山西省临汾市洪洞县 山西焦化集团 041600
摘要：随着经济和各行各业的快速发展，焦炉烟气一般是指燃烧焦炉煤气或高炉煤气为焦炉提供热量而产生的废气，每年的排放量在5590亿m3左右。焦炉烟气组成中的SO2、NOx是形成酸雨、雾霾、光化学烟雾的主要污染物，近年来环保政策对SO2、NOx的排放要求日益严格。介绍了氨-硫酸铵湿法脱硫、旋转喷雾半干法脱硫（SDA）、碳酸氢钠干法脱硫（SDS）、中低温选择性催化还原（SCR）脱硝等主流技术以及脱硫脱硝新型技术及催化剂的研发进展。讨论了焦炉烟气在温度、组成等方面的特性以及对应脱硫脱硝各种组合工艺的适用性。结合焦化企业的应用现状提出了相关建议。
关键词：焦化厂；焦炉烟气；脱硫脱硝工艺
引言
随着我国经济的发展进步，我国各类生产产业都有了显著的技术提升和产量提升，但是这也随之而来带来许多环境污染问题，在工业生产领域中，烟气脱硫脱硝技术的应用就会带来一定的硫化物污染排放或氮氧化物污染排放问题。近年来，我国环保部门对于工业生产有了越发严格的要求，在此环境下，本文将探讨焦化企业脱硫脱硝工艺技术，并进行环保性能分析，来帮助企业更好的选择适宜的生产技术，来促进环保目的的实现
1烧结烟气多污染物排放特征分析
烧结过程所释放的SO2气体主要是由含铁原料和燃料中的硫化物氧化生成，随燃烧过程进行SO2的持续释放，随烧结温度、时间、助燃空气氧含量和燃料颗粒尺寸等因素而变化。烧结烟气中的SO2的排放具有自持性规律，该规律认为当烧结过程中燃料用量，烧结原料水分、含硫量以及烧结矿酸碱度在正常范围内无论如何变动时，在接近烧结烟气温度峰值即烧结终点前，烟气中SO2浓度都会出现明显峰值。烧结烟气中释放的NOx，其中有95%左右的NOx为NO。在烧结过程中，烧结机各风箱烟气中NO的浓度比较均衡，且数值均较高。为降低NO排放浓度，可采取提高烧结矿碱度或者加厚烧结料层厚度的方法，创造有利条件生成更多CaO•Fe2O3，从而实现催化CO还原NOx的效果，减少烟气中NOx的排放。在烧结过程中，气体燃料、煤及焦炭燃烧过程产生COx，烟气中呈现出一种COx浓度先快速上升，然后下降后稳定，小幅波动的趋势。当达到烧结终点时，烧结烟气中氧含量恢复至21%左右，COx浓度接近于零。
2焦化企业烟气中二氧化硫和氮氧化物的情况概述
2.1焦化企业烟气中二氧化硫和氮氧化物的产生
焦化企业焦炉在生产加热的过程中，由于会使用煤气加热技术，焦炉内的炭化室中心温度会高达1000℃。每生产一吨焦炭就要燃烧200多立方米的焦炉煤气，由此将产生约1300m3、温度230-300℃的烟道废气。煤气中的二氧化硫含量一般是取决于装炉煤含硫量或者是煤气脱硫的效果，而且与炉体的密封性也有直接的关联。没有经过处理的废气煤气中二氧化硫的含量将是净化后的几倍，而这就会导致炉体串漏释放出大量的二氧化硫烟气。由于各焦化企业炉体的结构、用煤的方式和种类以及质量各不相同，导致所排放出的烟气中二氧化硫的成分含量也各不相同。原有的生产技术中，焦炉多采用焦炉煤气加热方式，烟气中的二氧化硫含量将在约200mg/m3以上，高的时候甚至能达到300mg/m3，所以必须使用烟气脱硫装置才能够保证烟气达到国家标准。
2.2焦化企业烟气中脱硫脱硝的要求及原则
相较于燃煤锅炉或烧结机等，焦炉的烟气虽然排放量较小，但是成分极其复杂，往往含有二氧化硫、氮氧化物等多种污染物质，处理的难度也非常大，烟气中的成分参数会随着热煤气的烟气量和温度的变化而有巨大的波动，与此同时，污染物的浓度也会随着生产程度的变化而产生波动。就是要我们在设计的时候应根据不同的生产情况来进行余量设计，充分保证排烟量能够达标。焦炉烟气的脱硫脱硝工作：一是，需要具备一定的安全性，烟气排放的负压应在300帕以上，反之就会容易出现安全生产事故，所以，在进行烟气处理设备新加装的时候，外排烟囱的热备状态，并且确保一旦出现事故能够进行快速的反应；二是，脱硫脱硝后，烟气需要直接经过原烟囱进行排放的话，排放在温度不能低于140℃，负荷的适应性也要更高；
3焦化企业烟气脱硫脱硝技术
3.1低温SCR脱硝+NH3湿法脱硫技术
低温SCR脱硝+NH3湿法脱硫技术需要先进行脱硝处理，然后回收余热，再脱硫处理。该技术一般适用于烟气温度高于280℃的烟气脱硫脱硝技术，当烟气温度低于280℃时，还原剂会与烟气中的二氧化硫生成硫酸氨。并且温度越低，生成的速度越快。硫酸会附着在催化剂表面，降低催化剂的功能发挥。工艺流程为下图：焦炉烟囱烟气→过滤器→燃烧器→SCR反应器→余热回收→氨法脱硫→布袋除尘返回烟囱低温SCR脱硝+NH3湿法脱硫技术已经在市场上得到了一定的应用，脱硫脱硝后的烟气能够达到排放的标准。该技术的研发比较早，随着不断的使用，也已经发展成熟。
3.2石灰石—石膏法脱硫
该方法主要采用的石灰石或石灰作为吸收浆液，从而去除烟气中二氧化硫。工艺流程如下图：石灰石磨细成粉末状→水混合制成的吸收浆→烟气中的二氧化硫在吸收塔内与浆液中的碳酸钙进行氧化反应→生成硫酸钙与水的混合物→脱除出烟气系统。目前，石灰石—石膏法脱硫法在国际上应用十分广泛，其所具备的有点也十分显著：其一，该方法的脱硫技术源自于电厂脱硫，多年以来随着经验的积累，技术已经颇为成熟；其二，脱硫法技术使用中所需要使用的石灰石和石灰等材料来源广泛，价格成本便宜，具有较高的经济效益；其三，能够生成优秀的副产品石膏，该石膏纯度高、质量好，可以用来再次利用，如作为水泥缓凝剂等，从而进一步提高经济效益。然而，该方法也存在一定的缺陷：设备投资费用偏高，且加工所需要的占地面积大。由于石灰石不溶于水，进行脱硫脱硝使用时，需配置磨浆系统，将石灰石进行磨碎才能融水制浆。
3.3焦炉烟气脱硝技术
焦炉烟气脱硝技术主要包括低氮燃烧技术、低温选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）技术和氧化脱硝技术，其中，低温SCR脱硝是目前烟气脱硝技术中脱硝效率较好的技术。SCR脱硝技术最早由日本于20世纪70年代开发成功，已广泛应用于电厂锅炉的烟气脱硝，全球约80%的电厂、我国约90%的电厂烟气脱硝采用该技术。但因温度条件不匹配，电力行业成熟的高温SCR脱硝技术不能简单移植到焦化烟气脱硝领域；焦化领域需要开发合适的中低温SCR脱硝技术。
结语
我国快速的经济发展环境下，导致了我国环境污染出现了诸多的问题，现在对于二氧化硫和氮氧化物的污染治理已经迫在眉睫，由于现在脱硫脱硝的费用较高，许多企业难以承受，所以我们必须加大运用烟气脱硫脱硝技术的研发和升级，积极学习国际上先进的生产技术，并结合我国的生产国情，针对不同的技术生产所存在的不足和缺陷进行问题的解决和技术的升级。通过加强交流等方式来共同促进工业生产中环境污染的治理水平，使我国工业生产能够实现可持续发展目标。
参考文献
[1]张凡.焦化行业大气污染控制政策与技术.2017年焦化行业节能环保技术交流会.
[2]丰恒夫.焦炉烟道废气治理的技术途径.2015年焦化行业节能减排技术交流会.