焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工艺技术分析

焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工艺技术分析

付士超  ,李龙飞  ,杨普玉

河北中煤旭阳能源有限公司                  河北  邢台  054000

摘要：近年来，工业领域将迎来经济发展和改革的新时代，社会整体生产力仍呈现高速、平稳、快速提升趋势。同时，在现代工业生产的过程环境中，可能会继续产生大量的烟气污染物。如果这些有机污染物在没有及时有效的控制和处理方法的情况下直接超标排放，将继续对整个生态环境造成极其严重的污染损害和破坏。

关键词：焦化厂；焦炉烟气；脱硫脱硝工艺

随着焦化工业的快速发展，同时也带来了许多其他环境污染和问题。冶金焦化行业生产制造领域烟气排放的湿法脱硫脱硝技术日益受到国内外环保单位的重视。各种工业硫化物烟气污染、排放污染物、放射性氮氧化物等污染和排放环境问题，给社会生态环境带来了非常严重的环境破坏。

1焦化厂焦炉烟气处理难点

1.1烟气温度高

在焦化厂高炉运行或生产的工艺系统建设中，焦炉室烟气脱硫工艺的设计主要是废气和烟气的生产和处理工艺流程。一般情况下，按照设计生产配置的高炉石灰洗煤清选炉应直接运入高炉洗煤塔系统，然后再运入高炉碳化炉室区域系统，在高温环境条件下进行烟气直接或高温氧化还原干馏反应或脱硫工艺，最终燃烧生成焦炭。在所需的热处理后生成的焦炭废气中的焦炭气体需要首先在焦炉室中进行加热、冷却和处理，即，在将焦炭返回到炉中进行处理后，焦炭气体通过弯头或直接运输直接送至预定的焦炭燃烧炉室，并充分加热并与焦炭气体热交换或处理后形成的高温清洁焦炭空气混合燃烧，然后，在剩余焦炭空气需要燃烧以完成冷却后，加热剩余焦炭产生的焦炭废气将首先依次通过独立的消防隧道、再生器和其他区域系统，然后通过射流换热进行冷却和处理，然后依次通过主任烟道口和烟囱排放。

1.2烟气成分复杂，设备运行不稳

在焦炉烟气的产生、排放和净化过程中，烟气混合物可含有多种化学粉尘气体颗粒和气体混合物物质，如氮氧化物（如二氧化氮）粉尘和二氧化硫颗粒。组成相对精细和复杂。此外，在与水和氨溶液长期接触的过程中，烟气混合物中的二氧化硫等分布经常发生剧烈反应，生成一些具有一定深度强碱腐蚀反应系数的亚硫酸铵。有害烟气成分过于复杂多样，也增加了焦炉烟气脱硫脱硝工艺实施的操作难度系数。在相关工业设备设施与含氨气的工业焦炉烟气长期接触过程中，会逐渐出现不同难度的工艺设备腐蚀磨损，焦化厂很难采用单一的有效工艺来充分有效地净化工业焦炉烟气过程中存在和分布的各种有机污染物。

2焦化厂主要焦炉烟气脱硫工艺技术

2.1干法脱硫工艺技术

（1） 干法脱硫工艺技术原理。熔融碳酸钙溶液均匀分散并注入湿炉的火焰系统。经过多次高温氧化和煅烧后在高温下逐渐熔化分解并将其钙转化为含硫氧化钙，然后，氧化钙溶液与少量二氧化硫、水等介质发生氧化还原和化学反应，这些介质在湿式锅炉中高温预处理后可随机分布并释放到焦炉烟气介质系统中，还原后生成的无水硫酸钙被持续加热；也可以结合脱硫本身和实际生产环境，采用活性炭吸附法或电子束或激光等离子体辐射吸附法等特殊工艺方法，将脱硫后烟气介质中分布状态的剩余二氧化硫等气体转化为游离态等分解气体硫酸铵水或游离亚硫酸铵，这是另一种处理技术，可广泛称为干法烟气脱硫后处理技术。（2） 干法脱硫工艺主要特点。据此，FGD湿法烟气处理技术可分为FGD半干法处理技术和FGD干法烟气处理技术。无论在单一概述中使用上述单一添加脱硫工艺中的哪一种，如果所需添加脱硫工艺后的焦炉烟气与其他固体碱性吸收剂连续接触和作用，烟气本身或其可能含有一定量的二氧化硫或组分。它很可能直接与上述其他固体碱性吸收剂结合或产生燃烧反应，如其活性物质，然后继续燃烧或转化或最终分解生成硫酸盐。为进一步确保采取更有效、更及时的措施，确保焦化厂烟气系统最终获得脱硫除尘净化效果，有必要努力对可至少提前一步添加的固体碱吸收剂进行预粉碎；当碱性烟气采用半干法脱硫系统的设计工艺时，需要添加的碱性物质的表面结构也相对容易形成酸性液膜，而添加到碱性烟气系统组分中的含有分布式二氧化硫的所需组分也将快速渗透并与硫酸中可能产生的酸性液膜融合，进而进一步提高加速酸性烟气系统中脱硫的系统效率；因此，当企业正确选择和应用半干法烟气湿法脱硫和净化工艺时，我们需要努力创造和构建一个无碱性烟气脱硫的清洁处理工艺环境，该环境在空气和环境中都相对纯净、温和、干燥、舒适和安全。

2.2湿法脱硫工艺技术

（1）石膏法。直接吹入烟气脱硫吸收塔设施的烟道槽中的大量空气在通过一些特殊的强制和化学手段除去过硫酸钙后通过还原或氧化等一系列反应直接脱水和转化，少量鼓泡的空气将更直接地使脱硫后最终石膏浆含量更加合理和均匀，这将在较长时间内在小范围内大大提高烟气系统的有效脱硫率。目前，石膏法仍是世界三大焦化厂中大部分湿法烟气和脱硫烟气工程处理中应用最广泛的工艺，也是湿法烟气预处理中使用最广泛、最常用的烟气脱硫烟气预处理工艺，其中石灰石脱硫也是主要脱硫剂之一。同时，石膏法在烟气脱硫、烟气脱硫除尘领域也可具有许多其他技术优势，涉及行业极为广泛，实际项目脱硫除尘效率更高，设备运行率可靠性高，烟气脱硫系统性能更稳定，吸收剂转化率高。（2） 抛弃法。烟气脱硫剂采用石灰石浆液等材料，使用的石灰石浆液可直接沉积在烟气系统中，烟气中的二氧化硫在烟气脱硫吸收塔设施中通过脱硫直接排放，用于脱硫烟气系统的洗涤脱硫，因此，烟气脱硫后从烟气系统释放的烟气中二氧化硫的主要成分可通过连续高温氧化反应有效转化降解为游离亚硫酸钙等离子体沉淀和游离硫酸钙，最终完全实现烟气脱硫。烟气脱硫后从烟气系统释放的极性二氧化硫和其他有机物组分可以完全有效地去除。

3常见的焦炉烟气脱硝工艺

3.1SCR烟气脱硝工艺原理

目前，SCR烟气脱硝工艺系统仍是世界上应用最广泛、最成熟的新型焦炉烟气脱硫催化烟气脱硝技术。这三种烟气脱硫工艺中应用的烟气脱硫技术体系已发展到最先进、最全面、最成熟的水平，原则上认为烟气催化和烟气脱硝两种主要脱硫工艺是指：通过预设计，在良好和合适的催化工艺温度条件下，在高温焦炉烟气中创造烟气脱硝催化环境，然后严格控制烟气催化特性和催化反应催化过程的温度参数，使用与各种合适的催化剂类型和组成以及各种选择性还原剂混合的催化剂，高效可靠，对应的组分含有高温烟气、氮氧化物组分，在制备烟气处理催化剂和高温焦炉烟气的过程中获得。

3.2工艺应用优劣势

SCR烟气脱硝工艺具有较高的烟气脱硝技术效率。实际烟气脱硝效率多年来稳定连续超过80%，应用范围更广，整套烟气脱硝技术体系更成熟。然而，当使用这套完整的工艺时，往往存在瓶颈问题，如处理过程冗长、烦琐、处理周期长以及异常高的经济运行成本。同时，需要对焦炉烟气脱硫和加热工艺系统进行额外的设计和建设，没有实际的额外经济效益优势和其他行业应用劣势。此外，在研究当前和当前焦化厂的实际运行参数的工艺实践中，SCR烟气催化脱硝工艺的工艺设计中必须配置和使用的新催化剂通常被选择和改进，最终实现了烟气催化剂反应温度系数的有效性和降低。

4结束语

为尽快全面落实焦化厂焦炉烟气污染物深度处理“近零排放”国家目标，实现企业人文与人类自然文明长期和谐健康共存，完善国家生态环境破坏防治监测和与工业污染源协调控制。各重点焦化厂必须进一步分析总结目前可应用的大型焦炉区烟气脱硫脱硝主要工艺技术，采取和完善各种环保技术和优化管理措施，不断改进和完善各种工艺流程，为规范高效实施烟气脱硫脱硝技术提供强有力的前提基础技术和工程技术条件支持。

参考文献：

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