碳素电煅炉的烟气治理,不少企业遇到过这种情况:现有脱硝系统投运后,氮氧化物排放浓度在100~150mg/Nm³附近波动,偶尔还会冲到200mg/Nm³以上,当地排放标准是100mg/Nm³,勉强能过,但绩效评级提标后要求更严,随时可能踩线超标。换一套全新设备?投资大、停炉长,不划算。在现有设施基础上升级为中低温SCR脱硝,是目前不少碳素企业正在走的改造路线。
电煅炉现有脱硝为什么不够用
碳素电煅炉烟气工况有个特点——
排烟温度波动大。煅烧炉出口烟气温度通常在400~1000℃区间变化,季节变化、负荷调整都会导致温度波动。现有脱硝系统如果是早期建的,很多只配了简单的SNCR或除尘+脱硫,对NOₓ的控制能力有限。电煅炉烟气还含焦油和粉尘,对催化剂有影响,如果前端除尘不彻底,催化剂寿命会受影响。温度波动+烟气成分复杂,老系统效率上不去也就不奇怪了。
SCR升级改造怎么做
第一步:核实温度条件。SCR反应器需要稳定运行在催化剂活性温区内。以新疆某炭素企业煅烧炉中低温SCR脱硝项目为例,设计保证最低连续运行烟温280℃,最高430℃,反应器耐温按450℃设计。如果原系统烟气温度经常低于280℃,就需要在SCR反应器前增设事故喷淋降温系统应对超温,同时在低温时段考虑补热措施。
第二步:选址和布置。SCR反应器通常布置在余热锅炉之后、脱硫塔之前。这个位置烟气温度经过余热回收后已降至合适区间(280~430℃),同时粉尘经过前段除尘已大幅减少,催化剂工况相对友好。场地紧张的厂区,可根据实际空间定制反应器尺寸,不一定照搬标准设计。
第三步:催化剂选型。碳素电煅炉烟气含硫、含尘,催化剂需具备一定的抗硫抗尘能力。宁夏某碳素企业投资1100万元建成2座SCR脱硝塔,配合脱硫塔和湿电除尘器,实现了排放浓度和总量的大幅下降。催化剂层数一般设计2~3层,预留备用层空间,以后排放标准再收紧,加一层就能顶上。
第四步:控制系统对接。SCR系统需接入厂区现有DCS平台,实现远程监控和自动调节。反应器入口温度、氨喷射量、出口NOₓ浓度联动控制,避免人工操作滞后导致超标或过度喷氨。
改完能达到什么效果
从已有项目来看,采用SCR技术的炭素煅烧炉脱硝,氮氧化物排放浓度可降至40~50mg/Nm³以下,明显优于一般控制区100mg/Nm³的排放标准。部分企业已实现排放浓度和总量的大幅下降。升级为SCR后,脱硝效率稳定,不再需要频繁调整和担心踩线超标。
改造注意事项
碳素电煅炉烟气温度高(400~1000℃),直接进SCR反应器会烧坏催化剂,余热锅炉降温是关键一步,必须确保降温后的烟气温度落在催化剂工作区间内。另外烟气含焦油,
中低温SCR脱硝技术本身在低温含焦油工况下可能无法正常运行,因此烟气预处理(除尘除焦油)是SCR能否长期稳定运行的前提,改造前需确认前端除尘设施是否到位。
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