【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】煉焦是將煤轉(zhuǎn)化為冶金燃料及化工原料的流程工業(yè)，是鋼鐵工業(yè)和煤化工產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。截至2021年底全國(guó)在產(chǎn)企業(yè)351家，冶金焦產(chǎn)能5.37億噸，占世界焦炭產(chǎn)量的68%以上。焦?fàn)t煙氣具有危害性大、成分復(fù)雜、煙氣量和NOx波動(dòng)大等特點(diǎn)。伴隨著各地NOx超低排放要求日趨嚴(yán)格，一定程度上加大了脫硝的治理難度。如何在波動(dòng)的煙氣工況下，既要保證 NOx 的超低排放，又要滿足低碳治理與氨逃逸的排放要求是當(dāng)下焦?fàn)t煙氣SCR脫硝的一大難題，因此焦?fàn)t煙道氣綜合治理的工藝路線和關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品的選擇至關(guān)重要。

1、技術(shù)基本原理

1.1技術(shù)基本原理

焦?fàn)t煙氣中低溫選擇催化還原（SCR）技術(shù)是由北京晨晰環(huán)保工程有限公司（簡(jiǎn)稱晨晰環(huán)保）與齊齊哈爾大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的新型脫硝材料制作的SCR中低溫催化劑，結(jié)合三維立體式布置的導(dǎo)流板反應(yīng)器等核心關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)成的新型SCR脫硝技術(shù)。脫硝催化劑是由一種鈰基復(fù)合金屬氟化物納米花材料制備成的新型材料，該材料具有催化活性高、適應(yīng)溫度廣、脫硝效率高的特點(diǎn)。同時(shí)，此技術(shù)所使用的煙氣脫硝反應(yīng)器為直立式,內(nèi)部導(dǎo)流板的設(shè)置方式為三維立體式布罝，使得煙道內(nèi)的煙氣均勻進(jìn)入脫硝反應(yīng)器與鈰基催化劑進(jìn)行充分反應(yīng)。

焦?fàn)t煙氣在特定溫度與鈰基催化劑作用下，使用氨作為還原劑，有針對(duì)性地將煙氣內(nèi)的NOx還原成氮?dú)馀c水。該系統(tǒng)中的反應(yīng)由主反應(yīng)與副反應(yīng)兩大部分構(gòu)成，其中，主反應(yīng)見式(1)、式(2)

晨晰環(huán)保的中低溫選擇性催化脫硝還原（SCR）技術(shù)目前已經(jīng)取得了多項(xiàng)發(fā)明專利，在全國(guó)有近20臺(tái)（套）NOx深度治理的項(xiàng)目中成功應(yīng)用。因其具有催化活性高、適應(yīng)溫度廣、脫硝效率高等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于焦?fàn)t、鋼鐵燒結(jié)、石灰窯、燃?xì)忮仩t、加熱爐、熱風(fēng)爐、造紙、工業(yè)硅、垃圾焚燒等行業(yè)的氮氧化物深度治理。

1.2技術(shù)工藝簡(jiǎn)介

焦?fàn)t煙氣分別由地下機(jī)側(cè)和焦側(cè)煙道引岀，經(jīng)旁路煙氣管道閥門和新增入口管道閥門切換并匯合后進(jìn)入煙氣總管。煙氣先經(jīng)過干法脫硫后，含粉料煙氣進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行進(jìn)一步脫硫反應(yīng)及煙塵凈化。脫硫除塵后的煙氣進(jìn)入三維立體式導(dǎo)流板的SCR煙氣脫硝反應(yīng)器（見下圖）。

該反應(yīng)器的主體部分設(shè)置了多層由鈰基復(fù)合金屬氧化物納米化材料制成的催化劑層, 在上部設(shè)置具有導(dǎo)流板的進(jìn)風(fēng)管、煙氣/氨混合器、加氨系統(tǒng)、進(jìn)風(fēng)口，在下部設(shè)置有出風(fēng)管、出風(fēng)口。煙氣進(jìn)入反應(yīng)器后，煙氣中的NOx與噴氨格柵噴出的NH3在靜態(tài)混合器內(nèi)充分混合，在鈰基復(fù)合金屬氧化物納米化材料制成的中低溫催化劑的作用下與NH3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成N2和H2O,從而達(dá)到去除煙氣中NOx的目的。凈化后的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)抽引，經(jīng)出口煙道至原焦?fàn)t煙囪排入大氣?；卦?fàn)t煙囪的煙氣溫度滿足焦?fàn)t熱備溫度要求，可保證事故狀態(tài)下焦?fàn)t煙囪熱拔力依然保持正常。

1.3 適用情況

由鈰基復(fù)合金屬氧化物納米化材料制成的中低溫催化劑及導(dǎo)流板優(yōu)化的SCR煙氣脫硝反應(yīng)器因其具有溫度適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行阻力小、氨消耗量低、脫除效率高、催化劑使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)?？蓮V泛應(yīng)用于焦?fàn)t、鋼鐵燒結(jié)、石灰窯、燃?xì)忮仩t、加熱爐、熱風(fēng)爐、造紙、工業(yè)硅、垃圾焚燒等行業(yè)的氮氧化物深度治理。

2 、技術(shù)裝備的主要參數(shù)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

2.1 技術(shù)裝備的主要參數(shù)

2.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)與實(shí)際工況條件密切相關(guān)，現(xiàn)按照煙氣溫度250℃，入口氮氧化物濃度≤400mg/Nm3，出口氮氧化物濃度≤40mg/Nm3測(cè)算明細(xì)如下表。

2.3技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：

該技術(shù)相較于傳統(tǒng)的SCR技術(shù)有如下優(yōu)勢(shì)：

1、采用的催化劑為鈰基復(fù)合金屬氧化物納米化材料制成的中低溫催化劑。由于鈰基新材料的加入，大大提高了CeO表面暴露的晶面，使CeO具有更多的活性位點(diǎn)，從而提高了CeO的催化活性。在溫度為180-350℃范圍、進(jìn)口NOx濃度800-1700mg/Nm3的條件下，該新型催化劑的脫硝效率可達(dá)90%以上，相較于傳統(tǒng)催化劑在入口濃度、煙溫、脫除效率上有優(yōu)勢(shì)；

2、反應(yīng)器采用的導(dǎo)流板在進(jìn)風(fēng)管上的設(shè)置方式為三維立體式布置，提高了氨和氮氧化物混合氣體的速度，同時(shí)具有濃度分布的均勻性，從而使脫硝效率顯著提高；

3、該反應(yīng)器的進(jìn)口設(shè)置在頂部，從結(jié)構(gòu)形式上解決了煙氣不均流的缺點(diǎn)，且無需增加導(dǎo)板，煙氣流速較為理想，對(duì)催化劑的磨蝕較小，且降低了催化劑中毒的風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)了使用壽命；

4、反應(yīng)器的立柱采用合金鋼Q345B材質(zhì)，可有效應(yīng)對(duì)在煙氣溫度較高情況下的脫硝需求；

5、反應(yīng)器采用直立式，可有效解決目前懸掛式反應(yīng)器剛度不強(qiáng)，反應(yīng)器整體熱膨脹不均衡的問題，從而提高系統(tǒng)的脫硝效率；

6、系統(tǒng)通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理布局使得整套脫硝裝置運(yùn)行阻力低于常規(guī)SCR裝置，能耗及碳排放降低10%以上；

7、改進(jìn)后的SCR法煙氣脫硝反應(yīng)器，噴氨量減少了5%以上，氨逃逸指標(biāo)≤3mg/Nm3。

3、應(yīng)用情況

該中低溫催化劑與導(dǎo)流板優(yōu)化的SCR脫硝反應(yīng)器具有催化活性高、適應(yīng)溫度廣、脫硝效率高等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于焦?fàn)t、鋼鐵燒結(jié)、石灰窯、燃?xì)忮仩t、加熱爐、熱風(fēng)爐、造紙、工業(yè)硅、垃圾焚燒等行業(yè)的氮氧化物深度治理，在全國(guó)范圍內(nèi)已有近20套脫硝裝置的成功應(yīng)用。

結(jié)語

據(jù)中環(huán)協(xié)最新發(fā)布的《2022年脫硫脫硝行業(yè)發(fā)展評(píng)述和2023年發(fā)展展望》預(yù)測(cè)，十四五時(shí)期非電行業(yè)煙氣治理需求將持續(xù)釋放并提速。氮氧化物的治理也將向著協(xié)同治理、精準(zhǔn)治理、低碳治理轉(zhuǎn)型。晨晰環(huán)保和齊齊哈爾大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的新型材料制成的中低溫催化劑與導(dǎo)流板優(yōu)化的SCR脫硝反應(yīng)器具有脫硝效率高，噴氨量小的同時(shí)可保證氨逃逸持續(xù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，裝置低碳節(jié)能等特點(diǎn)。可全面滿足煉焦、熄焦過程中，中低溫、低硫環(huán)境下的脫硝需求，同時(shí)也有效降低了治理設(shè)施的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本。在未來幾年，該技術(shù)在焦化行業(yè)中的市場(chǎng)份額將會(huì)逐步擴(kuò)大，具有良好的市場(chǎng)前景。

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