循環流化床干式超凈裝置在焦化煙氣治理中的應用

文_陳潘虹 福建龍凈脫硫脫硝工程有限公司

越南和發集團建設年產約500萬噸鋼綜合鋼廠，本工程利用焦爐廢氣余熱進行發電，同時進行焦爐廢氣的治理。一期及二期工程總規模為8×70t/h焦爐廢氣余熱鍋爐配套D-MEC循環流化床干式超凈裝置及輔助設施。

該D-MEC循環流化床干式超凈裝置是國外焦爐煙氣首次采用該技術投運，因此具有較好的研究意義。

1 項目設計

1.1 工藝流程及參數

工藝流程：焦爐（4組）→余熱鍋爐→脫硫反應塔→布袋除塵器→鍋爐引風機（2×100%）→煙囪排放。設計參數見表1。

1.2 工藝原理及特點

裝置設計高度集成，通過一套D-MEC裝置，就可以完成SO2、粉塵、SO3、汞等多重污染物的高效治理。

D-MEC干式超凈工藝的新型循環流化床反應器主要有以下技術優點：整個反應塔內有較高的床層，床層內含有大量的吸收劑物料，單位體積內的物料顆粒量和濃度非常大，加上整段的反應溫度和濕度控制合理，因此對于SO2、SO3、HCl等有害氣體的吸收效率高達95%以上。

D-MEC干式超凈所具有的高濃度床層是其他脫硫除塵裝置所不具備的，因此這對于其高效脫除SO2等有害氣體是一個非常好的先天條件。

汞等重金屬被高細吸收劑顆粒吸附在表面并固化，脫除效率同樣非常高。對于該技術在鋼鐵、焦化、電廠、水泥等諸多行業復雜煙氣、污染物成分較多的項目應用十分廣泛。

脫硫吸收塔后面布置有布袋除塵器，其二者連接通過特殊設計進行布置，脫硫塔出口已絮集的顆粒通過下進風的方式進入布袋除塵器，避免了顆粒的破碎和分解，氣體流場更順暢合理，脫除粉塵更高效。

同時，布袋除塵器通過特除設計，其布袋布置和清灰方式和普通項目有一定區別，采用了大氣量低壓旋轉噴吹。同時布袋表面的濾餅層對于細微顆粒物的攔截效果也非常好，大大降低了出口排放粉塵濃度。

運行溫度滿足高脫硫效率，同時滿足焦爐煙囪排放口最低溫度的要求。焦化的焦爐煙氣經余熱鍋爐熱量吸收后，進入D-MEC干式超凈裝置的煙氣溫度為200～240℃，由于脫硫運行溫度太高可能導致脫硫效率降低，而太低又可能無法滿足煙囪排放最低溫度的要求，造成排煙障礙而影響生產，因此合理選擇脫硫運行溫度非常關鍵，要求脫硫效率高但同時又要滿足煙囪排放口不能低于130℃的溫度要求。

生產過程無廢水、煙囪排放無水汽。D-MEC干式超凈裝置可高效脫除SO2和SO3，排放煙溫高于露點，同時由于排放溫度較高，煙囪無明顯水汽和白龍現象，效果非常好。同時，D-MEC裝置的脫硫除塵的收集灰均為干態，并且可以在當地進行資源化利用，因此沒有產生二次污染。

1.3 投運情況

本工程于2020年8套環保裝置全部投運，系統入口煙溫為200～240℃，入口SO2濃度為800～1000mg/Nm3。脫硫劑采用消石灰，通過吸收塔的噴水降溫和脫硫反應，出口SO2濃度小于50mg/Nm3，出口粉塵濃度小于10mg/Nm3，環保指標遠遠優于本項目的技術協議要求和當地的環保標準。

2 項目應用研究

2.1 運行溫度對脫硫效率的影響

入口溫度為200～240℃時，對本裝置的脫硫床層進行合理的控制和調節，并通過對高壓水系統調節開度的調整以調節脫硫運行溫度，考察此時脫硫效率與運行溫度的關系圖1。

圖1 脫硫效率與運行溫度的關系

通過運行曲線可以看出，運行溫度越低，效率越高，這主要是溫度越低、濕度越高，越有利于脫硫反應，當溫度降低至150℃時，脫硫效率可超過95%。

2.2 脫硫物料床層對脫硫效率的影響

入口溫度為200～240℃時，脫硫運行溫度為140℃，脫硫劑穩定給料，通過調整返料閥門的開度，考察此時脫硫效率與脫硫物料床層的關系如圖2。

圖2 脫硫效率與物料床層的關系

通過運行曲線可以看出，吸收塔物料床層越高，脫硫效率越高，當物料床層控制在1100Pa時，脫硫效率可超過95%。

2.3 脫硫物耗對脫硫效率的影響

入口溫度為200～240℃時，脫硫運行溫度為150℃左右，設計合理的吸收塔物料床層，通過調整給料器的頻率來調節脫硫劑給料量，考察此時脫硫效率與給料量的關系如圖3。

圖3 脫硫效率與物耗的關系

通過運行曲線可以看出，給料量越大，脫硫效率越高，當消石灰給料量達到0.25t/h時，脫硫效率可達95%。當給料量為0.3t/h時，脫硫效率可達99%。

3 結語

①D-MEC干式超凈裝置的成功投運表明，該技術在焦化行業的應用成功可靠。

②D-MEC干式超凈裝置對于焦爐煙氣的SO2、粉塵等多污染物的治理具有脫除效率高、煙囪透明、無廢水排放、無二次污染等特點，裝置總體運行效果非常好。

③通過對D-MEC裝置的試驗研究，分析了不同運行溫度、物料床層、給料量等對脫硫效率的影響。研究表明，通過對吸收塔的床層、運行溫度等工況調整，脫硫效率可以高達99%，系統的SO2實現高效脫除。

④DSC-M干式超凈裝置為企業可持續發展提供了更好的支持，為后續超凈改造，為鋼鐵燒結、焦化、電力、水泥等多行業、高復雜成分煙氣治理等提供了較好的方案和示范。