焦化廠焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用

許東水

古縣利達(dá)焦化有限公司 山西臨汾 042400

1 焦化企業(yè)煙氣中二氧化硫和氮氧化物的產(chǎn)生

焦化企業(yè)焦?fàn)t在生產(chǎn)加熱的過(guò)程中，由于會(huì)使用煤氣加熱技術(shù)，焦?fàn)t內(nèi)的炭化室中心溫度會(huì)高達(dá)1000℃。每生產(chǎn)一噸焦炭就要燃燒200多立方米的焦?fàn)t煤氣，由此將產(chǎn)生約1300m3、溫度230-300℃的煙道廢氣。煤氣中的二氧化硫含量一般是取決于裝爐煤含硫量或者是煤氣脫硫的效果，而且與爐體的密封性也有直接的關(guān)聯(lián)。沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的廢氣煤氣中二氧化硫的含量將是凈化后的幾倍，而這就會(huì)導(dǎo)致?tīng)t體串漏釋放出大量的二氧化硫煙氣[1]。由于各焦化企業(yè)爐體的結(jié)構(gòu)、用煤的方式和種類(lèi)以及質(zhì)量各不相同，導(dǎo)致所排放出的煙氣中二氧化硫的成分含量也各不相同。原有的生產(chǎn)技術(shù)中，焦?fàn)t多采用焦?fàn)t煤氣加熱方式，煙氣中的二氧化硫含量將在約200mg/m3以上，高的時(shí)候甚至能達(dá)到300mg/m3，所以必須使用煙氣脫硫裝置才能夠保證煙氣達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

此外，煙氣中還會(huì)含有氮氧化物，其中主要是一氧化氮，氮氧化物的生成分分為熱力型、燃料型和快速型。絕大部分的氮氧化物都是由熱力型而產(chǎn)生的，即在空氣中的氮?dú)庠跍囟冗_(dá)到一些400℃以上時(shí)，便會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氮氧化物；燃料型是煤氣中所含有氮的成分，比如氨、喹啉等通過(guò)燃燒而生成；快速型是指煤氣中所含有的碳?xì)浠衔锝?jīng)過(guò)燃燒會(huì)分解出氰化碳或二氰化碳等物質(zhì)會(huì)與空氣中的氮?dú)獍l(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氮氧化物。如果焦?fàn)t采用的是一段加熱的方式，燃?xì)馐覂?nèi)就很容易出現(xiàn)局部迅速高溫，從而產(chǎn)生熱力型的氮氧化物，尤其是焦?fàn)t煤氣的燃燒方式，主要燃燒成分是氫氣，氫氣燃點(diǎn)極低，并且燃燒速度快，火焰的中心溫度可以高達(dá)兩千攝氏度，所以用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，煙氣中的氮氧化物成分含量會(huì)高達(dá)1000mg/m3以上，傳統(tǒng)工藝往往需要使用煙氣脫硝裝置，才能夠保證排放達(dá)標(biāo)。

2 焦?fàn)t煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用分析

煙氣的主要成分中含有大量的SO2，如果不進(jìn)行有效的處理將會(huì)嚴(yán)重影響空氣的質(zhì)量，造成不可挽回的后果。因此，針對(duì)SO2的化學(xué)性質(zhì)，可以利用堿性物質(zhì)與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)消除煙氣中的SO2成分。脫硫技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中所采用的堿性物質(zhì)具有多種物理特性，根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)，主要有以下兩種。

2.1 干法脫硫技術(shù)

干法脫硫技術(shù)主要采用的是固態(tài)的堿性吸收物質(zhì)來(lái)搭建氣體脫硫系統(tǒng)，在實(shí)際的應(yīng)用中，根據(jù)煙道氣的干燥程度主要分為干燥煙道氣脫硫和半干燥煙道氣脫硫。其中干燥煙道氣脫硫系統(tǒng)的處理方式全程處于干燥的煙道氣環(huán)境中，使煙氣穿過(guò)充滿(mǎn)混合固態(tài)的堿性吸收物質(zhì)和煙道氣的管道，通過(guò)全面的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)SO2的反應(yīng)[2]。半干燥煙道氣脫硫系統(tǒng)與干燥煙道氣脫硫系統(tǒng)相同，都是在干燥的環(huán)境中進(jìn)行脫硫，但是在反應(yīng)通道內(nèi)有一定的差別，主要表現(xiàn)在煙道氣加水這一操作上，主要是為了在固態(tài)的堿性吸收物質(zhì)外表形成一層液態(tài)薄膜，來(lái)加快反應(yīng)物之間的反應(yīng)速率。由于兩種脫硫方法均處于干燥環(huán)境中，因此不必?fù)?dān)心會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，且反應(yīng)生成物中不會(huì)出現(xiàn)二次污染。

2.2 濕法脫硫技術(shù)

濕法脫硫技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷的時(shí)間比較久遠(yuǎn)，期間被多次進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，目前已經(jīng)達(dá)到了非常成熟的階段。濕法脫硫技術(shù)所采用的脫硫物質(zhì)主要包括CaCO3和Na2CO3，脫硫過(guò)程主要是在反應(yīng)塔中進(jìn)行的。濕法脫硫技術(shù)的效果非常明顯，目前的效率已經(jīng)大大超過(guò)了95%，具有非常高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，這種技術(shù)的成本較低，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，被廣泛應(yīng)用于焦化廠的煙氣脫硫項(xiàng)目中[3]。以下根據(jù)脫硫物質(zhì)的不同對(duì)濕法脫硫技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行介紹：

（1）CaCO3脫硫技術(shù)。由于CaCO3在日常生活中較為常見(jiàn)，比較容易獲得，因此CaCO3脫硫技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中具有成本低的特點(diǎn)，并廣泛應(yīng)用于濕法脫硫的技術(shù)領(lǐng)域中。從實(shí)際的應(yīng)用效果中看，CaCO3脫硫技術(shù)的脫硫效果非常好，能夠?qū)^高濃度的焦?fàn)t煙氣實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)處理，應(yīng)用價(jià)值高。但是，CaCO3脫硫技術(shù)在實(shí)際建設(shè)時(shí)，基礎(chǔ)投資較高，同時(shí)處理產(chǎn)生的脫硫廢水會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的腐蝕作用。

（2）氨脫硫技術(shù)。氨脫硫技術(shù)主要是通過(guò)采用液體脫硫劑來(lái)實(shí)現(xiàn)煙道氣中氧氣的吸收，一般采用氨水作為脫硫劑。整個(gè)處理設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，操作流程復(fù)雜程度低，脫硫效果明顯。但氨脫硫技術(shù)的綜合性非常差，需要建立獨(dú)立的系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)脫硫操作。

3 焦?fàn)t煙氣脫硝技術(shù)的應(yīng)用分析

焦?fàn)t煙氣脫硝技術(shù)使用頻率最高的是選擇性催化還原法。此方法以氨作為還原反應(yīng)的催化劑，有效提高反應(yīng)的速率，并通過(guò)控制反應(yīng)環(huán)境溫度進(jìn)一步縮短反應(yīng)的過(guò)程時(shí)間。主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在無(wú)副產(chǎn)物產(chǎn)生，同時(shí)脫硝的效果比較明顯。在基于焦?fàn)t煙氣脫硝技術(shù)搭建處理系統(tǒng)時(shí)，需要明確催化反應(yīng)的具體條件，主要包括催化劑的選擇和環(huán)境溫度的設(shè)置，并在反應(yīng)過(guò)程中嚴(yán)格控制溫度的波動(dòng)，避免因溫度超出催化范圍而導(dǎo)致反應(yīng)的效率降低。這種脫硝方法不僅不易控制，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生可回收物質(zhì)，從實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值來(lái)評(píng)估，這種方法的應(yīng)用難以普及，并且催化劑的使用并不是永久性的，需要定期更換，產(chǎn)生大量的成本消耗。在未來(lái)的發(fā)展中，需要重點(diǎn)關(guān)注催化劑的研究，嘗試通過(guò)改良催化劑來(lái)控制反應(yīng)的速率，進(jìn)而控制溫度[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，我國(guó)各類(lèi)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)都有了顯著的技術(shù)提升和產(chǎn)量提升，但是這也隨之而來(lái)帶來(lái)許多環(huán)境污染問(wèn)題，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，煙氣脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用就會(huì)帶來(lái)一定的硫化物污染排放或氮氧化物污染排放問(wèn)題。近年來(lái)，我國(guó)環(huán)保部門(mén)對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)有了越發(fā)嚴(yán)格的要求，在此環(huán)境下，本文將探討焦化企業(yè)脫硫脫硝工藝技術(shù)，并進(jìn)行環(huán)保性能分析，來(lái)幫助企業(yè)更好的選擇適宜的生產(chǎn)技術(shù)，來(lái)促進(jìn)環(huán)保目的的實(shí)現(xiàn)。