焦炉烟气脱硫脱硝技术进展与建议

刘翔(镇江华东安全科学研究院有限责任公司，江苏 镇江 212000)

0 引言

随着我国社会经济的不断发展和进步，大众生活质量不断提升，社会环保生态问题逐渐引起了大众的重视，相关部门对于焦炉烟气脱硫脱硝工艺技术的需求也不断升高。在焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝过程中会向大气排放含有氮氧化物和二氧化硫等污染物的烟气，这些烟气不但会破坏空气质量，还会造成酸雨，从而导致严重大气污染问题。目前焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工艺处理技术得到了一定的升级，这些处理工艺也为控制焦化厂烟气污染提供了参考[1]。

1 焦炉烟气概述

焦炉烟气脱硫脱硝烟气产生的过程主要是储煤区生产的煤体直接从走廊运输到煤塔中，经过漏嘴送入碳化室，后经过高温处理成为焦炭。而焦炉在加热过程中产生的气体会运输到不同的燃烧室，在燃烧室中与空气混合燃烧，燃烧废气会通过通道处理加工后排出室外。焦炉的生产方式较为特殊，焦炉所排出的烟雾中含有各种混合物和气体，其中含量较多的就是氮化物和氧化物，因此这些气体需要经过脱硫脱硝处理后才能排出室外。焦炉烟气内部含有的二氧化碳会在高温燃烧后形成，焦炉内部由于氢气体积较大致使燃烧速度较快，在燃烧过程中氧气与氮气会在高温作用下产生氧化反应形成二氧化氮[2]。结合实际情况来进行分析，焦炉内部烟气有以下几种特点。

首先，烟气温度始终保持在250 ℃左右。其次，焦炉烟气成分构造非常复杂，在焦炉排出烟气中二氧化硫的成分最高，浓度保持在300 mg/Nm3，焦炉烟气中的二氧化硫会与氨元素产生硫氨酸，加速管道腐蚀。最后，焦炉烟气温度较高，因此需要焦炉管道处于受热准备中。焦炉烟气在脱硫脱硝之后需要将烟气温度保持在100 ℃左右，在焦炉烟气脱硝过程中需要对脱硝系统进行调试，保证系统在正常状况下进行脱硝[3]。另外，相关人员还需重视烟气脱硫脱硝过程中的安全因素，使焦炉能够稳定生产，为工作人员提供安全可靠的工作环境。

2 焦炉烟气脱硫脱硝技术进展

例如，南钢电厂烧结烟气氨法脱硫运营过程中主要使用的是氨法脱硫工艺，在使用氨法脱硫工艺中腐蚀问题成为脱硫过程中较为重要的环节，腐蚀现象会对脱硫过程产生严重影响。因此这时相关负责人结合氨法脱硫过程中存在的腐蚀现象进行分析，并对比各种不同材质之间抗腐蚀性能的差异，从而得出非金属材质相比不锈钢材质抗腐蚀性能强，同时非金属材质的成本要远远低于不锈钢材质，这也为电厂内氨法脱硫工艺的有效实施和运营奠定了基础[4]。

2.1 干燥脱硫

干燥脱硫方式主要是使用干燥剂来进行脱硫，在烟道中使用固体碱性吸收剂能够使其与紧密接触，并吸收其中存在的硫元素。在一般情况下，任何二氧化硫物质都会与碱性物质产生反应生成硫酸盐和亚硫酸盐，因此为了加速反应发生，需要保证固体碱性物质呈松散状态，使其充分与气体相接触，提升脱硫质量和脱硫效率。半干燥烟道气脱硫方式主要是在烟道气中加入水，碱性物质在遇到水之后会在其表面形成一层膜，这时再添加二氧化硫，会让固体碱性物质具有极高的反应速度。干燥脱硫法中脱硫之后的处理方式都是在较为干燥的环境中进行，而这种方法不会对设备造成较为严重的腐蚀也不会产生化学污水，排放气体的时候温度不会逐渐下降，能够提升管道通风扩散的能力[5]。但是这种干燥剂脱硫方式效率较低，需要较大的设备，不够便捷。

2.2 湿法烟气脱硫工艺

湿法烟气脱硫工艺在世界范围内都较为统一，主要是利用石灰石、碳酸钠作为洗涤剂来去除烟气中存在的硫化物，湿法烟气脱硫工艺的发展时间较长，这也使其经过了充分的改进和完善。在不断发展和演变的过程中，湿法脱硫手段脱硫工艺技术较为成熟能够保证脱硫量达到95%，另外，湿法烟气脱硫工艺产能较大能够适合各种煤体，投入成本较低，能够有效回收利用。湿法烟气脱硫工艺由于其脱硫成本较低，在众多焦化厂焦炉烟气脱硫领域得到了广泛使用，这种脱硫方式的脱硫效率较高，能够有效满足二氧化硫的处理需求。但湿法脱硫工艺的弊端在于脱硫过程中会产生脱硫废水，这些化学污水具有一定的腐蚀性，同时湿法烟气脱硫中使用的石灰石和碳酸钠的获得途径较少。因此这时焦化厂可以借助氨脱硫技术消除管道中存在的残留氧气，可以使用焦化厂回收处理系统进行处理，选择较为适合的载体作为反应激化剂，例如氨水。激化剂的加入能够降低系统脱硫压力还能够清除烟道中存在的气体，这种操作较为简便同时脱硫效率较高[4]。

2.3 烟气脱硝工艺

焦化厂中存在多种脱硝工艺，而在这其中催化还原法的脱硝效率较高，使用范围非常广且技术成熟。催化还原法需要使用一定量的催化剂，有选择的将其中的二氧化碳还原为水和氮，催化反应过程中需要将温度控制在400 ℃内。催化还原法没有其他介质，可以通过增加催化剂负载量来提升脱硝效率，脱硝效率高达90%。焦化厂在设计系统的时候需要将烟气温度作为催化剂的重要选择指标，催化还原法需要在400 ℃高温下进行使用，同时催化反应过程中的温度会直接影响到脱硝效率。因此想要进一步掌握焦炉烟气脱硝质量就要相关人员对加热系统进行改良，有效控制催化反应过程中的温度。其次，SCR催化剂脱硝与改良型催化剂能够显著降低反应速率和反应温度，但是在低温环境下进行脱硝尚处于实验阶段，无法投入工业应用。因为氨元素和二氧化硫会在低温下产生反应形成铵盐，降低催化剂催化效果，而低温脱硝下催化剂采购价格较高，这也增加了脱硝成本[6]。

3 焦炉烟气脱硫脱硝技术发展方向

现如今，我国很多焦炉烟气脱硫脱硝技术均满足了烟气排放标准，并且也符合标准特别限制规范要求。然而，这部分技术使用的工艺设备运行费用高昂且需要较大的投资，另外，在焦炉使用期限内甚至更长时间，到底能不能长期保持一定的稳定性，能不能一直达到排放标准与要求，需要时间去检验。焦炉烟气中有各类杂质存在，这部分杂质会使SCR催化剂丧失活性，为此，设计单位应该应用行之有效的举措优化其工艺，且生产单位应提升技术操作能力，并结合具体实况将应急预案做好，最终切实实现工艺装置质量与水平的提升。

4 结语

综上所述，随着国家环保政策日益严格，焦炉烟气脱硫脱硝治理势在必行。一般地区企业应着力于强化在生产过程中的控制措施以实现达标排放，特别限制地区企业需考虑增设烟气净化装置以实现达标排放。工业生产要想在最大程度降低对生态环境危害的基础上，得到进一步发展，就需要加强先进技术的应用。焦炉烟气中的SO2、NOx等污染物是造成大气污染的所在，为了使这些污染物得到净化，需要加强脱硫脱硝技术的应用，根据焦炉烟气的性质和有关标准，本文对目前焦炉烟气脱硫脱硝工艺进行了论述，并研究了脱硫脱硝工艺技术[7]。想要进一步提升焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝整体质量就需要相关部门对其加大投入，并进一步改进和完善标准烟气脱硫脱硝技术，为脱硫脱硝工作的有效开展打下坚实的基础。