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《中国能源报》:焦炉烟气实现尘硫硝一体化治理
2018-11-07 15:44  

本报记者 武晓娟 《 中国能源报 》( 2018年11月05日 第 20 版)

今年1月16日,原环保部(生态环境部)明确规定,自2018年10月1日起,“2+26”城市的火电、钢铁等行业现有企业以及在用锅炉,执行二氧化硫、氮氧化物、颗粒物和挥发性有机物特别排放限值。但面对环保要求不断升级,非电力领域大气污染治理步伐相对迟缓,焦化行业的环保“短板”尤其明显,传统脱硝工艺受改造空间、烟气温度低下脱硝催化剂更容易硫中毒、二氧化硫和煤焦油存在影响脱硝效果等因素制约,无法满足氮氧化物特殊地区或超低排放标准要求。

这些难题如何解决?记者从10月30日召开的“淮北矿业集团焦炉烟气陶瓷催化滤管尘硫硝一体化治理技术成果新闻发布会”上了解到,淮北矿业集团安徽紫朔环境工程技术有限公司(下称“紫朔环境”)与清华大学联合开展技术攻关,研发的陶瓷催化滤管尘硫硝一体化治理技术已在临涣焦化股份有限公司(下称“临涣焦化”)的焦炉烟气治理上得到成功应用,氮氧化物、二氧化硫以及颗粒物排放可连续稳定达到特别排放限值要求。

没黑烟也没白烟

“这是废弃烟囱吗?”由于看不到任何尾气排放,记者在临涣焦化的焦炉旁指着一座老旧烟囱问道。面对记者的疑问,紫朔环境负责人张矿告诉记者,“烟囱是旧的,却不是废弃的。”

这是如何实现的?张矿指着被记者误以为废弃的大烟囱说:“这正是陶瓷催化滤管一体化技术装置的排烟口。”他进一步告诉记者,该技术装置的最大特点就是将传统的干法脱硫、过滤式除尘和低温选择性催化还原脱硝有效集成在一起,而且大大提高了效率,“消灭”了黑烟,也对尾气和白烟“说拜拜”,同时也减少了占地面积,临涣焦化的这套装置占地面积只有不到600平方米。

记者在现场了解到,前端干法脱硫装置,主要去除二氧化硫,废气进入安装陶瓷过滤管的装置后,陶瓷管表面的尘饼层对其再次脱硫,两次脱硫效率可达90%以上。“除尘是在滤管表面过滤去除,分为表面过滤和表面形成的尘饼层过滤,两次过滤大大提高了过滤效率。”张矿进一步指出,他们的装置还在滤管外进行喷吹逆洗,避免滤管堵塞。“就像雾霾天咱们戴的口罩,将二氧化硫和粉尘挡在脱硝前。”

紫朔环境项目经理许建介绍,他们将白色陶瓷滤管上喷涂了催化剂,使催化剂附在于纤维表面,大大增加了催化剂负载量,脱硝活性提高,脱硝效率可达到传统脱硝效率的3-5倍。

记者了解到,在2017年之前,焦化行业的烟气净化基本照搬电力行业经验,尘硫硝采用三个独立的环保工艺进行处理。“将湿法脱硫工艺应用于焦化行业,会额外产生脱硫废液,加大烟气的含水量,形成之前看到的‘白烟’,这与‘脱白’需求是冲突的。经过我们的研发和探索,解决了这个问题。”紫朔环境总工程师、技术部部长王洪明指出。

长期运行不间断

“在焦化行业,缺乏一种低温、耐硫、耐焦油、能够长期不间断运行的全干法尘硫硝超低排放环保工艺。”与会专家指出,焦化行业的烟气特点是烟气中二氧化硫和粉尘浓度低,氮氧化物浓度高,如果要达到特殊地区或超低排放要求,一般需要脱除效率不低于95%。但相对于脱硝反应的温度窗口,焦炉烟气温度低,粉尘中含碱金属和煤焦油等成分不利于脱硝反应进行,烟气低温度下催化剂更易硫中毒。

因此焦化烟气治理的难点在于脱硝,而脱硝的难点在于整体脱硫、脱硝和除尘工艺的选择和布置。

“粉尘降到每立方米5毫克,氯化氢、硫氧化物、氮氧化物、二噁英分别下降了97%、90%、95%和99%。”王洪明介绍,装置分仓室设计可以分仓室离线检修,避免了焦炉不能停炉,环保设施需检修时不能达标排放的问题。装置从今年3月份开始正式运行到现在,运行平稳,二氧化硫和氮氧化物的排放量一直分别控制在30和100毫克以下。

此外,王洪明介绍,一方面,陶瓷纤维具有耐高温、耐腐蚀、结构坚固,不易损坏等特点,可以5-8年不用更换,大幅降低了运行维护费用。

另一方面,滤管表面形成的尘饼层具有保护滤管催化剂的功能,可以有效截流烟气中的毒害物质,如碱金属、重金属、煤焦油、焦炭颗粒等,延长催化剂的使用寿命。

应用推广价值高

“装置最后排出气体只有氮气和水蒸气(10%左右),无废水等二次污染;每天排出2.5吨左右粉尘,大约一周集中收集一次,这些固体废弃物的主要成分是硫酸钙,是水泥的主要原材料,直接送去水泥厂。”张矿进一步指出,“可以说,这套技术装置将废弃物‘充分消化’了。”

“集团公司积极开发新型节能环保领域的产品和工程应用,并在集团相关企业进行示范,本次发布会推介的产品就是其中之一。”淮北矿业(集团)有限责任公司副总经理王圣茂指出,淮北矿业集团一直坚持开发建设和生态环境保护并重,着力改变产业结构、生产方式,走既促进矿山经济发展,又有效保护矿山生态的新路子。

记者了解到,作为首次应用焦化行业,同时实现脱硫、脱硝、除尘一体化协同处理的治理技术,该技术装备已入选今年安徽省首台(套)重大技术装备,同时,“焦炉烟气陶瓷催化滤管尘硫硝一体化治理技术”通过了中国炼焦行业协会组织的专家评审。

“协会对技术评定很谨慎,到目前为止,被正式评定的技术只有4个,这是其中之一。”中国炼焦行业协会秘书长石岩峰指出。评定结果认为该技术在陶瓷纤维、催化触媒材料应用等方面具有较高的技术创新性,填补了国内空白,达到国内先进水平,可广泛应用于焦化、钢铁、水泥、电力等行业烟气治理,具有较好的应用和推广价值。

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