焦?fàn)t煙氣脫硝工藝技術(shù)研究

杜化振

（肥城石橫焦化有限公司 山東 泰安 271600）

焦?fàn)t煙氣脫硝工藝技術(shù)研究

杜化振

（肥城石橫焦化有限公司 山東 泰安 271600）

上世紀(jì)煤炭產(chǎn)業(yè)對(duì)于我國的經(jīng)濟(jì)增長發(fā)揮出了中流砥柱的作用，人們物質(zhì)生活水平不斷提高。然而，對(duì)于自然生態(tài)環(huán)境的破壞也日益顯現(xiàn)出來，特別是氮氧化物的過渡排放，成為污染大氣的主要活性物質(zhì)之一，對(duì)人們賴以生存的環(huán)境造成很大挑戰(zhàn)，直接威脅人們的身體健康。煉焦化學(xué)工業(yè)作為煤炭產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，排放的氮氧化物成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，研究開發(fā)焦?fàn)t煙氣脫硝工藝技術(shù)成為國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要目標(biāo)。為了有效減少焦?fàn)t煙氣中氮氧化物的濃度排放，需要加強(qiáng)脫硝工藝技術(shù)的驗(yàn)證和改善。

脫硝技術(shù)；焦?fàn)t產(chǎn)業(yè)；煙氣排放；大氣污染

1.焦?fàn)t煙氣脫硝的基本方法

1.1 催化劑還原法

所謂催化劑還原法是指利用固體催化劑存在的條件下，將一定溫度的焦?fàn)t煙氣中的氮氧化物與氫氣、一氧化碳、氨氣等具有還原性質(zhì)的氣體反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成環(huán)保的氮?dú)獾拿撓跆幚矸椒ā４呋瘎┻€原法由于價(jià)格低廉，工藝技術(shù)研究時(shí)期較為成熟，在許多焦?fàn)t煙氣排放中得到應(yīng)用。其中以氨氣為還原劑的脫硝工藝技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)氮氧化物去除率高達(dá)91％以上。除此之外，催化劑價(jià)格低廉。但是，該法對(duì)于焦?fàn)t煙氣溫度要求苛刻，NH3具有很強(qiáng)的腐蝕性，容易造成二次污染。

1.2 電子束放電法

電子束放電法對(duì)于氮氧化物去除的基本原理就是通過電子束放電巨大的高能電子流體，與焦?fàn)t煙氣中非氮氧化物氣體進(jìn)行照射，碰撞電離成具有強(qiáng)反應(yīng)活性的活化中性粒子，在處理時(shí)加入少量的可燃?xì)怏w，形成化學(xué)反應(yīng)，將焦?fàn)t煙氣中的氮氧化物氧化除去。電子束放電法對(duì)于焦?fàn)t煙氣氣體溫度要求較低，去除率可以實(shí)現(xiàn)85～89％。該法對(duì)于脫硝的優(yōu)勢(shì)是反應(yīng)無水污染形成，副產(chǎn)物以硝酸銨為主，可以進(jìn)一步加工成植物肥料。然而處理設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格昂貴，電子束能量利用效率較低。

1.3 吸收劑噴射法

所謂吸收劑噴射法是將氮氧化物吸收劑利用增壓噴射設(shè)備，給焦?fàn)t煙氣增濕除塵，進(jìn)而達(dá)到凈化去除的目的。氮氧化物吸收劑主要是堿性活化石灰、石膏和消石灰等。吸收劑噴射法對(duì)于焦?fàn)t煙氣中氮氧化物的除去率約為70％，但對(duì)于焦?fàn)t煙氣中二氧化硫的去除率可以高達(dá)90％以上。吸收劑噴射法對(duì)于焦?fàn)t煙氣中氮氧化物的消除，由于設(shè)備占地較少，投入成本較低，一般利于在舊焦?fàn)t煙囪改造，可以獲得較為穩(wěn)定的氮氧化物去除。但是，該法進(jìn)行脫硝工藝技術(shù)脫除率較低。

2.脫硝工藝技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

2.1 硫氧化物的干擾

經(jīng)過對(duì)焦化廠焦?fàn)t煙氣的廢棄組分分析發(fā)現(xiàn)，除了一氧化氮和二氧化氮，還存在一定濃度的二氧化硫，不同的焦化廠由于燃燒的燃料質(zhì)量不同，二氧化硫的含量也各不相同。對(duì)于催化劑脫硝法而言，二氧化硫的存在會(huì)讓脫硝工藝裝置中的選擇性還原催化劑中毒，導(dǎo)致脫硝催化劑的反應(yīng)活性大大降低，使得脫硝效果明顯變差，同時(shí)，催化劑的使用壽命大大縮短。因此，二氧化硫的存在增加了工藝技術(shù)的處理難度和成本投入。

2.2 設(shè)備檢修不及時(shí)

目前最常見的焦?fàn)t煙氣脫硝工藝分為三步：焦?fàn)t煙氣粉塵前期處理、氮氧化物處理和廢棄產(chǎn)物二次凈化。盡管焦?fàn)t煙氣脫硝工藝技術(shù)路線較為簡(jiǎn)單，然而采用不同原理的脫硝裝置，裝置的復(fù)雜程度和控制條件存在很大差異。經(jīng)過對(duì)焦?fàn)t煙氣廢棄處理實(shí)際考察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)氐慕範(fàn)t廠對(duì)于脫硝工藝裝置的檢修相關(guān)人員配備不足，已經(jīng)配備的工廠對(duì)于脫硝裝置的檢修不及時(shí)，脫硝凈化效率總體較低。

2.3 脫硝防腐工藝弱

由于焦?fàn)t煙氣中存在大量的二氧化氮，在與水接觸時(shí)形成強(qiáng)酸，同時(shí)焦?fàn)t煙氣中的二氧化硫也是酸酐。焦?fàn)t煙氣脫硝工藝裝備大多采用304不銹鋼材質(zhì)加工成型，強(qiáng)酸對(duì)于裝備內(nèi)壁的腐蝕，導(dǎo)致整個(gè)脫硝裝置經(jīng)常出現(xiàn)廢棄和廢液的泄露，對(duì)于當(dāng)?shù)氐拇髿庠斐煞蹓m污染和二次大氣污染。特別是采用吸收劑噴射法脫硝工藝裝置，腐蝕程度最為嚴(yán)重，極大降低了脫硝裝置的使用壽命。

3.解決焦?fàn)t煙氣脫硝工藝技術(shù)應(yīng)用中問題的有效對(duì)策

3.1 開發(fā)脫硫脫硝一體化技術(shù)工藝

對(duì)于二氧化硫的去除主要采用堿性催化劑，因此，對(duì)于焦?fàn)t煙氣脫硝工藝在設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中，應(yīng)該融入脫硫工藝，開發(fā)脫硫脫硝一體化工藝技術(shù)。一方面，加強(qiáng)脫硫催化劑和脫硝催化劑的工藝開發(fā)，研制二者去除率較高、性能穩(wěn)定的催化劑。一方面，優(yōu)化脫硫和脫硝工藝協(xié)同，通過焦?fàn)t煙氣尾氣處理裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)脫硫工藝和脫硝工藝的協(xié)同化?？梢栽O(shè)計(jì)成分級(jí)式的脫硫脫硝工藝裝置。

3.2 加大脫硝處理裝置檢修的力度

對(duì)于脫硝工藝技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，主要是脫硝裝置的使用和維護(hù)，不僅直接決定氮氧化物在焦?fàn)t煙氣中的處理效果，同時(shí)直接影響焦?fàn)t行業(yè)對(duì)于氮氧化物凈化的設(shè)備成本投入，因此，必須加大檢修力度。首先，加大對(duì)于焦?fàn)t煙氣排放指標(biāo)與裝置狀態(tài)關(guān)系函數(shù)圖像，借助數(shù)據(jù)提醒檢修時(shí)間，提升檢修效率。其次，建立脫硝裝置日常檢修制度。強(qiáng)化相關(guān)人員的檢修意識(shí)和積極性。最后，加大檢修資金投入。

3.3 強(qiáng)化脫硝裝置防腐開發(fā)與應(yīng)用

對(duì)于焦?fàn)t煙氣中大氣污染物形成強(qiáng)酸對(duì)脫硝工藝裝置產(chǎn)生的腐蝕性，需要加大脫硝裝置防腐處理。一方面，在焦?fàn)t煙氣脫硝裝置內(nèi)壁涂覆耐腐蝕性較好的稀料涂層，減緩強(qiáng)酸或強(qiáng)堿對(duì)于裝置內(nèi)壁的腐蝕速度。一方面，對(duì)于最易受到腐蝕的工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)或更換抗腐蝕裝置零部件，例如聚四氟乙烯脫硝器件。還有一方面，改善現(xiàn)有的脫硝方法，避免水的生成，從根源上減少易腐蝕物質(zhì)的含量。

4.結(jié)論

為了減少焦?fàn)t煙氣中氮氧化物的濃度排放量，可以采取三種基本脫硝方法來開發(fā)和完善工藝技術(shù)。通過及時(shí)采取解決焦?fàn)t煙氣脫硝工藝中問題的有效對(duì)策，提升脫硝效率和脫硝質(zhì)量，降低脫硝成本，延長脫硝工藝裝置的使用壽命。

[1]吳紅偉 焦?fàn)t煙道氣脫硝凈化技術(shù)與工藝探討[J]-《化工管理》-2015（23）.

[2]李良華 焦?fàn)t煙氣脫硝工藝技術(shù)探討[J]-《燃料與化工》-2015（3）.

Study of coke oven flue gas denitration technology

DU Hua-zhen. Feicheng Shiheng Coking Co., LTD., Shandong Province, Taian 271600, China

In the coal industry for the country's economic growth play the role of mainstay, people material life level enhances unceasingly. However, for the destruction of the natural ecological environment is increasingly apparent. Especially the transition of nox emissions, become one of the main active species atmospheric pollution, caused great challenges to the environment, endanger people's health directly. Coking chemical industry as an important part of the coal industry, the emissions of nitrogen oxides in the spotlight. The research and development of coke oven flue gas denitration technology become a national development strategy important goals. In order to effectively reduce the concentration of nitrogen oxide emissions in coke oven gas, need to strengthen the denitration technology of verification and improvement.

Denitration technology; Coke oven industry; The flue gas emissions; Atmospheric pollution

TQ522.61

A

1009-5624-（2016）03-0016-02