淺析焦化行業(yè)的廢氣污染超低排放技術(shù)

許佳麗

（南京瑞宜恒環(huán)境科技有限公司，江蘇 南京210000）

隨著我國焦化行業(yè)規(guī)模和產(chǎn)能不斷提升，當(dāng)下焦化行業(yè)廢氣治理工藝多樣，廢氣排放存在各種問題，嚴重影響周圍環(huán)境，需加強環(huán)保設(shè)施應(yīng)用和升級，有效控制焦化行業(yè)污染排放，滿足和響應(yīng)國家的超低排放政策。

1 煉焦生產(chǎn)廢氣污染源

（1）裝煤。煉焦煤在進行卸載、儲存等施工作業(yè)時都會產(chǎn)生大量煤塵，在煉焦時需要為其進行配煤工作，會因為配煤過程中進行煤體轉(zhuǎn)運以及煤體破碎處理，導(dǎo)致大量煤塵產(chǎn)生。

（2）煉焦和出焦。①進行煉焦時焦?fàn)t內(nèi)煤氣燃燒后向煙囪排放的廢氣中，富含煙塵、二氧化硫、氮氧化物（NOx）等污染物，煙氣溫度約在260～300℃左右。②在推出焦過程中，高溫焦炭在空氣中燃燒都會隨之排放廢氣，主要有二氧化硫、氮氧化物（NOx）等污染物，混合煙氣溫度約在160～200℃左右。③采用干熄焦作業(yè)的企業(yè)，高溫焦炭在余熱利用后冷卻過程中，主要有焦塵、二氧化硫等，煙氣溫度約在160℃左右。

2 廢氣污染防治方式

（1）裝煤。為避免進行裝煤時產(chǎn)生大量污染物，將裝煤車進行封閉改造，將裝煤產(chǎn)生的廢氣通過集氣系統(tǒng)和出焦收集的煙氣進行統(tǒng)一集中處理，可有效防止產(chǎn)生的廢氣無組織排放和擴散。

（2）煉焦。在炭化室產(chǎn)生的廢氣，可以通過低氮燃燒控制，從而減少熱力型氮氧化合物產(chǎn)生，其余污染物再進行尾部集中脫硫除塵脫硝處理，可達到超低排放指標(biāo)。①低氮燃燒技術(shù)：主要是煙氣再循環(huán)技術(shù)，將焦?fàn)t燃燒過程中產(chǎn)生的廢氣通過管道再循環(huán)，使得炭化室內(nèi)氧氣含量有所降低，有效控制焦?fàn)t內(nèi)部燃燒強度，減少氮氧化物產(chǎn)生。②尾氣廢氣集中處理技術(shù)：通過把裝煤、出焦、干熄焦和炭化室內(nèi)的廢氣集中處理，使用成熟的干法脫硫、除塵、脫硝及余熱回收工藝進行集中處理。

3 廢氣集中處理技術(shù)

在以上三種廢氣中，其中煉焦炭化室燃燒產(chǎn)生的煙氣量占75%以上，其余廢氣占25%以內(nèi)，通過煙氣有害成分檢測，總集合煙氣參數(shù)為：溫度為230～260℃，粉塵200mg/Nm3，二氧化硫濃度～500mg/Nm3，氮氧化物（NOX）濃度400～800mg/Nm3。焦化行業(yè)目前超低排放要求為粉塵≤10mg/Nm3，二氧化硫濃度≤30mg/Nm3，氮氧化物（NOx）濃度≤100mg/Nm3從目前成熟的煙氣處理工藝，主要有濕法和干法工藝路線，濕法工藝復(fù)雜、處理后尾氣有白煙著稱。針對焦化行業(yè)的特性，以及對節(jié)能角度來看，成熟和經(jīng)濟的工藝路線為干法工藝路線。主要處理工藝路線如下：

匯集后煙氣→干法脫硫→高溫布袋除塵器→中低溫SCR 脫硝→余熱回收→煙囪排放

（1）干法脫硫。該煙氣脫硫系統(tǒng)采用碳酸氫鈉粉末作為脫硫劑。通過高效的SDS 干法碳酸氫鈉噴射及均布裝置，將脫硫劑NaHCO3（20μm，D90）噴入煙道內(nèi)，在煙道內(nèi)NaHCO3被熱激活，比表面積迅速增大，與焦?fàn)t煙氣充分接觸，發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，將煙氣中的SO2等酸性物質(zhì)吸收凈化。脫硫效率可達95%以上。經(jīng)脫硫后的煙氣進入袋除塵器進行除塵和進一步脫硫。

本項目采用碳酸氫鈉粉末作為脫硫劑的反應(yīng)原理如下：

超細NaHCO3粉末高溫下激活分解產(chǎn)生的新碳酸鈉Na2CO3在生成瞬間具有極高的反應(yīng)活性，與煙氣中的硫氧化物進行下列反應(yīng)：

脫硫系統(tǒng)主要由碳酸氫鈉粉末貯存、研磨輸送及均布系統(tǒng)組成。

（2）高溫布袋除塵器。采用長袋低壓脈沖噴吹袋式除塵器，袋長可達到8m，采用電磁脈沖閥，噴吹壓力為0．4～0．5MPa，過濾風(fēng)速0．6～1．5m/min，濾袋材質(zhì)采用耐高溫材質(zhì)，可在230～260℃內(nèi)穩(wěn)定達標(biāo)運行，除塵效率大于99．9%。脈沖布袋除塵器是當(dāng)含塵氣體由灰斗進風(fēng)口進入除塵器箱體，進入灰斗的氣流隨后折而向上通過內(nèi)部裝有金屬骨架的濾袋粉塵被捕集在濾袋的外表面，凈化后的氣體進入濾袋室上部清潔室，匯集到出風(fēng)口排出，含塵氣體通過濾袋凈化的過程中，隨著時間的增加而積附在濾袋上的粉塵越來越多，增加濾袋阻力，為保證其正常工作，阻力要控制在一定范圍內(nèi)（～1500Pa），必須對濾袋進行清灰，清灰時由脈沖控制儀順序觸發(fā)各控制閥開啟脈沖閥，氣包內(nèi)的壓縮空氣由噴吹管噴射到各相應(yīng)的濾袋內(nèi)，濾袋瞬間急劇膨脹，使積附在濾袋表面的粉塵脫落入灰斗，經(jīng)排灰系統(tǒng)排出機體。

（3）中低溫SCR 脫硝。中低溫SCR 反應(yīng)是利用氨氣（與空氣混合后濃度在3%～5%），經(jīng)噴氨格柵送入煙氣中，煙氣中的NOX在反應(yīng)器中與氨在催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2和H2O，實現(xiàn)NOX脫除。該系統(tǒng)主要有SCR 反應(yīng)器本體、催化劑、噴氨格柵、整流裝置組成等。催化劑為中低溫型專用催化劑，可在此工況下有效地去除廢氣中的氮氧化物。

在干法工藝流程中，SCR 放在脫硫除塵后，可有效減少硫銨的生成和粉塵對催化劑的影響，提高設(shè)備和工藝的穩(wěn)定性。同時在SCR 系統(tǒng)中設(shè)置解析裝置，可對催化劑定期再生，保持催化劑的活性。整體脫硝效率可達90%。

（4）余熱回收。余熱鍋爐為臥式、自然循環(huán)、自除氧余熱鍋爐，設(shè)計按能量梯級利用原則，沿氣流方向依次布置各級受熱面，蒸發(fā)器、省煤器、除氧蒸發(fā)器。余熱鍋爐將脫硝后的煙氣由220～250℃降低至160℃排放，將部分余熱回收再利用，達到節(jié)能的目的，排放的煙溫為～160℃，高于露點溫度，對引風(fēng)機及煙囪不產(chǎn)生腐蝕。余熱鍋爐本體由蒸發(fā)器、省煤器（徑向熱管）、除氧蒸發(fā)器、鍋筒（含內(nèi)件）、煙氣進、出口接口構(gòu)成。

綜上，干法工藝流程的特點是，所有的工藝設(shè)備都在中高溫（220～260℃）內(nèi)發(fā)應(yīng)，系統(tǒng)不需要做額外的防腐措施，具有反應(yīng)效率高，工藝穩(wěn)定可利用率高，操作簡潔的優(yōu)點。

4 結(jié) 語

我國焦化企業(yè)在廢氣污染防治中，工藝繁雜，隨著對空氣質(zhì)量的要求逐漸提高。焦化作為高污染行業(yè)，對廢氣治理工藝其進行不斷優(yōu)化和整合，集中治理，改進優(yōu)化工藝配置，完成低排改造，使煉焦過程中污染氣體減少，是行業(yè)發(fā)展趨勢。改善環(huán)境空氣品質(zhì)，滿足人類社會發(fā)展的需要。