焦化厂脱硫脱硝工程施工技术探究与讨论

焦化厂脱硫脱硝工程施工技术探究与讨论

殷航

山东济矿民生煤化有限公司 山东省济宁市 272211

摘要：本文通过对焦化厂炼焦烟气治理中出现的一些问题进行讨论，阐述了炼焦烟气治理中的一些具体工艺流程，并就炼焦烟气治理中的脱硫脱硝技术改造提出了一些建议，希望能进一步提高焦化厂脱硫脱硝工程施工的技术水平。

关键词：焦化厂；脱硫脱硝工程技术；改进策略

目前，环保问题已成为全社会共同关心的问题，因此对炼焦过程产生的烟气进行预处理则显得尤为重要。焦炉烟中含有大量的氯化物和二氧化硫，这些物质会对环境产生很大的危害，所以脱硫脱硝是烟气处理的主要内容。焦炉烟气的脱硫脱硝工艺是焦化厂生产运行中的一个重要环节，它是一个非常复杂的过程。当前，焦化厂的烟气脱硫脱硝工艺，无论是在工艺流程还是在技术细节上，都还存在着许多需要解决的问题，因此，它还有待于进一步地完善和改进。

1 焦化厂脱硫脱硝处理难点

1.1 烟气温度高

火力发电厂锅炉在使用过程中，其焦炉烟的生成过程是：将清洁煤装车后，经煤塔输煤，然后送入焦化区，在炭化室内进行高温蒸馏，生成焦炭；在经过热处理之后，它会与空气进行混合，然后燃烧，生产出的废气通过热交换处理后，通过竖向排出通道，再通过回热器，最后到达主烟气通道和烟气窗口[1]。在此过程中，我们发现，在炼焦过程中，产生和排放的初期都有很高的热量，虽然通过系统中的多个设备的运行，会有一定的降低，但是大多数的焦炉烟气从烟窗出来后，仍然是很高的温度。此外，在炼焦锅炉的燃烧和运行中，还必须对焦炉的烟窗作较长时间的保温。这一问题的产生，会使炼焦炉烟的实际排烟温度偏高或偏低。

1.2 烟气成分复杂，设备不稳定

在炼焦过程中，炼焦过程中会产生大量的含粉尘气体，同时还会产生 NOx、SO2等混合物。另外，二氧化硫进入烟道后，又与氨气发生反应，形成强腐蚀性的酸雨。由于烟气中的组分太过复杂，这就使得处理工艺变得更加复杂和困难。而且，在长时间地对含硫氨基酸进行处理的过程中，也造成了系统中的各个设备都受到了不同程度的腐蚀和损坏，因此，焦炉烟气中的多种污染物很难独立地进行转化。

2 焦化厂主要脱硫技术

2.1干法脱硫技术

干法脱硫的技术原理是：将碳酸钙固体喷入炉膛，在高温状态下进行煅烧、燃烧，生成 CaO，再与焦炉烟气中的SO_2反应，生成 CaO。还可以根据焦化厂的具体情况，采用活性炭吸附、电子束辐照等方法，将烟道气中的二氧化硫还原为硫酸、硫酸铵。

其特征是：不管是哪一种处理方法，都是将焦炉烟与固体碱性催化剂接触，使其与SO2反应，再将其转化成硫酸盐。为了确保脱硫效果，在使用过程中，必须将所加的碱式反应剂进行破碎处理。半干脱硫技术是一种基于碱土金属的特殊表面结构，在碱土金属表面形成一层液膜，将烟气中的SO2与液膜作用，从而实现烟气中SO2的高效脱除。在应用干法烟气脱硫过程中，必须使其反应通道处于较干燥的状态。

干法脱硫工艺的优点和缺点：与其它的焦炉烟气脱硫方法相比，具有很多的优势，比如传递热量和传质的能力，脱硫系统的建造投资很低（无需大量的烟气冷却，而且锅炉的效率很高），具有良好的排烟性能等。但是，在该工艺的过程中，还会它牵涉到大量的大型仪器的建造与使用，目前主要存在的问题有：占地较大、需要大量的脱硫吸收剂、烟气净化效率低下、处理后的烟尘浓度较高等。

2.2湿法脱硫技术

目前，目前，我国焦化厂普遍采用的湿法烟气脱硫技术主要有石膏法、废渣法、氨法等。本文对这三种方法的应用原理、特点和优缺点作了详细的阐述。

石膏法脱硫的技术原理与操作步骤：当空气进入转换设备时，硫酸钙会在第一时间被氧化成石膏，这样就能使注浆更加均匀，同时还能略微提升脱硫效率。石膏法是目前大多数焦化厂普遍采用的一种湿法脱硫工艺，而石灰石是其主要脱硫剂。实践证明，该工艺具有适用面广、高吸收剂利用率、高转化率、处理效果稳定等优点。与此同时，该方法也存在着一些不足，如：烟气脱硫投资偏高、设备工作不稳（常出现严重腐蚀）、改造后的石膏处理途径单一，影响其处理效果。

废渣法是利用石灰浆对吸收塔烟道气中的SO2进行洗脱，使分散在烟道气中的SO2依次转变成亚硫酸钙和硫酸钙，实现SO2的高效脱除。固废处理技术虽有诸多优势，但在实际运行过程中，设备易受污染、堵塞及各种沉积物的影响，使其在吸附塔中不断累积，从而影响烟气脱硫的稳定性。

氨法除硫以氨为主，以液体转化剂为主，对焦炉烟气进行净化。经该工艺处理后，可脱除烟气中的SO2。相对于其它方法，该方法不仅能实现焦炉烟气的高资源化，而且还能降低氨浓缩系统的运行负荷。但氨法烟气脱硫因其非一体化特点，无法与其它焦炉烟气脱硝技术联用，且需设置专门的处理设备。但是，因副产品的纯度波动较大、烟道处理的温度较低等原因，设备的不稳定（易引起设备的腐蚀和破坏），使得本项目的实施受到了极大的限制[2]。

3常见的脱硝工艺

3.1SCR脱硝工艺原理

SCR处理技术体系最为成熟。烟气脱硝工艺的思想是在合适的温度下，营造出一个焦炉烟气脱硝的环境，调整催化剂的温度，通过选择合适的催化剂及还原剂，实现对烟气中氨氧化合物的还原。

3.2 SCR工艺流程的利弊分析

利用 SCR技术对焦炉烟气进行脱硝，转化效率高，转化效果稳定，烟气中氨气的转化率超过80%，同时，本工艺在烟气脱硝处理体系中的应用也较为广泛。但是，这种方法也存在着一定的缺陷，但存在流程繁琐，经济投资高，需另建一套焦炉烟气加热系统，且无附加经济效益等问题。另外，我国部分焦化厂对 SCR烟气脱硝过程进行了改造，并在改造后的烟气脱硝过程中，配以催化剂，可以有效地降低烟气脱硝过程中的反应温度[3]。目前，该工艺面临着催化剂性能波动大、易中毒等技术难题，且目前普遍使用的低温催化剂价格昂贵。

4 焦化厂脱硫脱硝工艺改造对策

4.1先脱硫后脱硝

焦炉烟气先脱硫后脱硝工艺的具体操作步骤：首先，将焦炉烟送至干燥型脱硫装置，将其二氧化硫脱除，然后，将焦炉烟送至脱硫型焦炉烟 SCR脱硝系统，持续加热，最后，将焦炉烟送至余热锅炉，继续加热；在此基础上，对炼焦过程进行脱硫、脱氮处理，并通过排烟窗口排放到空气中。

此种工艺的特征是：采用“先脱硫后脱硝”技术，不仅可以显著降低焦炉烟气中SO2的含量，而且可以减少烟气处理时生成的硫酸等杂质，延长炼焦炉的使用年限。但在实际应用中，由于投资较大，并不适宜使用湿法烟气脱硫。此外，还需要在余热锅炉中增设一套烟气加热装置，并将脱硝后的高温烟气输送到余热锅炉中。

4.2 先脱硝后脱硫

焦炉烟气先脱硝后脱硫工艺的具体操作步骤：把焦炉引进 SCR烟气脱硫系统，并根据特定的情况，给它们加热，然后把它引入余热锅炉，然后进行氨法烟气脱硫，最后，将焦炉内烟气通过烟气脱硫处理后排出，使其在余热锅炉内不断升温。

这个过程有一些技术上的缺点，在通过脱硫脱硝系统后，焦炉烟气中的二氧化硫含量有了明显的提高，在某些条件下，可与氨反应生成具有一定毒性的硫酸氢盐，造成催化剂中毒、失活和堵塞。因此，必须利用烟气脱硝设备的前端过滤和清洗装置，定期对催化剂表面吸附的各类杂质进行过滤和清洗。另外，在对焦炉进行热处理时，还必须使其热负荷保持在某一范围内，并使其长时间保持在热备用的状态[4]。

结语

在深入分析了焦炉烟气脱硫脱硝工艺流程后，本文对存在的问题进行了分析，并给出相应的改进措施，希望能进一步提高炼焦过程中的脱硫脱硝质量和水平。

参考文献：

[1]王勇.焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工艺技术分析[J].化工管理,2018,0(13):190-191. 

[2]黄国兴.焦化企业脱硫脱硝技术应用及运行效果、存在问题交流[J].煤化工,2018,46(4):73-77. 

[3]许为.焦炉烟气脱硫脱硝技术及其发展现状[J].燃料与化工,2018,49(5):1-3. 

[4]王甘霖,吴家珍,梁波.焦炉烟气脱硫脱硝技术在鞍钢的应用[J].燃料与化工,2019,50(1):62-64.