焦?fàn)t煙氣凈化工藝的選擇

李劍鋒

（北京西山環(huán)安環(huán)境技術(shù)有限公司，北京 100000）

1 焦?fàn)t煙氣排放特點(diǎn)

根據(jù)普遍案例可知，焦?fàn)t煙氣排放特點(diǎn)有5種，分別為煙氣量小、粉塵量低、SO2含量低、NOx含量高、煙氣連續(xù)生產(chǎn)。下文將對5大特點(diǎn)進(jìn)行分析。

1.1 煙氣量小

相較于燒結(jié)煙氣，焦?fàn)t生產(chǎn)當(dāng)中的煙氣量很低，一般低于燒結(jié)20%左右，這說明煙氣凈化工藝在焦?fàn)t生產(chǎn)中，可以對多個焦?fàn)t的煙氣進(jìn)行處理。例如某案例當(dāng)中有兩座大型焦?fàn)t，兩座焦?fàn)t的總煙氣排放量為400km3/h，案例對此只采用了一套凈化工藝裝置就可以對兩座焦?fàn)t的煙氣進(jìn)行進(jìn)化，且將案例凈化工藝裝置的功率與煙氣排放需求相比可知，該凈化工藝裝置的功率有余，至少還可以多處理一座焦?fàn)t。

1.2 粉塵量低

焦?fàn)t煙氣的產(chǎn)生主要源于兩種燃燒氣體，分別為焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣，這兩種煙氣內(nèi)幾乎沒有粉塵，相應(yīng)焦?fàn)t煙氣的粉塵量也很低，這給煙氣凈化工藝提供了便利。例如某案例中對自身大型焦?fàn)t煙氣內(nèi)的粉塵含量進(jìn)行了為期一個月的監(jiān)測，結(jié)果顯示一個月內(nèi)焦?fàn)t煙氣的粉塵含量均值為9.5mg/m3，最大值不超過25mg/m3，證實焦?fàn)t煙氣粉塵量較低。

1.3 SO2含量低

SO2（二氧化硫）是焦?fàn)t煙氣中的主要成分，對人體與環(huán)境而言有巨大的危害性，但相較于焦?fàn)t煙氣中的NOX含量，SO2的含量很低，原因在于焦?fàn)t燃燒的焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣在應(yīng)用前已經(jīng)被凈化，相應(yīng)內(nèi)部燃燒之前都經(jīng)過凈化，因此焦?fàn)t煙氣的SO2含量也很低。例如某案例中的大型焦?fàn)t煙氣SO2含量均值為96mg/m3，最大值不超過130mg/m3，相較于電力燃煤機(jī)組的煙氣SO2含量，焦?fàn)t煙氣SO2含量很低。這說明焦?fàn)t煙氣凈化工藝無需要具備太高的脫硫性能，代表技術(shù)成本可以適當(dāng)降低。

1.4 NOx含量高

NOx（氮氧化物）同樣是焦?fàn)t煙氣中的主要成分，且也具有巨大的危害性，在焦?fàn)t煙氣當(dāng)中此類物質(zhì)的含量很高，原因在于焦?fàn)t燃燒的焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣中含有大量的NOx，且在燃燒氣體前處理當(dāng)中，并不會對NOx進(jìn)行凈化，因此焦?fàn)t煙氣中的NOx含量較高。例如某案例中的大型焦?fàn)t煙氣中NOx含量為450mg/m3，相較于電力燃煤機(jī)組煙氣NOx含量（200～300mg/m3）可知，大型焦?fàn)t煙氣中NOx含量較高。這說明焦?fàn)t煙氣凈化工藝需要有較高的脫氮性能，運(yùn)作中必須嚴(yán)格控制。

1.5 煙氣連續(xù)生產(chǎn)

因為焦?fàn)t運(yùn)作本身就具有連續(xù)性特征。所以焦?fàn)t煙氣的生產(chǎn)也具有連續(xù)性的特征，即煙氣的產(chǎn)出是源源不絕的，例如某案例對大型焦?fàn)t的煙氣產(chǎn)出時間間隔進(jìn)行了監(jiān)測，結(jié)果顯示在24h范圍內(nèi)焦?fàn)t煙氣沒有間隔，可見煙氣生產(chǎn)具有連續(xù)性表現(xiàn)。這說明煙氣凈化裝置的運(yùn)作不能中斷，但考慮到凈化裝置的維護(hù)、檢修需求等，裝置中必須具有煙氣旁路作為備用通道，這樣就可以對主用排路進(jìn)行維護(hù)與檢修。此外，在煙氣凈化裝置維護(hù)或檢修當(dāng)中，主用排路可以中斷，但時間不能太久，否則也會造成不利影響。

2 焦?fàn)t煙氣凈化工藝分析與選擇

2.1 煙氣升溫后脫硫脫硝工藝

首先在工藝流程上，在焦?fàn)t煙氣總排路上設(shè)置調(diào)節(jié)翻板，由此引導(dǎo)焦?fàn)t煙氣進(jìn)入煤氣補(bǔ)燃爐進(jìn)行加熱，完成后利用煤氣補(bǔ)燃爐的排路將煙氣導(dǎo)入凈化裝置系統(tǒng)，該系統(tǒng)有SCR脫硝反應(yīng)器、余熱回收裝置、脫硫系統(tǒng)組成，過程中煙氣依序經(jīng)過脫硝反應(yīng)器、余熱回收裝置完成脫硝，再通過增壓風(fēng)機(jī)將煙氣導(dǎo)入脫硫反應(yīng)器進(jìn)行濕法除塵即可排放。同時，煙氣在脫硫過程中會生產(chǎn)一定的副產(chǎn)品，此類副產(chǎn)品可以用于硫酸銨產(chǎn)品生產(chǎn)。圖1為煙氣升溫后脫硫脫硝工藝流程。

圖1 煙氣升溫后脫硫脫硝工藝流程

其次在技術(shù)特點(diǎn)上，焦?fàn)t煙氣脫硝具有性能優(yōu)異、脫硫脫銷徹底的優(yōu)勢，同時可以彌補(bǔ)煙氣凈化中催化劑的應(yīng)用缺陷，即因為焦?fàn)t煙氣的溫度偏低，所以通常情況下只能通過低溫催化劑來進(jìn)行脫硫脫銷，但大部分低溫催化劑的運(yùn)行實踐都不長，且存在一定的安全隱患，這一基礎(chǔ)上就不建議采用低溫催化劑對焦?fàn)t煙氣進(jìn)行凈化，相應(yīng)高溫催化劑就成為了最優(yōu)選擇，但高溫催化劑必須應(yīng)用在煙氣溫度較高的條件下，此時在以上工藝中，通過補(bǔ)燃爐的加溫可以讓煙氣溫度滿足高溫催化劑的應(yīng)用條件，這樣工藝性能將得到提升。而在劣勢上，以上工藝的裝置交托，且需要進(jìn)行煤氣補(bǔ)燃升溫、余熱回收、煙氣除塵等步驟，這意味著工藝所需成本較高，同時脫硫系統(tǒng)的氨法脫硫會對設(shè)備造成一定腐蝕，因此設(shè)備必須具備較高的防腐能力，這也會增加工藝成本。

2.2 雙氨（銨）法脫硫脫硝工藝

首先在工藝流程上，將煙氣導(dǎo)入脫硫脫銷反應(yīng)塔中，同時采用濃度較高的氨水對塔中pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，這時煙氣內(nèi)的SO2會與氨水內(nèi)的游離氨發(fā)生反應(yīng)，形成硫酸銨，由此完成脫硫；在脫硫工藝基礎(chǔ)上，塔中會形成臭氧環(huán)境，相應(yīng)煙氣的部分NOx受臭氧氧化作用會轉(zhuǎn)化為NO2，在NOx逐漸轉(zhuǎn)化為NO2的過程中，當(dāng)NOX、NO2的比例達(dá)到一定水平，煙氣就會與游離氨發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)硝酸銨。由此將硫酸銨、硝酸銨排出煙氣即可實現(xiàn)煙氣凈化目的。

其次在技術(shù)特點(diǎn)上，以上工藝具有低成本、工藝簡便的優(yōu)勢，且利用臭氧對煙氣中的NOx進(jìn)行處理突破了傳統(tǒng)工藝因NOX難溶于水，所以性能低下的限制。而在劣勢上，以上工藝同樣需要設(shè)備具備較高的防腐性能，同時臭氧的生產(chǎn)需要大量電能支撐，因此長期使用下會帶來較高的成本。

2.3 活性炭一體化煙氣凈化技術(shù)

首先在工藝流程上，主要將煙氣導(dǎo)入脫硫脫硝一體裝置當(dāng)中，同時在裝置內(nèi)放置定量的活性炭，相應(yīng)當(dāng)煙氣經(jīng)過活性炭會因為活性炭的吸附性得到凈化，即活性炭的吸附性會對煙氣內(nèi)的SO2、NOX吸納，由此實現(xiàn)凈化。相應(yīng)在活性炭一體化煙氣凈化技術(shù)應(yīng)用過程當(dāng)中，活性炭與煙氣的接觸面積就會直接影響到凈化質(zhì)量，這一條件下建議采用圓柱形的活性炭進(jìn)行煙氣凈化，因這種形狀的活性炭的接觸面積最大。

其次在技術(shù)特點(diǎn)上，以上工藝的性能優(yōu)異、步驟簡便、脫硫脫銷效果良好，且其吸附后生產(chǎn)的副產(chǎn)品具有較高的回收利用價值，可以對多種不同濃度的煙氣進(jìn)行凈化，但在劣勢上，因為每個活性炭的使用壽命有限，且吸附容量存在上限，所以需要頻繁更換活性炭，這意味著長期應(yīng)用中會加重管理人員的工作負(fù)擔(dān)，同時會帶來較高的成本。此外值得注意的是，活性炭技術(shù)雖然也存在成本較高的缺陷，但與其他兩項工藝相比，其性能與環(huán)保性更具優(yōu)勢，相應(yīng)在焦?fàn)t煙氣凈化中，該項技術(shù)是值得考慮的一項凈化工藝。

3 結(jié)語

凈化工藝的選擇必須根據(jù)焦?fàn)t煙氣特征來進(jìn)行選擇。本文闡述了焦?fàn)t煙氣的主要特征，提出了常見的煙氣凈化工藝，且對各項工藝的流程、特點(diǎn)進(jìn)行了分析，以供對比與選擇。另外，更推薦活性炭一體化煙氣凈化技術(shù)，因為三項技術(shù)都存在較高的成本，而活性炭凈化的性能更加優(yōu)異，環(huán)保性更高，所以更推薦該項技術(shù)。