焦化廠焦爐煙囪SO2排放濃度達標途徑探究

薛紅艷

（永城職業學院 河南省永城市 476600）

焦化廠焦爐煙囪SO2排放濃度達標途徑探究

薛紅艷

（永城職業學院 河南省永城市 476600）

伴隨著社會的發展，環境污染逐漸成為社會各界關注的焦點話題。在焦化廠中，焦爐煙囪普遍存在SO2排放濃度超標的問題，不僅會影響周邊環境，還會嚴重影響焦化廠的經濟收益與社會效益。對此，為了真正實現節能減排，本文詳細分析焦化廠焦爐煙囪SO2排放濃度達標的有效途徑。

焦化廠；焦爐煙囪；SO2；排放濃度；達標途徑

0 引言

當前我國主要的大氣污染源是煤煙型污染，在焦化廠當中，污染物主要是以氮氧化合物以及SO2為主。對此，嚴格的控制焦爐煙囪的SO2排放量以及排放濃度，是提高焦化廠環境保護指標的重要途徑，這也能夠從根本上優化生態環境與大氣環境，有著顯著的環保意義。

1 焦化廠焦爐煙囪SO2 排放

1.1 焦化廠焦爐煙囪SO2排放現狀

焦爐煙囪的排放SO2的主要源頭有三點：一是焦爐加熱的過程中，焦爐煤氣當中H2S燃燒直接形成SO2[1]；二是焦爐加熱過程中，焦爐煤氣當中有機硫燃燒形成SO2；三是因為焦爐的爐體漏氣形成荒煤氣從而滲漏入燃燒系統當中，當中所含有的硫化物燃燒形成SO2。這三項因素的硫均來自于入爐配合煤中的全硫[2]。

伴隨著社會的發展，我國越來越重視環境保護。我國當前實行的焦化行業標準規定中指出，焦爐煙囪的SO2排放濃度限制值為50mg/m3。但是，目前有許多的焦化廠的焦爐煙囪SO2排放濃度已經無法達標，并且2016年這一情況更加明顯[3]。當前我國焦化廠的焦爐加熱普遍是應用焦爐煤氣H2S含量和配套工藝進行生產，大多數焦爐在加熱時應用焦爐煤氣H2S質量濃度大多數在200mg/m3以上，并且普遍高于這一數值，這也導致焦化廠的焦爐煙囪SO2排放達標成為極為緊迫的任務之一。

1.2 焦化廠焦爐煙囪SO2來源分析

1.2.1 焦爐加熱中應用焦爐煤氣中H2S燃燒形成SO2

配合煤當中的全硫在當前的常規焦爐正常煉焦時約有35%會進入到煤氣當中，在進入到煤氣之后，硫主要是以H2S的狀態形成，所以煤氣當中的H2S含量基本來源于配合煤的全硫。一般情況下，配合煤的全硫濃度在1%時，進入煤氣當中的硫質量分數就會達到0.35%，煤氣當中的H2S質量濃度約為10g·m3[4]。從配合煤轉入到煤氣當中的硫，尤其是H2S形態形成的無機硫，雖然和配煤的煤質結構和煤中硫的形成有一定關系，但是就生產冶金焦為例，上述數據就非常符合。

1.2.2 焦爐加熱時焦爐煤氣當中有機硫燃燒形成SO2

凈化前焦爐煤氣當中的有機硫含量普遍是無機硫的10%，和入爐配合煤當中的硫化物結構以及焦化條件有直接的關聯性。其中的有機硫主要成分有COS、CS2、CH3HS，并且還存在一定含量的硫醚類、硫醇類有機硫。焦化爐煤氣當中的有機硫濃度普遍為750mg/m3。

荒煤氣當中的有機硫化物的平均含量中，硫質量分數普遍為60%，其中硫的整體質量濃度約為480mg/m3，所以去除掉煤氣當中的有機硫化物是控制焦爐煙囪SO2廢氣排放濃度的有效措施之一。

在焦爐煤氣凈化時，大多數工序都需要具備去除有機硫化物的能力，只有工藝本身去除有機硫化物的能力越強，其整體去除率也就越高，對于降低SO2排放濃度的意義也更加明顯。在貧油中的苯含量質量分數在0.2%以上時，洗苯工藝的溫度就會處于25℃至27℃之間，煤氣當中的有機硫能夠實現非常理想的去除作用[5]。例如，粗苯當中的有機含硫化物質量分數為1.5%，C4H4S質量分數為1.0%。則粗苯當中有機硫化物比較多，這也間接說明借助洗苯的操作工藝能夠實現去除CS2、C4H4S等有機硫化物的成分，進而實現控制煤氣中有機硫化物含量的目的。

2 焦化廠焦爐煙囪SO2 排放濃度達標途徑

焦化廠焦爐煙囪SO2排放濃度達標途徑主要有以下三點。

2.1 優化技術

針對焦爐煙囪在加熱使用凈焦爐煤氣的過程中，H2S的質量濃度普遍高于250mg/m3以上，與其在焦爐煙囪SO2排放量當中的占比情況，應當在當前的運行環境中采用改進之后的AS法、HPF法，促使凈煤氣的H2S質量濃度盡量控制在20mg/m3以下。

例如，將氨作為堿源改進處理工藝。首先，需要采用間接式的煤氣預冷器對煤氣實行預冷，在間接式的煤氣預冷器殼程空間實現循環噴灑，噴灑20%的濃度氨水，處理堿源流失的問題。在夏季可以應用冷卻水，冬季應用循環水冷卻煤氣鋪平道路，從而在處理堿源脫硫時溫度過高的情況同時，實現成本控制。

2.2 提高焦爐管理

想要真正實現焦化廠焦爐煙囪SO2排放濃度達標，就必須對焦爐生產技術進行強化性管理，并嚴格控制焦爐的壓力、溫度等多種參數，強化焦爐保護爐鐵件的管理，并借助保護爐鐵件對焦爐實行施加連續性、合理性的保護壓力，并提升焦爐砌體的整體氣密性，力求焦爐漏氣率保持在2%之下。

2.3 強化技術指標

優化粗苯工段洗苯、脫苯等過程的技術指標，并在洗苯、脫苯的過程中為脫出掉有機硫提供有利條件。實際應用證明，在洗苯、脫苯等條件充足的情況之下，把煤氣當中的有機硫質的濃度控制在100mg/m3以下非常容易。

假設上述三點措施都能夠達到預期的效果，焦爐煙囪的SO2排放濃度如果仍然無法達到標準，則應當充分考慮降低入爐煤硫分。無機硫和有機硫脫出已經達到上述要求時，焦爐的漏氣率基本上不會高于2%，普遍狀況下，入爐煤硫分在1.0%以下，焦爐煙囪SO2排放濃度及質量可以保持在100mg/m3以下，如果需要降低至50mg/m3，則必須將入爐煤硫分控制在0.7%。焦爐漏氣率可以對焦爐煙囪SO2排放濃度形成非常明顯的影響，在漏氣率上升的情況下，必須實行有效措施控制入爐煤硫分，并促使其實現平衡。反而言之，在漏氣率下降時，需要提升入爐煤硫分。

從環保的角度上，把控SO2的排放是必然措施，焦化廠必須提升對GB16171—2012新環保標準的認識，主動采取有效措施確保焦爐煙囪SO2排放濃度真正達標；從煉焦的硫平衡角度而言，促使焦爐煙囪SO2排放的濃度達標，是對當前煤氣脫硫工藝實行技術創新和強化脫硫效率的有效措施，促使煤氣H2S濃度下降至20mg/m3，有機硫的濃度控制在mg/m3以下。在改善過程中，焦化廠需要有效的創新生產技術，并提高對焦爐爐體本身的維護，確保焦爐漏氣率在2%之下。在這一基礎之上，合理調控入爐煤硫分，最終真正使焦爐煙囪的SO2排放達標。

3 總結

綜上所述，以當前市場環境而言，當前許多焦化廠的經營狀況都比較差，在這樣的環境之下實行各種控制措施，對于企業而言在經濟與技術方面有著一定的困難。對此，企業應當采用行之有效的措施與管理方式，在執行優化時盡量降低對企業經濟收益的影響，強化環保意識，承擔社會環保責任，使焦爐煙囪的SO2排放濃度盡快達標，爭取國家補助。

[1]季廣祥.焦化廠焦爐煙囪SO2排放濃度達標途徑[C]//2014中國煤化工技術、市場、信息交流會暨產業發展研討會.2014.

[2]楊光麗，王玉偉，郎麗杰，等.新《煉焦化學工業污染物排放標準》中焦爐廢氣SO_2達標排放的分析與探討[C]//決策論壇——科學制定有效決策理論學術研討會論文集(下).2015.

[3]王園.某焦化企業搗固焦項目氮氧化物排放控制措施研究[D].蘭州大學，2014.

[4]楊光麗，王玉偉，郎麗杰，等.新《煉焦化學工業污染物排放標準》中焦爐廢氣SO2達標排放的分析與探討[J].決策與信息旬刊，2015，23(7)∶213-213.

[5]張薇，楊國棟，朱廣起.現行焦爐煙氣SO2排放現狀及整改措施分析[J].環境與可持續發展，2015，40(2)∶91-93.

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1007-6344（2017）01-0347-01