焦化厂烟气脱硝脱硫一体化解决方案

110万吨/年焦炉烟气脱硝脱硫一体化技术方案110万吨/年焦炉烟道气与脱硝脱硫一体化设计方案廊坊市晋盛节能技术服务有限公司目录1.项目概述.....................................................................21.1.项目概况...............................................................22.设计依据.....................................................................22.1.设计原则...............................................................22.2.设计标准...............................................................32.3.设计原始参数...........................................................32.3.1烟气参数...........................................................32.3.2气候条件...........................................................42.4.设计要求...............................................................42.5.工程范围...............................................................43.烟气脱硫脱硝一体化工艺.......................................................53.1.总工艺流程.............................................................53.2.脱硝工艺...............................................................53.3.脱硫工艺...............................................................74.烟气脱硫脱硝一体化技术说明...................................................84.1.脱硝技术...............................................................84.1.1脱硝系统的构成.....................................................84.1.2脱硝系统主要设备...................................................94.2.脱硫技术..............................................................114.2.1脱硫工艺描述......................................................114.2.2脱硫主要设备......................................................115.经济及环境效益分析..........................................................135.1脱硫脱硝环境效益及节约费用..............................................135.2脱硫脱硝运行费用........................................................135.3脱硫脱硝投资费用........................................................145.4设备清单................................................................131.项目概述1.1.项目概况焦化厂是专门从事冶金焦炭生产及冶炼焦化产品、加工、回收的专业工厂。焦炉烟囱排放的大气污染物为焦炉煤气燃烧后产生的废气，主要有SO2、NOx及烟尘等，污染物呈有组织高架点源连续性排放，是污染最为严重的行业之一。2012年6月，环境保护部及国家质量监督检验检疫局联合发布了《炼焦化学工业污染物排放标准》，明确规定了焦化工业的大气污染物排放标准。廊坊市晋盛节能技术服务有限公司一体化烟气治理技术，就是将烟气烟气除尘技术，烟气脱硫、脱硝技术捆绑在一起，形成一套集成创新的装置，这套装置既能除尘、脱硫、脱硝，从而达到烟气资源化利用的目的。从此改变烟气治理只有投入，没有产出的困境。2.设计依据2.1.设计原则2.1.1脱硫脱硝对尾气同时进行脱硝及脱硫治理。采用高效、先进、运行稳定、管理方便的治理工艺及技术，保证废气的达标排放；烟气净化治理不影响焦化厂生产工艺的正常运行。精心布设系统的流程，减少运行过程的物耗及能耗，降低运行成本；根据工程的实际情况尽量减少脱硝装置的建设投资。改造工程将充分利用现有设备和场地，力求工艺流程和设备布置合理。所有设备的制造和设计完全符合企业标准及安全可靠，连续有效运行的要求，确保净化系统能够安全、稳定的运行。2.2.设计标准脱硫脱硝设计标准《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国大气污染防治法》《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）；《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）；《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）；《火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性催化还原法》（HJ562-2010）；《工业金属管道设计规范》（GB50316—2000）；《电力工程电缆设计规范》(GB50217－94)；《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB50229－96)；《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》（HGJ229—91）；《室外给排水设计规范》（GBJB-86）；《机械设备安装工程施工及验收规范》(TJ231-78)；《自动化仪表工程施工及验收规范》（GB50093—2002）；《电气装置安装工程电器设备交接试验规程》（GB50150—91）；《火力发电厂设计技术规程》DL5000-2000；《继电保护和安全自动装置技术规程》DL400-91；《电力工程直流系统设计技术规程》DL/T8044-2004；《低压配电设计规范》DL/T50044-95；《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》DL5033－1996；《火电厂环境监测技术规范》DL414－91；《火力发电厂热工自动化就地设备安装、管路及电缆设计技术规定》DL/T5182－2004；2.3.设计原始参数2.3.1烟气参数某焦化厂焦化烟囱共有2座，每座烟囱的烟气参数如表1-1所示。表1-1烟气参数2.3.2气候条件2.4.设计要求脱硫脱硝工程技术性能指标2.5.工程范围一、项目内容（1）烟气SCR脱硝系统、脱硫系统的详细工程设计和施工。（2）成套设备和材料供货。（3）技术服务。二、施工界线及相关条件（1）烟气进出口管道及阀门（2）给水管道进口至蒸汽管道出口，以平台框架为界（3）控制柜与设备间的仪表线由乙供，动力电缆及电源由甲方供货（4）界区外的汽水管线、氨水管线、阀门、电缆等辅材由甲方自理序号名称烟气参数备注单位数据1烟气流量Nm3/h3000002烟气温度℃280-2903入口粉尘浓度mg/Nm3204入口NOx浓度mg/Nm318005入口SO2浓度mg/Nm3450序号名称初始浓度(mg/Nm³)排放浓度(mg/Nm³)脱除率（%）备注2NOx1800≤500≥72.23SO2450≤50≥77.784氨逃逸≤5ppm（5）软化水由甲方自理（6）脱硫废液及水池由甲方自理3.烟气脱硫脱硝一体化工艺3.1.总工艺流程从焦化厂烟囱出来的280℃-290℃的烟气首先进入SCR反应器进行脱硝，脱硝后的烟气进入余热锅炉，余热回收后的烟气温度大约在160℃，此时再进入脱硫塔进行脱硫，脱硫后的烟气从脱硫塔除雾后排入大气。工艺流程图如图3-2所示3.2.脱硝工艺由某焦化厂给出的数据来看，烟气中的氮氧化物的初始浓度为1800mg/m³，要达到排放标准规定的500mg/m³，必须满足脱硝效率≥72.2%。现在工业上广泛应用的脱硝技术为SCR（选择性催化还原法）和SNCR（选择性非催化还原法）。但是SNCR脱硝效率低，一般不超过70%，所用还原剂消耗量较大，同时SNCR法是在炉膛内部喷射还原剂，会对生产工艺造成影响。炼焦炉的生产工艺的特点不允许在炼焦炉的内部进行喷氨脱硝，因此SNCR法不适用本项目烟气的脱硝。SCR自20世纪80年代初开始逐渐应用于燃煤锅炉烟气脱硝。至今已被公认为烟气脱硝的主流技术。脱硫塔SCR反应器氨水储罐罐氧化风机焦化厂烟囱吹灰系统废气达标烟气氧化风吹扫风氨水溶液硫酸铵/硫酸亚铵氨水选择性催化还原(SelectiveCatalyticReduction,SCR)技术是一种成熟的商业性NOx控制处理技术。脱硝原理是在280-400℃下，将含氨的还原剂喷入烟气中，在催化剂的作用下，还原剂有选择性地把烟气中的NOX还原为无毒无污染的N2和H2O，还原剂可以是液氨、氨水、尿素、碳氢化合物(如甲烷、丙烯等)等。以氨为还原剂的SCR反应如下：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(3-1)4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O(3-2)上面第一个反应是主要的，因为烟气中几乎95%的NOX以NO的形式存在。图3-1烟气中NOx与喷射氨的反应示意图与其他脱硝方法比较，我公司采用的SCR脱硝具有不可比拟的优势：①脱硝效率高，高达96%，对NOx的脱除效果十分显著。我公司拥有自行研发的低温催化剂配方能高效满足初始NOx浓度高达2000-4700mg/m³的烟气脱硝，不仅节约成本，而且节约了反应器空间占地位置。②技术成熟。自20世纪80年代初开始逐渐应用于燃煤锅炉烟气脱硝，经过几十年的理论研究和实际应用，SCR技术已经被公认为烟气脱硝的主流技术；我们在低温（250℃-280℃）烟气脱硝领域，已有运行二年多的应用业绩。③无二次污染物。反应最终产物为无害的N2和H2O，没有废液产生，无二次污染。④脱硝装置性能可靠、稳定，设备可用率达98%以上。SCR脱硝技术在全球范围内有数百台的成功应用业绩和十几年的运行经验，作为末端技术具有良好的可保障性。⑤工艺系统简单，容易操作。3.3.脱硫工艺目前湿法脱硫技术占脱硫总量的80%以上。按照脱硫原料的不同，湿法脱硫分为：石灰-石膏法脱硫、双碱法脱硫、氨法脱硫、镁法脱硫、海水脱硫等。焦化厂尾气脱硫要求满足脱硫效率为77.78%，同时焦化厂有浓度为5%的废氨水可以利用。因此，在满足工艺要求及脱硫效率的基础上，我们设计采用焦化厂循环氨水作为脱硫催化剂的脱硫工艺。氨法脱硫是利用碱性脱硫剂和酸性SO2之间的化学反应来脱硫的，氨吸收硫酸生产尾气中的SO2,生产亚硫铵和硫铵。第一步，SO2和NH3的反应为基础的吸收过程：SO2＋H2O＋xNH3=(NH4)xH2－XSO3（1）因此，采用氨法脱硫首先得到亚硫酸铵中间产品。第二步，采用空气对亚硫铵直接强制氧化：(NH4)XH2-XSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4(2)此过程是将吸收中间产物不稳定的亚硫酸铵氧化成稳定的硫酸铵，以制得农用的硫铵化肥。也可用硫酸、硝酸、磷酸等对亚硫铵进