焦化厂烟气在线监测CEMS系统制造厂

西安聚能仪器有限公司

（NH4）2SO3+1/2O2+H2O=（NH4）2SO4

TR-9300D型烟气**低排放连续监测系统
TR-9300D型烟气**低排放连续监测系统

**低排放，是指火电厂燃煤锅炉在发电运行、末端治理等过程中，采用多种污染物高效协同脱除集成系统技术，使其大气污染物排放浓度基本符合燃气机组排放限值，即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度（基准含氧量%）分别不**过 mg/m³、3 mg/m³、0 mg/m³，比《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）中规定的燃煤锅炉重点地区特别排放限值分别下降0%、30%和0%，是燃煤发电机组清洁生产水平的新成员。
针对这一大背景，西安聚能仪器有限公司集多年环境监测系统的研发与应用经验成功推出TR-9300D型烟气**低排放连续监测系统。该系统以HJ/T7-2007、HJ/T7-2007等相关标准规范为依据，其分析仪器采用西安聚能仪器有限公司*的JNYQ-S-81型烟气分析仪,单套监测系统采用监测平台探头+预处理+工控机+液晶显示器+数采仪的架构模式完成对监测数据的接收、存储、显示、传输的功能要求。
气态污染物因子监测方案

采用完全抽取式系统通过**的**低烟气加热采样探头将烟气从烟道中抽取出来，并经过伴热传输，将烟气传输到烟气分析机柜后进行除尘、**低排放烟气**冷凝器除水等处理后进入JNYQ-S-81型烟气分析仪进行监测分析，并将监测数据传输至工控机和数采仪进行存储和传输。其分析仪采用DOAS方法，基本原理是利用待测物质分子的窄带吸收特性来区分和反演待测气体的浓度。不受水蒸汽等其他干扰气体影响，且测量原理决定了仪器零点基本无漂移。
系统组成

烟气成份连续监测系统
颗粒物浓度检测系统
流量检测系统
DAS系统
技术特点

系统测量精度高；
采用紫外差分技术测量SO2、NO不受水蒸气等其它干扰气体影响；
测量结果不受光源能量波动、衰减影响；
测量原理保证了仪器零点基本无漂移；
采用德国原装进口冷凝器，经过*特的加磷酸技术，避免了SO2的损失；
采用PLC控制，自动化程度高、维护工作量小；
系统模块化结构设计，配置灵活；
系统抗干扰性能强；
系统操作简单维护方便；
系统数据采集精度高；
监测下限低，适用于**低排放气态污染物在线监测。
分析仪器技术参数

测量范围：SO2：0～20～200μmol/mol；
NOx:0～20～200μmol/mol（可选配，可定制）
O2：0～2%
精 度： ≤±1％F.S；
稳 定 性：零点漂移≤±1％F.S/7d；
量程漂移≤±1％F.S/7d；
样气流量：1.L/min±0.L/min
响应时间：T90≤20秒（气体直接通过气室时)；
气室压力： ≤20Kpa;
触点容量：120VAC, 1A 24VDC, 1A；
输出信号：4～20mA或0～10mA DC可选；
预热时间：≤ 30min
工作环境：温度：：－℃～＋4℃；
湿度：≤90%RH；
工作电源：220VAC±10%，0Hz±%；
系统技术参数

监测项目
测量方法
测量范围
零点漂移
量程漂移
线性误差
输出信号
SO2
DOAS
0～20～200
μmol/mol
±1%FS/7d
±1%FS/7d
≤±1%FS
RS-232/48
4～20mA
NOx
DOAS
0～20～200
μmol/mol
±1%FS/7d
±1%FS/7d
RS-232/48
4～20mA
CO
非分散红外吸收法
0～2000
μmol/mol
±1%FS/7d
±1%FS/7d
RS-232/48
4～20mA
O2
电化学或
磁压式
0～2%
±1%FS/7d
±1%FS/7d
RS-232/48
4～20mA
颗粒物
（粉尘）
激光前散射法
0～～200mg/m3
±2%FS/7d
±2%FS/7d
≤±3%FS
4～20mA
流速
压差传感法
0～40m/S
±%FS/7d
±%FS/7d
≤±1%FS
4～20mA
压力
压差传感法
0～140KPa
±2%FS/7d
±2%FS/7d
≤±1%FS
4～20mA
温度
热电偶
0～00℃
±1%FS/7d
±1%FS/7d
≤±1%FS
4～20mA
湿度
电容法
0～**
±2%FS/7d
±2%FS/7d
≤±1.%FS
4～20mA


随着对氮氧化物排放的控制越来越严格，焦化行业脱硝已经势在必行。本文总结了焦炉烟气的烟气条件及氮氧化物脱除技术，并探讨了焦化行业脱硝存在的问题，对焦化行业的脱硝前景进行了展望。

　　炼焦是将各种原料煤按一定的比例配合起来，在隔绝空气的条件下加热到90～100~C，配合煤经过干燥、熔融、裂解、缩聚、半焦收缩，较终形成焦炭的过程。焦炭是较传统的煤化工产品，由焦化工艺制得，是一种质地坚硬、呈银灰色的块状炭质材料，既可以作为还原剂、能源和供炭剂用于高炉炼铁、冲天炉铸造、铁合金冶炼和有色金属冶炼，也可以应用于电石生产、气化和合成化学等领域。焦化行业是一类重污染行业，此行业工艺流程复杂，生产过程中产生的高污染物质较多，炼焦过程中产生的废气污染物包括TSP，SO、HS、NH，、BAP、氮氧化物、苯、酚类、氰化氢等，对人体会产生不同程度的伤害。

　　我国于2012年发布并开始实施的《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB1171—2012），对炼焦化学工业企业的氮氧化物排放给出了明确的限值，该标准规定：新建炼焦化学工业企业自2012年10月1日期焦炉烟囱的氮氧化物排放浓度限值不得**过00mg/m，自201年1月1日起现有炼焦化学工业企业焦炉烟囱的氮氧化物排放浓度限值不得**过00ms/m。一些特殊地区的炼焦化学工业企业焦炉烟囱的氮氧化物排放浓度限值不得**过10mr/m。通过对多数炼焦化学企业的调查发现：.m以上的捣固焦炉的烟道气中氮氧化物含量一般在1200—1400mr/m之间，严重**过规定的上限，因此焦化行业氮氧化物治理迫在眉睫。

　　1焦炉烟气特点

　　焦化厂烟气参数具有以下特点：

　　（1）焦炉烟道气温度相对较低。相对火力发电烟气温度在300～400oC之间而言，炼焦化学焦炉烟道废气温度较低，一般在270℃左右。

　　（2）烟气含水量大，一般在12%～18%（v%）。

　　（3）燃料不同，导致焦炉烟气中NO含量高低不一，一般在300—1800mS/Nm。

　　（4）不同焦化厂，SO：含量差别较大。焦炉烟气中SO：含量一般在0～1000mg/Nm。

　　（）粉尘含量不高，一般在2O～0ms/Nm。

　　2焦炉烟气NO控制技术

　　对于焦炉氮氧化物的控制技术主要有两种：一种是燃烧中脱氮，方法是改进燃烧方式和生产工艺，另一种是燃烧后脱氮，方法是烟气脱硝。

　　2.1燃烧中NO控制技术

　　目前国内控制焦炉加热煤气燃烧低NO排放的技术措施现况如下：

　　1）焦炉炉体结构方面的措施有以下两项：一是7m及以上顶装焦炉采用废气循环与多段加热两者相结合的低NO燃烧技术的复热式炉型，焦炉烟囱排放废气中NO含量用焦炉煤气加热时低于00ms/m，基本可满足新国标的要求；若用贫煤气加热时为30ms/m;二是4.3m、.m、m顶装和捣固焦炉大都采用单一方法的废气循环低NOx燃烧技术的复热式炉型，不能满足新国标的要求。

　　2）焦炉加热操作控制方面主要有以下三种措施：一是煤气加热交换周期30min缩短为20min;二是控制合适的空气过剩系数d值；三是钢铁联合型焦化企业的焦炉采用高炉煤气进行加热。

　　2.2选择性非催化还原（SNCR）技术

　　选择性非催化还原（SNCR）技术是一种不需要催化剂，将含氨基的还原剂（如氨水，尿素溶液等）喷入炉内，在80～1100~C的温度范围内，还原分解烟气中的NOx，生成N2和H2O，是一种清洁脱硝技术。与SCR相比，SNCR的脱硝效率较低，一般为30%～80%，而且会产生副产物N2O。

　　2.3选择性催化还原（SCR）技术

　　目前SCR脱硝技术在电力、锅炉行业技术比较成熟，但焦炉烟气成分复杂，焦炉烟气温度比火力发电烟气温度低，火电行业成熟的SCR技术无法应用，因此焦炉烟气低温SCR脱硝技术还处于中试研发阶段。近年来，国内外对低温催化剂的研究主要集中在锰基、铁基、铈基、铜基等金属氧化物催化剂方向上，其中Mn基低温脱硝催化剂研究较为广泛。锰氧化物有很多种类，如MnO2，MnO8，Mn2O3，Mn3O4，MnO等，不同价态的锰之间能相互转化而产生氧化还原性，使NOx在NH3，的作用下转化为N2。Kapteijn等采用不同方法和前驱体制备了一系列的纯锰氧化物，得出MnO2的单位面积活性较高，Mn2O，的选择性较高，并且在40K温度下NO脱除效率都能达到90%。TiO2具有很强的抗二氧化硫中毒能力，因此经常被用作脱硝催化剂载体。Li等采用硝酸锰和醋酸锰两种前驱体，用浸渍法制备了MNOx/TiO2催化剂。结果表明，用硝酸锰制备的催化剂在10℃时，NO转化率为80%左右；而用醋酸锰制备的催化剂在10℃时，NO转化率就达到**。

　　国内目前焦炉烟气脱硝技术处于中试阶段的单位有：中科院大连化物所、鞍山焦耐院、合肥晨曦科技有限公司等，其中，中科院大连化物所已经在宁夏宝丰.m捣固焦炉烟囱完成1200h的800Nm/h中试，烟气温度在20～320℃之间能够保证脱硝效率。鞍山焦耐院与安徽同兴共同引进韩国纳米化学公司低温脱硝催化剂生产、活化、回收等整套生产技术，目前已在唐山达丰焦化进行了2000Nm/h的中试试验。合肥晨晰科技有限公司在河北中煤旭阳焦化有限公司进行了焦炉烟气脱硝技术中试试验。

　　2.4液体吸收法

　　用水或其他溶液吸收NO的方法较多，在硝酸厂和金属表面处理行业中应用广泛。湿法工艺能够以硝酸盐等形式对NO中的氮进行回收，设备简单、投资少，但因为NO较难溶于水或碱溶液，因此吸收效率一般不很高。可以采用氧化、还原或络合吸收的办法以提高NO的净化效果。主要吸收方法有水吸收法、酸吸收法、碱液吸收法。

　　3焦炉烟气治理存在问题

　　3.1经济层面

　　国内焦化企业主要分为独立焦化企业，煤焦联营和钢厂自建焦化厂。随着焦炭价格的持续走低，三种焦化企业均生存不易，亏损严重。这样的市场环境，**强行要求企业执行新标准，使目前经营本就比较困难的焦化行业更是雪上加霜，难以生存。焦化行业脱硫脱硝大量的投入及运行费用由企业自己承担，加剧了焦化行业的亏损，因此在焦化行业推行脱硝阻力较大。

　　3.2技术层面

　　目前，国内的脱硝技术主要应用在火力发电行业，技术比较成熟，而炼焦行业到目前为止，还没有应用脱硝技术，其主要原因是由于焦炉烟气成分复杂，烟气温度比火力发电烟气温度低，目前成熟的SCR脱硝技术无法应用。

　　4焦化行业脱硝市场前景

　　根据中国炼焦行业协会的数据显示，截至2014年年底，纳入行业协会统计的我国焦化企业约700余家，焦炉总数量约2000余座，真正能达到《炼焦化学工业污染物排放标准》*二时段标准（S02达到0mg/m、烟尘达到30mg/in、NOx达到00me,/m）的不足一成。按每条焦化生产线的烟气脱硝治理投资100～3000万元来计算，那么，全国焦化行业的脱硝装置投资约为300～00亿元，其脱硝市场巨大。

　　焦化企业要做到达标排放，需要投入资金进行脱硫脱硝并保证运行，费用较高。在这种情况下，亟须应用一些能产生经济效益的环保治理技术，烟气余热回收与脱硫脱硝集成化技术就是较好的解决方案。焦炉烟气余热回收与脱硫脱硝集成化技术具有明显的成本优势，按100万吨焦炉产能分析，如果只有脱硫脱硝项目，仅设备投资就要100万元，每年运行费用约00万元。但如果装上余热回收装置，一年可回收余热投资，较多3年就可收回收全部投资。这样焦化企业就有了脱硫脱硝的积极性，促进焦化脱硫脱硝市场的全面启动。
**，焦炉烟气中含有SO2，SO2在180度至230度温度区间内（正好是脱硝反应的适宜温度），易与氨反应转化为硫酸铵、硫酸氢铵，附着在催化剂表面造成催化剂中毒失活，同时还造成管道堵塞和设备腐蚀。所以，我们在设计时可以在脱硝系统前加一过滤网，同时增加洗涤系统，对附着在催化剂表面的杂质进行洗涤。
氨法脱硫不是一体化技术，不能同时进行脱硝，需要单独再建设脱硝系统；副产品硫铵化肥品质受氨水质量影响，其纯度难达到标准要求。所以氨法脱硫对氨水品质有一定要求，可以采用经陶瓷膜过滤器过滤后的氨水；脱硫后烟气温度较低，排放易形成烟气拖尾，需要加烟气加热装置；硫铵盐液塔内结晶，易附着在塔壁或喷淋管道上，造成管路堵塞和严重腐蚀，设备选材要求高，腐蚀严重，需考虑防腐以及清洗装置。