試析焦爐煙氣脫硫脫硝凈化技術與工藝

許克華

摘要：焦化廠在煉焦過程中會產生大量煙氣，其主要污染指標是NOx、SO2等，會嚴重污染城市的環(huán)境空氣質量，本文在對煙氣主要污染指標進行分析的基礎上，簡述干法脫硫工藝、濕法脫硫工藝、SCR法脫銷工藝，并對焦化脫硫脫硝工藝進行優(yōu)化，從而提高處理效率。

關鍵詞：焦爐煙氣；脫硫脫硝技術；優(yōu)化措施

焦爐在實際生產過程中，會產生嚴重的環(huán)境污染問題?，F(xiàn)階段，我國在治理焦爐煙氣過程中，常用脫硫脫硝工藝進行處理，根據(jù)相關環(huán)保標準規(guī)定，將NOx的整合到總量控制因子中，且NOx排放濃度小于500mg/Nm3，SO2排放濃度小于50mg/Nm3時，可以直接排入大氣環(huán)境，如果排放濃度不符合排放標準要求時，需要經(jīng)過處理之后再排入大氣。

一、焦爐煙道氣的特點

二、焦爐煙氣脫硫脫硝工藝

1、干法脫硫工藝

煙氣與堿性吸收劑接觸，煙氣內的SO2與堿性吸收劑在接觸過程中發(fā)生化學反應，生產新的化學物質硫酸鹽、亞硫酸鹽，從而降低煙氣中的SO2的含量。為了加快該反應的反應速度，可以增大堿性物質的接觸面，如堿性物質為細碎狀態(tài)、疏松狀態(tài)，并且在半干法脫硫工藝過程中，可以在煙道氣內加入適量水，使堿性物質表面會形成液膜，有利于SO2融入堿性物質。與此同時，干法脫硫工藝中的各個工序都需要在干燥的操作環(huán)境下進行，這種工藝不會對運行設備產生腐蝕作用，并且也不會有污染廢水排出，同時，有利于煙氣的排放和擴散，但是，這種工藝的脫硫劑利用率較低，以及脫硫效率較低。

2、濕法脫硫工藝

將石灰石、碳酸鈉等物質作為洗滌劑，能夠在反應塔中對煙氣進行洗滌操作，從而去除煙氣中的SO2。如圖1所示。濕法脫硫工藝在脫硫處理中的應用較早，這種工藝技術已趨于成熟化，并且始終處于創(chuàng)新和優(yōu)化過程中，其脫硫效率已經(jīng)超過95%，同時能夠回收反應中產生的所有副產品。與此同時，石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝的吸收劑成本較低、脫硫效率較高、吸收劑利用率較高，主要用于處理高濃度的SO2煙氣。但是，這種工藝會腐蝕運行設備且基礎建設成本投入較大，還需要連續(xù)引進石灰石，這樣也會增加運行成本的投入。

3、SCR法脫硝工藝

選擇性催化還原法（SCR）的脫硝效率高、應用范圍廣，主要是在溫度（200℃-400℃）和催化劑的共同作用下，通過還原劑（氨、烴）將煙氣內的NOx還原成不會污染環(huán)境的物質，即氮氣和水。如圖2所示。這種工藝的反應過程中不會生成副產品，通過填充催化劑的方式，使煙氣脫硝效率高于80%。與此同時，這種工藝在煙氣處理過程中的應用，煙氣溫度會直接影響催化劑的作用效率，工藝反應需要在高溫條件下進行，并且催化劑自身也具有最佳催化溫度，在此溫度下，能夠充分發(fā)揮催化劑的反應效率。因此，焦爐要增設煙氣加熱系統(tǒng)，并且其反應產物（氮氣、水）不能回收利用，這也會造成原料損耗和動力損耗，同時催化劑要3年更換1次，需要投入大量的運營成本。

改進催化劑性能之后的SCR法脫硝工藝，能夠有效降低反應所需的溫度，反應溫度控制在180℃-200℃，但是，在溫度較低的工作環(huán)境中，改進后SCR工藝反應過程中，水、二氧化硫、氨容易發(fā)生反應生成銨鹽，影響催化劑的反應速率。

三、焦爐煙氣脫硫脫硝工藝的設計優(yōu)化

1、先脫硫后脫硝

這種煙氣處理技術主要是煙氣經(jīng)過脫硫處理后，SO2的濃度較低，再經(jīng)過脫硝處理后，降低了硫酸銨、硫酸氫銨的產生量，促使催化劑能夠長久保持活性，延長了自身的使用年限。但是，這種工藝在處理煙氣時不可以選擇濕法脫硫工藝，是因為會降低反應溫度，如果安裝反應加熱系統(tǒng)，會導致反應余熱利用率較低。

2、先脫硝后脫硫

這種煙氣凈化技術具有較大的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在未經(jīng)處理的焦爐煙氣溫度在180℃-300℃，滿足SCR法脫硝技術的溫度要求，可以在反應過程中適當增加煙氣加熱系統(tǒng)，這樣能夠在出現(xiàn)結焦時間拖延現(xiàn)象或者其他突發(fā)意外情況時，能夠持續(xù)進行加熱，從而保證脫硝反應的持續(xù)進行。使用SCR法脫硝技術進行煙氣脫硝反應，在脫硝反應之后，煙氣能夠直接進入余熱鍋爐，在余熱鍋爐中進行反應余熱的回收再利用，再對煙氣進行濕法脫硫。

四、結束語

綜上所述，針對焦爐煙氣進行脫硫脫硝凈化處理時，在了解干法脫硫工藝、濕法脫硫工藝、SCR法脫硝工藝的基礎上，積極進行煙氣脫硫脫硝技術創(chuàng)新，通過將脫硫技術與脫硝技術進行融合來提高煙氣的凈化效率。

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（作者單位：江蘇宇澄環(huán)境工程設備有限公司）