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摘要：本文研究了企业烟囱烟气脱硫和脱硝系统，在此基础上，结合实际的系统运用，对原有系统进行了改造和整合，总结了几种常用脱硫和脱硝方法的优点并分析了缺点，最终确定了采用SCR脱硝+氨脱硫技术的改造计划。在这项研究中，提出改善建议，实施后评估改善效果。
关键词：脱硫脱硝；改造；改善效果
0引言
某煤焦企业目前拥有6个煤焦炉，其中3号、4号焦炉顶装均为6.2 m，1 a内焦炭最多可产生120万t。而后对烟气进行处理，产量可达到2×16万m3/h，焦炉中的烟囱里有完整的处理系统，用于脱硫脱硝。高炉和焦炉中的煤气进行燃烧可以用来加热焦炉，煤气燃烧后产生烟气，烟气类型有多种，不同烟气中的SO2、NOx和颗粒物的含量也有所差异，为分析焦炉煤气和高炉煤气在燃烧时产生的有害物的含量，3号焦炉使用焦炉煤气进行焦化，而4号焦炉使用高炉煤气进行焦化，运行后产生的烟气的参考数据见表1和表2，废气的排放数据是基于每天的循环，每24 h的各种排放数据的平均值。
从表1、表2中数据可以看出，颗粒物浓度超过规定的排放值[1]，但其多出的量较小。这表明这两种煤气中的颗粒物含量很低。然而，通过系统进行脱硫和脱硝后，可以使得煤气中的颗粒物含量更低，从而减少污染物对环境的污染。
1项目改造的方案
如表3所示，几种脱硝方法经过比较，其中SCR法不仅技术成熟、脱硝效率最高可达到96%、并且，其反应温度和氨逃逸率都较低，因此本次改造选择SCR法脱硝。
根据比较列在表4中的几种典型脱硫方法的结果，发现氨法脱硫技术具有技术成熟度高、脱硫效率高、脱硫剂利用率高、副产品硫酸铵的循环利用（不会产生固体废物）等优点。因此，选择了氨法脱硫作为系统改造的脱硫技术。
“SCR脱硝+氨法脱硫”技术的应用已经比较成熟，该技术在脱硫和脱硝时的效率很高，都可以达到95%以上[2]。SCR脱硝在焦化烟气上的适配性很高，且其低温催化活性也很好。脱硝单元的SO2/SO3转化率不超过1%。此外，对脱硝反应器进行催化的模块可以单独的更换或者进行维修，且其在单独作业时并不会对其他的模块造成影响。其次，在脱硝过程中，氨可以与部分SO2反应形成（NH4）2SO4，从而降低脱硫系统中酸性氧化物气体的含量。
2项目改造后的运行效果
在新系统建设完成后，为评估脱硫和脱硝效果，进行了实际运行和运行数据分析。从数据分析的角度评估改造效果，找出系统存在的问题，并立即进行调整。运行时长为168 h。通过观察系统进场以及5号和6号焦炉烟囱出口的SO2、NOx、颗粒物的含量数据变化，可以进行深入分析。对实际监测结果和运行数据的变化进行综合对比，以评估改造效果的可行性和实际影响。这种综合分析有助于确定改造措施的有效性，并提供针对性的改进建议，以确保系统的运行符合环保要求并实现可持续发展目标。在运行期间（持续168 h），烟气温度保持在220～235℃之间。5号焦炉烟囱口的吸力从590 Pa增加到630 Pa，6号焦炉烟囱口的吸力从560 Pa增加到610 Pa。在加热期间，烟气被加热至240～250℃,以确保有效的热交换和后续处理。而在非加热期间，主要烟气温度保持在225～235℃,这一阶段旨在稳定烟气温度，以便进行下一步的处理或排放。通过合理控制不同阶段的温度，可以提高系统效率并优化烟气处理过程，从而实现更好的环保效果和能源利用率。图1显示了全168 h运行期间烟气流量的时间变化。在此期间，烟气流量基本稳定，脱硫和脱硝系统进口烟气流量主要在23万～25万m3/h之间波动。
在168 h的运行中，对脱硫和脱硝系统的入口和烟气出口进行了SO2、NOx和颗粒物浓度的监测。从图2所示的168 h运行中的SO2监测结果可以看出，SO2质量浓度主要在140～180 mg/m3之间波动。经过脱硫和脱硝处理后，出口的SO2质量浓度基本达到了30 mg/m3以下的目标。然而，由于5号焦炉使用焦炉煤气加热煤炭，导致煤气中的硫含量较高，燃烧后烟气中的硫含量也较高。相比之下，6号焦炉使用高炉煤气加热煤炭，导致煤气中的硫含量较低，燃烧后烟气中的硫含量也较低。因此，尽管进行了脱硫处理，但在5号焦炉烟囱出口检测到的SO2质量浓度略高于6号焦炉烟囱出口。在一些时段，SO2质量浓度监测值超过了30 mg/m3，为解决偶尔超标的SO2问题，可以考虑在脱硫过程中增加氨水的使用量。综合分析烟气中的SO2浓度监测结果，可以判断改造后的脱硫系统取得了预期效果，成功降低了SO2含量。
在系统运行的168 h内，焦化炉烟气中的NOx质量浓度主要保持在1 000 mg/m3到1 200 mg/m3之间（详见图3）。经过脱硝处理后，两个焦化炉烟囱出口的NOx质量浓度目标几乎全部降至150 mg/m3以下。综合分析表明，改造后烟气中的NOx质量浓度未超过150 mg/m3。脱硝系统改造基本成功。
连续运行168 h后，图4显示了焦化炉3号和4号的系统入口和烟囱出口的粒子浓度变化。从图4中可以看出，系统入口的微尘质量浓度在12～16 mg/m3之间变动，而3号的烟囱出口的微尘质量浓度为5~8 mg/m3，4号的烟囱出口的微尘质量浓度为4~6 mg/m3。但是，在加热过程中，系统的数据有时会发生变动。在脱硫和脱氮之前，废气中的颗粒物浓度不明显，安装湿式除尘（雾化）装置后，在脱硫过程中可以进一步降低系统中的颗粒物浓度，减少对环境的污染。综合分析结果显示，改造后的焦化炉3号和4号烟囱出口的粒子质量浓度稳定在15 mg/m3以下，证明改造工作取得了显著的成功。
3工艺运行的总结
1）根据系统入口的监测结果，NOx质量浓度平均值为1 105.75 mg/m3，变动范围为965~1 385 mg/m3。与设计值（1 200 mg/m3）相比，虽然差异较小，但烟道气体发生逆转时，瞬时值变动较大。SO2质量浓度的瞬时值是162.89 mg/m3，不超过设计的最大参数500 mg/m3。
2）经系统出口在线监测，焦炉煤气和高炉煤气脱硫后平均SO2质量浓度分别为20.06 mg/m3和10.43 mg/m3，符合要求。系统内NOx质量浓度监测指标与CEMS监测指标一致，均低于150 mg/m3。在3号和4号焦炉中，烟囱出口的颗粒物质量浓度必须保持在16 mg/m3以下，满足了改造条件。
参考文献
[1]炼焦化学工业污染物排放标准[C]//2012年干熄焦技术交流研讨会论文集，2012.
[2]刘婧艳.火力发电厂烟气脱硫控制系统应用DCS的实践与探索[D].西安：西安理工大学，2018后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
本文标签：
焦化厂烟气脱硝脱硫改造的运行效果分析论文
人参与 2025-01-09 10:18:26 分类 : 理学 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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