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摘要：我国现有800多家焦化厂，2000多座焦炉，焦炭产能高达4.5×108t/a，其中多数焦炉没有烟气余热利用和脱硫脱硝装置，不仅大量250~320℃高温烟气直接排放，浪费能源，焦炉烟道气中含有的大量SO2和氮氧化合物还会在大气中形成酸雨或酸雾，造成环境污染。目前，焦炉烟道气已成为我国主要大气污染源之一，通过焦炉烟道气脱硫脱硝能大幅降低污染物排放，改善大气质量，对构建天蓝水绿美好环境，促进社会经济可持续发展具有重要意义。
关键词：焦炉烟道气；脱硫；脱硝
引言
焦化工业的焦炉烟道气与大部分的火电厂烟道气有很大不同，焦炉烟道气具有几个特点：一是不同焦化厂的焦炉烟道气温度差别较大，焦炉烟气温度范围较大，基本为180~300℃；二是焦炉烟道气成分相当复杂，NOx含量范围变化大，浓度范围为200~2000mg/Nm3；三是焦炉烟道气中含有SO2，并且由于燃料的不同，焦炉烟道气有较大差异，在180~230℃温度范围时，SO2易与氨反应生成硫酸铵，其为造成设备腐蚀和管道堵塞的主要介质。
1烟气脱硝技术简介
烟气脱硝技术选择目前市场上应用最广也最有效的烟气脱硝技术，NH3选择性催化还原NOx技术（SCR）。其适应性强，对低浓度到中高浓度含NOx烟气均有较高脱除率；性价比高，高稳定性保证了长寿命，相应减少了后续投入成本；无二次污染物产生，符合国家关于绿色生产的相关法律法规。
2焦炉气脱硫技术
2.1低氮燃烧技术
通过对氮氧化物生成机理的研究分析，氮氧化物生成量的影响因素主要如下4种：①火焰温度、②燃烧器区段氧浓度、③燃烧产物在高温区的停留时间、④煤的特性，可以采用的降低氮氧化物生成量的方法主要有2种：①在不影响生产的情况下，降低火焰的温度，防止局部高温；②降低空气或氧的浓度，使煤在缺氧的条件下燃烧。低氮燃烧技术主要分为如下4种：空气分级燃烧技术、低过量空气燃烧技术、燃料分级燃烧技术和烟气再循环燃烧技术。低氮燃烧技术作为一种脱氮前防止氮氧化物生成的技术，其方法相对简单、经济性好，应用较广泛，但其对燃料和炉型等有一定的要求，往往也需要其他氮氧化物脱除技术协同才能达到较好的脱氮效果。
2.2SDA半干法+布袋除尘器+中低温脱硝工艺
焦炉烟道气—SDA半干法脱硫反应器脱硫—布袋除尘器除尘—烟气加热器加热—SCR脱硝反应器脱硝—余热回收锅炉余热回收—原烟囱排放。半干法脱硫，脱硫剂为碳酸钠，脱硫后温降20~30℃，能保证烟囱长期处于安全热备状态。脱硫效率高能达到95%以上的效率。低温脱硝在脱硫后，烟气中SO2含量低，催化剂表面不易形成硫酸氢铵，催化剂不易中毒，能保证系统的脱硝效率。系统相对稳定简单，投资较高，占地适中。不存在废水、白烟和腐蚀，适应负荷范围比较广，运行业绩较多。
脱硫后有小幅温降，为保证脱硝运行窗口，有时需烟气加热，需消耗较多的高炉煤气或焦炉煤气。脱硫副产物为NaSO4、NaSO3、Na2CO3干粉混合物，目前产物没有较好的运用前景，只能堆放或填埋，存在固废的二次污染的风险。相比干法脱硫，投资费用会高，运行费用适中。
2.3NaClO氧化法脱硫脱硝技术
NaClO氧化法同时脱硫脱硝技术是在湿法脱硫的基础上，在脱硫剂制备系统中加入NaClO溶液，通过NaClO将烟气中NO氧化为高价态的NOx，再利用脱硫剂将SO2与NOx同时脱除[10-11]。在国内，NaClO氧化法脱硫脱硝一体化技术还在研究开发阶段。目前，国内一些科研、环保单位在燃煤锅炉和钢铁行业已开展NaClO氧化法脱硫脱硝一体化技术的工业化试验。
NaClO氧化法脱硫脱硝一体化技术是对湿法脱硫中多污染物进行共同控制的新技术，设备投资少、相对占地面积小、NaClO作为氧化剂的价格比较低廉，再加上环保行业现有大部分的脱硫装置均采用了湿法脱硫技术，所以该NaClO氧化法脱硫脱硝技术具有广泛的应用前景。但是，该技术目前还存在脱硝效率不高的缺点，提高脱硝效率是该技术重点研究的方向和难点。
2.4循环流化床脱硫脱硝技术
烟道气循环流化床脱硫脱硝技术，是基于半干法脱硫的新型烟道气脱硫脱硝技术。该技术在烟气循环流化床脱硫装置的基础上，在钙基脱硫吸收剂中加入强氧化性添加剂，将烟气中难溶于水的NO氧化为易溶于水的高价态的NOx，再通过钙基脱硫吸收剂将SO2和NOx同时吸收。
烟气循环流化床脱硫脱硝技术具有装置投资低、生产运行成本低的特点，并且脱硫脱硝反应的副产物为固态，其可以考虑作为建材的添加剂。该技术作为同时脱硫脱硝一体化的新技术，应用前景广。
2.5活性焦脱硫脱硝工艺
焦炉烟道气—余热锅炉降温—活性焦吸附塔脱硫脱硝—原烟囱排放。活性焦吸附塔内双级反应层同时进行脱硫脱硝。吸附饱和的活性焦通过物料输送设备提升至再生塔加热再生，释放出高浓度SO2混合气体。系统稳定可靠，脱除效果好，脱硫率可达99%以上，脱硝率可达80%。多污染物综合脱除，系统可模块化设计一次性投入多种回报。干式处理，净化过程中无废水、废渣产生，无二次污染。干法脱硫，排烟温度高；能保证烟囱长期处于安全热备状态。由于是协同治理，含高浓度的SO2的烟气治理时，会影响NOx的脱除效率。由于活性焦空速较低，净化反应器体积偏大。初次装填活性焦量大，活性焦成本和系统初投资较高。加热再生造成活性焦损耗和加热能耗较大。
2.6臭氧氧化法脱硫脱硝技术
臭氧化法脱硫脱硝技术主要是指在烟道气中加入适量的臭氧，由于O3具有良好的氧化性，能够保证烟气中的NO得到更好的氧化，将NO氧化成NO2，以提高脱硝脱硫率的目的。在锅炉和矿产等生产单位，已经大量用到了臭氧化法脱硫脱硝技术。但是在焦化企业，臭氧化法脱硫脱硝技术的应用较少，根据相关统计数据能够表明，在应用臭氧化法脱硫脱硝技术的同时，引入湿法脱硝脱硫技术，两个技术有效结合，能够脱硝率可以达到69%左右。
通过合理运用臭氧化法脱硫脱硝技术，能够有效减少企业的生产投资，由于O3的制备成本比较高，在一定程度上影响臭氧化法脱硫脱硝技术的应用，为了保证臭氧化法脱硫脱硝技术得到有效运用，可适当降低O3的制备成本，保证烟气中二氧化硫、氮氧化物浓度在规定范围内。
2.7循环流化床脱硫脱硝技术
烟道气循环流化床脱硫脱硝技术，是基于半干法脱硫的新型烟道气脱硫脱硝技术。该技术在烟气循环流化床脱硫装置的基础上，在钙基脱硫吸收剂中加入强氧化性添加剂，将烟气中难溶于水的NO氧化为易溶于水的高价态的NOx，再通过钙基脱硫吸收剂将SO2和NOx同时吸收。
烟气循环流化床脱硫脱硝技术具有装置投资低、生产运行成本低的特点，并且脱硫脱硝反应的副产物为固态，其可以考虑作为建材的添加剂。该技术作为同时脱硫脱硝一体化的新技术，应用前景广。
结语
目前我国对于SO2排放的总量控制形势严峻，减排压力巨大，对于SO2的排放削减是各生产企业不得不面临的问题，焦炉烟道气的脱硫脱硝技术，能够有效去除SO2、NOx对环境的危害，符合现在国家对绿色生产和循环经济的要求。
参考文献
[1]喻成龙，黄碧纯，杨颖欣.分子筛应用于低温NH3-SCR脱硝催化剂的研究进展[J].华南理工大学学报：自然科学版，2015(3)：143-150.
[2]李歌，王宝冬，马静，等.低温锰基分子筛脱硝催化剂的研究进展[J].环境化学，2018，37(4)：769-781.