摘要：針對某企業(yè)焦爐煙氣，新建一套脫硫脫硝除塵裝置，焦爐煙氣經(jīng)過處理后，煙氣中顆粒物、二氧化硫、氮氧化物以排放濃度滿足《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》（GB16171-2012）大氣污染物排放限值的要求。即：SO2排放濃度小于50mg/Nm3，NOx排放濃度小于500mg/Nm3，同時要求處理后煙氣中顆粒物排放濃度小于30mg/Nm3，氨含量排放濃度小于8ppm。

云南某企業(yè)現(xiàn)有三座 4.3m搗固側(cè)裝焦爐，共3×50孔，年產(chǎn)全焦 105萬噸。三座焦爐分別建成于2003年、2004年、2005年，建設(shè)時均未配套建設(shè)焦爐煙氣脫硫脫硝裝置，2016年11月焦爐逐步提高生產(chǎn)負荷以來，三座焦爐排放的煙氣多次出現(xiàn)二氧化硫、氮氧化物和粉塵超標問題。鑒于以上原因，需建設(shè)焦爐煙氣脫硫脫硝塵設(shè)施，使焦爐煙氣排放達到國家現(xiàn)行《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》GB16172-2012要求，徹底解決焦爐煙氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物達標排放問題，緩解環(huán)保壓力，確保企業(yè)生存和發(fā)展。

1 焦爐煙氣參數(shù)

1.1 處理規(guī)模

處理三座焦爐標況下總煙氣量：180000Nm3/h（標況、濕基、實際氧）。

1.2 年運行時間

年工作8760h，每年365d，每天24h連續(xù)工作。

1.3 焦爐煙氣參數(shù)

焦爐煙氣參數(shù)如表1所示。

1.4 脫硫脫硝除塵設(shè)施的性能

脫硫脫硝除塵設(shè)施的性能必須進行保證，性能保證值為：

（1）裝置處理能力：180000Nm3/h，操作彈性：50%～120%。

（2）凈煙氣SO2排放濃度≤50mg/Nm3。

（3）凈煙氣NOx排放濃度≤500mg/Nm3。

（4）氨逃逸：≤8ppm。

（5）顆粒物：≤30mg/Nm3。

2焦爐煙氣治理工藝

焦爐煙氣脫硫脫硝除塵裝置采用SDS干法脫硫工藝+中低溫SCR脫硝工藝+布袋除塵工藝，焦爐煙氣先進入SDS干法脫硫系統(tǒng)脫除SO2，后進入布袋除塵器脫除顆粒物，最后進入中低溫SCR系統(tǒng)脫除NOx，處理后的凈煙氣排放濃度滿足《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》（GB16171-2012）大氣污染物排放限值的要求。

工藝路線：焦爐煙氣→SDS脫硫系統(tǒng)→布袋除塵系統(tǒng)→中低溫SCR脫硝系統(tǒng)→煙囪排放

2.1 脫硫工藝技術(shù)

2.1.1 SDS脫硫工藝原理

SDS干法脫硫噴射技術(shù)是將高效脫硫劑碳酸氫鈉（小于20μm）均勻噴射在脫硫反應(yīng)區(qū)域內(nèi)，脫硫劑在脫硫反應(yīng)煙道內(nèi)被熱激活，比表面積迅速增大，與煙氣中的SO2等酸性物質(zhì)發(fā)生物理、化學反應(yīng)，使煙氣中的SO2等酸性物質(zhì)被吸收凈化。

完成的主要化學反應(yīng)為：

2NaHCO3+SO2+1/2O2→Na2SO4 +2CO2+H2O

2NaHCO3+SO3→Na2SO4 +2CO2+H2O

經(jīng)吸收SO2并干燥的含粉料煙氣進入布袋除塵器進行進一步的脫硫反應(yīng)及煙塵凈化。脫硫除塵后的煙氣進入中低溫SCR反應(yīng)器脫除NOx。

根據(jù)本項目的目標、投資、運營成本、建設(shè)場地等因素綜合考慮，煙氣SDS干法脫硫技術(shù)具有投資相對較低，脫硫效率相對較高，設(shè)備可靠性高，運行費用較低且可靠，系統(tǒng)簡單、所產(chǎn)生的最終固態(tài)產(chǎn)物易于處理等特點，最大程度滿足本項目的改造要求。因此本工程采用煙氣SDS干法脫硫技術(shù)。

2.1.2 脫硫系統(tǒng)建設(shè)指標

SOX排放濃度≤50mg/Nm3;

2.1.3 脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備選型

2.2 除塵工藝技術(shù)

2.2.1 布袋除塵原理

SDS干法脫硫系統(tǒng)后配1套布袋除塵器，煙氣經(jīng)過布袋除塵后進入中低溫SCR反應(yīng)器脫除NOx，再由煙囪出口排出。

經(jīng)過SDS干法脫硫后的含塵煙氣由進風管道進入中箱體下部，在擋風板形成的預(yù)分離室內(nèi)，較大顆粒粉塵因慣性作用落入灰斗。煙氣向上到達濾袋，粉塵被阻留在濾袋外面，凈化后的煙氣進入袋內(nèi)，并經(jīng)袋口進入上箱體，最后經(jīng)氣動提升閥由出風管道排出。

2.2.2 除塵系統(tǒng)建設(shè)指標

煙塵排放濃度≤30mg/Nm3;

除塵器漏風率≤1%。

2.2.3 對濾料的要求

耐高溫：能承受工作溫度260℃。

耐酸腐蝕：煙氣中含有一定的SOX和NOX。

耐水解：雖然煙氣系統(tǒng)應(yīng)采取一定的保溫措施，但由于存在酸性氣體，應(yīng)防酸露點和開停機時出現(xiàn)的結(jié)露現(xiàn)象，要求有一定的耐水解性。

抗氧化：煙氣中含有一定的氧量。

2.3 脫硝工藝技術(shù)

2.3.1 SCR脫硝工藝原理

選擇性催化劑還原法（Selective Catalytic Reduction）簡稱SCR，指在一定的溫度和催化劑的作用下，以液氨或尿素作為還原劑，有選擇性地與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)并生成無毒無污染的氮氣和水。該技術(shù)可使用液氨或尿素為脫硝還原劑。

在SCR反應(yīng)器內(nèi)，NO通過以下反應(yīng)被還原：

4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O 6NO+4NH3→5N2+6H2O

當煙氣中有氧氣時，反應(yīng)第一式優(yōu)先進行，因此，氨消耗量與NO還原量有一對一的關(guān)系。

NO2參與的反應(yīng)如下：

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O 6NO2+8NH3→7N2+12H2O

在絕大多數(shù)脫硝煙氣中，NO2僅占NOX總量的一小部分，因此NO2的影響并不顯著。

SCR技術(shù)具有脫硝率高、氨逃逸低等顯著特點，因此目前焦化煙氣脫硝措施中，由于SCR是最為成熟的商業(yè)性NOX控制處理技術(shù)，國內(nèi)更多是采用SCR脫硝技術(shù)。SCR脫硝分為高溫SCR脫硝和中低溫SCR脫硝，高溫SCR脫硝的反應(yīng)溫度在310～420℃;中低溫SCR脫硝的反應(yīng)溫度在180～310℃;根據(jù)焦化煙氣的溫度特點，應(yīng)采用中低溫SCR脫硝工藝。

2.3.2 脫硝系統(tǒng)建設(shè)指標

NOX濃度≤500mg/Nm3;氨逃逸≤8ppm。

2.3.3 脫硝系統(tǒng)主要設(shè)備選型

3 治理效果

脫硫脫硝除塵系統(tǒng)投運后，由某檢測單位對煙囪出口進行了煙氣排放監(jiān)測試驗。

試驗期間，焦爐負荷在30%時，總煙氣量為51627Nm?/h，煙囪出口排放值：NOx排放濃度361mg/Nm3，SOx排放濃度21mg/Nm3，顆粒物排放濃度7mg/Nm3，氨逃逸排放濃度1.5ppm。

試驗期間，焦爐負荷在50%時，總煙氣量為83365Nm?/h，煙囪出口排放值：NOx排放濃度325mg/Nm3，SOx排放濃度18mg/Nm3，粉塵排放濃度11mg/Nm3，氨逃逸排放濃度1.9ppm。

試驗期間，焦爐負荷在75%時，總煙氣量為125632Nm?/h，煙囪出口排放值：NOx排放濃度298mg/Nm3，SOx排放濃度26mg/Nm3，粉塵排放濃度9mg/Nm3，氨逃逸排放濃度2.1ppm。

試驗期間，焦爐負荷在100%時，總煙氣量為172396Nm?/h，煙囪出口排放值：NOx排放濃度305mg/Nm3，SOx排放濃度22mg/Nm3，粉塵排放濃度13mg/Nm3，氨逃逸排放濃度1.9ppm。

試驗期間，焦爐負荷在120%時，總煙氣量為198953Nm?/h，煙囪出口排放值：NOx排放濃度345mg/Nm3，SOx排放濃度28mg/Nm3，粉塵排放濃度11mg/Nm3氨逃逸排放濃度1.6ppm。

4 結(jié)論

監(jiān)測期間，在不同工況負荷下，該企業(yè)焦爐煙氣經(jīng)脫硫脫硝除塵治理后的凈煙氣排放濃度均低于《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》（GB16171-2012）大氣污染物排放限值的要求。即：SO2排放濃度小于50mg/Nm3，NOx排放濃度小于500mg/Nm3，顆粒物排放濃度小于30mg/Nm3，同時氨逃逸含量排放濃度小于8ppm。

SDS干法脫硫工藝+布袋除塵工藝+中低溫SCR脫硝工藝的組合技術(shù)為焦爐煙氣治理提供了一攬子的解決方案，且具有工藝技術(shù)先進，成熟可靠，一次性投資少，運行成本低，不產(chǎn)生廢水等多項優(yōu)點。對現(xiàn)役焦爐煙氣治理滿足更高環(huán)保要求及深度凈化具有良好的推廣價值。