天津华能北方热力设备有限公司 天津市 301900
摘要：介绍了“旋转喷雾半干法脱硫+除尘脱硝”项目的工艺流程。对于项目的经济性展开了相应的分析，总的来说，原材料以及电力成本为项目总运行成本的大部分。而借助相应的技术改造，则是能够在很大程度上减少工程运行经过里的氨气、碳酸和电能消耗，由此减少工程运行成本。
关键词：焦炉烟气；脱硫脱硝系统；运行成本
1绪论
某煤化工有限公司的1#、2#、3#、4#焦炉是JN60－6顶装焦炉，其中3#、4#焦炉于2009年投产，1#、2#焦炉于2010年投产。根据最新的环保要求，四座焦炉的SO2和NOx排放不符合排放限值，因此，该公司决定增加2座焦炉烟气脱硫脱硝装置，从而能够符合国家环保目标的规范，项目于2018年7月竣工投产。该项目投产后，极好的去除了焦炉废气中的SO2和NOx，大大改善了环境。净化后的烟气符合特殊排放标准。焦炉烟气NOx排放浓度不高于150mg/m3，SO2排放则是小于30mg/m3，而在粉尘排放方面则是小于10mg/m3。在进行了两年的生产作业后，该企业借助相关数据的有效整合研究，认为效果加好。
2工艺流程分析
工艺流程采用“旋转喷雾半干法脱硫+除尘脱氮”的工艺。以焦炉烟气脱硫脱硝装置而言，往往由脱硫塔、除尘脱硝一体化装置、引风机、烟气管道等组成。焦炉烟气从焦炉烟道接头处抽出，烟气先进入脱硫塔，然后在脱硫塔内脱硫。脱硫塔排出的烟气则是会进到除尘脱硝一体化装置。首先用布袋除去装置中的烟气。当混合烟气来到脱硝催化剂层后，则是会受到催化剂的影响，在其影响下出现脱硝反应。而在净化后的干净烟气则是会被系统引风机作用，进而送回烟囱展开排放作业。而在净化后的烟气，其在排气温度最少能够达到180°c，整个烟囱周边不会发生烟囱雨，防止了烟气温度低于酸露点对烟囱的腐蚀。在焦炉生产还原条件下，只要脱硝段烟气温度高于180°c，就可以实现直接脱硝，热风炉不需要正常运行，只需定期展开加热催化剂作业，就可以实现催化剂活性的再生[1]。
3运行成本分析
该公司最新建设了两套焦炉烟气脱硫脱硝设备及配套公共设施，处理烟气容量达229.5万m3/h。建设期为一年，生产期为二十年。
3.1成本计算
根据2018年2月至2019年2月的生产经营数据，该项目年运营成本为2912.73万元，年平均总成本为3478.98万元，吨焦单位成本为15800元。
3.2工程技术经济分析
以该工程来看，其在运营期间的成本主要有直接、间接两种[2]。营运成本有原材料成本（碳酸、氨水）、电力供应成本（电力、蒸汽、燃气、淡水等）、人员成本、维修成本等。以总成本来看，还有固定资产折旧以及厂房管理成本。碳酸总消耗量1500吨，单价2000元/吨，总消耗量300万元，氨水总消耗量10512吨，单价1000元/吨，总消耗电量15386107千瓦小时，单价0.5元/千瓦小时，总消耗量769.3万元，蒸汽总消耗量10364.2吨，单价95元/吨，总消耗量984600元/吨。煤气、循环水、新水、压缩空气和氮气的年运行费用约为87.63万元。通过对成本核算表的分析可以得出以下结论：1采购原材料和电力成本占项目总成本的71.1%，采购原材料和电力成本占42.5%，电力消耗成本达到了31%，碳酸成本则是达到了12.1%，而在财务成本方面则是占项目总成本的16.3%。减少运行期间的氨气、碳酸和电能消耗，可大大降低工程运行成本。
4技术改造与评价
结合焦化行业超低排放检验验收规范，对焦炉脱硫脱硝装置的排放规范提出了更给严格的条件，也就是在基本氧含量8%的条件下，二氧化硫和氮氧化物的排放浓度分别不高于10mgm3、30mgm3和130mgm3。而为使工程能够满足特定排放标准，且不会造成运行成本变多，根据成本研究，从下列几个方面进行了技术方面的有效改造，并获得较好的效果。
4.1焦炉烟气系统密封
为提高焦炉烟气系统的运行效率，降低脱硫脱硝装置的运行成本，公司对现有焦炉再生器的密封壁、交换闭合装置的顶部、次烟道侧墙和地下室侧墙进行了保温处理，减少了漏风，提高了烟温，降低了烟气量，见表1。
表1 改造前后19h周转时间废气量m3
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通过改造作业，废气氧含量基本控制在8%左右，同时减少了气窜，降低了废气总量。
4.1源头控硫控硝
硝和硫的控制主要包括两个部分：首先为优化燃烧系统，借助排气分析调整各燃烧室的燃烧均匀性，从而能够在确保燃烧通道均匀性的情况下，自动控制烟气流量和分烟道吸力，使整个燃烧系统处于最佳状态，能耗低，加热均匀，同时减少部分氮氧化物的生成，通过稀释空气降低焦炉煤气的燃烧率，从源头上降低硫和硝酸盐的含量[3-4]。生产试验后，把上面两种方法进行有效整合，可以保证系统燃烧均匀，加热均匀，能耗降低更为显著。在相同条件下，风机的功率消耗可降低30%以上，原氮氧化物由1300mg/m3降至700mg/m3。Hpf工艺可将粗煤气进入净化车间后的H2S含量控制在500mg/m3以下。在焦炉中燃烧H2S后，H2S浓度为170mg/m3，产生S02废气，不包括有机硫的贡献。通过添加二次脱硫剂，使回气中H2S含量由500mg/m3降低到20mg/m3。通过实际试验，将焦炉废气中的S02由200mg/m3降低到100mg/m3，大大减少了烟气脱硫所需的脱硫剂量，减少了原料成本，提高了工程的技术经济水平[5]。
结束语
借助技术经济分析，认为采用“旋转喷雾半干法脱硫+除尘脱硝”整体技术，焦炉烟气脱硫脱硝工程吨焦单位造价为15.8元。采购原材料和电力成本占项目运行总成本的71.1%。在运行过程中减少氨、碳酸和电的消耗，可大大降低工程的运行成本。通过对焦炉再生器密封壁、交换开关的保温处理，可以有效地减少漏风，从而提高烟气温度，减少烟气量，提高脱硫脱硝装置的运行效率，降低运行成本。通过添加脱硫剂，可使回气中H2S含量由500mg/m3降至20mg/m3，焦炉废气中S02含量由200mg/m3降至100mg/m3，从而减少脱硫剂用量，降低脱硝运行成本。通过优化燃烧系统，增加废气循环系统，在相同条件下，可有效降低风机功耗30%以上，原氮氧化物由1300mg/m3降至700mg/m3，减少脱硝还原剂的氨耗，从而降低脱硝运行成本。
参考文献：
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