浅谈焦炉烟道废气脱硫脱硝治理技术

张浩然

摘要：我国现有超过800家炼焦工厂，炼焦产能达到4.5×108t/a，但大部分焦炉没有设置脱硫脱硝治理装置，造成极大地环境污染问题。煤气中所含的大量SO2和氮氧化物，未经处理排放到大气中，会形成酸雨、酸雾，严重破坏生态环境，因此炼焦烟道气是当前大气污染的主要原因之一。在节能减排的政策下，对焦炉烟道气进行脱硫和脱氮处理可减少污染物排放，提高大气质量。本文针对焦炉烟道废气脱硫脱硝治理技术进行简单分析，从而保护绿水青山，推动社会经济可持续发展。

关键词：焦炉烟道;废气;脱硫脱硝;治理技术

引言

焦炉烟道气与大多数热电厂烟道气有很大区别，一是不同的焦化厂烟道气的含量差别很大，焦炉烟道气温度范围较宽，基本在180℃-300℃左右。二是焦炉烟道气NOx含量浓度范围在200～2000mg/Nm3之间，由于焦炉排烟气体中含有SO2，在180～230℃范围内易发生反应，造成设备腐蚀、管道堵塞。通过焦炉烟道脱硫脱硝技术改造，能够显著去除烟气中的SO2、NOx等含量，解决烟道气的各种问题，保证了焦炉烟道稳定运行，提高炼焦工厂的整体质量。

1烟道气体脱氮技术介绍

烟道气体脱氮技术应用最为广泛，效果十分显著。通过NH3作为催化剂还原NOx技术，适应能力强，对低度至高浓度NOx烟道气体具有较高的去除率，且性能稳定，循环寿命长，可降低后续投入成本，没有二次污染物产生，符合国家有关绿色生产的相关规定。从环保发电的基本基准气体角度来看，CO气体含有大量的有害物质。环保型废弃后，排放到大气中会增加对环境的污染。CO气体在大气中停留一定时间，对人体有很大危害。环境保护日益受到国家、社会和个人的高度重视，将CO浓度作为今后监测的主要因素。炼焦工厂的锅炉燃烧经济性影响较大，根据理论分析，可得出焚烧炉内燃烧不完全，CO浓度将上升。1公斤物质燃烧产生的CO可以释放13，000公斤的热量。1公斤物质燃烧产生的CO2在相同条件下可释放超过40，000kj的热量。通过合理控制锅炉CO含量，可使燃料充分燃烧，从而提高锅炉的输出功率和经济性。炼焦工厂将加强对燃烧排放物的管理，改善资源利用，减少资源浪费，提高电厂的经济效益和社会效益，进一步实现可持续发展。当氧气不足时，锅炉会发生灭火现象，使锅炉无法正常运行，危及机组的使用寿命。如果没有足够的氧气，锅炉将会发生更严重的焦化。如控制CO浓度;减少了焦炭的发生几率，保护了焦炉，从而延长了存储器的寿命。

2焦炉气脱硫技术

2.1低氮燃烧工艺

氮氧化物生成机理的主要包括以下几个方面：火焰温度、燃烧器段氧浓度、燃烧产物在高温区的时间以及煤的特性。因此需要采取有效措施，降低氮氧化合物生成量。为了防止局部高温，降低火焰温度，根据空气或氧的浓度，煤在氧不足的条件下燃烧。目前低氮燃烧技术主要有气相燃烧技术、低过量空气燃烧技术、燃料分级燃烧技术和烟道气体再循环燃烧技术。在氮气脱氮之前，低氮燃烧技术是一种产生氮氧化物的技术，方法简单、经济、广泛，但对燃料和炉型的要求较高，常需要其他氮氧化物联合脱氮技术可获得更好的脱氮效果。

2.2SDA半干式法+袋滤器+中低温脱氮工艺

焦炉烟道气-SDA半干式脱硫反应器脱硫-袋滤器除尘-烟道气加热器加热-SCR脱氮反应器脱氮-废热回收锅炉废热回收-原烟道排放。半干脱硫以碳酸钠作为脱硫剂，脱硫后的温度将降低20～30℃，从而可使烟囱长时间处于高温待机状态，脱硫效率可达95%以上。烟道气中SO2含量较低，采用低温脱氮脱硫，催化剂表面不易生成硫酸氢铵，催化剂不易中毒，可保证系统脱氮效率，系统稳定、简单、投资少、占地面积中等，而且不产生废水、白烟、腐蚀，具有广泛的适应负荷，能够充分发挥较高工作性能。除硫之后，虽然会有一定的温度下降，但有时需要加热高炉煤气和焦炉煤气消耗较大的烟道气体，以保证脱硝运行时间。脱除的副产物为NaSO4、NaSO3、Na2CO3的干粉混合物，缺乏有效用途，只能堆砌或填埋，有固體废物产生二次污染的危险。相对于干法脱硫法投资费用较高，推广成本较大。

2.3NaClO氧化脱硫和脱氮技术

在湿法脱硫、向脱硫剂制备系统中添加NaClO溶液、通过NaClO氧化生成高原子价NOx，并在此基础上使用脱硫剂同时清除SO2和NOx。NaClO氧化脱硫脱氮一体化技术是湿法脱硫联合控制多污染物的新技术，设备投资少、面积小、价格低，目前大多数脱硫装置都采用湿法脱硫技术，NaClO的氧化脱硫脱氮技术有望得到广泛应用，但该技术存在脱氮效率低的缺点，提高脱氮效率是该技术的重要研究方向和难点。

2.4循环流化床脱硫技术

基于半干式脱硫的烟气循环流化床脱硫技术，在钙基脱硫中加入强氧化剂，将烟道气体中的不溶NO氧化成易于溶解的高原子价NOx，以钙为基础的脱硫吸收剂同时吸收NOx。烟气循环流化床脱硫脱氮技术具有设备投资少、生产应用成本低等特点，脱硫脱氮反应的副产物为固体，可作为建筑材料的添加剂，作为一种新型的同时脱硫脱氮技术，具有广泛的应用前景。

2.5活性焦脱硫脱硝工艺

活性焦吸附塔二级反应层进行了脱硫、脱硝。经物料处理设备提升至再生塔中加热、再生，并释放出高浓度SO2混合气体，从而产生高浓度活性焦。该系统稳定可靠，脱硫率大于99%，脱硫率达到80%，各种污染物被彻底清除，系统可模块化设计，一次投资多回报。在干燥、净化过程中不产生废水及残渣，且无二次污染。干法脱硫由于排风温度高，能使烟囱长期处于安全高温待机状态。在处理过程中，处理含高浓度SO2的烟气会影响NOx的去除效率，精制反应器体积过大是由于焦炭的活化空速慢。活性焦投入量较大，而且活性焦的成本较高，初期投资较大。加热再生会造成活性焦炭的损失，并增加加热能耗。

2.6臭氧氧化脱硫技术

臭氧化脱硫脱氮技术主要是在烟道气体中加入适量臭氧，O3具有良好的氧化性，因此能更好地氧化烟道气体中NO的含量。NO添加NO2以提高脱氮和脱硫速率。许多臭氧处理技术用于锅炉、矿物和其他生产单位的脱硫和脱氮技术。但目前焦化企业臭氧脱硫脱氮技术应用较少，有关统计表明，在应用臭氧处理脱硫脱氮技术的同时，还引入了湿法脱硫技术。这两项技术有效地结合起来。臭氧化脱硫脱氮技术的合理应用，可有效降低企业生产投资。O3生产成本较高，在一定程度上影响了臭氧化脱硫脱氮技术的应用，使臭氧化法脱硫技术更加可靠。采用高效脱硫技术可以适当降低O3的生产成本，将烟道气体中二氧化硫和氮氧化物的浓度控制在规定范围内。锅炉燃烧不完全，一定会产生CO等有毒气体。天然气可以让工人们观察锅炉的运行。CO在大气中的含量很低，因此CO浓度不会因为空气泄漏而导致不正确测量。但烟气含氧量极易受到大气的干扰，不能准确测量数据，需控制垃圾层厚度及一次空气流量，燃烧器内温度过高，会对焚烧效果产生影响，进而对上层垃圾进行焚烧。一般都需要对炉温进行850-1030℃的控制。

结语

目前我国SO2总量控制形势严峻，减排压力巨大，降低SO2排放是所有生产企业必须面对的问题。可以得出炼焦工厂必须考虑节能和环保，并积极采用新的燃烧控制技术。在实践中，CO浓度检测方法可以替代传统的燃烧控制方法，提高燃烧控制效果，确保测量结果的准确。烟气脱硫与脱氮技术能有效去除焦炉烟气中SO2和NOx，环境风险符合当今世界绿色生产和循环经济的要求。

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