[學術交流]廣東公司“五學”打好理論... [工程動態]阜蒙縣惠農生物質熱電工程... [經營管理]克拉瑪依發電“一幫一”精... [會展信息]2017年昱真供熱節能減... [企業招聘]秦皇島華電測控設備有限公... [電力科技]帝斯曼復合材料樹脂研究開... [技術應用]凝汽器冷端治理方法升級,...
首頁 >> 技術 >> 技術應用
上海瀚昱專用脫硝催化劑在炭黑尾氣鍋爐煙氣脫硝中的應用
時間:2020-12-30 10:01:58

         ↓底部

1、炭黑行業廢氣污染物排放情況

近些年,我國的炭黑產業高速發展,2020年全國產量約770萬噸,占全球總產量的40%以上,與此同時,該行業帶來的大氣污染問題也非常嚴峻。每噸炭黑生產過程中排放廢氣量為8000~10000 Nm3,廢氣中的主要污染物為SO2和NOx,SO2原始濃度為750~1500 mg/Nm3,NOx原始濃度為350~1200 mg/Nm3。按2020年的產量規模,一年將產生SO2約4.62~11.55萬噸,產生NOx約2.16~9.24萬噸,可見該行業產生的污染物數量較大,煙氣脫硫、脫硝治理任務艱巨。

2、炭黑行業大氣污染物排放標準

為應對大氣污染問題,國務院及相關部委陸續推出大氣污染防治規劃、行動計劃,要求加快重點行業煙氣脫硫、脫硝改造。由于炭黑行業排放的廢氣具有多種來源(有炭黑生產工藝尾氣、干燥廢氣、鍋爐廢氣等),不同的廢氣采用不同的大氣污染物排放標準,中國橡膠工業協會于2016年12月6日發布、2017年1月1日實施的《炭黑行業準入技術規范》(T/CRIA 20001-2016)中規定:(1)利用炭黑生產的工藝尾氣作為炭黑尾氣鍋爐或干燥器的燃料時,燃燒后的廢氣排放應滿足GB 13271相關規定,如果裝置所在地有對鍋爐的廢氣另行規定,還須滿足所在地的有關規定與標準;(2)除上述以外的炭黑生產過程其他排放的廢氣應滿足GB 16297相關規定;(3)如果裝置所在地有另行規定標準,還須滿足所在地有關規定標準。

《炭黑行業準入技術規范》(T/CRIA 20001-2016)所提到的相關的國家或行業標準的最新版本有1996年發布實施的《大氣污染物綜合排放標準》(GB 16297-1996)和國家環保部(生態環境部)于2014年6月發布的《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB 13271-2014)。GB 13271-2014標準規定:燃氣鍋爐污染物排放限值:顆粒物≤20 mg/Nm3、SO2≤50 mg/Nm3、NOx≤200 mg/Nm3,特別排放限值為:粉塵≤20 mg/Nm3、SO2≤50 mg/Nm3、NOx≤150 mg/Nm3

一些省市對炭黑行業制定了地方標準,例如,2017年河北省發布當地的《炭黑行業大氣污染物排放標準》(征求意見稿),標準規定:(1)尾氣鍋爐的污染物允許排放濃度:顆粒物≤50 mg/Nm3、SO2≤200 mg/Nm3、NOx≤200 mg/Nm3;(2)煙氣間接法干燥段尾氣燃燒爐的污染物允許排放濃度:顆粒物≤50 mg/Nm3、SO2≤200 mg/Nm3、NOx≤200 mg/Nm3;(3)煙氣混合法干燥段尾氣燃燒爐的污染物允許排放濃度:顆粒物(炭黑塵)≤16 mg/Nm3、SO2≤200 mg/Nm3、NOx≤200 mg/Nm3

以上標準看似對炭黑行業尾氣污染物排放限值并不是很嚴,但為了實現更高的生態環境保護目標,國家和許多地方正大力推進超低排放標準,尤其是鍋爐煙氣,通常要求達到以下超低排放指標:顆粒物≤10 mg/Nm3、SO2≤35 mg/Nm3、NOx≤50 mg/Nm3

另外,安陽市《2018年工業企業超低排放深度治理實施方案》(安環攻堅【2018】6號)文件要求炭素行業的煅燒、焙燒煙氣顆粒物、SO2、NOx排放濃度分別達到10 mg/Nm3、35 mg/Nm3、50 mg/Nm3以內。

超低排放要求的政策提出后,因我國現有大部分的炭黑尾氣鍋爐煙氣排放不能滿足新標準的要求,因此,必須進行環保升級改造,尤其是脫硝改造。

3、炭黑鍋爐煙氣脫硝工藝技術

常見的炭黑尾氣鍋爐煙氣脫硝方法如表1所示。

表1 各種炭黑尾氣鍋爐煙氣脫硝工藝對比

1.png

由上表可知,炭黑尾氣鍋爐煙氣如果要達到NOx超低排放標準要求,其脫硝方法離不開高效的SCR工藝。

4、炭黑尾氣鍋爐煙氣特性及其對SCR催化劑的影響

相比火電廠燃煤鍋爐的煙氣,炭黑尾氣鍋爐煙氣有以下特點:

(1)含水蒸氣比例高,通常達到40%(Vol)左右;

(2)NOx濃度較高,為350~1200 mg/Nm3

(3)粉塵顆粒物粒徑非常細小(納米級),粘附性強;

(4)負荷變化多,煙氣溫度波動大。

炭黑尾氣鍋爐煙氣的上述特殊性使其脫硝難度比火電廠燃煤鍋爐煙氣SCR脫硝大得多,所以,目前炭黑行業SCR脫硝的成功案例并不多。催化劑作為SCR脫硝工藝的核心,如果不針對炭黑煙氣設計專用的脫硝催化劑,無法在炭黑尾氣鍋爐煙氣環境中穩定運行,必然導致SCR脫硝工藝失敗。

炭黑尾氣鍋爐煙氣對SCR催化劑的消極影響主要有:

(1)高的水蒸氣含量對SCR催化劑活性有抑制作用,長期運行對催化劑強度也有影響;煙氣水蒸氣含量高導致露點升高(150℃左右),如果催化劑性能差導致NH3逃逸率高、SO2/SO3轉化率大,則下游的NH3、SO2(SO3)及H2O容易反應形成硫酸氫銨,引起下游設備堵塞與腐蝕;

(2)NOx從較高的濃度脫除到低濃度,專用催化劑需要比常規催化劑更高的活性;

(3)極細小的炭黑顆粒容易黏附在催化劑微孔中,堵塞催化劑孔道,阻礙催化反應,并導致阻力增大;

(4)溫度的波動導致催化劑活性波動和脫硝效率不穩定,導致排放指標失控。

以上原因致使市場上可適用的、壽命長的SCR催化劑較少,基本上依賴進口,價格昂貴,使得SCR脫硝工藝在該行業的推進存在一定困難。

5、上海瀚昱炭黑專用脫硝催化劑的應用案例

針對這一行業難題,上海瀚昱環保材料有限公司研發團隊在多年研發與生產應用的經驗積累基礎上,針對炭黑尾氣鍋爐煙氣特性,研發出專用的SCR脫硝催化劑,該催化劑活性高,NH3逃逸率低,SO2/SO3轉化率小,抗水蒸氣、抗硫中毒能力強,抗積灰性能好。該炭黑煙氣脫硝專用催化劑已于2020年3月在蘇州寶化寶鋼湛江鋼鐵基地化產工程一期4萬噸/年硬質炭黑項目煙氣脫硝工程上成功投用。

5.1 項目概況

蘇州寶化寶鋼湛江鋼鐵基地化產工程一期4萬噸/年硬質炭黑項目鍋爐及干燥爐排放煙氣總量為23.7萬Nm3/h,煙溫320~400℃,煙氣含H2O比例約40%,原煙氣中污染物SO2濃度約1500 mg/Nm3,NOx濃度約350 mg/Nm3(一期)、940 mg/Nm3(二期),顆粒物濃度約50 mg/Nm3。為滿足污染物排放濃度的規定要求,2020年初配套建設一套脫硝、脫硫設施,用作鍋爐及干燥爐的尾氣凈化。凈化后,NOx排放≤50 mg/Nm3。本項目采用SCR脫硝工藝,脫硝還原劑采用尿素熱解制氨工藝。一期采用二層催化劑,二期采用三層催化劑布置方式。

5.2 催化劑使用情況

脫硝系統自2020年3月投運起一直穩定達到超低排放運行,NOx排放濃度基本上小于30 mg/Nm3。2020年11月,機組按計劃進入檢修期,停爐期間對催化劑進行了全面檢查,未發現催化劑有任何黏附或堵塞,催化劑內部非常潔凈、整齊完好。重新啟爐后依然穩定達到超低排放,截至發稿時已保持穩定運行10個多月。應用效果得到用戶的充分肯定與贊許。圖1現場運行畫面,圖2為專用催化劑現場照片。

1.png

圖1 脫硝運行監控畫面

圖2 運行9個月后催化劑外觀情況

6、炭黑煙氣脫硝催化劑的技術來源

上海瀚昱環保材料有限公司自2006年開始自主研發SCR脫硝催化劑,得到國家科技部基金項目支持,與浙江大學、上海大學等院校進行產、學、研合作,通過大量試驗研究并借助OM、SEM、EDS、BET、Rama、FT-IR、TG-DCS、H2-TPR、XPS等表征分析,獲得突破性科研成果與高性能催化劑配方。產品分為中高溫(300~420℃),抗中毒高-低溫(180~420℃),抗中毒低溫(150~300℃),抗中毒超低溫(120~260℃),高溫(400~600℃)等多類型SCR催化劑。已完成二百多個鍋爐及各類窯爐的脫硝項目及催化劑供應,其中包括國電集團、華電集團、華能集團、寶鋼集團、中石化集團等客戶的脫硝項目。

技術團隊對炭黑行業進行了深入調研,并針對炭黑行業尾氣特點,在原有的催化劑技術和制造工藝基礎上,進行針對性的專門化研發,成功研制出適合炭黑煙氣的“專用脫硝催化劑”,同時對催化劑的表觀狀態、結構形式、布置方式、反應器結構、煙氣流場分布等方面進行優化設計,從而保證項目的成功,為炭黑行業煙氣的超低排放做出了先行者的貢獻。

7、結語

以性能優異的SCR催化劑作為保障,炭黑鍋爐煙氣脫硝采用SCR工藝方法被實踐證明是可行的,NOx排放濃度完全可以滿足最嚴苛的超低排放標準。在炭黑行業產能過剩、競爭激烈、《炭黑行業準入技術規范》實施、環保日趨嚴格的環境下,為了不被關停淘汰,保持盈利,并從體現社會責任的角度,炭黑生產企業宜盡早配套建設工藝合理、針對性強、性價比高、先進可靠的脫硝環保設施,以作為企業長遠發展的根本保障。


         ↑頂端

双色球基本走势图彩票 重庆时时彩走势图软件那个好用 IM电竞网站 澳洲幸运10计划免费 江苏7位数综合走势图 超级大乐透中奖说明 山西11选5最大遗漏 江苏新快3 泳坛夺金组选24怎么算中奖 浙江20选5官方走势图表 澳洲幸运10赛车计划软件下载 北京pk10走势图最多 六合公式规律区 竞彩足球计算器胜平负 辽宁11选5任三复试 红姐心水论坛文字资料 湖南幸运赛车历史号码比较器