三种常见焦炉烟气脱硫工艺特点简析

0 引言

现代焦炉是指以生产冶金焦为主要目的、可以回收炼焦化学产品的水平室式焦炉，炼焦生产过程中煤气燃烧生成的烟道废气含有一定浓度的SO

。由于现代焦炉使用的煤气几乎都进行了脱除H

S的预处理，因此焦炉烟道废气中含有的SO

浓度并不高，一般在200 mg/Nm

以下（主要是由煤气中的有机硫燃烧产生）。在国家环保部发布《炼焦化学工业污染物排放标准》（自2015年1月1日起现有企业和新建企业执行排放浓度：机焦和半焦炉SO

≤50 mg/Nm

、热回收焦炉SO

≤100 mg/Nm

、对于特别排放地区SO

≤30 mg/Nm

）要求前，全国的焦炉几乎都未增设烟气脱硫装置。

由图5可见，每齿进给量对介观尺度铣削中间区域表面粗糙度影响最显著。由于介观尺度铣削加工的尺度效应，每齿进给量较小时工件频繁产生弹塑性变形，因此表面粗糙度随每齿进给量的增加而减少，这与常规尺度铣削加工规律相反。每齿进给量提高到0.6 μm时，受单齿切削现象影响，中间区域的切削厚度已经大于最小切削厚度，切削以剪切为主，表面粗糙度最优。中间区域表面粗糙度同样随主轴转速和轴向切削深度的增加而减少，优化的中间区域切削工艺参数为A3B3C3。

起步晚、要求高成为焦炉脱硫行业的重要特性之一，也因此在电力行业、烧结行业大浪淘沙中留下的可靠的、适应焦炉烟气特点的技术才得以推广使用，工艺选择的聚焦性要远高于前两个行业，全国焦炉脱硫工艺几乎使用的都是以下三种技术：SDA法、CFB法、SDS法。本文对比三种常见焦炉烟气脱硫工艺展开论述。

灰色系统本身缺乏较强的并行计算能力与数据推理能力，一旦系统轻微改变，后续过程都需要重新计算[18]。因聚类结果缺乏柔性，所以需要对系统信息的处理过程进行优化，本文引入了粗糙集理论来解决该问题。

1 焦炉烟气脱硫的特点

在我国，烟气脱硫是从电厂锅炉尾气治理开始，逐步推广到烧结烟气治理，再普及至焦炉烟气治理。在焦炉行业开始进行烟气脱硫治理时，污染物监测和处理工艺技术都已经非常成熟了，但焦炉毕竟是一个新的行业，有着自己特有的工况条件。

与电厂锅炉尾气、烧结机烟气相比，焦炉排放的烟道气的气量要小得多，某厂典型的焦炉烟道气排放量见表1。

1)烟气量较小

全国焦炉普遍排烟温度较高，通常在200℃左右，高的可至300℃，因此也有一些焦炉会在烟道气排放前增设预热锅炉。

由于焦炉的特性，燃烧煤气中焦油的残留和焦炉炭化室荒煤气窜漏均使焦炉排放的烟道气中不可避免地含有一定量的焦油，这些焦油如果未被及时带出脱硫系统，附着在设备上，则将对系统造成很大的危害。这也是各种使用填料塔的工艺和应用最广的石灰石-石膏湿法脱硫工艺（焦油附着在皮带脱水机上，无法正常工作）不适用于焦炉行业的原因。

2)烟气中含焦油

3)烟气温度高

由表1可见，使用高炉煤气为燃料的焦炉产生的烟道气也仅有约50万Nm

/h，规模远小于燃煤锅炉和烧结机排放烟气，因此，在焦炉上采用两炉/多炉一塔（脱硫塔）的工程较为普遍。

由于焦炉排烟温度高，后续还要进行脱硝（一般采用反应温度200℃的中低温SCR工艺），之前在其他行业因经济性不佳而推广不开的Na基脱硫工艺（如SDS法）反而因温降小的优势而得以推广。

AP算法按照数据点间的相似度聚类[12]，这些相似度的分布特征呈对称性或不对称性.其中，对称指两数据点具有相同的相似度；不对称指两数据点具有不同的相似度.将相似度s(i， j)集合搭建为N×N的相似度矩阵S.矩阵S上的对角线值为s(k， k)，该值越大表明其成为聚类中心的可能性越大，也称为偏向参数p(k)=s(i， i).引入吸引度矩阵R=[r(i，k)]与归属度矩阵A=[a(i，k)]，其中，r(i，k)指点i发送至候选聚类中心k的消息，即点k适合作为点i的聚类中心的程度；a(i，k)指从点k发送给点i的消息，即点i选择点k作为其聚心的适合度.算法迭代公式如下：

4)同步作业率要求高

1) 评价矩阵的建立.根据确定的安全管理测度，邀请p个专家对指标Aij进行打分，从而建立评价矩阵Di=[dijk]s×p.

焦炉与燃煤锅炉和烧结机另一个最大的不同在于其一代炉龄30年没有停机年修或大修的时间，因此对同步作业率的要求远高于前两个行业。脱硫装置一般都按一年运行8 400 h以上设计，设备冗余配置要求高，甚至有些工程对主引风机也进行了一用一备的高配设置。

2 脱硫工艺特点

1）SDA法

混凝土的防护措施主要是对温度的控制，为了保证混凝土可以顺利的进行硬化，可以采用相关的防护措施对于混凝土浇筑过程中的温度进行合理的控制，控制在混凝土规定的标准范围之内，凝固过程中需要采取一定的手段控制好温度，防止温度发生急剧的变化。混凝土的养护是保障混凝土质量的有效措施，避免混凝土在阳光下暴晒，温差会影响混凝土的成型。混凝土养护主要针对温度、湿度的控制，高温时可以在混凝土的表面覆盖一层塑料布，避免了阳光直射造成水分的蒸发[4]。

无论是哪种脱硫工艺，都有其各自的优缺点，目前仍未有一种完美的脱硫技术。根据近5年国内焦炉烟气脱硫装置的运行情况，SDA法、CFB法、SDS法这三种常见的工艺还是较适合焦炉烟气，运行也较为经济、稳定、可靠。

SDA法也称旋转喷雾法，是一种半干法脱硫技术，吸收剂可采用钠基（Na

CO

）和钙基（CaO），均加水制成吸收剂溶（浆）液，通过高速旋转的喷嘴喷出与烟气反应，脱除SO

，生成Na

SO

（CaSO

）为主的脱硫灰。见图1。

2）CFB法

CFB法也称循环流化床法，是一种钙基（CaO）半干法脱硫技术，烟气通过循环流化床，在雾化水的配合下，与干式消化后的Ca(OH)

粉发生反应，脱除SO

，生成以CaSO

为主的脱硫灰。见图2。

3）SDS法

在此公式中，logEx=0.660 77+7.5T/(237.3+T)+(lgRHT-2)。需要注意的是，这些公式是在5V电源供电情况下的计算公式。

SDS法工艺是一种钠基（NaHCO

）干法脱硫技术，NaHCO

通过干磨机，磨制成小于20微米的粉末，由风机送入长烟道或脱硫塔内，与烟气充分混合，吸收剂在高温下发生爆米花反应，分解为Na

CO

和水，与烟气反应，脱除SO

，生成Na

SO

为主的脱硫灰。见图3。

以上三种工艺优缺点见表2。

3 投资及运行成本

SDA法、CFB法、SDS法这三种常见的焦炉脱硫工艺在投资及运行成本上存在一定的差异，本文以某厂两套7 m 55孔使用混合煤气的焦炉合用一塔的工程为例，分析各工艺的投资及运行成本，详见表3。

4 结束语

焦炉脱硫常用的SDA法、CFB法、SDS法均为成熟工艺，并在国内各种规格焦炉上都得以应用，处理后排放烟气能满足国家环保部发布的《炼焦化学工业污染物排放标准》要求，运行稳定可靠，各焦炉厂可根据现有焦炉的运行情况，排烟温度，场地现状，结合投资及运行成本进行选择。

［1］倪建东,陈活虎,羊韵,徐剑．钠基SDA及低温SCR工艺在焦炉烟气脱硫脱硝中的应用．环境工程,2018,36增刊．

［2］徐昶辉,程乐意．宝钢焦炉烟气脱硫脱硝运行实践．环境保护与节能减排,2020,51(5)．