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山西焦化股份有限公司 焦炉烟气脱硫脱硝项目二期工程
方案书
1#焦炉烟气脱硫脱硝及余热回收
2017年03月02日
一、设计方案
1、工程概述
山西焦化股份有限公司焦炉烟气脱硫脱硝项目工程二期，共有3台50孔焦炉，每台产能50万吨/年。由于现有生产工艺并未配备相应的烟气净化处理装置及设施，生产过程中产生的烟气（含SO2和NOx）通过地下烟道引至烟囱直接排放。随着环保形式的日益严峻，个别地区机械焦炉烟囱已经开始执行《炼焦化学工业污染物排放标准》 (GB16171-2012)中的特别排放限值要求： SO2≤30mg/ Nm3(干基），NOx≤150mg/ Nm3(干基），颗粒物≤15mg/Nm3(干基）。为积极响应国家环保部关于焦炉生产污染物排放指标的控制，峰煤焦化厂相关领导拟对焦炉烟气进行脱硫脱硝净化处理，以达到污染物排放指标。 2、基础参数及条件 2.1、焦炉烟气参数
在正常生产过程中，1#、4#、5#焦炉各有一个烟囱，每个烟囱排放的烟气量和烟气成分基本相同，详细参数见下表：
序号 1 2 3 4 5 6 2.2、设计原则及标准 《焦化安全规程》 GB12710—2008 《炼焦化学工业污染物排放标准》 GB16171-2012 《火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性催化还原法》 HJ562-2010 《工艺金属管道设计规范》 GB50316-2000 《工业企业厂界噪声标准Ⅲ类标准》 GB12348-90 《工业企业设计卫生标准》 GBZ1－2002 《工业金属管道工程施工及验收规范》 GB50235-97 《自动化仪表施工及验收规范》 GB 50093-2002
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名称 烟气量 烟气温度 SO2浓度 NOx浓度 粉尘浓度 含O2量 单位 Nm3/h ℃ mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 % 数值 90000-120000 230-290 ≤200 ≤1200 ≤30 7-11%
《机械设备安装工程施工及验收规范》 GB50231-98 《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》 GB50275-98 《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》 GBJ126－89 《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》 HGJ229-91 《自动化仪表工程施工及验收规范》 GB50093—2002 《电气装置安装工程电器设备交接试验规程》 GB50150—91 《继电保护和安全自动装置技术规程》 DL400-91 《电力工程直流系统设计技术规程》 DL/T8044-2004 《低压配电设计规范》 DL/T50044-95 《袋式除尘器分类及规格性能表示方法》 GB6719—86 《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》 GB12625—90 《脉冲袋式除尘器用滤袋框架技术条件》 GB/T5917—91 《袋式除尘技术性能及测试方法》 GB11653—89 《机电产品包装通用技术条件》 GB/T13384—91 《气焊、电弧焊及气体保护焊缝的基本型式及尺寸》 GB/T985-1988 《埋弧焊焊缝的基本型式及尺寸》 GB/T986-1988 以上标准不限于此，如遇最新标准，按最新标准执行。 2.3、项目设计指标
根据招标文件，以及GB16171-2012 《炼焦化学工业污染物排放标准》规定的大气污染物特别排放限值，实现以下排放指标：
（1）、烟囱排放温度：≥130℃ （2）、NOx排放浓度：≤150mg/Nm3 （3）、SO2排放浓度：≤30mg/Nm3 （4）、粉尘排放浓度：≤15mg/Nm3 （5）、氨逃逸：≤10ppm 3、工艺技术方案
按照招标文件中焦炉烟气脱硫脱硝既定的工艺路线，采用“中低温SCR脱硝+余热回收+循环流化床（CFB）半干法脱硫+布袋除尘器”的技术，对焦炉烟气进行脱硫脱硝以及余热回收，具体工艺流程为：
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（1）、将焦炉烟气从地下烟道挡板门以前引出，然后通过焦油吸附装置，去除烟气中大部分焦油，减少对后续工艺系统的影响。
（2）、经焦油吸附后的烟气进入中低温SCR脱硝反应器：在催化剂的作用下，烟气中的NOx与喷入的NH3发生选择性还原反应，生成N2和H2O，以达到NOx脱除的目的，确保NOx浓度小于150mg/Nm3。反应器采用分仓室结构，分成3个独立的通道，并在各个通道的进、出口设置阀门，实现各个通道内脱硝催化剂的在线检修和更换。
（2）、为了确保催化剂的活性，设置一套热风炉，通过升温，结合SCR反应器的分仓室结构，可定期进行催化剂在线热解析。同时，当焦炉烟气温度低于原始设计温度时，可通过热风炉来稳定烟气温度，确保脱硝效率。
（2）、从SCR脱硝反应器出来的烟气进入余热锅炉，通过热交换，回收烟气中的显热，降低烟气温度，并产生一定量的饱和蒸汽，实现焦炉烟道气的余热回收。
（3）、从余热锅炉出来的烟气进入后部的循环流化床（CFB）脱硫塔：利用循环流化床强烈的传热和传质特性，通过向塔内加入脱硫剂（Na2CO3），在高速气流的作用下，脱硫剂呈流化态并与烟气强烈混合并接触，与烟气中的酸性物质（主要为SO2、SO3等）发生中和反应，从而实现SO2的固化及脱除，确保出口SO2浓度小于30mg/Nm3。
（4）、从CFB脱硫塔中出来的含尘烟气进入布袋除尘器，经布袋的拦截、捕集后，布袋除尘器出口烟气中的粉尘浓度小于15mg/Nm3。
（5）、经脱硝、余热回收、脱硫、除尘后的洁净烟气经由系统引风机引出，然后返送回地下烟道挡板门后，经由原焦炉烟囱达标排放。由于排放的烟气温度＞140℃，确保焦炉烟囱一直处于热备状态。
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