《降低大型焦炉氮氧化物技术开发》

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该项目属于化工过程控制与优化技术和大气污染防治工程的交叉技术领域。

由于中国是一个焦炭生产大国,全国有大小焦炉上千座,焦炭年生产量达3亿吨以上;然而焦炉生产技术却比较落后,大多数企业的生产模式仍然是粗放式的,生产过程基本上以人工操作为主,辅助以一些简单的自动化手段,因而生产效率低下,工人的生产操作环境恶劣,污染严重,单位产品的能耗很高。据环保部发布的数据显示,仅在2011年,中国氮氧化物排放就高达2273.6万t,同比增长6.17%。专家预计如不采取任何措施,到2020年氮氧化物的排放量将会达到3000万吨。控制氮氧化物(NOx)排放的任务非常艰巨。

氮氧化物(NOx)排放控制在火力发电、机动车行业已经得到普遍重视,但在国内炼焦行业几乎是一片空白,中国现有各类炉型的焦炉近千座,以前炼焦行业对氮氧化物(NOx)排放几乎是一种放任自流的状态,近几年才逐渐引起相关部门重视;按照国家新出台的炼焦行业氮氧化物排放标准,几乎100%的焦化企业(包括装备、管理水平最高的上海宝钢焦化厂)都严重超标。由此看来,控制焦炉氮氧化物(NOx)排放已刻不容缓。因此,该项目的技术开发是基于安徽工业大学宁芳青教授提出的自动加热技术,依据焦炉NOx产生的机理,通过加热优化控制的方法,从源头上控制NOx的产生条件,破坏生成条件进而抑制NOx的生成。

主要的技术手段为标准温度的优化管理、最合理的温度场分布、优化煤气燃烧、控制焦炉炉体的串漏以及合理的工艺安排等手段的综合应用,可以很好的抑制焦炉NOx的生产,既达到控硝的目的,同时又降低了焦炉煤气消耗,改善了焦炭的质量,并可节能降耗达2〜6%。

项目研究的主要内容有以下几个方面:(1)焦炉生产过程中燃烧室煤气燃烧产生NOx的机理;(2)根据NOx燃烧产生的机理提出抑制NOx生成的主要方法和措施;(3)实现焦炉烟气氮氧化物的源头控制的实施方案;(4)通过加热优化,降低能耗。

该项目采取控硝技术与其它脱硝技术相比:投资低,一次投入远远低于低温SCR方法和其它方法;几乎没有运行费用,而低温SCR技术方法的运行费用为10〜20元/吨焦,对于年产100万吨焦的焦炉脱硝系统,每年的运行费用就需要1000〜2000万元;源头控硝技术破坏NOx产生的条件,从本质上减少NOx的生成,没有二次污染。该项目采取的控硝技术进一步拓宽了源头控硝技术在大型焦炉上的应用,该项目也是国内7米焦炉首次采用该技术降低氮氧化物满足环保排放标准。

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