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焦炉烟气前山猫体育nba视频直播工艺及耐硫催化剂应用

焦炉烟气前山猫体育nba视频直播工艺及耐硫催化剂应用

截止2020年底,全国焦炭产能约6.34亿吨,其中常规焦炉产能5.44亿吨,半焦(兰炭)产能7618万吨,热回收焦炉产能1441万吨。目前,全国焦化企业共557家,其中重点地区(京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原)249家,非重点地区308家。 2021年3月,中共中央发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》要求:持续改善环境质量,深入打好污染防治攻坚战,推进细颗粒(PM2.5)和臭氧(O3)协同控制,地级及以上城市PM2.5浓度下降10%,有效遏制O3浓度增长趋势,加快挥发性有机物排放综合整治,氮氧化物和挥发性有机物排放总量分别下降10%以上。 炼焦化学工业生产过程中产生的废气主要包括焦炉烟囱废气、干熄焦废气、装煤废气、推焦废气、以及物料储存、输送过程中产生的无组织废气、管道阀门跑冒滴漏挥发气体、废水处理设施恶臭气体等,带来的一些生态环境问题。 为进一步加强炼焦化学工业生产过程中产生的焦炉烟囱废气中污染物排放控制和管理,促进技术进步和可持续发展。本文主要从全面稳定控制污染物排放和节约运行费用的角度分析焦炉烟气前山猫体育nba视频直播工艺及耐硫催化剂的应用。 一、确保氨逃逸稳定达标排放 根据《GB16171-2012炼焦化学工业大气污染物排放标准》,焦炉烟气污染物是:氮氧化物、二氧化硫、颗粒物。现期污染防治可行技术主要包括:SCR、活性炭(焦)脱硫山猫体育nba视频直播一体化技术、半干法脱硫技术、干法脱硫技术、湿法脱硫技术、袋式除尘技术等,其中山猫体育nba视频直播技术SCR应用最多,采用的企业比例为84%。且SCR、活性炭(焦)脱硫山猫体育nba视频直播一体化技术、半干法脱硫技术、干法脱硫技术、湿法脱硫技术均属于HJ2306-2018规定的可行技术,均可保证污染物达标排放。 但是,生态环境部对GB16171-2012的实施情况评估认为,GB16171-2012有力地推动了行业污染防治技术进步,促进了行业绿色高质量发展。同时,随着行业的发展,GB16171-2012在大气污染控制方面未规定焦炉烟囱废气氨的控制要求(简称氨逃逸)。 故生态环境部于2021年9月3日发布关于征求国家标准《炼焦化学工业大气污染物排放标准》(征求意见稿)意见的通知中规定氨的排放限制为8mg/m³。 如山西省2021年4月13日山西省生态环境厅和山西省工业和信息化厅印发的《山西省焦化行业超低排放改造实施方案》(晋环发【2021】17号)的通知中规定焦炉烟囱烟气中氨逃逸浓度不高于8mg/m³,且规定应安装氨逃逸在线监控。 如河南省2020年5月13日河南省生态环境厅和河南省市场监督管理局发布《炼焦化学工业大气污染物排放标准》(DB41/1955-2020)中规定焦炉烟囱烟气中氨逃逸浓度不高于8mg/m³。 由于焦炉生产工艺特点导致焦炉烟气的烟气量和NOx呈现较大的波动状态,又随着NOx超低排放要求日趋严格,一定程度上加大了山猫体育nba视频直播的治理难度。关键是在波动的烟气工况下,既要保证NOx的超低排放,又要满足氨逃逸的排放要求。依靠SCR山猫体育nba视频直播系统去控制,很难保证NOx超低排放的同时,又时刻保证氨逃逸指标。基于焦炉烟气SCR山猫体育nba视频直播的现状,焦炉烟道气综合治理的工艺路线和关键技术产品的选择便至关重要。 前山猫体育nba视频直播(SCR山猫体育nba视频直播+脱硫)工艺可以保证山猫体育nba视频直播超低排放的同时,前端山猫体育nba视频直播产生的氨逃逸也可以在后端被脱硫工段吸收,为氨逃逸达标增设了一个屏障,确保了氨逃逸的的稳定达标。前置山猫体育nba视频直播的技术难点是SCR山猫体育nba视频直播催化剂在含二氧化硫烟气中能够高效脱除氮氧化物,同时山猫体育nba视频直播催化剂能够具有较好的耐硫性,且能够抑制二氧化硫向三氧化硫转化从而抑制硫铵盐的生成,抑制山猫体育nba视频直播副反应对山猫体育nba视频直播及山猫体育nba视频直播后端系统造成的负面影响。 目前,前山猫体育nba视频直播使用的新型锰基耐硫催化剂解决了中低温工况下二氧化硫向三氧化硫转化的问题,可长期在含二氧化硫烟气中对氮氧化物进行高效脱除,从而实现含二氧化硫烟气前山猫体育nba视频直播工艺。   二、运行费用可控 前山猫体育nba视频直播工艺合理的利用了温度梯度,山猫体育nba视频直播后配套余热回收,最大化的回收蒸汽。余热回收后的烟气进入脱硫系统,此工艺路线脱硫可以选用干法脱硫、半干法脱硫及湿法脱硫,脱硫工艺选择多样,相比较前脱硫只能以干法脱硫为首选更为灵活。 前山猫体育nba视频直播工艺,余热回收量最大,蒸汽收益最高。且脱硫工艺选择多样,可选用低运行费用的脱硫工艺,极大的节约运行费用。   三、前山猫体育nba视频直播催化剂选择(新型锰基耐硫催化剂) 新型锰基催化剂具有很强的耐硫性能,能保证在烟气温度200~230℃时,可耐受600mg/Nm³的SO2;烟气温度230℃以上则可以耐受2000mg/Nm³的SO2,新型锰基催化剂可以更好的应用在前山猫体育nba视频直播工艺上。   锰基催化剂专题 1、SCR反应机理 目前学者们普遍认同低温SCR反应起源于NH3、NO气体分子的吸附活化、NH3可形成活化态的NH3-、NH2-,NO可被活化成过渡态、单齿NO2-和双齿NO3-;然后可通过E-R机理和L-H机理两种途径发生反应。NH3气体分子吸附在催化剂表面活性位点生成NH2-直接与NO气体分子发生反应即E-R机理,若NH2-与活化了的NO发生反应,则通过L-H途径。 2、SO2作用机理 实践验证,SO2抑制了L酸位点中的配位NH3吸附,而硫化过程中大量的L酸转化成B酸,降低了对于NH4+的吸附,阻断了低温SCR正常反应路径。 山猫体育nba视频直播催化剂中SO2中毒的原因主要是反应中生产了(NH4)2SO4或NH4HSO4,NH4HSO4具有黏附性,吸附烟气中的粉尘堵塞催化剂的孔道以及以气溶胶分子的形式扩散于催化剂表面的微孔,占据部分活性位,进而降低催化剂有效比表面积。 3、新型锰基催化剂山猫体育nba视频直播反应机理 由于锰多变的价态和特殊的物理化学性质,锰氧化物具有多种稳定的化合状态。正是这种多价态共存的化合状态使得催化剂表面的氧原子更活跃,这已经被证明是MnOx低温SCR活性好的原因之一。 研究表明,锰基催化剂的SCR反应机理属于为L-H机理与E-R机理并存,并容易发生快速SCR反应。气相中的NH3快速吸附到L酸性位上形成活性NH3,NO也吸附后转化为NO-,NH3和NO-快速反应生成一种络合中间体,该活性中间体在催化剂表面发生脱氢反应后转化为NH2NO,最终形成N2和H2O。 不同的金属元素相互掺杂可以影响彼此的化学性能和物理性质,包括电子分布和结构性能等,进一步改善催化性能。MnOx加入过渡金属氧化物形成固溶体,可以转移硫酸盐对活性位的占据,且过渡金属的加入使得活性组分高度分散于催化剂的表面,二者的“构效”关系共同提高了催化剂的低温性能以及耐硫性。 锰基催化剂与过渡金属形成的Mn-O-Me(过渡金属)固溶体能够增加催化剂的L酸性数量,且降低因SO2的吸附酸性位的转化,减缓和缩弱SO2被氧化为SO3,从而降低SO2对活性组分的毒化作用。 4、钒钛基催化剂山猫体育nba视频直播反应机理 钒钛基催化剂以V2O5为主要活性组分,以TiO2为载体,同时添加WO3、MoO3或其他混合物作为助剂。目前,普遍认为钒钛基催化剂山猫体育nba视频直播反应遵循E-R反应机理。 钒钛基催化剂的反应活性位是单层分散的O=V-O-V-OH二聚态物种,为NH3-SCR反应同时提供了酸性位和氧化还原位。气态NH3主要吸附在V5+-OH形式存在的表面B酸位,而V5+=O物种主要参与NH3吸附物种的活化反应,经过脱氢反应后,V5+=O转化为还原态的V4+-OH,通过O2再氧化反应又重新转化为氧化态V5+=O。氨活化物种与NO结合后迅速分解为N2和H2O,而V5+-OH物种重新与NH3结合,开始新的催化循环。 硫酸生产中使用的钒催化剂,利用V2O5的强氧化性,将SO2氧化为SO3,从而制取硫酸。钒钛基山猫体育nba视频直播催化剂由于V2O5的存在,在含SO2烟气中使用时会将大量的SO2氧化成SO3。SO3与烟气中的氨和水反应生成硫酸铵盐。在V2O5的作用下,温度越低,SO2转化为SO3的量越高,生成的硫酸铵盐也就越多。 5、新型锰基催化剂与钒钛基催化剂对比 在相同的中低温烟气条件下,对锰基催化剂和钒钛基催化剂进行对比测试。钒钛基山猫体育nba视频直播催化剂低温时大量的SO2转化为SO3,从而导致大量的硫酸铵盐(包括硫酸铵和硫酸氢氨)形成。数据表明,新型锰基催化剂SO2向SO3转化的转化率非常低。 烟气中的粉尘在硫酸氢氨的作用下,发生团聚,覆盖催化剂以及后端设备上,造成催化剂孔道堵塞、中毒以及换热效率下降。特别是钒钛基催化剂,活性组分V2O5与碱金属或重金属等反应生成复式钒酸盐或其他的钒酸盐物种,使得钒价态下降,氧化性下降,表面酸性位减少,最终导致山猫体育nba视频直播性能明显下降,使用寿命降低。烟气中SO2含量较高时,大量的硫酸铵盐快速生成,负面影响非常大。当烟气中SO2含量较少时,生成的硫酸铵盐随运行时间的增加而逐渐累积,运行时间越长影响越大。 同时由于硫酸氢氨具有粘附性、酸性和吸湿性,山猫体育nba视频直播过程中形成的硫酸氢氨会随烟气带入到山猫体育nba视频直播后端系统,吸附在后端系统设备表面。吸附在后端系统设备表面的硫酸氢氨一方面会对设备造成腐蚀,另一方面吸附粉尘导致设备堵塞。 新型锰基催化剂山猫体育nba视频直播过程中SO2向SO3转化的转化率非常低,使用新型锰基催化剂导致的上述负面影响非常小。相比于钒钛基催化剂,采用新型锰基催化剂,山猫体育nba视频直播及其后端系统运行的长期稳定性更好。
浅谈如何运用合理工艺配置有效解决氨逃逸的方法与措施暨山西亚鑫新能源280万吨焦炉烟气治理项目

浅谈如何运用合理工艺配置有效解决氨逃逸的方法与措施暨山西亚鑫新能源280万吨焦炉烟气治理项目

刚刚闭幕的十三届全国人大四次会议政府工作报告提出:扎实做好“碳达峰、碳中和”各项工作,制定2030年前碳达峰行动方案。由此可知,环境治理及生态文明建设仍然是十四五期间工作和关注的重点。碳达峰与碳中和紧密相连,前者是后者的基础和前提,达峰时间的早晚和峰值的高低直接影响碳中和实现的时长和实现的难度;而后者是对前者的紧约束,要求达峰行动方案必须要在实现碳中和的引领下制定。 “十四五”期间的焦化行业,应以全局观念、全球视野、开放胸怀,扎扎实实推动高质量发展。在新常态下,在国内经济增长从高速转为中高速,伴随着发展方式转变、经济结构调整和增长动力转换的背景下,焦化行业的发展将呈现加快优胜劣汰、整合重组等特点。同时,伴随着钢铁消费量下降和电炉钢的发展,以及氢冶炼等新技术的应用,焦炭消费预计将呈逐渐下降趋势。随着高炉大型化的发展,对焦炭质量要求将逐步提高,优质炼焦煤资源将更加紧缺。建设生态文明是中华民族永续发展的根本大计,是一项长期的战略性任务。推进生态文明建设对焦化行业的环境治理提出新的、更高的要求。因此,焦化行业的环境治理任务依然任重而道远。 二、氨逃逸的危害 在焦化行业烟气SCR山猫体育nba视频直播装置中,山猫体育nba视频直播还原剂氨与氮氧化物的混合均匀度和分布效果是影响烟气山猫体育nba视频直播效率的关键因素之一。但是,过量喷氨也会带来一系列严重后果。 增加催化剂堵塞的风险。由于铵盐和飞灰小颗粒在催化剂小孔中沉积。阻碍了NOx、NH₃到达催化剂活性表面,引起催化剂钝化。钝化后,山猫体育nba视频直播效率下降,为了保持环保参数不超标,会喷更多的氨,这将引起恶性循环。 增加布袋除尘器糊袋的风险。氨逃逸超标造成铵盐糊在布袋上,引起布袋除尘器压差高,从而导致吸风机电流高,严重时影响风量,引起风机出力受阻,容易造成风机失速、保护停机等事故。 过量喷氨增加氨逃逸超标的风险。逃逸的氨进入大气,容易产生气溶胶加重雾霾。 为应对氨逃逸超标,各地针对性地出台各项控制氨排放的地方政策及标准。2020年3月13日山西省人民政府办公厅下发《山西省打赢蓝天保卫战2020年决战计划》,明确要求氨逃逸指标控制在2.5mg/m³以内,其他省市也在陆续出台政策。 三、氨逃逸形成的原因及设计优化措施 氨逃逸是考核SCR山猫体育nba视频直播系统是否正常运行的重要参数之一。SCR山猫体育nba视频直播装置在实际运行过程中的喷氨量通常高于理论喷氨量。造成SCR山猫体育nba视频直播装置氨逃逸超标,其主要因素有以下几个方面。 (1)自动调节性能不好。在变负荷时,喷氨量不能适应负荷和山猫体育nba视频直播入口NOx的变化,导致山猫体育nba视频直播出口NOx波动太大,导致瞬时喷氨量相对过大,从而引起氨逃逸增加。 (2)山猫体育nba视频直播入口NOx分布不均匀,与喷氨格栅每个喷嘴的喷氨量不匹配。导致出口NOx不均匀,导致局部氨逃逸高。 (3)喷氨格栅喷氨不均匀,导致出口NOx不均匀,导致局部氨逃逸高。 (4)测量系统不准确。一般SCR左右侧出入口各装一个测点,在测点发生表管堵塞、零漂时不具有代表性,导致自调系统喷氨过量。从而引起氨逃逸升高。包括NOx测点、氧量测点、氨逃逸测点。 (5)烟气流场的不均匀,导致喷氨量与烟气量不匹配。烟气流速在烟道的横截面各个位置不能均匀分布,尤其在烟道发生转向后,各个部位风速不一致,会导致局部氨逃逸偏高。 (6)烟气温度变化幅度大。在低负荷时,烟温下降。局部烟温太低,会引起催化剂活性下降,从而引起氨逃逸升高。 (7)山猫体育nba视频直播自调控制策略存在缺陷。测点反吹时,自调的跟踪问题不能彻底解决。往往在反吹结束后,SCR出口NOx会有一个阶跃,突然升高或突然降低,增加扰动和波动,增加氨逃逸。 (8)催化剂局部堵塞、性能老化。导致单层催化剂各处催化效率不同,为了控制出口参数,只能增加喷氨量,从而导致局部氨逃逸升高。 针对山猫体育nba视频直播系统氨逃逸的分析,找出了影响氨逃逸的主要因素,并提出了解决方案和措施。主要从以下几个方面进行优化: (1)山猫体育nba视频直播系统的设计优化。如流场、喷氨设备及混合装置的优化、烟道导流板设计的均匀性调整。 (2)山猫体育nba视频直播控制系统的优化。如自调系统的适应性和平稳性。测点的可靠性。自调策略的先进性和全面性。   四、SCR山猫体育nba视频直播前置的优势及案列分析 因为焦炉生产工艺需要换向,导致焦炉烟道气的烟气量和 NOx 一直在上下波动,且现期 NOx 面临着超低排放,加大了山猫体育nba视频直播的难度。单纯的SCR 山猫体育nba视频直播技术很难做到在波动的烟气条件下,既保证 NOx 的超低排放,又满足氨逃逸的要求,所以为满足 NOx 和氨逃逸排放要求,焦炉烟道气综合治理的工艺选择便至关重要。 湖北思搏盈环保、山西亚鑫集团本着合作共赢、节能降耗、绿色环保的理念,探讨280万吨/年焦炉烟气的治理工艺,最终系统主要工艺流程采用“中低温SCR山猫体育nba视频直播+余热回收+SDS干法脱硫+布袋除尘+引风机”。具体工艺路径为:再两座焦炉总烟道设置切断阀门,将烟气由总烟道引出,汇总后进入SCR山猫体育nba视频直播反应器内进行山猫体育nba视频直播,再经过余热锅炉回收热能生产蒸汽,将烟气温度降低至SDS脱硫反应最佳温度区间,与干熄焦烟气汇总后进入SDS脱硫反应器,烟气在反应器内与喷射进来的脱硫剂(研磨至20μm)充分混合,在脱硫反应器内经过一系列的物理、化学反应,然后在布袋除尘器内进行进一步的反应。烟气经过除尘器内过滤,脱硫副产物被除尘器收集起来,通过气力输送外排,最终达标处理的烟气经引风机外排至烟囱。 (1)项目设计参数如下: 烟气总量:41×104Nm³/h和36×104Nm³/h(两套) 进口NOx含量:900mg /Nm³ 进口SO₂含量:250mg /Nm³ 进口粉尘浓度:50 mg /Nm³ 出口NOx含量:50mg /Nm³ 出口SO₂含量:15mg /Nm³ 出口粉尘浓度:10 mg /Nm³ 出口NH3逃逸:3PPM (2)项目实际运行结果 焦炉烟道气约200-230℃进入前置山猫体育nba视频直播系统,山猫体育nba视频直播催化剂采用新型抗硫、抗水、抗碱性锰基催化剂,山猫体育nba视频直播后的烟气通过余热回收系统降温至160℃左右进行SDS干法脱硫系统,经过布袋除尘器后烟气送至原烟囱进放。 烟囱CEMS在线检测数据如下:(小时均值计算) 出口NOx含量:24.5mg /Nm³ 出口SO₂含量:5.8mg /Nm³ 出口粉尘浓度:3.1 mg /Nm³ 出口NH₃逃逸:0.1PPM   五、小结 湖北思搏盈环保推出的焦炉烟气治理工艺经过多套项目的验证,所搭配山猫体育nba视频直播工艺系统在设计时在保证山猫体育nba视频直播达标排放的同时,也兼顾了能量的综合利用。主要有以下几个方面做出了优化。 (1)前山猫体育nba视频直播工艺合理的利用了温度梯度,使脱硫山猫体育nba视频直播单元均处于最佳反应温度段,且最大化的回收了烟气中的热量,并以蒸汽的方式存储,保证系统安全可靠、高效稳定运行。 (2)氨逃逸保证:前置山猫体育nba视频直播所产生的氨逃逸,后置脱硫装置能够近一步吸收氨,保证系统氨逃逸在3ppm以下,为后续环保对氨逃逸进行考核增加了保障。 (3)若有干熄焦等含硫低温烟气,前置山猫体育nba视频直播工艺,可在脱硫前余热后引入系统,降低山猫体育nba视频直播系统的运行负荷和对余热回收产量的影响。 (4)热风炉燃烧焦炉煤气会产生SO₂,按常规焦炉煤气(硫化氢含量20mg/m³,有机硫含量250mg/m³)计算,每立方焦炉煤气燃烧会产生约428mg/Nm³的SO₂,导致后置山猫体育nba视频直播需考虑热风炉产的SO₂对排放指标的影响,特别是山猫体育nba视频直播催化剂解析时会大量燃烧焦炉煤气,增加SO₂浓度。前置山猫体育nba视频直播后置脱硫可完美地解决热风炉所带来SO₂对脱硫山猫体育nba视频直播装置系统排放指标的影响。 (5)前山猫体育nba视频直播的布袋除尘:除尘温度在 150-170℃左右(前端有余热回收调节温度,不会造成突然升温带来烧袋)。后山猫体育nba视频直播的布袋除尘:除尘温度在 220-250℃左右(受烟气波动影响很大,无调节温度的手段,若焦炉烟气温度过高,会导致大范围烧袋)。