焦炉烟气治理中脱除NOx的影响因素及控制分析.pdf
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1、总第 165 期新疆钢铁2023年第 1 期焦炉烟气治理中脱除NOx的影响因素及控制分析王宁(新疆八一钢铁股份有限公司炼铁厂,新疆 乌鲁木齐 830022)摘要:文章介绍了焦炉加热过程中NOx的产生原因及治理措施,结合八钢四座6.5 m顶装焦炉烟气治理脱除NOx工艺的基本情况,对烟气脱硝段CSCR(活性焦选择催化还原)工艺运行过程中影响烟气脱硝效率的因素及操作参数进行分析总结。关键词:焦炉烟气;活性焦联合脱硫脱硝;CSCR;脱硝效率;影响因素中图分类号:X784文献标识码:A文章编号:1672-4224(2023)01-0028-03Analysis of Influencing Factor
2、s of NOx Removal inCoke Oven Flue Gas TreatmentWANG Ning(Ironmaking Plant,Xinjiang Bayi Iron&Steel Co.,Ltd.)Abstract:This paper introduces the NOx produced in the process of coke oven heating and control measures,expounds the eight steel four top 6.5 m pack joint governance of activated coke desulfu
3、rization of coke oven flue gasdenitration technology basic situation,the flue gas denitration period of CSCR(selective catalytic reduction)activated carbon process in the process of the operation of the influence factors of flue gas denitration efficiency andphase analysis summarized operation param
4、eters.Key words:coke oven smoke;activated coke combined desulfurization and denitrification;CSCR;denitrificationefficiency;influencing factors前言八钢四座6.5 m顶装焦炉建于2007年,2018年9月八钢焦炉烟气活性焦脱硫脱硝系统投入运行,投运初期系统脱除NOx效率一直偏低,为满足排口NOx150 mg/m3的指标要求,脱硝系统经过近半年多的运行调整,通过对活性焦循环量、脱硝系统喷氨量的调整,经过活性焦酸化过程的完成,脱硝效率最终达到80%以上的稳定水
5、平,完全满足超低排放指标要求。1NOx的形成机理1.1NOx的形成机理1燃烧过程中形成的NOx分为三类:一类是由燃料中固定氮生成的NOx,称为燃料型NOx。第二类是由大气中的氮在燃烧过程中生成的NOx,主要产生于原子氧和氮之间的化学反应,这种NOx只在高温下形成,通常称为热力型NOx。第三类是由于含碳自由基的存在于低温火焰中生成的NOx,通常称为瞬时NOx。1.2焦炉加热燃烧生成NOx的原因分析2燃气在焦炉立火道燃烧时会产生氮氧化物(NOx),其生成机理完全符合 1.1 所述机理。八钢焦炉采用焦炉煤气,加热时的质量浓度以 NOx 计在600800 mg/m3,用贫煤气(高炉煤气)加热的质量浓度
6、在 200300 mg/m3左右。焦炉煤气加热燃烧时因燃气中含有 NH3、HCN、吡啶、喹啉等含氮组分,含氮组分中的氮在燃烧过程中先转化为 HCN,然后转化为 NH 或 NH2。有试验表明,燃烧过程中的氮组分有约80%转化为NO。八钢焦炉加热用的焦炉煤气是经过净化的,一般含 NH3约为 0.1 g/m3、HCN为 0.5 g/m3。经计算加热焦炉煤气带入的含氮组分约为 110 mg/m3。焦炉煤气燃烧过程中生成的 NO 通过CEMS检测入口浓联系人:王宁,男,环保管理主任工程师,新疆八一钢铁股份有限公司炼铁厂E-mail:28总第 165 期新疆钢铁2023年第 1 期度在 500 mg/m3
7、以上,主要是温度热力型 NOx,用含氮组分的焦炉煤气加热,其燃料型 NO 产生量占全部NO产生量的20%左右。八钢焦炉正常生产时主要采用高炉煤气加热(配 3%5%的焦炉煤气),因煤气成分中 CxHy 很低,燃烧废气中 NOx 基本全部是温度热力型的NOx。而高炉煤气理论燃烧温度低,热力型NO的产生是烟气中 NOx 的主要来源,燃烧过程三种机理对NOx排放的趋势图见图1。图1燃烧过程三种机理对NOX排放的趋势2焦炉加热燃烧时NOx的控制措施2.1焦炉烟气NOx源头控制措施减少焦炉加热燃烧过程中 NOx 的产生主要是控制热力型 NO 及少量燃料型 NO,控制措施包括采用高炉煤气加热、降低火道温度、
8、降低空气过剩系数、采用废气循环和分段加热技术、加强焦炉维护、减少焦炉窜漏等措施。(1)八钢焦炉为复热式焦炉,正常生产时采用高炉煤气加热,立火道温度不高于 1250,燃烧高温区温度小于 1750 ,生成的 NOx 低于 300 mg/m3,高炉煤气加热条件下焦炉排口CEMS监测NOx浓度日均值如图2所示。100150200250300191725334149576573818997105113121129焦炉排口NOx(高炉煤气加热)mg/m3图2高炉煤气加热条件下焦炉排口CEMS监测NOx浓度日均值(2)焦炉荒煤气中 NH3和 HCN 含量较高,八钢焦炉荒煤气中的含氮组分:NH3约 5 g/m
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