨格柵，在注入格柵前設有手動調(diào)節(jié)和流量指儀，在系統(tǒng)投運初期可根據(jù)煙道進出口檢測 NOX濃度來調(diào)節(jié)氨的分配量，調(diào)結(jié)束后可基本不再調(diào)整。SCR 反應器操作溫度可在 250 ℃-400 ℃，溫度測量位于 SCR 反應器前的進口煙道上，出現(xiàn) 250-400 ℃溫度范圍以外的情況時，度信號將自動聯(lián)鎖關閉氨進入氨/空氣混合器的快速切斷閥。在 SCR 反應器內(nèi)與氧化氮反應生成氮氣和水，反應生成水和氮氣隨煙氣進入。在 SCR 進出口置 NO、O

圖 2.2 SCR 脫硝工藝流程圖Fig. 2.2 SCR denitrification process flow chart本工藝流程特別針對焦爐燃后煙氣脫硝設計，具有以下特點：1）為防止焦爐煙氣中焦油，焦塵、無定型炭黑等對催化劑的影響，特硝反應器前設置高溫分級過濾器，該設備可有效過濾焦油，焦塵、無定型碳氣中的顆粒物，特別防止焦爐串漏時產(chǎn)生大量黑煙時對催化劑的影響。2）系統(tǒng)設置聯(lián)鎖，當脫硝反應器入口煙塵濃度高于一定值時煙氣直接旁路，，避免了事故狀態(tài)時煙氣對催化劑的影響。（2）催化劑的選擇高效降低焦爐煙氣 NOX排放，一直是煤焦化行業(yè)尚未解決的技術(shù)難題內(nèi)部分科研機構(gòu)相繼研發(fā)出適合焦爐煙氣脫硝的低溫催化劑，其中較為成功合肥工業(yè)大學化學與化工學院、中冶焦耐工程技術(shù)有限公司和中科院大連物學研究所等研發(fā)的焦爐煙氣脫硝低溫催化劑。表 2.2 目前國內(nèi)實際運營的 SCR 工藝的經(jīng)濟技術(shù)對比
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X784;TQ426

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本文編號：2681996