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摘要：本文介绍了半干法脱硫技术在焦炉烟气治理上的应用，通过对半干法脱硫的工艺设计特点、关键设备结构，以及投运后的效果进行了总结，为焦炉烟气脱硫改造提供借鉴及参考。
关键词：焦炉烟气；半干法脱硫；设计特点`
Design characteristics of semi dry desulfurization unit for coke oven flue gas
Zhang yuming
（MCC Huatian Engineering & Technology Corpration，Jiangsu Nanjing 210019）
Abstract：This paper introduces the application of semi dry desulphurization technology in coke oven flue gas treatment，and summarizes the process design characteristics，key equipment structure and effect after operation of semi dry desulphurization process，so as to provide reference for coke oven flue gas desulfurization project.
Keywords：Coke oven flue gas；Semi dry desulfurization；Design characteristics
引言
近年来，焦化厂的焦炉烟气陆陆续续进行脱硫净化改造，和传统的锅炉烟气相比，焦炉烟气具有以下特点：
1）焦炉烟气温度高，脱硫入口一般在170℃。
2）烟气成分复杂，含有一定的焦油。烟气里含水量大，一般含水量为20%。
3）烟气中的SO2浓度不高（一般在300～500mg/Nm3）。
4）焦炉运行不稳定，烟气流量波动大。
鉴于以上特点，循环流化床半干法脱硫工艺设计时需要充分考虑。
2.设计基础条件
某焦化厂2台焦炉需设置烟气脱硫装置，进入脱硫系统的烟气量为240000Nm3/h，烟气温度170℃，SO2浓度为300mg/Nm3，要求脱硫后烟气中SO2浓度≤30mg/Nm3，尘浓度≤15mg/Nm3。采用循环流化床半干法脱硫工艺。
3.半干法脱硫系统工艺流程
半干法脱硫系统主要由烟气系统、脱硫塔系统、布袋除尘系统、工艺水系统、吸收剂制备和供应系统、物料循环系统、灰库系统等组成。具体工艺流程见下图：
4.脱硫塔的设计特点
焦炉烟气量大，单一文丘里管不易分布均匀，容易造成气流分布不均，运行时容易易造成湿壁。下图是七孔文丘里管内流速分布的流场模拟结果。可以看出，塔入口增加导流板，塔反应区下方增加七孔文丘里后，烟气在塔内基本没有偏流现象，烟气在塔内分布比较集中。
5.脱硫烟气設置返流旁路
为了克服焦炉烟气容易波动不稳定的特点，防止在焦炉低负荷时脱硫塔内物料塌床现象的发生，在引风机出口设置烟气返流旁路，回到脱硫塔入口，当烟气流量低于额定设计流量的70%时，可以通过调节旁路烟道挡板来控制返流烟气量，从而保证进入吸收塔的烟气流量恒定。
6.布袋除尘器的选型要点
由于脱硫后的焦炉烟气含尘浓度要求低于15mg/Nm3，布袋除尘器选型时，过滤风速控制在0.8m/min，滤料采用PPS基层+PTFE覆膜，滤料表面克重为630g/cm2。
7.脱硫进出口温差的控制
脱硫塔入口原烟气温度为170℃，脱硫后的净烟气直接回原烟囱排放，由于事故工况下引风机失电后，焦炉烟气需要直接从旁路地下烟道回到原烟囱排放，烟气温度必须高于120℃，烟囱才能提供烟风系统所需的自拔力。
由于脱硫塔进出口的温降只能控制在50℃范围内，半干法的脱硫效率又和温降正相关，所以要想达到设计脱硫效率，脱硫塔内反应时间不低于4S，由于塔内烟气流速控制在5.5m/s，塔的反应段高度为22米。
8.工艺水喷枪的选择
喷枪的雾化粒径和脱硫效率密切相关：雾化粒径越大，蒸发时间越长，烟气中的SO2与吸收剂的化学反应时间越长，但湿壁的风险增大。本项目采用高压回流喷枪，平均雾化粒径为250μm，如下图所示，在170℃的温度条件下，该粒径的水滴蒸发时间约为3S，小于脱硫塔的停留时间（4S）。
9.结语
基于以上焦炉烟气设计特点的半干法脱硫系统已成功投运，各项性能指标达到设计值的同时，装置运行稳定、烟囱出口没有白烟，具有良好的视觉效果，达到了预期的环保效益。
参考文献：
[1]卢江，余敏，陶乐仁，等.水滴蒸发的理论分析与蒸发时间的研究[J]. 上海理工大学学报，2003，25（1）：25-28.
作者简介：
章育铭（1981-），男，江苏启东人，工程师，主要研究方向为大气污染治理。
关键词：焦炉烟气；半干法脱硫；设计特点`
Design characteristics of semi dry desulfurization unit for coke oven flue gas
Zhang yuming
（MCC Huatian Engineering & Technology Corpration，Jiangsu Nanjing 210019）
Abstract：This paper introduces the application of semi dry desulphurization technology in coke oven flue gas treatment，and summarizes the process design characteristics，key equipment structure and effect after operation of semi dry desulphurization process，so as to provide reference for coke oven flue gas desulfurization project.
Keywords：Coke oven flue gas；Semi dry desulfurization；Design characteristics
引言
近年来，焦化厂的焦炉烟气陆陆续续进行脱硫净化改造，和传统的锅炉烟气相比，焦炉烟气具有以下特点：
1）焦炉烟气温度高，脱硫入口一般在170℃。
2）烟气成分复杂，含有一定的焦油。烟气里含水量大，一般含水量为20%。
3）烟气中的SO2浓度不高（一般在300～500mg/Nm3）。
4）焦炉运行不稳定，烟气流量波动大。
鉴于以上特点，循环流化床半干法脱硫工艺设计时需要充分考虑。
2.设计基础条件
某焦化厂2台焦炉需设置烟气脱硫装置，进入脱硫系统的烟气量为240000Nm3/h，烟气温度170℃，SO2浓度为300mg/Nm3，要求脱硫后烟气中SO2浓度≤30mg/Nm3，尘浓度≤15mg/Nm3。采用循环流化床半干法脱硫工艺。
3.半干法脱硫系统工艺流程
半干法脱硫系统主要由烟气系统、脱硫塔系统、布袋除尘系统、工艺水系统、吸收剂制备和供应系统、物料循环系统、灰库系统等组成。具体工艺流程见下图：
4.脱硫塔的设计特点
焦炉烟气量大，单一文丘里管不易分布均匀，容易造成气流分布不均，运行时容易易造成湿壁。下图是七孔文丘里管内流速分布的流场模拟结果。可以看出，塔入口增加导流板，塔反应区下方增加七孔文丘里后，烟气在塔内基本没有偏流现象，烟气在塔内分布比较集中。
5.脱硫烟气設置返流旁路
为了克服焦炉烟气容易波动不稳定的特点，防止在焦炉低负荷时脱硫塔内物料塌床现象的发生，在引风机出口设置烟气返流旁路，回到脱硫塔入口，当烟气流量低于额定设计流量的70%时，可以通过调节旁路烟道挡板来控制返流烟气量，从而保证进入吸收塔的烟气流量恒定。
6.布袋除尘器的选型要点
由于脱硫后的焦炉烟气含尘浓度要求低于15mg/Nm3，布袋除尘器选型时，过滤风速控制在0.8m/min，滤料采用PPS基层+PTFE覆膜，滤料表面克重为630g/cm2。
7.脱硫进出口温差的控制
脱硫塔入口原烟气温度为170℃，脱硫后的净烟气直接回原烟囱排放，由于事故工况下引风机失电后，焦炉烟气需要直接从旁路地下烟道回到原烟囱排放，烟气温度必须高于120℃，烟囱才能提供烟风系统所需的自拔力。
由于脱硫塔进出口的温降只能控制在50℃范围内，半干法的脱硫效率又和温降正相关，所以要想达到设计脱硫效率，脱硫塔内反应时间不低于4S，由于塔内烟气流速控制在5.5m/s，塔的反应段高度为22米。
8.工艺水喷枪的选择
喷枪的雾化粒径和脱硫效率密切相关：雾化粒径越大，蒸发时间越长，烟气中的SO2与吸收剂的化学反应时间越长，但湿壁的风险增大。本项目采用高压回流喷枪，平均雾化粒径为250μm，如下图所示，在170℃的温度条件下，该粒径的水滴蒸发时间约为3S，小于脱硫塔的停留时间（4S）。
9.结语
基于以上焦炉烟气设计特点的半干法脱硫系统已成功投运，各项性能指标达到设计值的同时，装置运行稳定、烟囱出口没有白烟，具有良好的视觉效果，达到了预期的环保效益。
参考文献：
[1]卢江，余敏，陶乐仁，等.水滴蒸发的理论分析与蒸发时间的研究[J]. 上海理工大学学报，2003，25（1）：25-28.
作者简介：
章育铭（1981-），男，江苏启东人，工程师，主要研究方向为大气污染治理。