三種常見焦爐煙氣脫硫工藝特點簡析

2022-09-30 04:58:10陳活虎

上海節能 2022年8期

關鍵詞：煙氣工藝混凝土

0 引言

現代焦爐是指以生產冶金焦為主要目的、可以回收煉焦化學產品的水平室式焦爐，煉焦生產過程中煤氣燃燒生成的煙道廢氣含有一定濃度的SO

。由于現代焦爐使用的煤氣幾乎都進行了脫除H

S的預處理，因此焦爐煙道廢氣中含有的SO

濃度并不高，一般在200 mg/Nm

以下（主要是由煤氣中的有機硫燃燒產生）。在國家環保部發布《煉焦化學工業污染物排放標準》（自2015年1月1日起現有企業和新建企業執行排放濃度：機焦和半焦爐SO

≤50 mg/Nm

、熱回收焦爐SO

≤100 mg/Nm

、對于特別排放地區SO

≤30 mg/Nm

）要求前，全國的焦爐幾乎都未增設煙氣脫硫裝置。

由圖5可見，每齒進給量對介觀尺度銑削中間區域表面粗糙度影響最顯著。由于介觀尺度銑削加工的尺度效應，每齒進給量較小時工件頻繁產生彈塑性變形，因此表面粗糙度隨每齒進給量的增加而減少，這與常規尺度銑削加工規律相反。每齒進給量提高到0.6 μm時，受單齒切削現象影響，中間區域的切削厚度已經大于最小切削厚度，切削以剪切為主，表面粗糙度最優。中間區域表面粗糙度同樣隨主軸轉速和軸向切削深度的增加而減少，優化的中間區域切削工藝參數為A3B3C3。

起步晚、要求高成為焦爐脫硫行業的重要特性之一，也因此在電力行業、燒結行業大浪淘沙中留下的可靠的、適應焦爐煙氣特點的技術才得以推廣使用，工藝選擇的聚焦性要遠高于前兩個行業，全國焦爐脫硫工藝幾乎使用的都是以下三種技術：SDA法、CFB法、SDS法。本文對比三種常見焦爐煙氣脫硫工藝展開論述。

灰色系統本身缺乏較強的并行計算能力與數據推理能力，一旦系統輕微改變，后續過程都需要重新計算[18]。因聚類結果缺乏柔性，所以需要對系統信息的處理過程進行優化，本文引入了粗糙集理論來解決該問題。

1 焦爐煙氣脫硫的特點

在我國，煙氣脫硫是從電廠鍋爐尾氣治理開始，逐步推廣到燒結煙氣治理，再普及至焦爐煙氣治理。在焦爐行業開始進行煙氣脫硫治理時，污染物監測和處理工藝技術都已經非常成熟了，但焦爐畢竟是一個新的行業，有著自己特有的工況條件。

與電廠鍋爐尾氣、燒結機煙氣相比，焦爐排放的煙道氣的氣量要小得多，某廠典型的焦爐煙道氣排放量見表1。

1)煙氣量較小

全國焦爐普遍排煙溫度較高，通常在200℃左右，高的可至300℃，因此也有一些焦爐會在煙道氣排放前增設預熱鍋爐。

由于焦爐的特性，燃燒煤氣中焦油的殘留和焦爐炭化室荒煤氣竄漏均使焦爐排放的煙道氣中不可避免地含有一定量的焦油，這些焦油如果未被及時帶出脫硫系統，附著在設備上，則將對系統造成很大的危害。這也是各種使用填料塔的工藝和應用最廣的石灰石-石膏濕法脫硫工藝（焦油附著在皮帶脫水機上，無法正常工作）不適用于焦爐行業的原因。

2)煙氣中含焦油

3)煙氣溫度高

由表1可見，使用高爐煤氣為燃料的焦爐產生的煙道氣也僅有約50萬Nm

/h，規模遠小于燃煤鍋爐和燒結機排放煙氣，因此，在焦爐上采用兩爐/多爐一塔（脫硫塔）的工程較為普遍。

由于焦爐排煙溫度高，后續還要進行脫硝（一般采用反應溫度200℃的中低溫SCR工藝），之前在其他行業因經濟性不佳而推廣不開的Na基脫硫工藝（如SDS法）反而因溫降小的優勢而得以推廣。

AP算法按照數據點間的相似度聚類[12]，這些相似度的分布特征呈對稱性或不對稱性.其中，對稱指兩數據點具有相同的相似度；不對稱指兩數據點具有不同的相似度.將相似度s(i， j)集合搭建為N×N的相似度矩陣S.矩陣S上的對角線值為s(k， k)，該值越大表明其成為聚類中心的可能性越大，也稱為偏向參數p(k)=s(i， i).引入吸引度矩陣R=[r(i，k)]與歸屬度矩陣A=[a(i，k)]，其中，r(i，k)指點i發送至候選聚類中心k的消息，即點k適合作為點i的聚類中心的程度；a(i，k)指從點k發送給點i的消息，即點i選擇點k作為其聚心的適合度.算法迭代公式如下：

4)同步作業率要求高

1) 評價矩陣的建立.根據確定的安全管理測度，邀請p個專家對指標Aij進行打分，從而建立評價矩陣Di=[dijk]s×p.

焦爐與燃煤鍋爐和燒結機另一個最大的不同在于其一代爐齡30年沒有停機年修或大修的時間，因此對同步作業率的要求遠高于前兩個行業。脫硫裝置一般都按一年運行8 400 h以上設計，設備冗余配置要求高，甚至有些工程對主引風機也進行了一用一備的高配設置。

2 脫硫工藝特點

1）SDA法

混凝土的防護措施主要是對溫度的控制，為了保證混凝土可以順利的進行硬化，可以采用相關的防護措施對于混凝土澆筑過程中的溫度進行合理的控制，控制在混凝土規定的標準范圍之內，凝固過程中需要采取一定的手段控制好溫度，防止溫度發生急劇的變化。混凝土的養護是保障混凝土質量的有效措施，避免混凝土在陽光下暴曬，溫差會影響混凝土的成型。混凝土養護主要針對溫度、濕度的控制，高溫時可以在混凝土的表面覆蓋一層塑料布，避免了陽光直射造成水分的蒸發[4]。

無論是哪種脫硫工藝，都有其各自的優缺點，目前仍未有一種完美的脫硫技術。根據近5年國內焦爐煙氣脫硫裝置的運行情況，SDA法、CFB法、SDS法這三種常見的工藝還是較適合焦爐煙氣，運行也較為經濟、穩定、可靠。

SDA法也稱旋轉噴霧法，是一種半干法脫硫技術，吸收劑可采用鈉基（Na

）和鈣基（CaO），均加水制成吸收劑溶（漿）液，通過高速旋轉的噴嘴噴出與煙氣反應，脫除SO

，生成Na

（CaSO

）為主的脫硫灰。見圖1。