Thiết bị xử lý khử lưu huỳnh và khử nitơ cho khí thải Coke

Trong ngành công nghiệp luyện cốc, việc đốt cháy khí than cho lò sưởi sẽ tạo ra một số lượng lớn các chất ô nhiễm khí quyển, bao gồm sulfur dioxide (SO2), oxit nitơ (NOx) và bồ hóng, các chất ô nhiễm như vậy được thải liên tục vào khí quyển thông qua các nguồn điểm cao có tổ chức của ống khói, gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường, đặc biệt là SO2 và NOx hai loại khí độc hại sẽ không chỉ tạo thành mưa axit, phá hủy tầng ozone, mà còn là các chất khí chính của PM2.5, gây nguy hiểm nghiêm trọng cho sức khỏe con người. Theo quan điểm này, vào tháng 6 năm 2012, nhà nước đã ban hành "Tiêu chuẩn phát thải chất ô nhiễm công nghiệp hóa chất luyện cốc" (GB16171-2012), xác định rõ ràng giới hạn phát thải và giới hạn đặc biệt của các chất ô nhiễm trong ống khói lò luyện cốc hiện có sau ngày 1 tháng 1 năm 2015, một số khu vực đã đưa ra yêu cầu nghiêm ngặt hơn, lấy thành phố Linfen làm ví dụ, "Kế hoạch hành động phòng chống ô nhiễm không khí thành phố Linfen 2018" yêu cầu rõ ràng: ngành công nghiệp luyện cốc từng bước thực hiện cải tạo giới hạn phát thải đặc biệt đối với các chất ô nhiễm không khí, trước ngày 1 tháng 10 năm 2018 50% doanh nghiệp luyện cốc hoàn thành cải tạo giới hạn phát thải đặc biệt đối với các chất ô nhiễm không khí, trước ngày 1 tháng 10 năm 2019 toàn bộ doanh nghiệp luyện cốc thành phố Hoàn thành việc sửa đổi giới hạn phát thải đặc biệt đối với các chất gây ô nhiễm không khí.

I. Quy trình quá trình khử lưu huỳnh và khử nitơ khí thải trong lò nung

Sơ đồ của quá trình khử lưu huỳnh và khử nitơ so với quá trình thu hồi nhiệt dư, như được hiển thị. Ống khói cháy từ 2 #, 3 # ống khói ngầm ban đầu của lò nướng cốc lần lượt dẫn ra hội tụ sau khi khử nitơ tiền xử lý, đi vào hệ thống khử nitơ, thiết lập lưới phun amoniac ở thượng nguồn của lò phản ứng khử nitơ, đưa amoniac vào khí thải để trộn đầy đủ, khói trộn với amoniac vào lò phản ứng khử nitơ, tiến hành phản ứng giảm dưới tác động của chất xúc tác để tạo ra N2 và H2O, sau khi khử nitơ khí thải tiếp tục đi vào nồi hơi nhiệt ống nhiệt để thu hồi nhiệt, hơi nước áp suất thấp bão hòa được tạo ra được vận chuyển đến mạng lưới đường ống nhiệt của công ty, vào mùa đông để người dân sưởi ấm và sử dụng, khí thải sau đó đi vào hệ thống khử lưu huỳnh, làm mát hệ thống khử lưu huỳnh Sử dụng phương pháp bán khô để khử lưu huỳnh, khí thải sau khi khử lưu huỳnh được thải vào ống khói ban đầu bằng cách tăng áp quạt hút sau khi loại bỏ bụi, để đạt được lượng khí thải đạt tiêu chuẩn.

1.1 Hệ thống khử khí thải

Hệ thống này chọn công nghệ khử nitơ SCR nhiệt độ trung bình và thấp và NH3 được sử dụng cho chất khử. Nguyên tắc khử nitơ của nó là NOx dưới tác động của chất xúc tác, trong điều kiện nhiệt độ nhất định (nhiệt độ trung bình và thấp 230 ℃~300 ℃) bị amoniac giảm thành nitơ và nước vô hại, không gây ô nhiễm thứ cấp, công thức phản ứng hóa học của SCR khử nitơ (1)~công thức (5):

4NO+4NH3+O2 - 4N2+6H2O (phản ứng chính) (1)

6NO2 + 8NH3 - 7N2 + 12H2O (2)

6NO + 4NH3 - 5N2 + 6H2O (3)

NO + NO2 + 2NH3 - 2N2 + 3H2O (4)

2NO2 + 4NH3 + O2 - 3N2 + 6H2O (5)

Khí amoniac từ trạm amoniac lỏng và không khí từ quạt pha loãng sau khi trộn đầy đủ trong máy trộn amoniac/không khí vào lò phản ứng khử SCR cùng với khí thải lò cốc, khí thải hỗn hợp trong lò phản ứng chảy thẳng xuống, đầu vào lò phản ứng được trang bị thiết bị đồng nhất lưu lượng không khí và thiết bị chỉnh lưu để đảm bảo rằng trường khí thải hỗn hợp đồng đều; Lò phản ứng được trang bị chất xúc tác nhiệt độ trung bình và thấp đặc biệt, nhiệt độ hoạt động của chất xúc tác là 230 ℃~300 ℃, chất xúc tác có thể đáp ứng nhu cầu về hiệu quả khử nitơ đạt trên 87,5% khi lượng khí thải lớn nhất, đồng thời tỷ lệ chuyển đổi SO2/SO3 được kiểm soát trong vòng 1%. Ngoài ra, chất xúc tác sử dụng phương pháp sắp xếp "2+1", có độ ổn định hóa học cao, ổn định nhiệt và ổn định cơ học, do đó đảm bảo thoát amoniac đầu ra của lò phản ứng khử nitơ SCR không lớn hơn 10 × 10-6. Lò phản ứng khử nitơ SCR này thích ứng với bất kỳ hoạt động tải nào giữa 50%~100% điều kiện làm việc của lò cốc.

1.2 Hệ thống thu hồi nhiệt dư

Lò hơi nhiệt thải được bố trí theo chiều dọc, và khí thải từ ống khói sau khi xử lý hệ thống khử nitơ đi thẳng vào thiết bị bay hơi nồi hơi, bộ tiết kiệm đi vào hệ thống khử lưu huỳnh tiếp theo. Nước khử oxy từ nguồn cung cấp khí đi vào bộ tiết kiệm và được đưa vào thùng sau khi làm nóng trước. Nước ngọt có ga bên trong thùng nồi tham gia vào chu trình hấp thụ nhiệt của bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị bay hơi thông qua đường ống tăng và dòng chảy ngược, tạo ra hơi bão hòa 0,8 MPa áp suất, sau khi tách khí và chất lỏng, đầu ra hơi bão hòa được gửi bên ngoài vào mạng lưới đường ống hơi. Thùng nồi, thiết bị bay hơi, bộ tiết kiệm được trang bị cổng xả nước, có thể loại bỏ các chất bẩn còn sót lại bên trong và cặn nước thường xuyên. Tổng cộng có hai van an toàn được thiết lập trong hệ thống nồi hơi. Khi áp suất hệ thống quá mức 0,85MPa, van an toàn sẽ tự động nhảy lên và xuống theo thứ tự, giảm áp suất, đảm bảo an toàn cho hệ thống nồi hơi. Khi áp suất hệ thống trở lại bình thường, van an toàn sẽ trở lại chỗ ngồi.

1.3 Hệ thống khử lưu huỳnh và loại bỏ bụi

Khí thải đi vào tháp khử lưu huỳnh từ phía dưới, phản ứng với tro tuần hoàn và dung dịch natri cacbonat được thêm vào, phản ứng loại bỏ SO2 và các chất axit khác trong khí thải, khí thải đạt đến đỉnh tháp khử lưu huỳnh, natri cacbonat được cung cấp được đưa vào thùng bột natri cacbonat thông qua máy hút chân không, bột natri cacbonat được gửi vào thùng dung dịch natri cacbonat thông qua van xả loại sao ở dưới cùng của thùng bột, khuấy với nước để tạo ra một nồng độ nhất định của dung dịch natri cacbonat, dung dịch natri cacbonat được đưa vào lò phản ứng khử lưu huỳnh thông qua bơm ly tâm đa tầng, thay đổi natri cacbonat vào tháp khử lưu huỳnh bằng van điều chỉnh trên đường ống phân phối dung dịch Lượng dung dịch để đạt được hiệu quả sương mù tốt nhất. Khí ống khói sau phản ứng rời khỏi đỉnh tháp khử lưu huỳnh dưới dạng hỗn hợp để đi vào bộ thu bụi túi, trong bộ thu bụi túi để tách khí và chất rắn. Phần lớn chất rắn tách ra được đưa trở lại tháp khử lưu huỳnh bằng băng tải trục vít để tiếp tục khử lưu huỳnh. Một số ít được gửi đến thùng tro bằng van xả ở đầu ra băng tải trục vít. Vật liệu trong thùng tro được đưa ra ngoài bằng máy vận chuyển số lượng lớn sau khi đạt đến một độ cao nhất định. Hàm lượng bụi ống khói của đầu ra của bộ thu bụi túi được giảm xuống<15mg/m3. Khí ống khói sau khi loại bỏ bụi được đưa vào ống khói ban đầu bằng quạt hút. Thanh lọc khí thải ở nhiệt độ trên 140 ℃, sẽ không tạo ra mưa ống khói xung quanh ống khói và có thể tránh ăn mòn ống khói do nhiệt độ khí thải thấp hơn điểm sương axit.

Trong tháp khử lưu huỳnh, bùn natri cacbonat tiếp xúc với khói trong tháp khử lưu huỳnh nhanh chóng hoàn thành phản ứng hấp thụ SO2, giảm nhiệt độ thấp có hiệu quả khử SO2 rất cao, vì bùn natri cacbonat phun vào tháp là giọt sương nhỏ, do đó, các sản phẩm khử lưu huỳnh sau khi hoàn thành phản ứng khử lưu huỳnh cũng là các hạt rất mịn, và phản ứng hoàn thành đồng thời cũng khô nhanh. Phương trình phản ứng để chuyển đổi natri cacbonat thành natri sulfite và natri sulfat, xem công thức (6) ～ công thức (7):

SO2 + Na2CO3 → Na2SO3 + CO2 (6)

2Na2SO3 + O2 →2 Na2SO4 (7)

II. Đặc điểm kỹ thuật của khói và bụi của lò cốc khử lưu huỳnh và khử nitơ

(1) trực tiếp sử dụng nhiệt độ ban đầu của khí thải lò cốc để khử nitơ, đảm bảo nhiệt độ khử nitơ tối đa trong phạm vi nhiệt độ cao hơn, đồng thời loại bỏ tiêu thụ năng lượng được tạo ra bằng cách làm nóng khí thải, và sau khi khí thải đi qua lò phản ứng SCR, nhiệt độ mất 5 ℃~10 ℃, không ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống thu hồi nhiệt dư theo thứ tự, phù hợp với yêu cầu phục hồi năng lượng nhiệt; (2) Hệ thống thu hồi nhiệt dư có thể tái chế hiệu quả và hiển thị nhiệt của khí thải lò cốc, nhận ra việc sử dụng gradient nhiệt theo gradient nhiệt độ, phù hợp với yêu cầu của nhà nước về bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng của doanh nghiệp; (3) Hệ thống khử lưu huỳnh có hiệu quả khử lưu huỳnh cao.