焦爐煙氣脫硫脫硝余熱回收一體化研究應用

曹 宇

（包鋼鋼聯煤焦化工分公司，內蒙古 包頭 014010）

在環境保護標準越來越高的情況下，焦化產業的運行必須開展相應的脫硫脫硝作業。然而，現階段雖然有很多企業都設置了脫硫脫硝裝置，但并不是所有企業能夠符合排放標準。相關人員表示，這主要的原因在于脫硫脫硝及余熱回收的一體化技術還需要在實際使用過程中進行相應的完善和優化[1]。

筆者主要以山西同世達煤化公司為主要研究對象進行技術分析(以下稱為同世達公司)。該公司年設計焦炭量70萬噸，擁有2座焦爐，焦爐煙氣產量在15萬立方米/時左右。依照相關環保標準，同世達公司在2017年出資3000余萬元構建了焦爐煙氣脫硫脫硝余熱回收一體化工程，該工程首先采用選擇性催化還原法進行脫硝，再將余熱進行回收，進而通過D-RD技術進行脫硫，最后通過兩級處理進行除塵。這在焦化產業中是一個先例，工程在投入使用之后，污染物的排放基本符合國家排放標準，在國內已經達到了行業先進水平。

1 依據焦爐煙氣的特性采用工藝流程與體系

1.1 工藝流程

焦爐煙氣脫硫脫硝余熱回收一體化工藝使用的是多級過濾系統→低溫選擇性催化還原法脫硝→余熱回收→催化法脫硫→排放。

1.2 工藝體系

（1）選擇性催化還原法脫硝體系

選擇性催化還原法脫硝體系結構，如圖1所示。

圖1 選擇性催化還原法脫硝體系結構

煙氣的排出與應急裝置相連通。在原煙道與煙囪間加裝煙道閘板，在閘板前與煙道相連接，從而完成煙氣的排出。為了防止在體系出現故問題時所導致的無吸力而危害焦爐的穩定性，設計了兩級連鎖應急裝置，從而保證可以在短時間內連通煙囪從而確保足夠吸力，首先在導出管與煙管之間安裝氣動閥門，當吸力不夠時連鎖應急裝置可在2s左右打開；其次，煙道閘門同步裝置，在15s左右進行自主的開啟。

煙氣多通道過濾裝置。該裝置可以對焦爐煙氣中的粉塵、焦油等對環境造成污染的物質，其中主要含有防止環境污染的脫硝催化劑。為了緩解因長時間使用而導致阻力在短時間內突然上升的問題，并且將該過濾裝置安裝成了抽屜樣式，從而可以進行更好的在線清掃作業。

由于壓力等因素會造成煙氣出現溫度上的變化，在該體系當中加裝了燃氣提溫器，能夠有效對于煙氣溫度進行一定程度的保溫，并維持在兩百五十攝氏度左右，進而提高該系統的脫硝能力。

煙氣會在進入體系前，分成兩部分進入脫硝反應器，從而確保兩個反應器都保持著較高的處理效率。在反應室的前方有著煙氣控制裝置，可按期調節反應室的煙氣攝入量和提溫器的溫度，從而保證煙氣溫度可以維持在320℃以上。在反應器中還裝有聲波清灰裝置，可對催化劑進行清掃，進而保證脫硝催化劑的清潔。

氨水蒸發器。在控制閥門的調控下對20%氨水進行相應的流量調節從而使其流過管道過濾器，繼而流入氨水蒸發裝置，并逐漸變成氨與水的混合氣，再與部分煙氣相混合變成濃度大約在5%左右的混合氣，從而流入煙道與原本存在的煙氣充分混勻，最后一同被送入選擇性催化還原法反應器中進行反應。

（2）余熱回收及風機系統

從整體角度來看，余熱回收系統不但可以起到節能的作用，同時也是脫硫反應的必要保障。煙氣在進行脫硝反應之后溫度會在兩百六十攝氏度左右，但是進行脫硫反應是煙氣的溫度必須降低到大約一百五十攝氏度，需要采用余熱回收裝置完成降溫工作。煙氣通過脫硝反應后再進入余熱回收器，煙氣在風機的作用下進入脫硫裝置當中開展脫硫作業。而余熱回收系統可為于加工生產、取暖及發電等提供相應的能量。

（3）新型催化法煙氣脫硫

煙氣在進行完脫硝處理之后會被送入余熱回收器，使其溫度降到一百五十攝氏，再在增壓機、調質管的作用下把煙氣推送到脫硫反應器的催化層上，進而將煙氣中的二氧化硫濃度降低到30毫克/立方米以下，最后將處理后的干凈尾氣通過煙囪排放到大氣中。煙氣在被送入到脫硫反應裝置之前必須對水汽、含氧量及溫度等進行調節，從而讓煙氣滿足脫硫反應的標準。

2 實際應用效果

焦爐煙氣中的各項污染物指標均符合國家規定的排放標準，每年可減少污染物排放量約340噸；余熱回收蒸汽6噸/時，并可輸送至氨水蒸發器等裝置進行利用。通過余熱回收，完成了焦爐煙氣的溫度熱量梯級使用，每年可節約運行費用544.65萬元。

焦爐煙氣脫硫脫硝余熱回收一體化技術具有空間占比小，投資少，成本低，煙氣處理效果好等特點，能夠幫助企業有效提升環保與治理水平。

3 結語

從文中的案例分析可知，焦爐煙道氣脫硫脫硝余熱回收一體化技術在實際使用過程中有著非常高的實際意義。根據整個體系的各項反應機理可知，該項技術能夠幫助企業在有效處理反應污染物的同時，還可帶來一定的經濟效應。關于相關的理論性研究與實際應用，都有著一定的參考價值。