Equipo de tratamiento de desulfuración y desnitrificación de gases de combustión de hornos de coque

En la industria del coque, la combustión de gas de horno de coque para calentar los hornos de coque produce una gran cantidad de contaminantes atmosféricos, incluidos dióxido de azufre (so2), óxidos de nitrógeno (nox) y humo y polvo, que se descargan continuamente a la atmósfera a través de las chimeneas de los hornos de coque en fuentes puntuales elevadas organizadas, lo que causa una grave contaminación al medio ambiente, especialmente los gases nocivos SO2 y nox, que no solo forman lluvia ácida y destruyen la capa de ozono, sino que también son las principales sustancias gaseosas pm2.5, lo que pone en grave peligro la salud humana. En vista de esto, el Estado promulgó en junio de 2012 las normas de emisión de contaminantes de la industria química de coque (gb16171 - 2012), que estipulan claramente los límites de emisión y los límites especiales de los contaminantes en los gases de combustión de los hornos de coque después del 1 de enero de 2015 de las empresas de coque existentes, y Algunas regiones han presentado requisitos más estrictos. tomando como ejemplo la ciudad de linfen, el plan de Acción de prevención y control de la contaminación atmosférica de la ciudad de Linfen 2018 requiere claramente que la industria de coque implemente gradualmente los límites especiales de emisión de contaminantes atmosféricos, el 50% de las empresas de coque antes del 1 de octubre de 2018 completen Los límites especiales de emisión de contaminantes atmosféricos, y todas las empresas de coque de la ciudad completen los límites especiales de emisión de contaminantes atmosféricos antes del 1 de octubre de 2019.

I. proceso de desulfuración y desnitrificación de los gases de combustión de los hornos de coque

El diagrama esquemático del proceso de desulfuración, desnitrificación y recuperación de calor residual se muestra en la figura. El gas del canal de humo de coque se extrae de las chimeneas subterráneas originales de los hornos de coque No. 2 y No. 3 y se fusiona después del pretratamiento de desnitrificación, entra en el sistema de desnitrificación, se instala una rejilla de pulverización de amoníaco aguas arriba del reactor de desnitrificación, el gas de combustión mezclado con amoníaco se mezcla completamente en El gas de combustión, el gas de combustión mezclado con amoníaco entra en el reactor de desnitrificación, la reacción de reducción se realiza bajo la acción del catalizador para generar N2 y h2o, el gas de combustión después de la desnitrificación continúa entrando en la caldera de calor residual de tubo de calor para la recuperación de calor, el vapor saturado de baja presión producido se transporta a la red de tuberías térmicas de la compañía para calefacción en invierno, el sistema de desulfuración, el gas de combustión enfriado entra en el sistema de desulfuración semiseco, y el gas de combustión después de la para lograr la descarga estándar de gases de combustión.

1.1 Sistema de desnitrificación de gases de combustión

Este sistema selecciona la tecnología de desnitrificación SCR a baja y media temperatura, y el agente reductor utiliza nh3. Su principio de desnitrificación es que los NOx se reducen a nitrógeno y agua inofensivos por amoníaco en ciertas condiciones de temperatura (temperatura media y baja de 230 ° C a 300 ° c) bajo la acción de un catalizador, sin contaminación secundaria. la fórmula de reacción química para la desnitrificación SCR es la siguiente (1) ~ fórmula (5):

4no + 4nh3 + O2 - 4n2 + 6h2o (reacción principal) (1)

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

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

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

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

El amoníaco de la estación de amoníaco líquido y el aire del ventilador de dilución se mezclan completamente en el mezclador de amoníaco / aire y entran en el reactor de desnitrificación SCR con el gas de combustión del horno de coque. el gas de combustión Mixto en el reactor fluye verticalmente hacia abajo. la entrada del reactor está equipada con un dispositivo de Distribución de flujo de aire y un dispositivo de rectificación para garantizar un campo de flujo de aire uniforme de humo mixto. El reactor está equipado con un catalizador especial de baja y media temperatura, la temperatura activa del catalizador es de 230 ° C a 300 ° c, el catalizador puede satisfacer las necesidades de una eficiencia de desnitrificación de más del 87,5% cuando el gas de combustión es el más grande, mientras que la tasa de conversión de SO2 / so3 se controla dentro del 1%. Además, el catalizador adopta el método de disposición "2 + 1", que tiene una alta estabilidad química, térmica y mecánica, lo que garantiza que la fuga de amoníaco en la salida del reactor de desnitrificación SCR no sea superior a 10 × 10 - 6. El reactor de desnitrificación SCR se adapta a cualquier carga entre el 50% y el 100% de las condiciones de trabajo del horno de coque.

1.2 sistema de recuperación de calor residual

La Caldera de calor residual adopta una disposición vertical, y el gas de combustión tratado por el sistema de desnitrificación entra verticalmente en el evaporador de la caldera y el ahorrador de carbón, y luego entra en el sistema de desulfuración posterior. El agua desoxidante del suministro de gas entra en el ahorrador de carbón y se precalienta y se envía al cilindro de la olla. En el interior del tambor, el vapor participa en el ciclo de absorción de calor de la superficie de intercambio de calor del evaporador a través de la tubería ascendente y de retorno, produciendo vapor saturado a presión de 0,8 mpa, que se emite después de la separación de gas y líquido, y el vapor saturado de salida se envía a la red de tuberías de vapor. El cilindro de la olla, el evaporador y el ahorrador de carbón están equipados con salidas de aguas residuales, que pueden eliminar regularmente la suciedad y la suciedad residuales internas. El sistema de caldera está equipado con un total de dos válvulas de Seguridad. cuando la sobrepresión del sistema es de 0,85 mpa, la válvula de Seguridad se despega automáticamente a su vez, descargando la presión para garantizar la seguridad del sistema de caldera. cuando la presión del sistema vuelve a la normalidad, la válvula de Seguridad vuelve al asiento.

1.3 Sistema de desulfuración y eliminación de polvo

El gas de combustión entra en la torre de desulfuración desde el fondo, reacciona con la ceniza de reciclaje y la solución de carbonato de sodio añadida, el gas del canal de humo llega a la parte superior de la torre de desulfuración después de eliminar el SO2 y otras sustancias ácidas del gas de combustión, el carbonato de sodio suministrado se envía al almacén de polvo de carbonato de sodio a través de una máquina de alimentación al vacío, el polvo de carbonato de sodio se envía al tanque de solución de carbonato de sodio a través de una válvula de descarga estrella en el Fondo del almacén de polvo, se mezcla con agua en el tanque de solución para hacer una cierta concentración de solución de Carbonato de sodio, la solución de carbonato de sodio se introduce en el reactor de desulfuración a través de una bomba centrífuga multietapa, y la cantidad de solución de carbonato de sodio que entra en la torre de El gas de combustión reaccionado sale de la parte superior de la torre de desulfuración en forma de mezcla y entra en el eliminador de polvo de la bolsa de tela. el gas y los sólidos se separan en el eliminador de polvo de la bolsa de tela. la mayor parte de los sólidos separados regresan a la torre de desulfuración a través del transportador de tornillo para continuar la desulfuración. una pequeña parte se envía al almacén de cenizas a través de la válvula de distribución a la salida del transportador de tornillo. después de que el material en el almacén de cenizas alcanza una cierta altura, se envía a través del camión de El contenido de polvo de los gases de combustión en la salida del eliminador de polvo de bolsa de tela se redujo a menos 15 mg / m3, y el gas de combustión después de la eliminación de polvo se envió a la chimenea original a través del ventilador de atracción. La temperatura de escape del gas de combustión purificado es superior a 140 ° c, no produce lluvia de chimenea alrededor de la chimenea y puede evitar la corrosión de la chimenea causada por la temperatura del gas de combustión por debajo del punto de rocío ácido.

En la torre de desulfuración, el lodo de carbonato de sodio entra en contacto con el gas de combustión en la torre de desulfuración para completar rápidamente la reacción de absorción de so2, que tiene una alta eficiencia de eliminación de SO2 a baja temperatura. debido a que el lodo de carbonato de sodio inyectado en la torre es una pequeña gota de niebla, Los productos de desulfuración después de completar la reacción de desulfuración también son partículas extremadamente finas, y la reacción se seca rápidamente al mismo tiempo. La ecuación de reacción para la conversión del carbonato de sodio en sulfito de sodio y sulfato de sodio se puede ver en la fórmula (6) ~ fórmula (7):

SO2+Na2CO3 →Na2SO3+CO2 (6)

2Na2SO3+O2 →2 Na2SO4 (7)

2. características técnicas de desulfuración y desnitrificación del humo y el polvo del horno de coque

(1) el uso directo de la temperatura original del gas de combustión del horno de coque para la desnitrificación garantiza en la mayor medida que la temperatura de desnitrificación esté dentro del rango de temperatura más alto, eliminando al mismo tiempo el consumo de energía generado por el calentamiento del gas de combustión, y después de que el gas de combustión pasa por el reactor scr, la temperatura se pierde de 5 ° C a 10 ° c, sin afectar el funcionamiento del sistema de recuperación de calor residual secuencial, que cumple con los requisitos de recuperación de energía térmica; (2) el sistema de recuperación de calor residual puede reciclar eficientemente el calor sensible de los gases de escape de los hornos de coque, logrando la utilización en cascada del calor de acuerdo con el gradiente de temperatura, cumpliendo con los requisitos nacionales para la protección del medio ambiente y el ahorro de energía de las empresas; (3) el sistema de desulfuración tiene una alta eficiencia de desulfuración.