国家能源集团乌海能源有限责任公司老石旦煤矿 内蒙古乌海 016000
摘要：现代工业的发展让人们更加注重对环境的保护，煤焦化工业中焦炭生产时很容易产生大量的废烟废气，处理不彻底易污染环境。近年来北方进入冬季，大气污染现象时有发生，国家对工业生产时可能造成环境污染的源头尤为关注。在煤焦化工业对焦炉生成的烟气合理运用脱硫脱硝技术，可以有效减少污染物排放。本文通过分析焦炉烟气，简单阐述脱硫脱硝技术特点，并对其应用进行分析探讨。
关键词：焦炉烟气；脱硫脱硝技术；应用
前言
随着科技不断发展，工业技术也有了更多的创新。为了保持社会的可持续发展和良好的生态环境，工业更重视提高减少污染物排放的技术。工业生产中焦化生产是污染物排放量较大的行业，焦炉排放的废烟废气中包含很多对生态环境有害的物质，如二氧化硫，氮氧化物。焦化厂脱硫脱硝技术为减少焦炉烟气污染物排放提供了技术支持。
一、焦化厂焦炉烟气分析
1.1焦炉烟气温度特点
焦炉生产是将生产备料洗精煤通过焦化厂专门设置的煤廊运送到煤塔，在炭化室进行高温处理，焦炉得到焦炭，并对其进行热加工。焦炉中的烟气是由于燃烧产生的煤气再次混合燃烧形成，烟气一直处于高温状态，最终排出的烟气温度也在一百八十度到三百度左右，由于烟气排放过程中受到烟道和周围环境影响，其温度也具有很大的波动性。
1.2焦炉烟气成分特点
从焦化厂焦炭的生产过程来看焦炉烟气由多种物质混合而成，洗精原煤燃烧后首先会产生很多没完全燃烧的粉尘，在碳化室内煤燃烧和回炉煤气再燃烧时也会形成二氧化硫、氮氧化物以及苯和萘，而其中SO2在炉中与NH3会在高温下产生化学反应，形成(NH4)2SO4,这是一种有腐蚀性的物质，长时间接触的生产装置很容易会被腐蚀掉；氮氧化物也不是单一的NO2，还包含很多不稳定的化合物，如NO是一种有毒气体。焦炉烟气成分中很大部分都会造成空气污染，焦炉产生的烟气无法达到空气排放标准，不能直接排放到空气中，焦化厂一般会进行脱硫脱硝处理，以减少消除烟气中的硫和氮。
二、焦炉烟气脱硫技术的应用
2.1干法半干法脱硫工艺
（1）原理
一是焦化厂在焦炉中加入碳酸钙经燃烧后形成氧化钙，与二氧化硫进行酸碱结合反应消除烟气中的硫。另一种传统的干法脱硫方式是在烟气排放过程中接触的设备内设置固态碱性吸附剂或活性炭等，快速吸收烟气中的二氧化硫。在干法脱硫的基础上为提高脱硫的效率，将碱性吸附剂表面打湿形成液膜，这也是一种半干法脱硫工艺。
（2）特点
干法、半干法脱硫工艺是在焦炉排放烟气时进行的不会改变烟气温度，烟囱的热交换强，且一定程度上提高了焦炉效率，该工艺成本小，但由于其装置空间占用量较大且脱硫剂效率不高，除尘效果不明显，在实际生产中仍有很多限制。
2.2湿法脱硫工艺
（1）湿法脱硫工艺较为传统，经过长时间的应用和升级，目前使用率较高的是碳酸钙和碳酸钠，一般湿法脱硫工艺是反应塔加入上述的脱硫物质进行除硫。石灰石法脱硫效率很高，运行成本低，可以处理多种煤种，但该工艺基础投入较高，且处理后产生的废水和沉淀物硫酸钙具有一定的特殊性增加了处理成本。
（2）湿法脱硫工艺中目前常用的还有一种氨法脱硫技术，该技术是用液态氨水脱硫，在脱硫过程中需与设备中的氧结合，氨法脱硫技术是一项独立的系统，设备操作简便，除硫率高，该设备产生的硫酸铵是一种常见的肥料，但由于生产过程中烟气和氨水的不稳定性，其纯度也无法保证。通过氨法脱硫系统后烟气温度会降低，会形成液化硫酸铵对排烟系统造成堵塞和腐蚀，需要增加定期的防护工作。
三、焦炉烟气脱硝技术的应用
现代焦化厂脱硝技术中较成熟且实际生产选择较多的选择性催化还原法，该技术使用的脱硝剂是氨，将反应温度设置在四百度左右，通过选择还原成稳定的水和氮，该脱硝系统不会产生副产品，而且除硝能力很强，但该技术除了脱硝外没有其他效用，对反应温度控制要求较高，脱硝剂也无法重复利用，成本较高。
其他脱硝技术都处于研究发展阶段，没有大量用于实际生产过程中。在工业脱硝技术发展中还需要加大对脱硝剂的创新研究，以便对已有的脱硝技术进行改良，使其能更好的满足工业生产需求。
四、焦炉烟气脱硫脱硝工艺结合
4.1 脱硫与脱硝结合
焦炉烟气先通过干法脱硫再进行选择性催化还原法脱硝处理。具体工艺流程如下图所示：
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该结合工艺由于先脱硫后脱硝，脱硝中氨能再次达到除硫目的，除硫效果明显，且烟气中硫酸铵的含量也会大幅减少，脱硝反应的温度也易达到，提高了整个系统的效率，但在脱硝处理后焦炉烟气温度被降低需要增设加热装置。
4.2 SCR脱硝技术与脱硫结合
SCR( Selective Cat alytic Reduction)即为选择性催化还原技术，近几年来发展较快，目前氨催化还原法是应用得最多的技术。它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并且脱除效率高(可达90%以上)，运行可靠，便于维护等优点。
选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下，NH3优先和NOx发生还原脱除反应生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要反应式为：
4NO+4NH3+02→4N2+6H2O
2NO2+4NH3+02→3N2+6H20
在没有催化剂的情况下，上述化学反应只是在很窄的温度范围内(980℃左右)进行，采用催化剂时其反应温度可控制在300-400℃下进行，相当于锅炉省煤器与空气预热器之间的烟气温度，上述反应为放热反应，由于NOx在烟气中的浓度较低，故反应引起催化剂温度的升高可以忽略。
焦炉烟气先通过SCR脱硝系统在经过余热锅炉加热再进行氨法脱硫。具体工艺流程如下图所示：
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该结合工艺由于需要SCR脱硝系统在工艺的最前面，容易导致烟气温度低在进行氨法脱硫前需要根据需要设置余热锅炉。另一方面系统工艺中的催化剂容易失去活性，并造成排烟系统的堵塞，一般在进行烟气脱硝前对焦炉烟气进行过滤，或设置洗涤装置将烟气中带有的杂质提前吸收掉，降低催化剂中毒反应。烟气处理过程中如果温度较低会出现酸雾现象，增加烟气腐蚀性，要将烟气进行适当的升温处理，保持焦炉烟气的热交换性。
结语
随着人们的环境保护意识不断加强，也需要工业生产时提高环保意识，重视提升环保科技的发展，促进时代的绿色发展。煤化工的焦炉烟气对空气质量影响较大，需要对排放的烟气中有害物质如二氧化硫、氮氧化物等进行有效处理，保障空气质量不受影响。目前脱硫技术应用较多的是干法和湿法脱硫工艺，SCR脱硝工艺应用较为普遍，实际工业生产中也必须将两种方法有效结合才能达到最终脱硫脱硝的目的，脱硫脱硝技术都存在一些弊端，需要不断完善当前现有的技术，也需要更积极创新出更符合实际生产需求的技术方法，促进行业的不断发展。
参考文献
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