焦爐煙氣脫硫脫硝凈化技術與工藝探討

環(huán)保網訊:介紹了焦爐煙道氣中SO2和NOx的形成機理，以及同時脫除的技術難點。分析了幾種可在大型焦爐煙道氣脫硫脫硝中采用的典型凈化技術路線，探討了不同焦爐煙道氣脫硫脫硝的工藝方案。

前言

煉焦過程是指煤在煉焦爐炭化室中在隔絕空氣的條件下進行高溫加熱，經過一系列復雜的物理變化和化學反應過程生成氣(荒煤氣，水蒸汽)、液(焦油)、固(焦炭)等產物的過程。

荒煤氣經過冷卻和化學產品分離，可以回收焦油、氨、萘、硫化氫、氰化氫以及粗苯等物質，最后得到凈煤氣(鋼鐵聯合企業(yè)也常用高爐煤氣或高焦混合煤氣)返回焦爐燃燒室燃燒，為煉焦過程提供熱量，在此燃燒過程中，產生大量的SO2和NOx。

二氧化硫、氮氧化物是污染大氣的主要有害物質，二者除了是酸雨的主要成因外，氮氧化物與碳氫化合物作用可形成光化學煙霧，二者同時也是PM2.5的前驅體，由其轉變而來的PM2.5占到空氣中PM2.5總量的40%以上，對環(huán)境和人體健康帶來嚴重影響。

2012年出臺的《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》規(guī)定在2015年后新建的煉焦爐氮氧化物排放濃度不得超過500mg/Nm3、SO2排放濃度不得超過50mg/Nm3，對于特別排放限值的地域范圍，氮氧化物排放濃度不得超過150mg/Nm3，SO2濃度必須控制在30mg/Nm3以下?，F有及新建焦爐若不采取措施，煙氣均無法達標排放。在焦化市場疲軟萎靡的現狀下，因不達標而導致的罰款、限產及停產會影響企業(yè)生存。因此，焦化行業(yè)煙氣治理已經迫在眉睫。

1焦爐煙道氣特點

為了解決焦爐煙道氣凈化問題，需對焦爐煙道氣特點進行分析:

1)焦化廠焦爐煙道氣參數千差萬別，影響焦爐煙道氣組分的因素包括:焦爐生產工藝、爐型、加熱燃料種類、焦爐操作制度、煉焦原料煤有機硫含量、焦爐竄漏等。

2)與電廠320℃～400℃煙氣溫度相比，焦爐煙道氣溫度相對較低，為180℃～300℃，多數在200℃～230℃。如果采用高爐煤氣加熱焦爐，則煙道廢氣溫度會更低(一般低于200℃)。

3)焦爐煙道氣中SO2含量范圍廣:60mg/m3～800mg/m3;NOx含量差別大:400mg/m3～1200mg/m3;含水量大不相同:5%～17.5%。

4)焦爐煙道氣組分隨焦爐液壓交換機的操作呈周期性波動，煙氣中SO2、NOx、氧含量的波峰和波谷差值較大。

5)焦爐煙囪必須始終處于熱備狀態(tài)。為保證煙氣凈化設備在突發(fā)情況下焦爐的正常生產且不產生嚴重的環(huán)境污染，與電廠煙氣相比，焦爐煙囪必須始終處于熱備狀態(tài)，經過脫硫脫硝后的煙道氣溫度必須高于煙氣露點溫度，且煙氣溫度不得低于130℃才可直接回到原煙囪，否則，焦爐煙道廢氣需經過加熱才可回到原煙囪;對于溫度較低或含水量較高的煙氣，由于焦爐煙囪沒有采取防腐措施只能排放至大氣。

6)焦爐煙道氣組分復雜多變，含有硫化氫、一氧化碳、甲烷、焦油等。

7)SO2含量對低溫脫硝的影響。在SCR催化劑的作用下，焦爐煙氣中部分SO2會被轉化為SO3。在180℃～230℃區(qū)間內，氨氣與SO3反應極易生成硫酸氫銨。硫酸氫銨極易潮解，熔點溫度為147℃，沸點為350℃。該物質非常黏稠且難以清除，粘附在催化劑表面，會嚴重影響催化劑使用效率。

2焦爐煙道氣脫硫脫硝控制技術

目前，在國內外焦化領域，針對焦爐煙氣的脫硫脫硝技術尚處于研發(fā)階段，主要借鑒于工業(yè)化應用最廣泛的為電廠煙氣脫硫技術及電廠煙氣脫硝技術及燒結煙氣的脫硫技術，焦爐煙氣的凈化應在控制煙道氣源頭前提下，再確定下步的技術路線。

2.1NOx燃燒中控制技術

利用改善焦爐加熱制度控制焦爐溫度、以及使用廢氣循環(huán)結合焦爐分段加熱技術、改善焦爐爐體結構等，可以控制NOx在焦爐煙道氣中的含量。

2.2控制SO2燃燒之前的工藝技術

在焦化廠煤氣凈化過程中，經常通過控制焦煤含硫量、采用脫硫工藝對焦爐煤氣進行脫硫，以此降低H2S在焦爐煤氣中的含量;或使用高爐煤氣做燃料降低SO2含量。

2.3燃燒后SO2和NOx的凈化技術

如果在采用燃燒前控制技術后排放氣體中SO2和NOx的含量仍存超過了國家的標準，則必須使用燃燒后凈化技術。

現有煙氣脫硫技術大致包括濕法脫硫、半干法脫硫和干法脫硫。濕法煙氣脫硫技術是目前煙氣脫硫的主要技術，主要有石灰石∕石灰-石膏法、雙堿法、氨法等。半干法脫硫技術主要有旋轉噴霧干燥法、循環(huán)流化床等。近年活性炭脫硫脫硝一體化技術、專用脫硫劑等干法脫硫技術在燒結煙氣處理及電廠煙氣處理裝置上也得到較多應用。

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