[实用新型]一种焦炉烟道废气脱硫脱硝及余热回收的一体化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及焦炉烟道废气污染物控制及热回收技术领域，具体涉及一种焦炉烟道废气脱硫脱硝及余热回收的一体化系统。

背景技术

焦炉烟囱排放的污染物，主要含SO₂、NO_X及粉尘颗粒物。研究表明，气相SO₂、NO_X是PM2.5的前驱体，粉尘颗粒物是PM10的主要成分，由SO₂、NO_X、VOCs等前驱体转变的PM2.5的量比直接排放的还多，SO₂、NO_X与粉尘颗粒物是形成雾霾和酸雨的主要物质。近年来我国SO₂、NO_X的排放量屡居世界首位，大气污染和酸雨问题已经对人类健康和生态系统造成了严重的危害，成为制约我国经济社会可持续发展的重要因素，政府和社会对其的重视也达到了空前的高度。

焦炉烟囱排放的SO₂是焦炉加热煤气中所含硫化物燃烧产生的，主要包含焦炉加热用焦炉煤气中H₂S燃烧所生成的SO₂；焦炉加热用焦炉煤气中有机硫燃烧所生成的SO₂；因焦炉炉体窜漏导致荒煤气进入燃烧系统，其中所含的硫化物燃烧所生成的SO₂。焦炉烟道废气中排放的SO₂根据各厂煤气净化的程度和焦炉的管理水平，一般在100~600mg/m³。

燃气在焦炉立火道燃烧时，会产生氮氧化物（NO_X），氮氧化物通常多指NO和NO₂的混合物，大气中的氮氧化物破坏臭氧层，造成酸雨，污染环境。研究表明，在燃烧生成的NO_X中，NO占95%，NO₂为5%左右，在大气中NO缓慢转化为NO₂。焦炉烟囱废气排放的NO_X浓度一般在800~1200mg/m³。

焦炉煤气中的碳颗粒物在加热时形成碳黑，焦炉煤气中的烃类热裂解也形成碳黑，焦炉炭化室逸出的粗煤气（粗煤气中含焦油和细分散煤尘）进入到燃烧室，形成的废气中的碳颗粒浓度可达到100mg/m³以上。

2012年6月27日国家环境保护部及国家质量监督检验检疫总局共同发布了《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012），要求从2015年1月1日起，现有企业执行“表5”规定；自2012年1月1日起，新建企业执行“表5”规定；特别地区执行“表6”更严格的规定，GB16171-2012中“表5”、“表6”具体规定见下表。

表1GB16171-2012中“表5”、“表6”焦炉烟囱大气污染物排放浓度限值

与电厂等其他行业烟道废气相比，焦炉烟道气脱硝具有以下特点：

1）焦炉烟道气温度较低。受焦炉炉型、燃料类型、操作制度、现场管理水平等因素的影响，不同焦化厂焦炉烟道气温度差别很大，一般在220-290℃之间。相比电厂300-400℃的烟气温度，焦炉烟道气温度相对较低，如果直接采用电厂烟气脱硝所用的催化剂进行脱硝，脱硝效率低，很难满足国家排放标准要求。

2）焦炉烟囱必须始终处于热备状态。与电厂烟气相比，焦炉烟道气经过脱硫脱硝以后必须回到焦炉烟囱排放至大气，使焦炉烟囱始终处于热备状态。经过脱硫脱硝后的烟道气温度必须高于烟气露点温度，且不得低于130℃，否则无法直接采用电厂常用的湿法脱硫技术进行烟道气脱硫。

3）NO_X含量较高。目前运行的焦化厂焦炉烟道气中NO_X含量为800-1200mg/Nm³。

4）NH₃逃逸率的控制是个难点。如果采用电厂常用的NH₃—SCR法对焦炉烟道气进行脱硝，由于低温脱硝效率较低，所以经过脱硝后的NH₃逃逸量很难满足国家排放标准要求。

5）独立焦化厂采用焦炉煤气加热焦炉烟道废气含水约为20%。采用常规湿法脱硫工艺产生大量废水形成二次污染，采用常规石灰干法脱硫，形成大量的固体二次污染物。