淺談焦?fàn)t煙道廢氣脫硫脫硝治理技術(shù)

張浩然

摘要：我國現(xiàn)有超過800家煉焦工廠，煉焦產(chǎn)能達(dá)到4.5×108t/a，但大部分焦?fàn)t沒有設(shè)置脫硫脫硝治理裝置，造成極大地環(huán)境污染問題。煤氣中所含的大量SO2和氮氧化物，未經(jīng)處理排放到大氣中，會形成酸雨、酸霧，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，因此煉焦煙道氣是當(dāng)前大氣污染的主要原因之一。在節(jié)能減排的政策下，對焦?fàn)t煙道氣進(jìn)行脫硫和脫氮處理可減少污染物排放，提高大氣質(zhì)量。本文針對焦?fàn)t煙道廢氣脫硫脫硝治理技術(shù)進(jìn)行簡單分析，從而保護(hù)綠水青山，推動社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煙道;廢氣;脫硫脫硝;治理技術(shù)

引言

焦?fàn)t煙道氣與大多數(shù)熱電廠煙道氣有很大區(qū)別，一是不同的焦化廠煙道氣的含量差別很大，焦?fàn)t煙道氣溫度范圍較寬，基本在180℃-300℃左右。二是焦?fàn)t煙道氣NOx含量濃度范圍在200～2000mg/Nm3之間，由于焦?fàn)t排煙氣體中含有SO2，在180～230℃范圍內(nèi)易發(fā)生反應(yīng)，造成設(shè)備腐蝕、管道堵塞。通過焦?fàn)t煙道脫硫脫硝技術(shù)改造，能夠顯著去除煙氣中的SO2、NOx等含量，解決煙道氣的各種問題，保證了焦?fàn)t煙道穩(wěn)定運(yùn)行，提高煉焦工廠的整體質(zhì)量。

1煙道氣體脫氮技術(shù)介紹

煙道氣體脫氮技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，效果十分顯著。通過NH3作為催化劑還原NOx技術(shù)，適應(yīng)能力強(qiáng)，對低度至高濃度NOx煙道氣體具有較高的去除率，且性能穩(wěn)定，循環(huán)壽命長，可降低后續(xù)投入成本，沒有二次污染物產(chǎn)生，符合國家有關(guān)綠色生產(chǎn)的相關(guān)規(guī)定。從環(huán)保發(fā)電的基本基準(zhǔn)氣體角度來看，CO氣體含有大量的有害物質(zhì)。環(huán)保型廢棄后，排放到大氣中會增加對環(huán)境的污染。CO氣體在大氣中停留一定時(shí)間，對人體有很大危害。環(huán)境保護(hù)日益受到國家、社會和個人的高度重視，將CO濃度作為今后監(jiān)測的主要因素。煉焦工廠的鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性影響較大，根據(jù)理論分析，可得出焚燒爐內(nèi)燃燒不完全，CO濃度將上升。1公斤物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的CO可以釋放13，000公斤的熱量。1公斤物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的CO2在相同條件下可釋放超過40，000kj的熱量。通過合理控制鍋爐CO含量，可使燃料充分燃燒，從而提高鍋爐的輸出功率和經(jīng)濟(jì)性。煉焦工廠將加強(qiáng)對燃燒排放物的管理，改善資源利用，減少資源浪費(fèi)，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)氧氣不足時(shí)，鍋爐會發(fā)生滅火現(xiàn)象，使鍋爐無法正常運(yùn)行，危及機(jī)組的使用壽命。如果沒有足夠的氧氣，鍋爐將會發(fā)生更嚴(yán)重的焦化。如控制CO濃度;減少了焦炭的發(fā)生幾率，保護(hù)了焦?fàn)t，從而延長了存儲器的壽命。

2焦?fàn)t氣脫硫技術(shù)

2.1低氮燃燒工藝

氮氧化物生成機(jī)理的主要包括以下幾個方面：火焰溫度、燃燒器段氧濃度、燃燒產(chǎn)物在高溫區(qū)的時(shí)間以及煤的特性。因此需要采取有效措施，降低氮氧化合物生成量。為了防止局部高溫，降低火焰溫度，根據(jù)空氣或氧的濃度，煤在氧不足的條件下燃燒。目前低氮燃燒技術(shù)主要有氣相燃燒技術(shù)、低過量空氣燃燒技術(shù)、燃料分級燃燒技術(shù)和煙道氣體再循環(huán)燃燒技術(shù)。在氮?dú)饷摰?，低氮燃燒技術(shù)是一種產(chǎn)生氮氧化物的技術(shù)，方法簡單、經(jīng)濟(jì)、廣泛，但對燃料和爐型的要求較高，常需要其他氮氧化物聯(lián)合脫氮技術(shù)可獲得更好的脫氮效果。

2.2SDA半干式法+袋濾器+中低溫脫氮工藝

焦?fàn)t煙道氣-SDA半干式脫硫反應(yīng)器脫硫-袋濾器除塵-煙道氣加熱器加熱-SCR脫氮反應(yīng)器脫氮-廢熱回收鍋爐廢熱回收-原煙道排放。半干脫硫以碳酸鈉作為脫硫劑，脫硫后的溫度將降低20～30℃，從而可使煙囪長時(shí)間處于高溫待機(jī)狀態(tài)，脫硫效率可達(dá)95%以上。煙道氣中SO2含量較低，采用低溫脫氮脫硫，催化劑表面不易生成硫酸氫銨，催化劑不易中毒，可保證系統(tǒng)脫氮效率，系統(tǒng)穩(wěn)定、簡單、投資少、占地面積中等，而且不產(chǎn)生廢水、白煙、腐蝕，具有廣泛的適應(yīng)負(fù)荷，能夠充分發(fā)揮較高工作性能。除硫之后，雖然會有一定的溫度下降，但有時(shí)需要加熱高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣消耗較大的煙道氣體，以保證脫硝運(yùn)行時(shí)間。脫除的副產(chǎn)物為NaSO4、NaSO3、Na2CO3的干粉混合物，缺乏有效用途，只能堆砌或填埋，有固體廢物產(chǎn)生二次污染的危險(xiǎn)。相對于干法脫硫法投資費(fèi)用較高，推廣成本較大。

2.3NaClO氧化脫硫和脫氮技術(shù)

在濕法脫硫、向脫硫劑制備系統(tǒng)中添加NaClO溶液、通過NaClO氧化生成高原子價(jià)NOx，并在此基礎(chǔ)上使用脫硫劑同時(shí)清除SO2和NOx。NaClO氧化脫硫脫氮一體化技術(shù)是濕法脫硫聯(lián)合控制多污染物的新技術(shù)，設(shè)備投資少、面積小、價(jià)格低，目前大多數(shù)脫硫裝置都采用濕法脫硫技術(shù)，NaClO的氧化脫硫脫氮技術(shù)有望得到廣泛應(yīng)用，但該技術(shù)存在脫氮效率低的缺點(diǎn)，提高脫氮效率是該技術(shù)的重要研究方向和難點(diǎn)。

2.4循環(huán)流化床脫硫技術(shù)

基于半干式脫硫的煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)，在鈣基脫硫中加入強(qiáng)氧化劑，將煙道氣體中的不溶NO氧化成易于溶解的高原子價(jià)NOx，以鈣為基礎(chǔ)的脫硫吸收劑同時(shí)吸收NOx。煙氣循環(huán)流化床脫硫脫氮技術(shù)具有設(shè)備投資少、生產(chǎn)應(yīng)用成本低等特點(diǎn)，脫硫脫氮反應(yīng)的副產(chǎn)物為固體，可作為建筑材料的添加劑，作為一種新型的同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

2.5活性焦脫硫脫硝工藝

活性焦吸附塔二級反應(yīng)層進(jìn)行了脫硫、脫硝。經(jīng)物料處理設(shè)備提升至再生塔中加熱、再生，并釋放出高濃度SO2混合氣體，從而產(chǎn)生高濃度活性焦。該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，脫硫率大于99%，脫硫率達(dá)到80%，各種污染物被徹底清除，系統(tǒng)可模塊化設(shè)計(jì)，一次投資多回報(bào)。在干燥、凈化過程中不產(chǎn)生廢水及殘?jiān)?，且無二次污染。干法脫硫由于排風(fēng)溫度高，能使煙囪長期處于安全高溫待機(jī)狀態(tài)。在處理過程中，處理含高濃度SO2的煙氣會影響NOx的去除效率，精制反應(yīng)器體積過大是由于焦炭的活化空速慢。活性焦投入量較大，而且活性焦的成本較高，初期投資較大。加熱再生會造成活性焦炭的損失，并增加加熱能耗。

2.6臭氧氧化脫硫技術(shù)

臭氧化脫硫脫氮技術(shù)主要是在煙道氣體中加入適量臭氧，O3具有良好的氧化性，因此能更好地氧化煙道氣體中NO的含量。NO添加NO2以提高脫氮和脫硫速率。許多臭氧處理技術(shù)用于鍋爐、礦物和其他生產(chǎn)單位的脫硫和脫氮技術(shù)。但目前焦化企業(yè)臭氧脫硫脫氮技術(shù)應(yīng)用較少，有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，在應(yīng)用臭氧處理脫硫脫氮技術(shù)的同時(shí)，還引入了濕法脫硫技術(shù)。這兩項(xiàng)技術(shù)有效地結(jié)合起來。臭氧化脫硫脫氮技術(shù)的合理應(yīng)用，可有效降低企業(yè)生產(chǎn)投資。O3生產(chǎn)成本較高，在一定程度上影響了臭氧化脫硫脫氮技術(shù)的應(yīng)用，使臭氧化法脫硫技術(shù)更加可靠。采用高效脫硫技術(shù)可以適當(dāng)降低O3的生產(chǎn)成本，將煙道氣體中二氧化硫和氮氧化物的濃度控制在規(guī)定范圍內(nèi)。鍋爐燃燒不完全，一定會產(chǎn)生CO等有毒氣體。天然氣可以讓工人們觀察鍋爐的運(yùn)行。CO在大氣中的含量很低，因此CO濃度不會因?yàn)榭諝庑孤┒鴮?dǎo)致不正確測量。但煙氣含氧量極易受到大氣的干擾，不能準(zhǔn)確測量數(shù)據(jù)，需控制垃圾層厚度及一次空氣流量，燃燒器內(nèi)溫度過高，會對焚燒效果產(chǎn)生影響，進(jìn)而對上層垃圾進(jìn)行焚燒。一般都需要對爐溫進(jìn)行850-1030℃的控制。

結(jié)語

目前我國SO2總量控制形勢嚴(yán)峻，減排壓力巨大，降低SO2排放是所有生產(chǎn)企業(yè)必須面對的問題?？梢缘贸鰺捊构S必須考慮節(jié)能和環(huán)保，并積極采用新的燃燒控制技術(shù)。在實(shí)踐中，CO濃度檢測方法可以替代傳統(tǒng)的燃燒控制方法，提高燃燒控制效果，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確。煙氣脫硫與脫氮技術(shù)能有效去除焦?fàn)t煙氣中SO2和NOx，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)符合當(dāng)今世界綠色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]常治鐵.SDS+SCR工藝在焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝中的應(yīng)用[J].中國冶金，?2019，29（10）：65-70.

[2]閆書山，趙海燕.焦?fàn)t煙道廢氣脫硫脫硝技術(shù)在邢鋼焦化廠的應(yīng)用[J].煤化工，2019，47（05）：61-63.

[3]羅瑞源.焦?fàn)t煙道廢氣煙氣治理的技術(shù)途徑[J].化工管理，2020（09）：?68-69.

[4]楊召壘.搗固焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用[J].甘肅冶金，2020，42?（05）：114-116.

[5]胡明亮.焦?fàn)t煙道廢氣脫硫脫硝治理技術(shù)[J].當(dāng)代化工研究，2021（09）：?108-109.

[6]劉翔.焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)展與建議[J].化工管理，2021（21）：80-81.