SDS脫硫技術(shù)在干熄焦煙氣脫硫上的應(yīng)用

樊響 鄧志鵬

(1:北京中冶設(shè)備研究設(shè)計(jì)總院有限公司 北京 100029;2:北京市鋼鐵冶金節(jié)能減排工程技術(shù)研究中心 北京 100029)

1 前言

隨著煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB16171-2012)頒布后，特別區(qū)域焦化廠干熄焦煙氣的SO2排放控制要求規(guī)定現(xiàn)有企業(yè)排放限值為150mg/Nm3，新建企業(yè)排放限值為80mg/Nm3。當(dāng)前多數(shù)企業(yè)的干熄焦均未增設(shè)相應(yīng)的脫硫改造設(shè)備，SO2排放超標(biāo)。現(xiàn)有成熟的脫硫技術(shù)有干法、半干法和濕法三類，針對(duì)干熄焦煙氣SO2濃度高、煙氣量小等特點(diǎn)，SDS脫硫技術(shù)在滿足工藝效率的同時(shí)，能夠降低運(yùn)行和投資的成本，取得很好的應(yīng)用效果。

2 干熄焦概況

干熄焦煙氣主要為干熄爐預(yù)存段放散煙氣、干熄爐爐頂放散煙氣和惰性氣體循環(huán)風(fēng)機(jī)放散煙氣。這幾部分的煙氣受整個(gè)干熄焦系統(tǒng)壓力、溫度、可燃?xì)怏w成分等因素根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整放散煙氣。本次案例的干熄焦處理能力為140t/h，干熄焦放散煙氣量為25000Nm3/h，二氧化硫的排放為1000mg/Nm3。目前，干熄焦環(huán)境除塵設(shè)備對(duì)焦炭裝入裝置、排出裝置和放散裝置的煙氣進(jìn)行收集處理，除塵設(shè)備僅能降低顆粒物濃度，而放散裝置煙氣SO2濃度一般為1000mg/Nm3，達(dá)不到超低排放要求。煙氣排放情況見(jiàn)下表。

表1 放散煙氣背景數(shù)據(jù)

3 SDS脫硫技術(shù)的改造

來(lái)自干熄焦的140-180℃的放散煙氣進(jìn)入SDS脫硫反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)煙氣中的SO2與磨機(jī)系統(tǒng)噴入的小蘇打反應(yīng)得以脫除，完成脫硫后煙氣進(jìn)入布袋除塵器，脫硫生成的固態(tài)產(chǎn)物與煙氣中煙塵一起被高效捕集，脫硫除塵后溫度約130～170℃的凈化煙氣經(jīng)原引風(fēng)機(jī)進(jìn)入原煙囪排放。脫硫除塵后煙氣SO2<30mg/Nm3，粉塵<10mg/Nm3。工藝流程圖如圖1。

圖1 工藝流程圖

本次改造的工藝系統(tǒng)主要包括：脫硫劑制備系統(tǒng)、脫硫塔系統(tǒng)、布袋除塵系統(tǒng)及副產(chǎn)物排放系統(tǒng)。

3.1 脫硫劑制備系統(tǒng)

外購(gòu)的袋裝碳酸氫鈉粉通過(guò)上料葫蘆進(jìn)入原料儲(chǔ)倉(cāng)，儲(chǔ)倉(cāng)配有倉(cāng)底流化系統(tǒng)，以防吸潮和結(jié)塊。碳酸氫鈉粉進(jìn)入磨機(jī)料斗，其加入量由倉(cāng)底的星型卸料閥進(jìn)行控制。磨機(jī)料斗內(nèi)的脫硫劑由料斗底部的螺旋定量加料機(jī)送入超細(xì)磨粉系統(tǒng)，然后制備好的脫硫劑由噴射系統(tǒng)噴入SDS反應(yīng)器中。袋裝碳酸氫鈉粉通過(guò)上料葫蘆進(jìn)入原料儲(chǔ)倉(cāng)時(shí)需采取除塵措施。

3.2 脫硫塔系統(tǒng)

從干熄焦引入的高溫?zé)煔馔ㄟM(jìn)入SDS脫硫反應(yīng)器，在SDS反應(yīng)器內(nèi)噴入碳酸氫鈉超細(xì)粉，碳酸氫鈉超細(xì)粉在高溫?zé)煔獾淖饔孟路纸獬龈呋钚蕴妓徕c和二氧化碳，活性強(qiáng)的Na2CO3與煙道內(nèi)煙氣中的SO2及其他酸性介質(zhì)充分接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，被吸收凈化。脫硫后粉狀顆?；译S氣進(jìn)入布袋除塵器，附著在布袋上的脫硫劑可進(jìn)一步脫硫，布袋除塵器出口SO2及顆粒物均達(dá)到排放要求。脫硫塔外設(shè)置微孔復(fù)合隔熱材料保溫層。出口SO2排放濃度平均不高于30mg/Nm3。系統(tǒng)主要完成的化學(xué)反應(yīng)為：

2NaHCO3(S)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)

(1)

2SO2(g)+2Na2CO3(s)+O2=2Na2SO4(s)+2CO2(g)

(2)

副反應(yīng)：

SO3(g)+Na2CO3(s)=Na2SO4(s)+CO2(g)

(3)

2HCL(g)+Na2CO3(s)=2NaCL(s)+CO2(g)

(4)

3.3 布袋除塵系統(tǒng)

除塵設(shè)備采用長(zhǎng)袋低壓噴吹離線脈沖布袋除塵器。煙氣沿每一倉(cāng)室的入口進(jìn)入除塵器。煙氣經(jīng)過(guò)分配板均勻分配后，通過(guò)除塵袋。這樣，較重的顆粒就會(huì)立即掉落進(jìn)接收漏斗里。然后，煙氣流穿過(guò)除塵袋(由外向里)，被分離出的顆粒留存在濾袋的外面上，而干凈的煙氣經(jīng)每個(gè)倉(cāng)室的出口離開(kāi)除塵袋。

長(zhǎng)袋低壓脈沖除塵器1臺(tái)，

過(guò)濾風(fēng)速：≤0.65m/min，

濾袋尺寸：Φ160×8000

設(shè)備阻力：≤1500Pa

設(shè)備耐壓：-8000Pa～8000Pa；

噴吹耗量：≤5m3/min(0.5～0.7MPa)，間斷使用；

氣力輸灰耗氣量：≤6m3/min(0.5～0.7MPa)，間斷使用；

材質(zhì)為耐高溫脫硫?qū)Ｓ脼V袋。

3.4 副產(chǎn)物排放系統(tǒng)

布袋除塵器底部收集的脫硫灰采用氣力輸送的方式，經(jīng)除塵器灰斗下部倉(cāng)泵送至副產(chǎn)物灰倉(cāng)。副產(chǎn)物灰倉(cāng)采取有效的密閉或防潮措施，防止吸濕板結(jié)。

4 改造后的效果

經(jīng)SDS脫硫改造后，干熄焦二氧化硫的排放實(shí)現(xiàn)的30mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)粉塵也控制在10mg/Nm3以內(nèi)。SDS脫硫技術(shù)很好的解決效率要求，發(fā)揮低投資、占地面積小和運(yùn)行維護(hù)難度低等優(yōu)勢(shì)，很好的應(yīng)用于140t/h干熄焦高濃度SO2的脫硫技改領(lǐng)域。

表2 放散煙氣排放參數(shù)

5 結(jié)論

通過(guò)工程應(yīng)用，從投資和運(yùn)行角度，SDS脫硫技術(shù)很好的適用于干熄焦煙氣脫硫改造上。投資占地小，改造簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，同時(shí)很好的滿足超低排放的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)干熄焦煙氣SO2實(shí)現(xiàn)的30mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)，粉塵也控制在10mg/Nm3以內(nèi)。