三种常见焦炉烟气脱硫工艺特点简析

三种常见焦炉烟气脱硫工艺特点简析

杨华

贵州盘江电投天能焦化有限公司

贵州省贵阳市550081

摘要：现代焦炉是指以生产冶金焦为主要目的、可以回收炼焦化学产品的水平室式焦炉，炼焦生产过程中煤气燃烧生成的烟道废气含有一定浓度的SO2。由于现代焦炉使用的煤气几乎都进行了脱除的预处理，因此焦炉烟道废气中含有的SO2浓度并不高，一般在200mg/Nm3以下（主要是由煤气中的有机硫燃烧产生）。在国家环保部发布《炼焦化学工业污染物排放标准》（自2015年1月1日起现有企业和新建企业执行排放浓度：机焦和半焦炉SO2≤50mg/Nm3、热回收焦炉SO2≤100mg/Nm3、对于特别排放地区SO2≤30mg/Nm3）要求前，全国的焦炉几乎都未增设烟气脱硫装置。

关键词：焦炉烟气脱硫；工艺；特点；

引言

在经济发展不断发展的状况下，我国对节能环保的提倡和重视程度明显提升，对节能减排也提出了全新的要求。现代化焦化厂在当前的时代背景下，面临着适应发展新变化的重要课题。为了更加深入的阐述焦炉环保技术应用状况，需要对节能和环保进行不断的探索和研究，以求实现新的突破。

1脱硫脱硝工艺流程

烟气从焦炉烟道引出，与定量喷入的新鲜脱硫剂混合后进入烟气脱硫塔，在脱硫塔中进行喷水降温和流化状态下的混合脱硫反应。脱硫塔之后的焦炉烟气经燃烧器加热至220℃，与通过喷氨格栅喷入的浓度为5%以下的氨水混合，通过导流板和气流分布板均流后，进入陶瓷滤管装置。粒径较大的粉尘在重力作用下沉降;粒径小的粉尘沉积在陶瓷管表面形成尘饼层，可进行二次脱硫。为提高脱硫剂的利用率及脱硫效率，设有脱硫灰循环系统。经一体化装置收集的循环消石灰分两路返回脱硫塔，一路经研磨后通过气力运输返回脱硫塔入口烟道，另一路经斜槽流化后返回脱硫塔，与烟气充分混合继续参加反应，循环利用。脱尘硫烟气通过滤料表面与滤管壁内的催化剂层接触发生反应，氮氧化物被一次高效脱除，清洁烟气再通过引风机送至烟囱排出。

2主要装置介绍

(1)碳酸氢钠磨粉机采用意大利进口的Officina2K400磨机，研磨能力为40～450kg/h。(2)引风机采用离心风机，通过变频器来调节压力和流量;轴承冷却采用油冷方式，由高低压稀油站供油。(3)本项目属于焦化工程增加的环保项目，原先预留的场地狭小，为项目设计、规划带来一定局限性，采用一体化装置解决了场地面积小的问题。(4)采用独立单元和模块化设计，便于催化剂更换。脱硝反应器由多个独立单元构成，可在线检修设备或更换催化剂。(5)可靠的联锁装置。焦炉原有烟道闸板处于关闭状态，为保证焦炉烟气脱硫脱硝系统在故障状态时焦炉烟气也能够顺利通过烟囱排出，将烟道闸板脱钩提升装置与烟道吸力设定值、引风机电流设定值、取风阀开度设定值等参数分别进行联锁。当满足相应设定值时，脱钩装置会迅速自动脱钩并打开烟道闸板，确保烟气顺利通过烟囱排出，保证焦炉安全生产。

3焦炉烟气脱硫的特点

1）烟气量较小。与电厂锅炉尾气、烧结机烟气相比，焦炉排放的烟道气的气量要小得多，使用高炉煤气为燃料的焦炉产生的烟道气也仅有约50万Nm3/h，规模远小于燃煤锅炉和烧结机排放烟气，因此，在焦炉上采用两炉/多炉一塔（脱硫塔）的工程较为普遍。2）烟气温度高。全国焦炉普遍排烟温度较高，通常在200℃左右，高的可至300℃，因此也有一些焦炉会在烟道气排放前增设预热锅炉。由于焦炉排烟温度高，后续还要进行脱硝（一般采用反应温度200℃的中低温SCR工艺），之前在其他行业因经济性不佳而推广不开的Na基脱硫工艺（如SDS法）反而因温降小的优势而得以推广。

4脱硫工艺

4.1干湿烟气除尘脱硫技术设

干湿烟气除尘脱硫设计是指将烟气的温度控制在70℃左右，并以氧化镁等物质为脱硫剂，氧化镁在催化作用下会发生化学反应生成氢氧化物液体，这时二氧化硫就会与氢氧化镁进行化学反应，进而生成硫酸亚镁。硫酸亚镁在经过氧化后形成硫酸镁，之后硫酸镁会在自然环境下自行冷却、干燥最后形成七水硫酸镁。在该项烟气处理系统中，化学反应所产生的硫酸镁以及亚硫酸镁最后都可以通过自然冷却变成结晶体，从而有效保证了环境的质量。

4.2SDA法

SDA法也称旋转喷雾法，是一种半干法脱硫技术，吸收剂可采用钠基（Na2CO3）和钙基（CaO），均加水制成吸收剂溶（浆）液，通过高速旋转的喷嘴喷出与烟气反应，脱除SO2，生成Na2SO4（CaSO3）为主的脱硫灰。

4.3湿法烟气除尘脱硫设计

湿法烟气除尘脱硫设计中会运用到旋流板塔脱硫除尘技术，该技术的工作原理为当有机热载体炉烟气通过旋流板塔时，旋流板塔内部的特殊结构会感应到烟气的经过，其装置就会匀速上升，同时还会喷洒一定的碱性液体，装置的上升方向与喷洒方向为逆向，当烟气经过旋流板塔时就会与其喷洒的溶液进行接触，烟气中的硫化物以及粉尘就会被捕捉，一些颗粒较大的粉尘会被旋流板塔所产生的旋转离心力甩到塔壁上，之后在惯性与自身重力的影响下，掉落在旋流板塔内部的收集液体水槽中，水槽会有管道与之相连接，将这些掉落的杂质引导到下层旋流板进行再次的除尘与脱硫，被净化过后的烟气便可以直接进入副塔，在旋流板副塔内部会对烟气进行除去水雾，之后便可以直接排放了，旋流板塔具有压强低、负荷高等特点。有机热载体炉烟气除尘脱硫工程中具有极高的脱硫除尘效率。

5焦炉烟气脱硫脱硝技术优化

通常情况下，在焦化厂炼焦的过程中，焦炉烟气中会含有大量的污染物质，如SO2、NOx以及粉尘等，这些物质会通过焦炉烟囱排放到大气当中，不仅会造成严重的环境污染，还有可能刺激酸雨的形成，对臭氧层造成破坏，进而严重威胁人们的生命健康。在对脱硝催化的过程中，SCR每隔一段时间催化剂需再生，其目的在于最大限度内降低运营成本、提高脱硝催化剂的寿命，从而确保运行的实际效率；最后，将脱硫脱硝完成后的烟道气返回到原焦炉烟囱中，保证焦化厂气体排放的达标性。焦化厂要想对焦炉烟气脱硫脱硝技术有更好的应用，要对焦炉烟气脱硫技术和脱硝技术有正确的认知。一方面，从焦炉烟气脱硫技术的角度分析。现阶段，焦化厂的脱硫技术主要利用分离性质的除尘法，利用硫化物、除尘液和粉尘混合产生的化学反应，从而达到物理技术除尘和形成化学技术氧化硫化物。在这个脱硫的过程中，化学反应所带来的转化效率更高，而物理作用的效率并不高。另外一方面，从焦炉烟气除尘脱硝技术的角度来分析。由氨气稀释风单元和除尘脱硝一体化装置等组成的脱硝系统，能够保证烟气顺利从脱硫塔中出来。其中除尘脱硝一体化装置主要负责的是除尘和脱硝工作。脱销注重的技术核心是气流均布技术。将其和氨气混合在一起，经过除尘和喷氨的处理，做好脱硝工作。气体需要进入布袋，对气体进行压缩，之后进入脱硝的催化剂层，从而保证温度、气流、氨混合气体能够均匀分布。

结束语

焦炉烟气脱硫脱硝工艺的选择非常关键，合理的工艺组合是装置稳定运行的基础。生产实践证明，焦炉烟道废气脱硫脱硝采用“SDS干法脱硫+低温SCＲ选择性催化还原脱硝除尘一体化”工艺技术路线是合适的。处理后排放烟气能满足国家环保部发布的《炼焦化学工业污染物排放标准》要求。

参考文献

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