焦化廠焦爐煙氣脫硫脫硝工藝技術探討

韓林杰

山西焦化股份有限責任公司 山西臨汾 041606

1 焦化企業煙氣中SO2和NOx的情況概述

1.1 焦化企業煙氣中SO2和NOx的產生

焦化企業在焦爐生產加熱過程中會使用大量的煤氣，致使在焦爐炭化室中心溫度可高達1000℃。在整個生產工藝過程中，每噸焦炭在冶煉過程時大約需要200m3左右的焦爐煤氣。伴隨這樣的生產工藝模式，大約會產生1300m3的煙氣排放到大氣當中，這個煙氣的溫度可高達230-300℃。除此之外，煙氣中會含有大量的SO2氣體，SO2的濃度取決于所燃燒的煤氣硫含量或者煤氣的脫硫效果。除此之外，相關附屬設備的密封和使用效率也有直接的關聯。沒有經過廢氣處理的大量含有SO2廢氣的有害氣體被排放到大氣當中，這種氣體中的有害物質是正常氣體濃度的幾十倍，最終就會導致大量的SO2煙氣釋放，所以各焦化企業爐體的結構使用煤氣的用量以及方式，最終會影響煙氣排放中的SO2成分。焦爐多采用焦爐煤氣的加熱方式，煙氣中的SO2濃度大約200mg/m3，高時可達300mg/m3，所以必須保證煙氣脫硫脫硝裝置合格才能夠投入使用[1]。

1.2 焦化企業煙氣中脫硫脫硝的要求及原則

相對于傳統的燃煤鍋爐和燒結機，焦爐的煙氣排放排放量較小，但成分極其復雜，其中伴隨著大量的SO2和NOx等污染物，這就要求在進行環境保護相關工藝設計時，要充分考慮到生產情況的各種變化，保證煙氣排放達標，在焦爐煙氣環保工作過程中，脫硫脫硝工作是重點。第一要保證生產工藝的安全性，煙氣的排放過程中會產生負壓，大約在300帕以上，如果控制不好壓力的變化極容易在生產中出現安全事故，所以在進行脫硫脫硝煙氣處理設備加裝的過程中。所有煙通的管道都必須處于熱備狀態，并且一旦發生事故后，能夠有效進行快速處理，第二煙氣經過脫硫脫硝工藝處理之后，需要直接經過煙囪排放時，溫度不能低于140℃，其中負荷適應性要求較高[2]。

2 焦化企業煙氣脫硫脫硝技術

2.1 低溫SCR脫硝+NH3濕法脫硫技術

低溫SCR脫硝+NH3濕法脫硫技術需要先進行脫硝處理，所有煙氣經過脫銷處理之后再進行脫硫工藝，在這項處理工藝中煙氣的溫度應高于280℃，運行時還原劑會與煙氣中的SO2氣體生成硫酸銨，并且溫度越低生成的速度越快。圖2為該工藝生產流程方法，并且這一工藝模式在市面上已經得到了廣泛的應用，經過該工藝處理之后的脫硫脫硝煙氣排放濃度完全達到國家標準。

2.2 石灰石—石膏法脫硫

該方法主要采用的石灰石或石灰作為吸收漿液，從焦爐煤氣的煙氣當中去除其中的二氧化硫和氮氧化物。石灰石-石膏法脫硫技術優點：脫硫效率高，通常被控制在95%以上；該脫硫技術模式源于電廠脫硫工藝，所以已經在生產實踐中應用了多年，技術較為成熟，脫硫裝置可利用率高，超過95%；設備使用壽命以及周期較長；第二硫工藝方法中的原材料及石灰石來源廣泛且價格成本低，經濟效益良好。研究煤種變化，確定適應范圍，可以判斷不論是高硫煤還是低硫煤都能體現出較好的適應效果；可以選擇石灰/石灰石作為吸收劑，應用普遍，分布范圍廣，價格低廉且使用率高。這一脫硫模式會生成很多的相關石膏副產品，石膏質量好，純度高可以再次利用，進而提高了整個生產工藝的經濟性。脫硫石膏有著良好的應用性能，可以使用常見的技術工藝發揮它的性能，另外在冶金、火電等行業中實施脫硫項目后所產生大量的脫硫石膏，將其進行合理使用有著很高的經濟價值。在技術應用上，煙氣脫硫技術被廣泛使用，該工藝在不斷完善和升級，成為專業技術人員和企業重點關注的目標。這樣的工藝流程特點也十分明顯，但是這一方法也存在較大的缺陷，主要為占地面積大，投資成本高[3]。在使用過程中，由于石灰石與水不能相容，所以需要配備單獨的裝置，將石灰石進行磨碎，才能夠投入到生產使用中。根據脫硫石膏以及其他固體廢棄物的氯離子、燒失量等質量指標變化情況，動態調整脫硫石膏摻加比例，保證摻加一定比例的脫硫石膏后礦渣粉質量合格穩定。進行市場調研，確定脫硫石膏摻加的性價比，驗證摻加效果。不斷調整磨機運行參數，在保證磨機穩定運行的基礎上，合理控制消耗指標，使得脫硫石膏達到最大的利用效果。其中要特別注意摻加一定比例脫硫石膏后立磨的參數控制[4-5]。

3 結語

伴隨著我國冶金焦化企業的快速發展，致使我國的環境保護問題較為突出，目前主要是煙氣中的二氧化硫和氮氧化物排放，由于目前環保相關設施投資費用較高，許多企業難以承受，所以我們在后期的研發工作中，應該注意脫硫脫硝工藝技術的升級與經濟效益降低等問題，并結合我國的生產實際，針對不同的生產技術進行相應的技術改造。從而在保證我國冶金企業焦化生產過程中降低污染物的排放，保證我國的冶金工業實現可持續發展。