焦炉烟气脱硝工艺技术研究

杜化振

（肥城石横焦化有限公司 山东 泰安 271600）

焦炉烟气脱硝工艺技术研究

杜化振

（肥城石横焦化有限公司 山东 泰安 271600）

上世纪煤炭产业对于我国的经济增长发挥出了中流砥柱的作用，人们物质生活水平不断提高。然而，对于自然生态环境的破坏也日益显现出来，特别是氮氧化物的过渡排放，成为污染大气的主要活性物质之一，对人们赖以生存的环境造成很大挑战，直接威胁人们的身体健康。炼焦化学工业作为煤炭产业的重要组成部分，排放的氮氧化物成为人们关注的焦点，研究开发焦炉烟气脱硝工艺技术成为国家发展战略的重要目标。为了有效减少焦炉烟气中氮氧化物的浓度排放，需要加强脱硝工艺技术的验证和改善。

脱硝技术；焦炉产业；烟气排放；大气污染

1.焦炉烟气脱硝的基本方法

1.1 催化剂还原法

所谓催化剂还原法是指利用固体催化剂存在的条件下，将一定温度的焦炉烟气中的氮氧化物与氢气、一氧化碳、氨气等具有还原性质的气体反应转化生成环保的氮气的脱硝处理方法。催化剂还原法由于价格低廉，工艺技术研究时期较为成熟，在许多焦炉烟气排放中得到应用。其中以氨气为还原剂的脱硝工艺技术可以实现氮氧化物去除率高达91％以上。除此之外，催化剂价格低廉。但是，该法对于焦炉烟气温度要求苛刻，NH3具有很强的腐蚀性，容易造成二次污染。

1.2 电子束放电法

电子束放电法对于氮氧化物去除的基本原理就是通过电子束放电巨大的高能电子流体，与焦炉烟气中非氮氧化物气体进行照射，碰撞电离成具有强反应活性的活化中性粒子，在处理时加入少量的可燃气体，形成化学反应，将焦炉烟气中的氮氧化物氧化除去。电子束放电法对于焦炉烟气气体温度要求较低，去除率可以实现85～89％。该法对于脱硝的优势是反应无水污染形成，副产物以硝酸铵为主，可以进一步加工成植物肥料。然而处理设备复杂，价格昂贵，电子束能量利用效率较低。

1.3 吸收剂喷射法

所谓吸收剂喷射法是将氮氧化物吸收剂利用增压喷射设备，给焦炉烟气增湿除尘，进而达到净化去除的目的。氮氧化物吸收剂主要是碱性活化石灰、石膏和消石灰等。吸收剂喷射法对于焦炉烟气中氮氧化物的除去率约为70％，但对于焦炉烟气中二氧化硫的去除率可以高达90％以上。吸收剂喷射法对于焦炉烟气中氮氧化物的消除，由于设备占地较少，投入成本较低，一般利于在旧焦炉烟囱改造，可以获得较为稳定的氮氧化物去除。但是，该法进行脱硝工艺技术脱除率较低。

2.脱硝工艺技术应用中存在的问题

2.1 硫氧化物的干扰

经过对焦化厂焦炉烟气的废弃组分分析发现，除了一氧化氮和二氧化氮，还存在一定浓度的二氧化硫，不同的焦化厂由于燃烧的燃料质量不同，二氧化硫的含量也各不相同。对于催化剂脱硝法而言，二氧化硫的存在会让脱硝工艺装置中的选择性还原催化剂中毒，导致脱硝催化剂的反应活性大大降低，使得脱硝效果明显变差，同时，催化剂的使用寿命大大缩短。因此，二氧化硫的存在增加了工艺技术的处理难度和成本投入。

2.2 设备检修不及时

目前最常见的焦炉烟气脱硝工艺分为三步：焦炉烟气粉尘前期处理、氮氧化物处理和废弃产物二次净化。尽管焦炉烟气脱硝工艺技术路线较为简单，然而采用不同原理的脱硝装置，装置的复杂程度和控制条件存在很大差异。经过对焦炉烟气废弃处理实际考察发现，当地的焦炉厂对于脱硝工艺装置的检修相关人员配备不足，已经配备的工厂对于脱硝装置的检修不及时，脱硝净化效率总体较低。

2.3 脱硝防腐工艺弱

由于焦炉烟气中存在大量的二氧化氮，在与水接触时形成强酸，同时焦炉烟气中的二氧化硫也是酸酐。焦炉烟气脱硝工艺装备大多采用304不锈钢材质加工成型，强酸对于装备内壁的腐蚀，导致整个脱硝装置经常出现废弃和废液的泄露，对于当地的大气造成粉尘污染和二次大气污染。特别是采用吸收剂喷射法脱硝工艺装置，腐蚀程度最为严重，极大降低了脱硝装置的使用寿命。

3.解决焦炉烟气脱硝工艺技术应用中问题的有效对策

3.1 开发脱硫脱硝一体化技术工艺

对于二氧化硫的去除主要采用碱性催化剂，因此，对于焦炉烟气脱硝工艺在设计和开发过程中，应该融入脱硫工艺，开发脱硫脱硝一体化工艺技术。一方面，加强脱硫催化剂和脱硝催化剂的工艺开发，研制二者去除率较高、性能稳定的催化剂。一方面，优化脱硫和脱硝工艺协同，通过焦炉烟气尾气处理装置结构的设计，实现脱硫工艺和脱硝工艺的协同化。可以设计成分级式的脱硫脱硝工艺装置。

3.2 加大脱硝处理装置检修的力度

对于脱硝工艺技术在实际应用中，主要是脱硝装置的使用和维护，不仅直接决定氮氧化物在焦炉烟气中的处理效果，同时直接影响焦炉行业对于氮氧化物净化的设备成本投入，因此，必须加大检修力度。首先，加大对于焦炉烟气排放指标与装置状态关系函数图像，借助数据提醒检修时间，提升检修效率。其次，建立脱硝装置日常检修制度。强化相关人员的检修意识和积极性。最后，加大检修资金投入。

3.3 强化脱硝装置防腐开发与应用

对于焦炉烟气中大气污染物形成强酸对脱硝工艺装置产生的腐蚀性，需要加大脱硝装置防腐处理。一方面，在焦炉烟气脱硝装置内壁涂覆耐腐蚀性较好的稀料涂层，减缓强酸或强碱对于装置内壁的腐蚀速度。一方面，对于最易受到腐蚀的工艺环节进行改进或更换抗腐蚀装置零部件，例如聚四氟乙烯脱硝器件。还有一方面，改善现有的脱硝方法，避免水的生成，从根源上减少易腐蚀物质的含量。

4.结论

为了减少焦炉烟气中氮氧化物的浓度排放量，可以采取三种基本脱硝方法来开发和完善工艺技术。通过及时采取解决焦炉烟气脱硝工艺中问题的有效对策，提升脱硝效率和脱硝质量，降低脱硝成本，延长脱硝工艺装置的使用寿命。

[1]吴红伟 焦炉烟道气脱硝净化技术与工艺探讨[J]-《化工管理》-2015（23）.

[2]李良华 焦炉烟气脱硝工艺技术探讨[J]-《燃料与化工》-2015（3）.

Study of coke oven flue gas denitration technology

DU Hua-zhen. Feicheng Shiheng Coking Co., LTD., Shandong Province, Taian 271600, China

In the coal industry for the country's economic growth play the role of mainstay, people material life level enhances unceasingly. However, for the destruction of the natural ecological environment is increasingly apparent. Especially the transition of nox emissions, become one of the main active species atmospheric pollution, caused great challenges to the environment, endanger people's health directly. Coking chemical industry as an important part of the coal industry, the emissions of nitrogen oxides in the spotlight. The research and development of coke oven flue gas denitration technology become a national development strategy important goals. In order to effectively reduce the concentration of nitrogen oxide emissions in coke oven gas, need to strengthen the denitration technology of verification and improvement.

Denitration technology; Coke oven industry; The flue gas emissions; Atmospheric pollution

TQ522.61

A

1009-5624-（2016）03-0016-02