焦炉烟气脱硫脱硝技术及其发展现状

1、焦炉烟气脱硫脱硝技术及其发展现状摘要：炼焦化学工业污染物排放标准(GB161712012)对焦炉烟囱污染物的 排放浓度限值提出了更严格的要求:SO2W50mg/m3, NOx500mg/m3;执行特别排放 限值的地区要求SO230mg/m3, NOx150mg/m3。因此国内炼焦行业实施烟气末 端治理以满足日益严格的环保要求。尽管电厂的脱硫脱硝技术比较成熟,但由于 焦炉烟气的特殊性,不能完全将电厂的脱硫脱硝技术直接用于焦炉烟气的治理。 焦炉烟气由于煤质不同，S02、NOx的浓度变化范围广且浓度高，随着焦炉换向 操作，烟气成分呈现大幅波动，同时焦炉烟气的温度较低，一般在180300C, 多数在200230C。由于焦炉炉体存在窜漏，焦炉烟气含有硫化氢、一氧化碳、 甲烷、焦油等多种污染物，与电厂废气相比成分复杂。关键词：焦炉烟气脱硫脱硝技术；发展现状；措施引言炼焦是冶铁炼钢的重要保障。炼焦过程产生的烟气中含有大量S02、NOx及 颗粒物等大气污染物，排放入大气会严重影响自然生态环境和人类身心健康。为 缓解经济发展与环境保护间的矛盾，环保部门相继出台了更为严格的炼焦污染物 排放标准。但是，许多

2、焦化企业原有的脱硫脱硝设施已不能满足污染物排放新标 准的要求，为此，对现有环保设施进行升级改造已成为这类企业亟待解决的重要 问题。1 焦炉烟气特点概述洗精煤由漏嘴通过煤车并依次进入炭化室，然后在1000C的高温下处理后成 为焦炭，焦炉加热使用回炉气体从外管输送到炼焦炉的不同燃烧室，并且在燃烧 室与预热的空气混合并燃烧，燃烧得到的废气通过垂直火道和斜道后，在通过分 烟道、总烟道时利用储热室和格子砖进行换热，然后排出。其排出的热烟气含有 各种混合物和粉尘等气体，其中氮氧化物较多，需要烟气经脱硫、脱硝、除尘后 方可排出。烟气中的二氧化氮在高温燃烧后出现，焦炉煤气含有的氢气体超过 50%，燃烧速度相对较快，火焰燃烧温度1800C，其间，氧气和氮气将在1300C 发生明显的氧化反应后产生NO2。从一般的角度来看，焦炉烟气具有以下明显的 特征。第一，其中烟气的温度范围为200300C；第二，SO2的成分较高，其浓 度在140450mg/Nm3，二氧化硫容易与氨发生反应形成硫铵酸，会使管道堵塞 和设备腐蚀；第三，焦炉烟囱需要一直处在受热准备的状态，就是在脱硫脱硝后， 最终排出温度要控制在150C。2

3、 焦炉烟气的主要污染物来源、控制与排放特征2.1 颗粒物 颗粒物含量与焦炉的加热煤气种类密切相关。用焦炉煤气加热的焦炉，烟气 中的颗粒物含量一般在1020mg/m3，而燃烧混合煤气的焦炉烟气则在30 50mg/m3。此外，烟气中的颗粒物含量还与焦炉的窜漏情况密切相关，炉龄较长、 窜漏严重的焦炉，烟气中会混入少量的煤、焦颗粒等微尘，颗粒物含量一般较高。 对一些采用先脱硝(SCR)后脱硫工艺的焦炉，特别是烟气中SO2含量较高时，在向 烟气中喷氨瞬间，SO2/SO3会迅速与NH3反应生成(NH4)2SO4和(NH4)2SO3细颗 粒物，甚至形成气溶胶，不仅令烟气中的颗粒物含量增加，还提高了脱除难度。2.1SO2焦炉烟气中的SO2主要来源于加热煤气中的H2S及噻吩等含硫有机物的燃烧， 其排放强度取决于加热煤气的种类、煤气的硫含量和焦炉的窜漏情况，一般在60800mg/m3。对于燃烧焦炉煤气的焦炉，回炉煤气H2S含量是影响烟气SO2 排放的关键因素，确保回炉煤气 H2S 含量脱除到 20mg/m3 以下，是减少烟气中 SO2 含量、降低脱硫难度的最佳方式;而对于燃烧混合煤气的焦炉，控制高炉高硫

4、焦的使用量，提高炉渣脱硫效率，控制高炉煤气的硫含量，是减少焦炉烟气 SO2 排放的有效方法。此外，减少焦炉的窜漏，控制入炉煤的硫含量，也是减少焦炉 荒煤气进入燃烧室燃烧而导致烟气中SO2含量升高的必要手段。3 焦炉烟气脱硫脱硝技术3.1 及时调整烟道翻板开度 焦炉烟气主要依靠引风机抽出后进行净化处理，烟囱自身产生的吸力会随温 度变化而变化，北方冬季夏季温差较大，往往冬天的烟囱吸力比夏天大。烟囱吸 力变大会严重制约引风机吸力，导致从原有烟道开孔取气的闸板处串漏一部分未 经净化直接排入烟囱的烟气，影响脱硫脱硝效果。为此，在冬夏两季或者降温幅 度较大时，及时降低引风机后的烟道翻板开度和提高引风机转速，使风机入口吸 力，由3000kPa增长至3500kPa,以减少闸板串漏烟气。3.2SDS脱硫+布袋除尘器+SCR脱硝SDS脱硫+布袋除尘器+SCR脱硝施工工艺，在一定程度上相较于其他脱硫脱硝 工艺来讲，这种技术手段不仅具有极高的脱硫效率，同时这种操作系统简单，运 行稳定，从根本上保障了企业的经济、社会效益，从目前来看，SDS脱硫+布袋除 尘器+SCR脱硝施工工艺的具体流程为：首先，在应用SDS脱

5、硫+布袋除尘器+SCR 脱硝施工工艺时，为从根本上提高施工工艺的工作质量，需将焦炉内的所有烟气 全部进入 SDS 脱硫反应器中，从而为其后期的脱硫处理操作的顺利进行打下坚实 基础；其次， SDS 脱硫为干法脱硫，将脱硫剂（小苏打）喷入反应器后，小苏打 瞬间与SO2反应生成硫酸钠，处理后的烟气温降W10C，再经过布袋除尘器净化 后温度180C，进入脱硝反应器中，由于进入SCR脱硝的烟气温度180C，且 SO2 及粉尘浓度低，满足低温 SCR 脱硝要求，保证了烟气脱硝的顺利进行；再次 由SDS脱硫+布袋除尘器+SCR脱硝装置处理后的烟气经余热回收后进入原烟囱排 入大气；最后，因为经过低温 SCR 脱硝及余热回收后，进入烟囱前烟气温度 150C，烟囱始终处于热备状态，保证焦炉安全运行。在进行SDS脱硫+布袋除 尘器+SCR脱硝的操作工艺时，为有效地提高脱硫脱硝效率，选择小苏打成分作为 脱硫吸收剂，究其原因是因为这种吸收剂化学吸附去除烟气中的酸性污染物，同 时，它还可通过物理吸附去除一些无机和有机微量物质。此工艺将小苏打细粉直 接喷入高温烟气，在高温下碳酸氢钠分解生成碳酸钠Na2CO3、H2O

6、和CO2，碳 酸钠与 SO2 反应生成硫酸钠，反应活性高。 SDS 脱硫反应过程无需喷水，整个脱 硫系统温降小，脱硫系统就不存在堵塞与腐蚀的问题，降低了设备后期运行难度 与此同时最主要的一点，脱硫吸收剂为提高利用率，需要研磨后喷入脱硫反应器 有效地降低了运行成本，为企业的进一步发展也打下了坚实基础。4 焦炉烟气脱硫脱硝技术发展方向分析当前，多种焦炉烟气脱硫脱硝技术达到了烟气排放标准，也能够满足标准特 别限值要求。但是这些技术使用的工艺设备存在着投资和运行费用高的问题。且 在焦炉寿命期甚至更长时间内，能否保持长期稳定运行、持续满足排放要求还需 要时间的检验。焦炉烟气中存在各种各样的杂质，这些杂质会导致SCR催化剂失 去活性，设计单位需要采取有效措施对工艺进行优化，生产单位要强化技术操作 做好应急预案，使工艺装置得到进一步的提升。结语人们要不断改进焦炉烟气脱硫脱硝工艺，为脱硫脱硝工作的顺利开展提供有 效指导。参考文献1吴春领，徐怀兵焦化烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺技术探讨J 中国资源综合利用，2018, 36(6):110115.2张立明，张春才，等脱硫脱硝装置事故状态下保障焦炉安全生产的措 施J.冶金能源，2018, 37:6364.

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