根据GB1171-2012(表)的烟气排放标准,要求烟气中SO2浓度为30mg/Nm3,NOx浓度为10mg/Nm3。所以,焦化厂的烟气处理系统需要同时增设脱硫脱硝系统,以确保烟气达标排放。
本文主要分析了现在比较成熟的脱硝工艺技术方法,为以后焦化厂脱硫脱硝工艺的设计运行提供了基础。
烟气中的SO2是弱酸性物质,与适当的碱性物质反应可脱除烟气中SO2。按照吸收剂的形态,脱硫工艺一般可分为干法(半干法)和湿法。
车间生产分析各项指标简介
焦
炭
质
量
冶金焦率(%)
直径大于2毫米的焦炭称为冶金焦,直径在2毫米以上焦炭的重量在干全焦(含焦粉值)中所占的比重称为冶金焦率,。
焦粒率(%)
直径在10-2毫米的焦炭称为焦粒,它在全焦中所占的比重称为焦粒率。
焦粉率(%)
直径在小于10毫米的焦炭称为焦粉,它在全焦中所占的比重称为焦粉率。
M2
抗碎强度。当焦炭受到冲击力时,焦炭沿结构的裂纹或缺陷处碎成小块,焦炭抵抗这种冲击力破坏的能力成为抗碎强度。
利用米库姆转鼓等实验,模拟焦炭在运输、入高炉等过程中受到的撞击对焦炭粒度的影响,它是通过用定量的焦炭经过转鼓实验后,再用直径分别为2毫米和10毫米的圆孔筛进行人工筛分,将直径大于2毫米和直径小于10毫米的焦炭分别筛分出来,而它们在焦样中所占的比重分别为M2(抗碎强度)和M10(耐磨强度)
它是1994版标准.
M10
耐磨强度。当焦炭外表面受到的摩擦力**过气孔强度时,产生的表面薄层的分离现象,形成碎片和粉末,焦炭抵抗这种摩擦力破坏的能力较耐磨强度。
M40
抗碎强度。它是1980版标准。与1994版的区别在于圆孔筛的直径变为40毫米和10毫米。
M10
耐磨强度。解释同上。
生产焦(Mt)
生产焦水分。出炉熄焦后的焦炭试样在一定温度下干燥后的失重占干燥前焦样的百分数。
出厂焦(Mt)
出厂焦水分。要出厂的焦炭试样在一定温度下干燥后的失重占干燥前焦样的百分数
生产焦Ad
焦炭的灰分。焦炭试样在规定条件下燃烧后所得的残留物。
灰分是焦炭中的有害杂质,大部分由Na2O、FeO、Fe2O3、Al2O3组成。灰分过高的焦炭进入高炉时,就会增加石灰石用量,以便灰分变成熔渣。这就会使高炉的生产率降低,使高炉各项技术经济指标下降。焦炭在高炉内被加热到**炼焦温度时,由于焦质与灰分膨胀性不同,会沿灰分颗粒周
围产生并扩大裂纹,加速焦炭破碎或粉化。
生产焦Vdaf
焦炭挥发份。焦炭试样在规定条件下隔绝空气加热,并进行水分校正后的质量损失
挥发份的大小是衡量焦炭成熟的一个指标。挥发分过高,意味着焦炭欠熟,耐磨性差,强度差,会导致高炉的透气性不好;挥发分低,说明焦炭过火了,焦炭则易碎,在高炉操作中会落入炉渣内,使排渣困难。
生产焦Std
焦炭的硫分。
对高炉是一种十分有害的杂质。焦炭含硫每增加0.1%,焦比就增加1.2%-2.0%,生铁产量降低约2.0%。含量硫多的铁不适合于炼钢和铸造。因此,一般要求冶金焦的硫分少于1%。
综合合格率(%)
焦炭水分、灰分、挥发份、硫份各项指标都合格的次数占全部化验次数的比例成为,综合合格率
筛分(mm)
>80
直径大于80毫米的焦炭在焦炭中所占的比重。
0-80
直径在0-80毫米的焦炭在焦炭中所占的比重。
0--40
直径在0-40毫米的焦炭在焦炭中所占的比重。占的比例越大越好,在高炉中起到很好的支持作用。
40--2
直径在40-2毫米的焦炭在焦炭中所占的比重。
2--10
直径在2-10毫米的焦炭在焦炭中所占的比重。
<10
直径小于10毫米的焦炭在全焦中所占的比重。所有的筛分加在一起应该为**。
焦末含量(%)
直径小于2毫米的焦炭在全焦中所占的比重。它等于2—10、与<10比例之和。占的比例越少越好,在高炉炼铁中不利于通风。
固定碳
指煤经高温干馏后残留的固态可燃性物质,一般在焦炭中占80%-8%的比例。焦炭的工业分析就是对焦炭水分、灰分、挥发分和固定碳的综合测定,而固定碳的计算公式即为Cad(固定碳)=100-Mad(水分)-Aad(灰分)-Vad(挥发份).
焦
炉
管
理
K1
推焦计划系数,它反映推焦计划表中计划结焦时间与规定结焦时间相吻合的情况。 K1=(W-A1)/W
式中:W— 本班计划推焦炉数。
A1— 计划结焦时间与规定结焦时间相差±分钟以上的炉数。
K2
推焦执行系数,反映当班按推焦计划实际执行的情况。
K2=(N-A2)/M
式中:N— 每班实际推焦炉数。A— 与计划推焦时间相差±分钟以上的炉数。 M— 班计划推焦炉数
K3
推焦总系数,反映焦化厂和炼焦车间在遵守规定的结焦时间方面的总体管理水平。K3=K1×K2
K均
直行均匀系数(昼夜),它代表沿纵长方向各燃烧室昼夜平均温度的均匀性。 K均=(2M—A机-A焦)/2M
式中:M——燃烧室数(检修炉及缓冲炉除外)
A机、A焦——机侧、焦侧测温火道温度与平均温度相差±20℃(边炉±30℃)以上的个数。
K安
安定系数,它反应了直行温度的稳定性。K安=(2N—A机—A焦) / 2N
式中:N— 一昼夜内一座焦炉的直行温度测量次数。
A机、A焦—— 分别为机、焦侧测温火道的平均温度与标准温度相差±7℃以上的次数。
K横
横排系数K横,它反映了焦炉沿横向温度的均匀性 K横=(N-A)/N
式中:N:考核火道数
A:不合格的火道数。
a)对于每个燃烧室,实际火道温度与标准线相差±20℃以上的个数。
b)对于10排燃烧室,横排平均温度与标准线相差±10℃以上的个数。
c)对于全炉,横排平均温度与标准线相差±7℃以上的个数。
K炉
炉头系数,反应炉头温度的均匀性。
K炉头=(W-n)/W
式中:W:机侧或焦侧测温火道数。
n:炉头温度与平均温度相差±0℃以上的立火道数(边炉除外)
集气管压力
集气管内各点压力是不相同的,两端高而中部(吸气管处)低。如果集气管低压操作会导致炭化室内产生负压,使大量的空气从炉门不严密处进入炭化室,与焦炭燃烧或者与煤气燃烧,造成焦炭与煤气的损失,降低煤气的热值,影响加热的调节,此外还会影响焦炉炉体寿命;如果集气管压力过高则会导致炉门、翻板等处冒烟,而且不利于荒煤气的导出。因受热浮力影响,冬季集气管压力保持一般要比夏季高10-20PA左右。
集气管温度
我公司集气管温度一般保持在8℃左右,如果集气管温度低于80℃后,荒煤气中的焦油、萘等化学物将会不易溶于氨水,并凝固成稠状物质沉淀,不但不利于氨水的流动,严重时会堵塞焦油盒、集气管等。如果集气管温度过高(在停氨水的情况下就会*升高),要*往桥管和集气管内加入冷水,保证集气管温度不**过10℃,较高不能**过200℃,否则将会拉裂氨水管道和集气管道。
氨水压力
氨水压力分为高压和低压氨水,低压氨水起着冷却从炭化室析出的高温焦炉煤气,保护桥管和集气管作用,我公司1、2、3、4、号炉集气管系统均采用低压氨水操作,低压氨水一般保持在0.24-0.3MPa;高压氨水主要用于消烟装煤操作,它的工作原理是高压氨水从桥管喷头急速地往翻板座喷射,强大的喷射力使集气管内的低温荒煤气无法倒流进炭化室,同时在炭化室内产生负压,炭化室内的烟气被吸进集气管,这样便直到了无烟装煤的作用,但高压氨水在喷射过程中*将煤尘和烟气带入集气管中使焦油中含尘量和游离碳以及煤气中含氧量增加,*造成堵塞和爆炸,我公司、7号焦炉集气管系统将使用高压氨水操作。
氨水温度
桥管由生铁铸成,内设氨水喷嘴,氨水喷嘴的作用是把压力为0.24-0.3MPa,温度为7-8℃的氨水喷成雾状,由于部分氨水(2.%—3.0%)蒸发大量吸收荒煤气的热量,把荒煤气温度降低到100℃以下,同时煤气中约0%—70%的焦油冷凝下来。
若用冷水喷洒,氨水蒸发量降低,煤气冷却效果反而不好,并使焦油黏度增加。
配
合
煤
指
标
配合煤水分
水分是配合煤炼焦过程中的无用成分。当煤中有大量水分时,在加热过程中要吸收大量的热量使之变成水蒸气蒸发掉(一般水分每增加1%,所用标温一般要提高-8℃),另外水分过大装煤时使炭化室砌体骤冷,内应力负荷增大,影响炉体寿命。另外水分大时,炼焦加热速度变慢,炭化室内煤料堆比重降低,实验证明,水分对焦炭质量有直接的影响,当配合煤水分降低,焦炭强度能随之增加,所以对于炼制治金焦的配合煤,水分应小于10%,(我公司一般控制在10%-12%),水分越小越。
配合煤灰分
配合煤灰分指煤中所有可燃物质完全燃烧时,煤中矿物质在一定温度下经过一系列分解、化合等反应后剩下的残渣。在炼焦过程中灰分是惰性物质,配合煤中的灰分大部分会进入焦炭,当配合煤的灰分增高,不仅会影响焦炭的灰分,还会使焦炭的强度降低,对于炼制治金焦的配合煤,灰分应不**10%,越小越好。
配合煤硫分
硫是高炉炼铁的有害成分,含硫量的升高会使生铁的铸造件*脆裂,配合煤中的硫分有80%左右会转入焦炭,而在高炉炼铁过程中,焦炭的硫分每增加0.1%,则焦炭的耗量增加1.2%-2.0%,生铁产量减少2%以上。所以焦炭硫分一般要求小于1.0%-1.2%,而炼焦配合煤硫分应控制在1%以下。
配合煤挥发分
指煤在热分解时析出的气体和蒸汽的产物,也可以说是各种挥发性的**和无机化合物的总称,配合煤的挥发分取决于各单种煤的挥发分。一般情况下配合煤的挥发分应保持在24%-30%(我公司保持在24%-2%)。
挥发份过高,焦炭的平均粒度小,抗碎强度低,而且焦炭的气孔率高,对焦炭质量不利。
挥发份过低,煤料的黏结性变差,熔融性变差,耐磨强度降低,可能导致推焦困难。
配合煤G值
指煤的粘结指数,它不单能较好表征煤的黏结性,而且可用作指导炼焦配煤、预测焦炭强度的较好指标。另外它也是我国煤分类的主要指标之一。
配合煤X值
指配合煤的较终收缩度,它主要取决于煤的挥发分、熔融、和收缩等性质。X值可表征煤料在生成半焦后的收缩情况,该指标对焦炉中焦饼的收缩、焦块的块度、裂纺的多少及推焦是否顺利等有参考。但它不能反应炼焦过程中煤的真正收缩情况。
配合煤Y值
胶质层厚度。是用烟煤胶质层指数测定仪测出的煤料较大的胶质层厚度称为胶质层厚度,用Y来表示,单位为毫米。
配合煤细度
指配合煤经粉碎后,经筛分小于3毫米的部分占全部煤料的重量百分数。配合煤中,大颗粒的含量增加,就会造成弱粘结性煤和惰性物质的熔融不好,出现较多的裂纹中心,影响焦炭质量。若过多地增加细粒煤的含量,则会增大煤粒的表面积,减少配合煤的堆积密度,影响焦炭质量,同时对装煤的操作不利
焦
炉
煤
气
氧
分
析
仪
电捕焦油器后
(电捕焦氧分析仪)
分叁种原理:
一、电化学氧分析仪
二、原装进口西门子磁氧式分析仪
先脱硝后脱硫较大的优点就是未经处理的焦炉烟气温度范围基本为180度-300度,适合低温SCR法进行脱硝反应(但是建议加入烟气加热系统,当结焦时间延长或者其它需要的情况下对烟气进行加热,保证脱硝反应的顺利进行)。脱硝反应后,烟气可以接入余热锅炉进行余热回收利用。最后直接进行湿法脱硫(氨法脱硫)。
场旨在减轻这种伤害的努力正在进行,利用焦化煤气发电即是解决之道。但是在数年前,将废气转化为电能的技术并不成熟。
焦化煤气是制取焦炭的副产品。隔绝空气,在900—1000摄氏度高温下,每吨煤产生焦化煤气300—30立方米,每立方米热值为1000千卡—1800千卡。 大小加起来,我国目前有焦化企业2000余家。一些较大钢铁企业的焦化厂,其产生的焦化煤气可以作为优质燃料用于炼钢,有些焦化厂则供煤气于城市民用。但是相当一批焦化企业的炼焦煤气无法综合利用,只能点上火炬任其燃烧。
2002年,我国炼焦1.4亿吨,共产生00多亿立方米的炼焦煤气。据不完全统计,空排的炼焦煤气达到120亿立方米以上,相当于正在建设中的西气东送工程的年输气量。目前,中国钢铁行业还继续保持着快速增长的态势,炼焦煤气还将继续增长。
另据介绍,随着西气东送工程的实施,由于焦化煤气与天然气的不可比性,国内目前管道煤气30%—40%将被管道天然气取代,一些焦化企业的煤气将逐渐退出民用领域,这又意味着更多的煤气无地可去。焦化煤气的主要成分是氢气和甲烷以及一氧化碳,它们排往空中,无疑将使生态环境遭到破坏。为这些废气寻找出路已成为中小焦化企业生存的必由之路。
利用煤气发电是解决焦化煤气的一条新路。胜利动力机械厂厂长陈谊亮说:“120亿立方米的废气大约可生产10多亿度电,按每度电4毛钱算,可以赢利0多亿元。”
国内较早是利用燃气蒸汽轮机发电,此类发电,不仅建设周期长,运行成本高,发电效率低,而且不能保证安全可靠。其后的燃气轮机发电也不能克服类似困难,而且由于焦化煤气可燃成分中含氢过高,燃烧不稳定,致使发电效率虽略有提高,但并未有本质改善。很长时间以来,利用焦化煤气发电未能被国内焦化企业看好。
(NH4)2SO3+1/2O2+H2O=(NH4)2SO4
天铁集团焦化厂现有JN0-型焦炉两座,设计年产120万吨焦炭。炼焦生产过程中排放的烟气含有二氧化硫、氮氧化物等烟气污染物,由其转变而来的PM2.占空气中PM2.总量的40%~0%,同时它们也是形成酸雨的主要物质,会导致一系列环境问题。随着脱硫脱硝技术的不断成熟,为较有效治理炼焦烟气污染物,特别是其中的氮氧化物提供了技术**。
在SCR系统设计中,烟气温度是选择催化剂的重要运行参数。SCR技术需要高温条件(320-400度),催化反应只能在一定的温度范围内进行,同时存在催化的较佳温度,这是每种催化剂特有的性质,因此烟气温度直接影响反应的进程。所以,焦炉烟气需要安装烟气加热系统。反应产物是N2和H2O,不能回收利用,只消耗原料和动力,不产生经济效益,催化剂每三年更换一次,成本很高。
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