焦炉烟道气脱硫脱硝方案的应用选择

科技创新导报2018NO.21ScienceandTechnologyInnovationHerald工业技术科技创新导报2018NO.21ScienceandTechnologyInnovationHerald工业技术科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald86科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald87①作者简介：厚小龙（1982—），男，汉族，甘肃陇西人，本科，工程师，主要从事煤化工专业工作。DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2018.21.086焦炉烟道气脱硫脱硝方案的应用选择①厚小龙(铸管股份有限公司河北邯郸056300)摘要：本文探讨了多种不同焦炉烟道气脱硫脱硝工艺技术方案，主要介绍了先脱硝后脱硫工艺及先脱硫后脱硝工艺。目前脱硫技术方案主要包括臭氧氧化再碱洗、活性炭法和选择性催化还原工艺SCR的脱硝工艺，脱硫技术方案主要包括干法、半干法、湿法，国内焦化厂可以根据自身的特点而选择不同的工艺技术方案，实现烟气达标排放。关键词：脱硫脱硝焦炉工艺中图分类号：X784文献标识码：A文章编号：1674-098X(2018)07(c)-0086-02焦化厂由于净化煤气中的硫处理不彻底，导致以焦炉煤气作为燃料的焦炉烟道气中硫和硝含量达不到国家或者地方排放标准的要求。根据国家环保工作要求并对重点地区执行《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）中规定的特别排放限值：颗粒物排放浓度小于等于15mg/m3，二氧化硫排放浓度小于等于30mg/m3，氮氧化物排放浓度小于等于150mg/m3。根据《邯气领办137号》文，超低排放标准，焦炉烟囱烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放分别在基准含量8%的条件下不高于10mg/m3，15mg/m3，100mg/m3的标准。地方排放标准要严于国家排放标准，这对部分地方的焦炉烟道气脱硫脱硝工艺方案的选择提出了更高的要求。本文将探讨多种不同焦炉烟道气脱硫脱硝工艺技术方案，以期对焦化厂在选择焦炉烟道气脱硫脱硝工艺方案时有所帮助。1先脱硝后脱硫工艺1.1脱硝工艺的选择焦炉烟道气温度一般在180～260℃之间，燃烧后的烟气脱硝技术主要有臭氧氧化再碱洗、活性炭法和选择性催化还原工艺SCR的脱硝工艺。臭氧法脱硝是利用臭氧发生器产生的臭氧氧化氮氧化物，使其变成高价态的氮氧化物，再溶于水与碱性洗涤剂发生酸碱反应，最终以硝酸盐的形式脱除烟气中的NOx。活性炭工艺是一种脱硫脱硝一体化工艺，利用活性炭的吸附和催化特性，向系统中喷入氨，在活性炭的催化条件下，与烟气中的NOx反应，生成N2，同时吸附二氧化硫，经过解析生成高浓度的SO2，再去制酸系统生产硫酸。本工艺适合大烟气量、高浓度SO2和低浓度NOx烟气的脱硫脱硝。SCR（选择性催化还原）工艺是应用最成熟最稳定，脱硝效率最高的一种燃烧后烟气脱硝工艺。脱硝效率可达到95%，NOx排放浓度可控制到50mg/Nm3以下。其原理是把还原剂氨喷入烟道内，分布均匀，在催化剂作用下，在合适的温度区间内，利用氨基还原剂的选择性将烟气中NOx还原成无害的N2和H2O。目前主流的脱硝工艺就是采用SCR脱硝工艺。1.2脱硫工艺的选择通常脱硫工艺主要分为：干法、半干法、湿法。这些脱硫工艺中，有的技术较为成熟，已经达到工业应用的水平，有的尚处于试验研究阶段。从目前来看，各法皆有其存在的理由，干法消除了脱白的影响，湿法工艺复杂，没法消除脱白。从表1中可以看出湿法脱硫工艺的优劣性。焦炉烟道气先脱硝后脱硫工艺，目前工艺主要为先SCR中低温脱硝，然后余热回收，之后湿法脱硫，烟气达标排放。2先脱硫后脱硝工艺2.1脱硫工艺的选择该脱硫工艺技术是在烟气温度高的前提下脱硫，一般选用干法脱硫，主要工艺为碳酸氢钠法脱硫，该法的主要钙法镁法钠法氨法脱硫效率≥95≥95≥95≥95原料石灰石氧化镁纯碱氨水、碳铵原料获取天然矿菱镁矿工业合成焦化副产品原料价格1003501200400原料消耗t/tSO21.8-1.90.7-0.81.6625-26(氨水WT10%)副产品石膏硫酸镁硫酸钠硫酸铵副产品用途建材固体废物固体废物化肥副产品产量t/tSO22.6-2.73.8-3.92.222.1副产品-原料差价-185-280-1992260表1脱硫工艺的比较科技创新导报2018NO.21ScienceandTechnologyInnovationHerald工业技术科技创新导报2018NO.21ScienceandTechnologyInnovationHerald工业技术科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald86科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald87特点有(1)干法脱硫采用碳酸氢钠（小苏打，NaHCO3）作为烟气脱硫的吸附剂，通过化学吸附脱除烟气中的酸性污染物，同时还可以通过物理吸附脱除一些有机和无机微量物质。(2)脱硫系统为全干系统，无需用水，没有废水产生。同时保证了系统现场干净整洁，便于维护。(3)副产物产生量小，硫酸钠纯度较高，方便回收利用。副产物为干态粉状，可用于水泥、玻璃、化工、造纸、印刷等工业。2.2脱硝工艺的选择脱硝工艺可采用目前成熟的SCR脱硝工艺。焦炉烟道气先脱硫后脱硝工艺，目前工艺主要为先干法脱硫（脱硫塔、脱硫剂），之后经布袋除尘器除尘，而后SCR中低温脱硝（20%的氨水），最后余热回收，烟气达标排放。3结语目前市场上存在的脱硫脱硝工艺主要有上述两种工艺，焦化厂选用哪种工艺需根据自己自身的条件来选择，上面两种工艺都有各自的特点。由于新兴铸管股份有限公司焦化厂在武安市，属于邯郸地区，排放标准执行较严的地方标准，并且对脱硫消白提出了相关要求，所以焦炉烟道气脱硫脱硝工艺采用先干法脱硫，之后除尘，而后SCR中低温脱硝，最后余热回收，烟气达标排放的工艺路线，取得了较好环境效益。参考文献[1]于清野,薛建勋,杜立广,等.焦炉烟道气脱硝系统氨气化工艺的比较[J].燃料与化工,2018,49(4):59-61.[2]李鹏元,李宝东,杨懿,等.焦炉烟道气脱硫脱硝及余热回收利用一体化技术[J].冶金能源,2016,35(1):48-51.[3]姚一彤.一种焦炉烟道气脱硫脱硝技术的研究与应用[J].信息记录材料,2018,19(4):21-22.[4]索小丽.焦炉烟道气脱硫脱硝工艺的选择[J].当代化工研究,2017(6):107-108.[5]2017年焦化行业节能环保及新工艺新技术交流会在河北邢台召开[J].山东冶金,2017,39(4):21.(上接85页)图3设计形状与回弹模型差异以消除起皱现象。对于锥形件或者半球形加工件而言，拉伸初始阶段材料几乎悬空，极易在侧面筒壁出现起皱，所以在提高压边力的基础上，应该进一步加大板材在径向方向的拉应力，以削弱或者消除皱纹。具体来讲，可以采用添加拉延筋的方式，在拉伸过程中压弯板材四周，并对凹模产生的阻力加以影响，从而促进径向拉应力的提升。模具设计人员应该根据实际加工需求，合理选择拉伸筋的规格、形状以及安装位置，通过改变径向拉应力的大小，降低拉伸起皱问题。与此同时，还可以利用压边圈减少毛坯的拱起问题。尤其是形状比较复杂的拉伸件，其材料稳定性差，起皱几率极高。因此，在该类部件的拉伸工艺设计阶段，应增设凸筋，充分吸收板材拉伸过程中所产生的多余金属材料，进而有效避免起皱。此外，提高毛坯厚度，降低拉伸变形，也是一种不错的消除起皱的方式。3.3拉伸破裂如图2所示，在拉伸过程中，假如拉力大于材料的最大抗拉强度，则会出现破裂现象。板材薄厚并不是发生破裂现象的判断标准。也就是说，不是薄的地方而是拉伸变形程度最大的位置最容易出现拉伸破裂现象。因此，设计人员应该在设计前期拉伸变形较大位置采取预防措施，并在拉伸后对成型件予以精密修补，比如说通过打孔以及切口等方式，减轻拉伸拉力，降低破裂几率。3.4拉伸回弹汽车冲压件在拉伸形成的过程中，板材弯曲变形现象普遍存在。即使在拉延动作结束之后，也会残留一定应力。这些残余应力与闭合模具的接触力之间处于平衡位置。一旦再次开启模具，加工件在残余应力的作用下将发生回弹，导致实际加工效果与预期在尺寸上存在偏差。拉伸回弹模型示意图，如图3所示。拉延回弹是汽车冲压成形缺陷的一种，在实际加工过程中很难消除。随着科技的不断发展，人们积极对拉伸回弹进行深入研究，利用计算机仿真模式提供众多解决办法。目前，针对回弹加工面的相关补偿技术是解决拉伸回弹的最科学、有效的办法。4结语综上所述，汽车冲压件是汽车装配的重要组成部分，有外部结构件与内部结构件两大类，不仅影响汽车外形观感，同时对汽车的整体质量也起着至关重要的作用。然而，由于切割毛刺、拉伸起皱、拉伸破裂、拉伸回弹等成形缺陷的发生，导致汽车冲压件的性能大打折扣。因此，汽车冲压设计人员，应对板材进行合理分析，做好事前预防，并采取行之有效的措施，尽可能避免冲压缺陷的产生，从而促进汽车整体抗压性能的提升，实现高质量、高效率的汽车生产模式。参考文献[1]王小明.我国汽车工业发展的现状及对策研究[J].重庆工商大学学报,2004(5):71-75.[2]郭玉琴,姜虹,王小椿.板料冲压加工数值模拟中接触摩擦问题的研究[J].机械工程学报,2004(11):174-177.[3]孙成智,陈关龙,林忠钦,等.利用变压边力控制技术改善盒形件成形性能[J].上海交通大学学报,2003(12):1883-1886.