CN113926306B - 一种焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫系统及方法 - Google Patents

一种焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫系统及方法。该体统包括依次连通设置的增湿仓、脱硫仓、布袋除尘器、除尘风机和排放烟囱，所述增湿仓设置有用于连通装煤除尘干管和推焦除尘干管的进管，所述脱硫仓连通有向其提供钙基脱硫剂的脱硫剂供给装置。基于本发明，装煤烟气与推焦烟气汇总到烟气总管，然后在脱硫仓内与钙基脱硫剂充分混合反应进行脱硫，然后进入布袋除尘器，转化为达标烟气后可进行排放。

Description

一种焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫系统及方法
技术领域
本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫系统及方法。
背景技术
近期，国家对焦化行业装煤推焦烟气的粉尘及SO2规定了排放限值，现亟待需要适合装煤推焦烟气的脱硫仓来满足国家环保排放要求。
现有技术中，装煤侧烟气通过除尘干管引入布袋除尘器，除尘后的烟气通过引风机送至烟囱最终排放大气；焦侧烟气通过除尘干管引入布袋除尘器，除尘后的烟气通过引风机送至烟囱最终排放大气。在现有技术中，也有装煤推焦除尘二合一装置，即装煤侧烟气干管与推焦侧烟气干管汇总到一根烟气总管后引入一个除尘器中，最后通过引风机送至烟囱排放大气，装煤推焦烟气干管分别装有电动插板阀以便于烟气的切换。现有引风机为变频型式，在不装煤或不推焦时低频运行，当装煤推焦时高频运行。
装煤推焦烟气特点：
1、烟气量大：装煤或推焦普遍在400000m3/h以上，装煤推焦总烟气量在800000m3/h以上。
2、烟气不连续性，只有装煤或推焦时候烟气量会增大，SO2指标会超标；
3、低温性，此烟气大多为空气，烟气温度只有40-60℃；
4、低SO2性，SO2含量峰值一般不超过200mg/Nm3；
5、危险性，烟气中含有少量煤气或出现爆炸危险；
现有在装煤推焦除尘烟气领域多采用氨法脱硫(湿法)。现有氨法脱硫工艺为：在现有布袋除尘器后增设氨法脱硫喷淋塔及相应配套设施。
现有氨法脱硫技术的缺点
1、投资高，改造费用在千万以上，由于脱硫塔阻力较高所以现有除尘风机不满足工艺要求所以需要更换除尘风机或者增设增压风机。
2、改造周期长，氨法脱硫工艺复杂附属设备多，改造周期在5个月以上；
3、运行成本高，系统阻力增大，脱硫风机电耗大大增加，除脱硫风机电耗外脱硫泵及相关用电设置总功率在200KW.h以上，加上氨水的消耗造成此套脱硫运行成本非常高；
4、装置出口可能出现含尘量及氨逃逸超标等不确定性，由于湿法脱硫有气溶胶的产生，控制不好会导致颗粒物的超标，氨水的投放会导致氨逃逸的超标；
5、氨法脱硫废液无法处理。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫系统及方法。本发明所提供的钙基脱硫工艺流程，工艺流程短，反应迅速，运行稳定。
本发明所提供的技术方案如下：
一种焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫系统，包括依次连通设置的增湿仓、脱硫仓、布袋除尘器、除尘风机和排放烟囱，所述增湿仓设置有用于连通装煤除尘干管和推焦除尘干管的进管，所述脱硫仓连通有向其提供钙基脱硫剂的脱硫剂供给装置。
基于上述技术方案，装煤烟气与推焦烟气汇总到烟气总管，然后在脱硫仓内与钙基脱硫剂充分混合反应进行脱硫，然后进入布袋除尘器，转化为达标烟气后可排进行放，从而满足了近期国家对焦化行业装煤推焦烟气的粉尘及SO2规定的排放限值要求。
脱硫反应的主要反应方程式如下：
Ca(OH)2+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+H2O
Ca(OH)2+SO3+H2O→CaSO4·2H2O
CaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O→CaSO4·2H2O
上述技术方案基于钙基脱硫剂的使用，在脱硫效率满足排放要求时不需要加湿，可实现干法脱硫。
具体的，所述脱硫剂供给装置包括依次连通设置的脱硫剂仓、插板阀、抽气室和卸料阀，所述卸料阀设置有鼓风机，并连通所述脱硫仓。
基于上述技术方案，脱硫剂通过气力输送系统补入脱硫剂仓中，脱硫剂在仓中依次经过插板阀、抽气室、卸料阀最后通过罗茨鼓风机鼓入脱硫烟气管道中。
具体的，所述脱硫剂仓内装有钙基脱硫剂，其包括95-97wt％的氢氧化钙和3-5wt％的氢氧化钠。
上述技术方案中，采用混合脱硫剂，实现干法脱硫的同时，具有显著的下述优点：
1、上述比例的氢氧化钠的加入，可显著降低脱硫反应温度和提高脱硫效率；
2、脱硫反应温度广：30-250℃之间都具有较高的反应活性；
3、反应效率高；可将烟气中二氧化硫降低至10mg/Nm3以下；
4、流动性好：不堵系统，不堵布袋，系统运行稳定；
5、投资省，是湿法脱硫投资的1/5；
6、脱硫剂(消石灰)价格低廉运行成本低；
7、反应产物非固废，可销售产生经济效益；
8、改造周期短；
进一步的，所述增湿仓还分别连通有空气压缩机和给水泵，所述给水泵连通软水箱。
基于上述技术方案，可以在脱硫效率未能满足排放要求时对混合除尘烟气进行增湿，作为辅助，提高脱硫效率。并且，脱硫过程可仍然维持为干法脱硫。增湿可大大增加了反应效率，并且能够控制水量不堵塞后续装置。
本发明还提供了一种焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫方法，采用上述焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫系统进行脱硫，具体包括以下步骤：开启系统，装煤除尘烟气和推焦除尘烟气进入到脱硫仓中由钙基脱硫剂进行脱硫，烟气再依次经过布袋除尘器、除尘风机和排放烟囱，完成脱硫处理。
基于上述技术方案，在脱硫效率满足排放要求时不需要加湿，可实现干法脱硫。
进一步的，开启系统，装煤除尘烟气和推焦除尘烟气在增湿仓内增湿，再进入到脱硫仓中由钙基脱硫剂进行脱硫，烟气再依次经过布袋除尘器、除尘风机和排放烟囱，完成脱硫处理。
基于上述技术方案，在脱硫效率未能满足排放要求时，可仍然维持为干法脱硫。
系统的主要控制为：
控制一、脱硫剂卸料阀(变频)与除尘引风机和SO2在线检测值连锁控制，控制原理为：当除尘风机加大频率后开启卸料阀门，卸料阀门频率的多少通过SO2在线检测数值反馈控制；此控制的设置能有效的减少脱硫剂的使用量；
控制二、增湿系统给水泵与脱硫引风机连锁控制，控制原理为：当除尘风机加大频率后开启增湿给水泵。
上述控制方法将脱硫剂的补入量与除尘风机和SO2在线检测三联锁，可保证高的脱硫效率下较低的脱硫剂使用量。
有益效果：
1、排放烟气中，粉尘含量≦10mg/Nm3，SO2含量≦10mg/Nm3；
2、系统改造量小，除尘系统可利用原有装置，整体工程改造费用低，改造周期短；
3、无固废产生，产物主要为硫酸钙，硫酸钙无毒无害可跟除尘灰一同处理；
4、运行费用低，系统几乎不增加电耗，脱硫剂使用量通过自控调节有效的控制了使用量；
5、系统自动化程度高，可有效的解决了烟气不连续性的特点；
6、满足国标《GB-t16171-2012炼焦炼焦化学工业污染物排放标准》以及地方标准《DB 13/2863-2018炼焦化学工业大气污染物超低排放标准》，SO2装煤排放小于70mg/Nm3，SO2装煤推焦排放小于30mg/Nm3，粉尘排放含量≦10mg/Nm3。
附图说明
图1是本发明所提供的焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫系统的系统图。
附图1中，各标号所代表的结构列表如下：
1、增湿仓，2、脱硫仓，3、布袋除尘器，4、除尘风机，5、排放烟囱，6、脱硫剂仓，7、插板阀，8、抽气室，9、卸料阀，10、鼓风机，11、软水箱，12、给水泵。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在一个具体实施方式中，如图1所示焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫系统，包括依次连通设置的增湿仓1、脱硫仓2、布袋除尘器3、除尘风机4和排放烟囱5，所述增湿仓1设置有用于连通装煤除尘干管和推焦除尘干管的进管，所述脱硫仓2连通有向其提供钙基脱硫剂的脱硫剂供给装置。增湿仓1还分别连通有空气压缩机和给水泵12，所述给水泵12连通软水箱11。
脱硫剂供给装置包括依次连通设置的脱硫剂仓6、插板阀7、抽气室8和卸料阀9，所述卸料阀9设置有鼓风机10，并连通所述脱硫仓2。钙基脱硫剂为高活性氢氧化钙。
此技术方案采用氢氧化钙作为脱硫剂，可以实现干法脱硫。而采用氢氧化钠作为活化剂，可以明显降低吸收反应的温度，将温度降低到30-40度，从而提高生产效率。其基于钙基脱硫剂的使用，在脱硫效率满足排放要求时不需要加湿，可实现干法脱硫。可也以在脱硫效率未能满足排放要求时对混合除尘烟气进行增湿，作为辅助，仍然维持为干法脱硫，提高脱硫效率。
实施例
以河北天柱钢铁集团古玉煤焦化工有限公司的生产为例，其焦化产能为120万吨/年，采用装煤推焦二合一除尘，对连续180天的运行进行监测，具体的运行数据如下：
所采用的脱硫剂组成：97wt％的氢氧化钙和3wt％的氢氧化钠；
脱硫烟气运行温度：40±5℃；
烟气量：394000m3/h；
粉尘含量：≦10mg/Nm3；
SO2含量：≦10mg/Nm3；
脱硫后固体排放为硫酸钙,可以回收利用；
项目工期：30天；
设备投资：180万元；
年运行费用：60万元/年。
对比例一
以河北天柱钢铁集团古玉煤焦化工有限公司的生产为例，采用装煤推焦二合一除尘，未安装脱硫装置前的运行数据如下：
烟气量：394000m3/h；
粉尘含量：≦10mg/Nm3；
SO2含量：100-200mg/Nm3。
对比例二
河北东海特钢集团有限公司，现有工艺为氨法脱硫(湿法)工艺，具体工艺路线为在现有布袋除尘器后加装脱硫塔，烟气在通过脱硫塔时通过脱硫塔的循环浆液喷淋达到脱硫的效果；投资及运行如下：
项目工期：120天；
投资：1200万元；
运行费用：800万元/年；
有无固废：有(脱硫废液无法利用)；
烟气量：400000m3/h；
粉尘含量：≦10mg/Nm3；
脱硫后SO2含量：30-50mg/Nm3(不能保证脱硫指标合格)；
隐患：氨逃逸严重，国家一旦出台氨逃逸排放限值，氨法脱硫系统将不允许运行。
由于排放为废液杂质较多，导致无法直接回收利用其有用成分，例如硫酸铵。
可以看出，本发明采用发明所提供的脱硫技术，副产物可以回收利用，无固废排放，且显著缩短工期和降低成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫方法，采用焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫系统进行脱硫，所述焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫系统包括依次连通设置的增湿仓(1)、脱硫仓(2)、布袋除尘器(3)、除尘风机(4)、排放烟囱(5)，所述增湿仓(1)设置有用于连通装煤除尘干管和推焦除尘干管的进管，所述脱硫仓(2)连通有向其提供钙基脱硫剂的脱硫剂供给装置，所述钙基脱硫剂由95-97wt％的氢氧化钙和3-5wt％的氢氧化钠组成；
所述脱硫剂供给装置包括依次连通设置的脱硫剂仓(6)、插板阀(7)、抽气室(8)和卸料阀(9)，所述卸料阀(9)设置有鼓风机(10)，并连通所述脱硫仓(2)；
所述增湿仓(1)还分别连通有空气压缩机和给水泵(12)，所述给水泵(12)连通软水箱(11)；
所述方法具体包括以下步骤：开启系统，装煤除尘烟气和推焦除尘烟气进入到脱硫仓(2)中由钙基脱硫剂进行脱硫，烟气再依次经过布袋除尘器(3)、除尘风机(4)和排放烟囱(5)，完成脱硫处理，其特征在于：在脱硫效率满足排放要求时不开启所述增湿仓(1)。
2.根据权利要求1所述的焦化装煤推焦除尘烟气的钙基脱硫方法，其特征在于：开启系统，装煤除尘烟气和推焦除尘烟气在增湿仓(1)内增湿，再进入到脱硫仓(2)中由钙基脱硫剂进行脱硫，烟气再依次经过布袋除尘器(3)、除尘风机(4)和排放烟囱(5)，完成脱硫处理。
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