太鋼焦化
太原鋼鐵(集團)有限公司焦化廠
HSR 干粉脫硝劑替代液氨的煙氣脫硝
應用報告
應用時間:2019 年 6 月 23 日~26 日
應用單位:太鋼焦化廠
一、應用目的
太原鋼鐵集團有限公司作為城市鋼廠,為落實國家環保政策和安全生產政策,從源頭上消除液氨脫硝的安全隱患,決定采用由廣州綠華環??萍加邢薰竞汪吣洗髮W聯合開發的 HSR 干粉脫硝劑,在 9#焦爐及配套的煙氣脫硫脫硝裝置上開展 HSR 干粉脫硝劑替代液氨的脫硝應用,即通過氣力輸送裝置將其噴入焦爐蓄熱室煙氣中,利用煙氣的熱源將 HSR 干粉脫硝劑熱解氣化成氣體小分子的脫硝還原劑,并隨煙氣進入 SCR 反應器,對煙氣中的 NOx 進行 SCR 脫硝。通過 HSR 干粉脫硝應用,來驗證 SCR 反應器停止噴氨的情況下,凈煙氣 NOx 濃度同樣能降低至 100mg/m3 以下,達到氨氣脫硝時的氮氧化物超低排放標準。
二、應用的設備與材料
HSR 干粉脫硝應用裝置包括羅茨風機、料倉、攪拌器、旋轉下料器、PLC 柜、分配器、噴槍、管道等。具體如下:
三、HSR 干粉脫硝原理
通過料倉的給料機、氣力輸送系統和噴槍將 HSR 干粉脫硝劑按照脫硝需求量,來定量地噴入蓄熱室頂部,在利用煙氣的熱源將 HSR 干粉脫硝劑完全熱解氣化,裂解出小分子的氣態脫硝還原劑,然后隨大煙道煙氣進入現有的 SDS 脫硫塔、布袋除塵器、SCR 反應器噴氨格柵等處,使氣態脫硝還原劑與煙氣充分混合均勻后,最終進入 SCR 反應器,在不噴氨的條件下即可發生 SCR 還原脫硝反應
使凈煙氣 NOx 濃度達到排放標準。
(1)化學反應方程式如下: NOx + {HSR-X} → N2 + M
HSR-X:有機多胺脫硝劑。
M:脫硝過程中形成還原產物,如N2、CO2和H2O等無害氣體。反應方程式如下:
NOx + {HSR} → N2 + M
HSR:即高分子有機多胺類化合物脫硝劑。
M:即脫硝過程中產生的還原產物,如 CO2 和 H2O 等無害氣體。
(2)工藝流程如下:
四、應用步驟和方法
1、設備和噴射系統安裝好:本 HSR 干粉脫硝設備為集成設備,其中包括儲存系統、下料模塊、風機單元、分配模塊、輸送系統和噴射系統。其中風機單元、儲存系統、下料模塊為集成設備,到達現場組裝即可;分配模塊、輸送系統和噴射系統需要現場安裝。
2、設備試機:檢查設備各部位運行情況,并進行調整。開機啟動時必須保證先啟動風機再啟動給料機。
(1)風機啟動及風量檢查
(2)旋轉供料變頻調試
(3)物料分配是否均勻
(4)管道輸送有無漏風漏料
(5)噴射距離及噴射面積調整,噴槍調整時每把噴槍都要放置爐外調試。
3、HSR 干粉脫硝劑應用:要達到 HSR 干粉脫硝劑完全替代氨氣進行 SCR 煙氣脫硝的目的,即當 HSR 干粉脫硝應用裝置運行正常后,逐步關小氨氣閥直至全關,且關閉氨氣閥門過程中,確保煙氣氮氧化物的排放濃度穩定在 100mg/m³以內。
五、HSR 干粉脫硝應用情況
(1)9#號爐使用 HSR 干粉脫硝劑用量和脫硝數據: 時間:2019 年 6 月 23 日
爐型:7.63 米焦爐
還原劑:HSR 干粉脫硝劑
NOx 排放分鐘值如下圖:
6 月 23 日應用時間為 3 小時,其中氮氧化物平均值為 94mg/m³,干粉脫硝劑用量為 40kg/h
(2)9#號爐使用 HSR 干粉脫硝劑用量和脫硝數據: 時間:2019 年 6 月 24 日
爐型:7.63 米焦爐
還原劑:HSR 干粉脫硝劑NOx 排放分鐘值記錄如下圖:
NOx 排放曲線圖如下:
6 月 24 日應用時間為 2 小時 50 分鐘,其中氮氧化物出口平均值為 83mg/m³, 入口平均值為 260mg/m³,脫硝效率為 68%,脫硝劑用量為 60kg/h。
(3)9#號爐使用 HSR 干粉脫硝劑用量和脫硝數據: 時間:2019 年 6 月 25 日
爐型:7.63 米焦爐
還原劑:HSR 干粉脫硝劑NOx 排放分鐘值記錄如下圖:
NOx 排放曲線圖如下:
6 月 25 日應用時間為 5 小時 20 分鐘,其中氮氧化物出口平均值為 80mg/m³ 左右,脫硝劑用量 70kg/h 左右。
(4)9#號爐使用 HSR 干粉脫硝劑用量和脫硝數據: 時間:2019 年 6 月 26 日
爐型:7.63 米焦爐
還原劑:HSR 干粉脫硝劑NOx 排放曲線圖如下:
NOx 排放分鐘值記錄如下圖:
6 月 26 日應用時間為 1 小時 20 分鐘,其中氮氧化物出口平均值為 83mg/m³, 脫硝劑用量為 65Kg/h。
六、結論
通過本次在太原鋼鐵集團有限公司焦化廠 9#焦爐的煙氣 SCR 脫硝裝置上,進行 HSR 干粉脫硝劑替代液氨的脫硝應用,取得下述重要成果:
(1)HSR 干粉脫硝不僅可以完全替代液氨進行煙氣脫硝,達到液氨脫硝同樣的脫硝效率,而且還安全環保,可從源頭上避免液氨脫硝存在的重大危險源問題和設備腐蝕問題。
(2)HSR 干粉脫硝劑屬安全環保和節能型材料,只需建設一套簡易的粉劑料倉存儲和氣力輸送裝置,然后將該脫硝劑定量地噴入部分的焦爐蓄熱室頂部即可替代液氨進行 SCR 脫硝,工藝和設備簡潔,投資小、占地小、選址容易。
(3)HSR 干粉脫硝劑噴入焦爐蓄熱室頂部進行脫硝過程中,因輸送的氣量少,對焦爐的正常生產沒有明顯的影響。
(4)通過 HSR 干粉脫硝劑應用的數據和氮氧化物曲線圖發現,HSR 干粉脫硝劑噴入蓄熱室頂部時,噴入下降煙氣中比噴入上升氣流中的脫硝效率高,并且更穩定。
這主要是因為噴入蓄熱室下降煙氣中,HSR 干粉脫硝劑可以完全裂解為有效的脫硝劑,而且損耗少,而噴入蓄室的上升煙氣中,脫硝劑則隨上升氣流進入燃燒室立火道中的高溫燃燒區后,會因高溫氧化而損耗一部分脫硝劑。因此,在正式的工業裝置設計時,應設計為只在下降氣流蓄熱室頂部內噴射脫硝劑,則可進一步提高脫硝效率和降低脫硝劑的消耗量。
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