焦炉烟道气脱硫脱硝工艺探讨

苗社华

摘 要：焦炉烟气是焦炉生产中由煤气燃烧而产生的废气，其中含有大量的二氧化硫、粉尘和氮氧化物等物质，它们是形成酸雨和雾霾的主要污染物之一，如果焦炉烟气未加处理，肆意排放的话，则会对大气环境造成极大的污染破坏。随着近年来大气污染问题的日益严峻，国家加大了对企业污染排放的限制和治理，在此形势下，各种烟气脱离脱硝技术逐渐开始研究并应用于焦化企业的烟气净化处理中，本文对当前几种常见的焦炉烟气脱硫脱硝工艺进行了探讨。

关键词：焦炉烟道气;大气污染;脱硫脱硝;工艺探讨

1 焦炉烟道气脱硫脱硝技术

1.1 烟道气脱硫技术

目前，已投入工业化应用的脱硫工艺主要分为湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫三种，它们所采用的工艺原理和流程各不相同，各有优缺点。

1.1.1 湿法脱硫

湿法脱硫是采用脱硫吸收剂和喷淋的方法，将烟气中二氧化硫在吸收塔内吸收，然后对不同的吸收液进行后处理。该方法的技术优点是投资小、能耗低，但在脱硫处理时吸收剂总量比较多，产生的吸收废液较多，废水处理难度较大。湿法脱硫中最为常见的是石灰石-石膏法和氨法脱硫，技术也较为成熟，脱硫处理中会发生一系列复杂的酸碱反应，石灰石-石膏法脱硫的反应方程式如下：

中和反应：CaCO3+2SO2+H2O=Ca（HSO3）2+CO2

氧化反应：Ca（HSO3）2+CaCO3+O2+3H2O=2CaSO4·H2O+ CO2

氨法脱硫是利用氨水与二氧化硫反应生产氨盐，以达到吸收烟气中二氧化硫的目的。其反应方程式为：（NH4）2SO3+SO2+H2O→2HN4HSO3

氨基吸收剂的碱性相对钙基吸收剂要更强，吸收效率也更高，因而也更适用于焦炉烟道气的脱硫处理，脱硫副产物硫酸铵经过结晶干燥后还可做为氨肥原料得到回收利用。

1.1.2 干法脱硫

是利用粉状或是颗粒状吸收剂或催化剂来拖去烟气中的二氧化硫。其常用的吸收剂主要有碳酸钙、活性炭等。它的优点是工艺过程简单，无污水、污酸处理问题，能耗低;特别是净化后烟气温度较高，有利于烟囱排气扩散和后续脱硝，净化后的烟气不需要二次加热，对设备的腐蚀性较小;但缺点也较为明显，脱硫效率较低，设备占用空间较大，投资较高，操作技术要求高，不适用于成分复杂且含硫量較高的焦炉烟道气的处理。

1.1.3 半干法脱硫

是指将脱硫剂以喷雾的方式喷入反应塔内与烟气充分混合，从而实现烟气脱硫的一种方式，脱硫后产生的灰通过刮板链输送至灰仓进行处理。该方法常用的脱硫剂为碳酸钠溶液，称之为SDA半干法脱硫，反应方程式为：

Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2

该工艺的优点是设备占地小，无废水排放，脱硫效率高。

1.2 烟气脱硝技术

目前对于烟气脱硝比较成熟的技术有SCR、SNCR和氧化吸收脱硝技术。由于焦炉烟道废气温度较低，且烟气中氮氧化物呈周期性变化，因而宜采用SCR低温脱硝工艺。SCR低温脱硝以液氨为还原剂，化学反应式为：

NH2+NOx→N2+H2O

2 焦炉烟道气脱硫脱硝工艺的选择与应用

目前，国内对于焦炉烟道废气的脱硫脱硝处理主要有以下三种工艺方式：

2.1 SDA半干法脱硫+除尘SCR脱硝一体化工艺

该工艺的优点是先脱硫，有助于为后续脱硝处理提供低硫、低尘的条件，提高脱硝效率，延长脱硝催化剂使用寿命;SDA法脱硫烟气温降较小，保证了脱硝足够的烟气温度;SDA法在脱硫的同时还能清除烟气中的焦油等物质，减少其对脱硝的影响。缺点是产生的硫酸钠、亚硫酸钠需处理;脱硫后烟气中粉尘颗粒值仍较高，需在后续环节设置专门的除尘设备。

2.2 SCR脱硝+SDA半干法脱硫+布袋除尘工艺

采用先脱硝工艺，较高的烟气温度保证了脱硝效果;烟气净化后温度仍能保持在酸露点以上，避免了烟气对烟囱的酸腐蚀。缺点是前置脱硝，在二氧化硫含量较高的情况下会产生较多的硫酸氢铵，需对催化剂进行频繁解析。

2.3 SCR脱硝+气气换热器+氨法脱硫+气气换热器

优点：前置脱硝，脱硝效率高;氨法脱硫，脱硫效率高，不产生多余固废。缺点是氨法脱硫后烟气温度低，且湿法脱硫烟气湿度高，易造成烟囱的酸腐蚀;气气换热器长期运行易结垢，后期维护成本高。

拓展催化剂虽然具有耐硫性，但并不代表二氧化硫对催化剂毫无影响，如果烟气中含有较多硫化物的话，那么必然会使脱硝效果下降。在低温SCR脱硝中，部分二氧化硫会在催化剂作用下转化为三氧化硫，而三氧化硫在含水状态下会生成硫酸氢铵，该物质在300℃以下温度下难以分解，而且该物质非常粘稠难以清除，粘附在催化剂影响催化效率，并导致脱硝效果的下降，因此，对于焦炉烟道气必须采用先脱硫后脱硝的工艺。

氨法脱硫适宜温度为80℃左右，而焦炉烟道气温度在200℃～300℃范围内，进入脱硫塔前需要采取降温措施;氨法脱硫后烟气温度可降低至60℃左右，考虑在北方冬季气温较低，即使将烟气温度提高至酸露点130℃以上，由于烟囱自身散热，根部与顶部温差较大，也有可能在烟囱中上部产生酸腐蚀的现象，影响安全生产。如果采用气气换热器的话，过低的烟气温度需要换热器长时间高负荷运行，易造成设备结垢、堵塞，影响脱硝效率。因此，综合分析来看，对于焦炉烟道废气的净化处理，宜采用SDA半干法脱硫+除尘SCR脱硝一体化工艺。

参考文献：

[1]刘永民.焦炉烟气脱硫脱硝净化技术与工艺探讨[J].河南冶金，2016，24（4）.