焦炉烟气脱硫脱硝余热回收一体化研究应用

曹 宇

（包钢钢联煤焦化工分公司，内蒙古 包头 014010）

在环境保护标准越来越高的情况下，焦化产业的运行必须开展相应的脱硫脱硝作业。然而，现阶段虽然有很多企业都设置了脱硫脱硝装置，但并不是所有企业能够符合排放标准。相关人员表示，这主要的原因在于脱硫脱硝及余热回收的一体化技术还需要在实际使用过程中进行相应的完善和优化[1]。

笔者主要以山西同世达煤化公司为主要研究对象进行技术分析(以下称为同世达公司)。该公司年设计焦炭量70万吨，拥有2座焦炉，焦炉烟气产量在15万立方米/时左右。依照相关环保标准，同世达公司在2017年出资3000余万元构建了焦炉烟气脱硫脱硝余热回收一体化工程，该工程首先采用选择性催化还原法进行脱硝，再将余热进行回收，进而通过D-RD技术进行脱硫，最后通过两级处理进行除尘。这在焦化产业中是一个先例，工程在投入使用之后，污染物的排放基本符合国家排放标准，在国内已经达到了行业先进水平。

1 依据焦炉烟气的特性采用工艺流程与体系

1.1 工艺流程

焦炉烟气脱硫脱硝余热回收一体化工艺使用的是多级过滤系统→低温选择性催化还原法脱硝→余热回收→催化法脱硫→排放。

1.2 工艺体系

（1）选择性催化还原法脱硝体系

选择性催化还原法脱硝体系结构，如图1所示。

图1 选择性催化还原法脱硝体系结构

烟气的排出与应急装置相连通。在原烟道与烟囱间加装烟道闸板，在闸板前与烟道相连接，从而完成烟气的排出。为了防止在体系出现故问题时所导致的无吸力而危害焦炉的稳定性，设计了两级连锁应急装置，从而保证可以在短时间内连通烟囱从而确保足够吸力，首先在导出管与烟管之间安装气动阀门，当吸力不够时连锁应急装置可在2s左右打开；其次，烟道闸门同步装置，在15s左右进行自主的开启。

烟气多通道过滤装置。该装置可以对焦炉烟气中的粉尘、焦油等对环境造成污染的物质，其中主要含有防止环境污染的脱硝催化剂。为了缓解因长时间使用而导致阻力在短时间内突然上升的问题，并且将该过滤装置安装成了抽屉样式，从而可以进行更好的在线清扫作业。

由于压力等因素会造成烟气出现温度上的变化，在该体系当中加装了燃气提温器，能够有效对于烟气温度进行一定程度的保温，并维持在两百五十摄氏度左右，进而提高该系统的脱硝能力。

烟气会在进入体系前，分成两部分进入脱硝反应器，从而确保两个反应器都保持着较高的处理效率。在反应室的前方有着烟气控制装置，可按期调节反应室的烟气摄入量和提温器的温度，从而保证烟气温度可以维持在320℃以上。在反应器中还装有声波清灰装置，可对催化剂进行清扫，进而保证脱硝催化剂的清洁。

氨水蒸发器。在控制阀门的调控下对20%氨水进行相应的流量调节从而使其流过管道过滤器，继而流入氨水蒸发装置，并逐渐变成氨与水的混合气，再与部分烟气相混合变成浓度大约在5%左右的混合气，从而流入烟道与原本存在的烟气充分混匀，最后一同被送入选择性催化还原法反应器中进行反应。

（2）余热回收及风机系统

从整体角度来看，余热回收系统不但可以起到节能的作用，同时也是脱硫反应的必要保障。烟气在进行脱硝反应之后温度会在两百六十摄氏度左右，但是进行脱硫反应是烟气的温度必须降低到大约一百五十摄氏度，需要采用余热回收装置完成降温工作。烟气通过脱硝反应后再进入余热回收器，烟气在风机的作用下进入脱硫装置当中开展脱硫作业。而余热回收系统可为于加工生产、取暖及发电等提供相应的能量。

（3）新型催化法烟气脱硫

烟气在进行完脱硝处理之后会被送入余热回收器，使其温度降到一百五十摄氏，再在增压机、调质管的作用下把烟气推送到脱硫反应器的催化层上，进而将烟气中的二氧化硫浓度降低到30毫克/立方米以下，最后将处理后的干净尾气通过烟囱排放到大气中。烟气在被送入到脱硫反应装置之前必须对水汽、含氧量及温度等进行调节，从而让烟气满足脱硫反应的标准。

2 实际应用效果

焦炉烟气中的各项污染物指标均符合国家规定的排放标准，每年可减少污染物排放量约340吨；余热回收蒸汽6吨/时，并可输送至氨水蒸发器等装置进行利用。通过余热回收，完成了焦炉烟气的温度热量梯级使用，每年可节约运行费用544.65万元。

焦炉烟气脱硫脱硝余热回收一体化技术具有空间占比小，投资少，成本低，烟气处理效果好等特点，能够帮助企业有效提升环保与治理水平。

3 结语

从文中的案例分析可知，焦炉烟道气脱硫脱硝余热回收一体化技术在实际使用过程中有着非常高的实际意义。根据整个体系的各项反应机理可知，该项技术能够帮助企业在有效处理反应污染物的同时，还可带来一定的经济效应。关于相关的理论性研究与实际应用，都有着一定的参考价值。