淺析焦化行業的廢氣污染超低排放技術

許佳麗

（南京瑞宜恒環境科技有限公司，江蘇 南京210000）

隨著我國焦化行業規模和產能不斷提升，當下焦化行業廢氣治理工藝多樣，廢氣排放存在各種問題，嚴重影響周圍環境，需加強環保設施應用和升級，有效控制焦化行業污染排放，滿足和響應國家的超低排放政策。

1 煉焦生產廢氣污染源

（1）裝煤。煉焦煤在進行卸載、儲存等施工作業時都會產生大量煤塵，在煉焦時需要為其進行配煤工作，會因為配煤過程中進行煤體轉運以及煤體破碎處理，導致大量煤塵產生。

（2）煉焦和出焦。①進行煉焦時焦爐內煤氣燃燒后向煙囪排放的廢氣中，富含煙塵、二氧化硫、氮氧化物（NOx）等污染物，煙氣溫度約在260～300℃左右。②在推出焦過程中，高溫焦炭在空氣中燃燒都會隨之排放廢氣，主要有二氧化硫、氮氧化物（NOx）等污染物，混合煙氣溫度約在160～200℃左右。③采用干熄焦作業的企業，高溫焦炭在余熱利用后冷卻過程中，主要有焦塵、二氧化硫等，煙氣溫度約在160℃左右。

2 廢氣污染防治方式

（1）裝煤。為避免進行裝煤時產生大量污染物，將裝煤車進行封閉改造，將裝煤產生的廢氣通過集氣系統和出焦收集的煙氣進行統一集中處理，可有效防止產生的廢氣無組織排放和擴散。

（2）煉焦。在炭化室產生的廢氣，可以通過低氮燃燒控制，從而減少熱力型氮氧化合物產生，其余污染物再進行尾部集中脫硫除塵脫硝處理，可達到超低排放指標。①低氮燃燒技術：主要是煙氣再循環技術，將焦爐燃燒過程中產生的廢氣通過管道再循環，使得炭化室內氧氣含量有所降低，有效控制焦爐內部燃燒強度，減少氮氧化物產生。②尾氣廢氣集中處理技術：通過把裝煤、出焦、干熄焦和炭化室內的廢氣集中處理，使用成熟的干法脫硫、除塵、脫硝及余熱回收工藝進行集中處理。

3 廢氣集中處理技術

在以上三種廢氣中，其中煉焦炭化室燃燒產生的煙氣量占75%以上，其余廢氣占25%以內，通過煙氣有害成分檢測，總集合煙氣參數為：溫度為230～260℃，粉塵200mg/Nm3，二氧化硫濃度～500mg/Nm3，氮氧化物（NOX）濃度400～800mg/Nm3。焦化行業目前超低排放要求為粉塵≤10mg/Nm3，二氧化硫濃度≤30mg/Nm3，氮氧化物（NOx）濃度≤100mg/Nm3從目前成熟的煙氣處理工藝，主要有濕法和干法工藝路線，濕法工藝復雜、處理后尾氣有白煙著稱。針對焦化行業的特性，以及對節能角度來看，成熟和經濟的工藝路線為干法工藝路線。主要處理工藝路線如下：

匯集后煙氣→干法脫硫→高溫布袋除塵器→中低溫SCR 脫硝→余熱回收→煙囪排放

（1）干法脫硫。該煙氣脫硫系統采用碳酸氫鈉粉末作為脫硫劑。通過高效的SDS 干法碳酸氫鈉噴射及均布裝置，將脫硫劑NaHCO3（20μm，D90）噴入煙道內，在煙道內NaHCO3被熱激活，比表面積迅速增大，與焦爐煙氣充分接觸，發生物理、化學反應，將煙氣中的SO2等酸性物質吸收凈化。脫硫效率可達95%以上。經脫硫后的煙氣進入袋除塵器進行除塵和進一步脫硫。

本項目采用碳酸氫鈉粉末作為脫硫劑的反應原理如下：

超細NaHCO3粉末高溫下激活分解產生的新碳酸鈉Na2CO3在生成瞬間具有極高的反應活性，與煙氣中的硫氧化物進行下列反應：

脫硫系統主要由碳酸氫鈉粉末貯存、研磨輸送及均布系統組成。

（2）高溫布袋除塵器。采用長袋低壓脈沖噴吹袋式除塵器，袋長可達到8m，采用電磁脈沖閥，噴吹壓力為0．4～0．5MPa，過濾風速0．6～1．5m/min，濾袋材質采用耐高溫材質，可在230～260℃內穩定達標運行，除塵效率大于99．9%。脈沖布袋除塵器是當含塵氣體由灰斗進風口進入除塵器箱體，進入灰斗的氣流隨后折而向上通過內部裝有金屬骨架的濾袋粉塵被捕集在濾袋的外表面，凈化后的氣體進入濾袋室上部清潔室，匯集到出風口排出，含塵氣體通過濾袋凈化的過程中，隨著時間的增加而積附在濾袋上的粉塵越來越多，增加濾袋阻力，為保證其正常工作，阻力要控制在一定范圍內（～1500Pa），必須對濾袋進行清灰，清灰時由脈沖控制儀順序觸發各控制閥開啟脈沖閥，氣包內的壓縮空氣由噴吹管噴射到各相應的濾袋內，濾袋瞬間急劇膨脹，使積附在濾袋表面的粉塵脫落入灰斗，經排灰系統排出機體。

（3）中低溫SCR 脫硝。中低溫SCR 反應是利用氨氣（與空氣混合后濃度在3%～5%），經噴氨格柵送入煙氣中，煙氣中的NOX在反應器中與氨在催化劑的作用下發生還原反應轉化為N2和H2O，實現NOX脫除。該系統主要有SCR 反應器本體、催化劑、噴氨格柵、整流裝置組成等。催化劑為中低溫型專用催化劑，可在此工況下有效地去除廢氣中的氮氧化物。

在干法工藝流程中，SCR 放在脫硫除塵后，可有效減少硫銨的生成和粉塵對催化劑的影響，提高設備和工藝的穩定性。同時在SCR 系統中設置解析裝置，可對催化劑定期再生，保持催化劑的活性。整體脫硝效率可達90%。

（4）余熱回收。余熱鍋爐為臥式、自然循環、自除氧余熱鍋爐，設計按能量梯級利用原則，沿氣流方向依次布置各級受熱面，蒸發器、省煤器、除氧蒸發器。余熱鍋爐將脫硝后的煙氣由220～250℃降低至160℃排放，將部分余熱回收再利用，達到節能的目的，排放的煙溫為～160℃，高于露點溫度，對引風機及煙囪不產生腐蝕。余熱鍋爐本體由蒸發器、省煤器（徑向熱管）、除氧蒸發器、鍋筒（含內件）、煙氣進、出口接口構成。

綜上，干法工藝流程的特點是，所有的工藝設備都在中高溫（220～260℃）內發應，系統不需要做額外的防腐措施，具有反應效率高，工藝穩定可利用率高，操作簡潔的優點。

4 結 語

我國焦化企業在廢氣污染防治中，工藝繁雜，隨著對空氣質量的要求逐漸提高。焦化作為高污染行業，對廢氣治理工藝其進行不斷優化和整合，集中治理，改進優化工藝配置，完成低排改造，使煉焦過程中污染氣體減少，是行業發展趨勢。改善環境空氣品質，滿足人類社會發展的需要。