焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝工藝及控制技術(shù)

賈丹丹

摘 要：近年來(lái)，人們環(huán)保意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，特別是2018年初國(guó)務(wù)院提出要對(duì)鋼鐵行業(yè)進(jìn)行超低排放改造以來(lái)，各級(jí)政府相繼出臺(tái)了最新的、更嚴(yán)格的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。以煉焦化學(xué)工業(yè)為例，國(guó)家出臺(tái)的焦?fàn)t煙氣超低排放標(biāo)準(zhǔn)為：基準(zhǔn)含氧量8%的條件下，顆粒物≤10mg/m3，SO2≤30mg/m3，NOx≤150mg/m3;2018年9月，河北省發(fā)布的《煉焦化學(xué)工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》更是將上述指標(biāo)加嚴(yán)為：在基準(zhǔn)含氧量8%的條件下，顆粒物≤10mg/m3，SO2≤30mg/m3，NOx≤130mg/m3。這對(duì)于焦?fàn)t煙氣的污染物控制與治理技術(shù)來(lái)說(shuō)，既是嚴(yán)峻考驗(yàn)，也是進(jìn)步的巨大推力。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煙氣;脫硫脫硝工藝;控制技術(shù)

我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中，煤炭焦化用煤量排在第二位，年耗原煤約10億t，占全國(guó)煤炭消耗總量的1/3左右。燃煤煙氣中的SO2和NOx是造成酸雨、光化學(xué)煙霧和霧霾等環(huán)境污染的元兇，不僅破壞了生態(tài)環(huán)境，也嚴(yán)重侵害了我們的身體健康。大部分煤電企業(yè)SO2和NOx的排放已達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，但是焦化領(lǐng)域發(fā)展相對(duì)粗放，多數(shù)焦化企業(yè)煙氣排放尚未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，還存在一定的差距。

1 煙氣升溫脫硫脫硝

從某方面來(lái)講，煙氣升溫脫硫脫硝是目前焦化廠(chǎng)煉焦過(guò)程中，進(jìn)行脫硫脫硝處理使用率最為頻繁的一種處理工藝，究其原因是因?yàn)橄噍^于其他脫硫脫硝處理工藝，它不僅具有操作簡(jiǎn)單、成本較低以及可控性強(qiáng)的顯著優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在推動(dòng)企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，保障人們生命安全中也發(fā)揮了重要作用，從目前來(lái)看，煙氣升溫脫硫脫硝工藝的具體流程為：

首先，從總煙道調(diào)節(jié)翻板部位引出焦?fàn)t煙氣，經(jīng)煙氣管道將所有的煙氣全部流入煤氣補(bǔ)燃爐內(nèi);

其次，在進(jìn)行煙氣的加熱過(guò)程中，為從根本上確保脫硫脫硝的效率，相關(guān)工作人員必須嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)操作的規(guī)章制度進(jìn)行;

再次，加熱后的煙氣進(jìn)入脫硝反應(yīng)器，脫硝后的氣體經(jīng)余熱鍋爐進(jìn)行熱量回收，再經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)送至脫硫塔進(jìn)行脫硫（濕法）反應(yīng)，脫硫完后將未含二氧化硫物質(zhì)的煙氣在濕式電除塵反應(yīng)后自反應(yīng)塔頂部煙囪排出;

最后，為提高產(chǎn)品可持續(xù)利用，企業(yè)的相關(guān)工作人員需將脫硫脫硝反應(yīng)后，生成的副產(chǎn)品送至下一工序進(jìn)一步處理。

在進(jìn)行煙氣升溫脫硫脫硝的操作流程時(shí)，為有效地提高脫硫、脫硝效率，一方面企業(yè)的操作人員需嚴(yán)格控制反應(yīng)過(guò)程中的溫度，即通過(guò)煤氣補(bǔ)燃將溫度升至300～400℃之間，究其原因是在需將煙氣溫度升至高溫SCR脫硝催化劑反應(yīng)溫度。

2 SDA-SCR法脫硫脫硝技術(shù)

SDA-SCR法是目前焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)中應(yīng)用最廣泛、工程案例最多的技術(shù)之一，其主要原理是：以碳酸鈉溶液或石灰漿液為脫硫劑，采用SDA（旋轉(zhuǎn)噴霧干燥）方式進(jìn)行半干法脫硫，煙氣中的SO2與霧化成小液滴的脫硫劑進(jìn)行反應(yīng)，在脫除SO2的同時(shí)液滴迅速蒸發(fā)為鹽顆粒，經(jīng)中低溫SCR脫硝除塵一體化裝置噴氨將煙氣中的NOx還原為N2和H2O的同時(shí)，過(guò)濾除去煙氣中的顆粒物，最終煙氣達(dá)到超低排放，經(jīng)煙囪排入大氣。

該工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是：采用先脫硫后脫硝的工藝，避免了煙氣中少量SO3與NH3反應(yīng)生成黏稠的NH4HSO4堵塞SCR催化劑微孔;顆粒物、SO2、NOx等可達(dá)到國(guó)家超低排放標(biāo)準(zhǔn)，且NOx的脫除效率可通過(guò)增加催化劑層數(shù)的方式升級(jí)提高;采用SDA的方式脫硫煙氣溫度損失可控制在10～20℃，減少了SCR脫硝段煙氣升溫的加熱煤氣消耗;可保障焦?fàn)t煙囪排煙溫度大于130℃，并長(zhǎng)期處于熱備狀態(tài)。但同時(shí)，該工藝也存在著SDA核心設(shè)備需要進(jìn)口，噴霧干燥形成的粉狀鹽顆粒在煙氣中水分含量高，溫度較低時(shí)容易潮解堵塞布袋和管道、催化劑蜂窩，日常清理維護(hù)工作量大，以及能量利用效率高，煙氣排放溫度較低的焦?fàn)t需要更多的燃?xì)鈱?duì)煙氣進(jìn)行補(bǔ)熱，成本偏高，脫硫灰需要單獨(dú)無(wú)害化處理等缺點(diǎn)，需要進(jìn)一步工藝優(yōu)化。

3 半干法脫硫+CATOERA脫硝

在進(jìn)行半干法脫硫與高溫陶瓷過(guò)濾器（CATCERA）脫硝除塵相結(jié)合的脫硫脫硝工藝中，從某方面來(lái)講，其脫硫脫硝工藝的具體流程為：

其一，從總煙道調(diào)節(jié)翻板部位引出焦?fàn)t煙氣，經(jīng)煙氣管道將所有的煙氣全部流入煤氣補(bǔ)燃爐內(nèi);

其二，在“半干法脫硫+CATOERA脫硝”中的脫硫系統(tǒng)中進(jìn)行脫硫操作，而后在CAT/CERA脫硝反應(yīng)器中進(jìn)行脫硝反應(yīng)，以去除焦氣內(nèi)的氮氧化物以及粉塵顆粒物;

其三，通過(guò)引風(fēng)機(jī)增壓的方式循環(huán)至焦?fàn)t煙囪底部。從相關(guān)調(diào)查可知，半干法脫硫+CATOERA脫硝有其特定的操作工藝設(shè)備，其主要包括壓縮空氣裝置、脫硫裝置、煙氣裝置、氨反應(yīng)裝置以及脫硝除塵裝置這幾個(gè)方面，為從根本上提高脫硫、脫硝效率，脫硫裝置中的脫硫劑應(yīng)選用氫氧化鈣，除此之外，在這一反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)類(lèi)比分析可知，以半干法脫硫開(kāi)始，可確保中低溫下脫硫效率的穩(wěn)定性，是脫硫脫硝凈化工藝最典型的技術(shù)特點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，通過(guò)工藝優(yōu)化和設(shè)備改造，實(shí)現(xiàn)了高效脫硫，提高了催化劑反應(yīng)溫度，保證了最佳脫硝效率;凈化后的焦?fàn)t煙氣，SO2濃度低于15mg/m3，NOx濃度低于100mg/m3。同時(shí)降低了脫硫脫硝系統(tǒng)物料消耗費(fèi)用，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤化工行業(yè)污染物排放控制具有參考借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張艾紅，王偉男.柳鋼焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用探討[J].柳鋼科技，2018（3）.