焦炉烟气脱硫脱硝及余热回收方法手册

精心整理山西焦化股份有限公司

焦炉烟气脱硫脱硝项目二期工程

方案书

1#焦炉烟气脱硫脱硝及余热回收

2017年03月02日

一、设计方案

1、工程概述

山西焦化股份有限公司焦炉烟气脱硫脱硝项目工程二期，共有3台50孔焦炉，每台产能50万吨/年。由于现有生产工艺并未配备相应的烟气净化处理装置及设施，生产过程中产生的烟气（含SO2和NOx）通过地下烟道引至烟囱直接排放。随着环保形式的日益严峻，个别地区机械焦炉烟囱已经开始执行《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中的特别排放限值要求：SO2≤30mg/Nm3(干基），NOx≤150mg/Nm3(干基），颗粒物

≤15mg/Nm3(干基）。为积极响应国家环保部关于焦炉生产污染物排放指标的控制，峰煤焦化厂相关领导拟对焦炉烟气进行脱硫脱硝净化处理，以达到污染物排放指标。

2、基础参数及条件

2.1、焦炉烟气参数

在正常生产过程中，1#、4#、5#焦炉各有一个烟囱，每个烟囱排放的烟气量和烟气成分基本相同，详细参数见下表：

序号名称单位数值

1 烟气量Nm3/h 90000-120000

2 烟气温度℃230-290

3 SO2浓度mg/Nm3 ≤200

4 NOx浓度mg/Nm3 ≤1200

5 粉尘浓度mg/Nm3 ≤30

6 含O2量% 7-11%

2.2、设计原则及标准

《焦化安全规程》GB12710—2008

《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012

《火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性催化还原法》HJ562-2010

《工艺金属管道设计规范》GB50316-2000

《工业企业厂界噪声标准Ⅲ类标准》GB12348-90

《工业企业设计卫生标准》GBZ1－2002

《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97

《自动化仪表施工及验收规范》GB50093-2002

《机械设备安装工程施工及验收规范》GB50231-98

《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275-98

《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》GBJ126－89

《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ229-91

《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

《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

《袋式除尘器分类及规格性能表示方法》GB6719—86

《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》GB12625—90

《脉冲袋式除尘器用滤袋框架技术条件》GB/T5917—91

《袋式除尘技术性能及测试方法》GB11653—89

《机电产品包装通用技术条件》GB/T13384—91

《气焊、电弧焊及气体保护焊缝的基本型式及尺寸》GB/T985-1988

《埋弧焊焊缝的基本型式及尺寸》GB/T986-1988

以上标准不限于此，如遇最新标准，按最新标准执行。

2.3、项目设计指标

根据招标文件，以及GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》规定的大气污染物特别排放限值，实现以下排放指标：

（1）、烟囱排放温度：≥130℃

（2）、NOx排放浓度：≤150mg/Nm3

（3）、SO2排放浓度：≤30mg/Nm3

（4）、粉尘排放浓度：≤15mg/Nm3

（5）、氨逃逸：≤10ppm

3、工艺技术方案

按照招标文件中焦炉烟气脱硫脱硝既定的工艺路线，采用“中低温SCR脱硝+余热回收+循环流化床（CFB）半干法脱硫+布袋除尘器”的技术，对焦炉烟气进行脱硫脱硝以及余热回收，具体工艺流程为：

（1）、将焦炉烟气从地下烟道挡板门以前引出，然后通过焦油吸附装置，去除烟气中大部分焦油，减少对后续工艺系统的影响。

（2）、经焦油吸附后的烟气进入中低温SCR脱硝反应器：在催化剂的作用下，烟气中的NOx与喷入的NH3发生选择性还原反应，生成N2和H2O，以达到NOx脱除的目的，确保NOx浓度小于150mg/Nm3。反应器采用分仓室结构，分成3个独立的通道，并在各个通道的进、出口设置阀门，实现各个通道内脱硝催化剂的在线检修和更换。

（2）、为了确保催化剂的活性，设置一套热风炉，通过升温，结合SCR反应器的分仓室结构，可定期进行催化剂在线热解析。同时，当焦炉烟气温度低于原始设计温度时，可通过热风炉来稳定烟气温度，确保脱硝效率。

（2）、从SCR脱硝反应器出来的烟气进入余热锅炉，通过热交换，回收烟气中的显热，降低烟气温度，并产生一定量的饱和蒸汽，实现焦炉烟道气的余热回收。

（3）、从余热锅炉出来的烟气进入后部的循环流化床（CFB）脱硫塔：利用循环流化床强烈的传热和传质特性，通过向塔内加入脱硫剂（Na2CO3），在高速气流的作用下，脱硫剂呈流化态并与烟气强烈混合并接触，与烟气中的酸性物质（主要为SO2、SO3等）发生中和反应，从而实现SO2的固化及脱除，确保出口SO2浓度小于30mg/Nm3。

（4）、从CFB脱硫塔中出来的含尘烟气进入布袋除尘器，经布袋的拦截、捕集后，布袋除尘器出口烟气中的粉尘浓度小于15mg/Nm3。

（5）、经脱硝、余热回收、脱硫、除尘后的洁净烟气经由系统引风机引出，然后返送回地下烟道挡板门后，经由原焦炉烟囱达标排放。由于排放的烟气温度＞140℃，确保焦炉烟囱一直处于热备状态。

（6）、为了防止焦炉烟气量的变化对CFB脱硫系统的正常运行造成影响，在风机出口增加一路循环管路，返送至脱硫进口阀以前，并在该管道上设置电动调节阀门，以便调节脱硫进口的烟气量，防止脱硫塔发生塌床等事故。

此外，还需对原有焦炉地下烟道进行改造，具体改造工作如下：

（1）、以原有地下烟道挡板门进行改造，加强阀门的密封性，并将阀门与脱硫脱硫系统进行联锁，实现该阀门的快开快关，确保焦炉的安全生产。

（2）、在地下烟道挡板门入口端与出口端各引出一根烟气管道与脱硫脱硝系统对接，作为系统的进口和出口，并分别设置电动挡板门。

系统正常运行时，进、出口电动挡板门打开，地下烟道挡板门关闭，焦炉烟气经脱硫脱硝及余热回收后，从原焦炉烟囱达标排放。当脱硫脱硝系统出现故障或系统引风机断电的情况下，地下烟道挡板门基于联锁控制程序，快速开启，烟气直接从地下烟道进入烟囱排放，确保焦炉的安全正常生产。此外，地下烟道的气动挡板门还设置现场操作箱，可实现就地和远传两个操作模式。