摘要：現(xiàn)階段，由北京工業(yè)大學(xué)中科院、蘭州物理研究所、中科院大連化物所等單位開發(fā)的低溫催化劑，在焦?fàn)t企業(yè)實(shí)行的工業(yè)測(cè)試中，已經(jīng)得到了證實(shí)，催化劑的性能能夠滿足脫硝的要求。下面文章提出了一種SCR脫硫塔+除塵器+加熱爐+SCR脫銷的焦?fàn)t煙氣治理工藝，脫硫脫硝設(shè)備縱向并列布置，以減小占地面積。該工藝可以實(shí)現(xiàn)較高的脫硫脫硝效率，適應(yīng)焦?fàn)t加煤出焦轉(zhuǎn)換是煙氣溫度、成分波動(dòng)大的問題，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期有效運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：冶金；焦?fàn)t；煙氣脫硫脫硝；工藝技術(shù)

1 煙氣脫硫工藝

1.1 干法脫硫

固體堿吸收劑在干燥和半干燥煙道氣脫硫系統(tǒng)中主要是通過煙氣穿透煙道氣和吸收劑的方法來接觸煙道氣，其中的SO2無論是在何種環(huán)境下，都會(huì)發(fā)生一定反應(yīng)進(jìn)而生成亞硫酸鹽與硫酸鹽。想要使反應(yīng)速度加快，要保證固體堿松散或細(xì)小。煙氣脫硫系統(tǒng)中的煙氣在半干法煙道中加入水，會(huì)有一種液膜形成在堿性物質(zhì)顆粒的表面，然后加入SO2，能提高固體堿物質(zhì)的反應(yīng)速度，這種方法不會(huì)明顯的腐蝕設(shè)備，也不存在排放污水情況，且氣體排放中溫度并未明顯降低，讓煙囪更易擴(kuò)散與通風(fēng)。

1.2 濕法脫硫

在科學(xué)技術(shù)的不斷成熟下，脫硫效率已明顯高于95%。其能回收利用副產(chǎn)品，運(yùn)行成本較低，煤種適應(yīng)性強(qiáng)，且產(chǎn)能較大。同時(shí)由于石灰石濕法脫硫工藝所具有的吸收劑成本較低，所以，已在濕法脫硫領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。該工藝能對(duì)高濃度SO2處理要求進(jìn)行充分滿足，所具有的吸收劑利用率與脫硫率較高。其缺點(diǎn)是脫硫廢水具有腐蝕性，建設(shè)成本高，而最重要的一個(gè)問題就是需要持續(xù)對(duì)脫硫劑進(jìn)行采買，而且難以處理副產(chǎn)品的亞硫酸鈣。通常而言，焦化廠會(huì)使用氨脫硫技術(shù)，其能有效將管道中的氧氣去除，同時(shí)也能夠?qū)够瘡S回收車間處理系統(tǒng)進(jìn)行充分利用，讓兩者相結(jié)合反應(yīng)生成硫酸銨。氨法脫硫一般使用液體吸收劑洗滌煙氣除氧，該裝置操作簡(jiǎn)單，具有很高的脫硫效率。

2 SCR脫硫塔+除塵器+加熱爐+SCR脫銷的焦?fàn)t煙氣治理工藝

2.1 工藝路線

工藝流程如圖1，所含主要設(shè)備包括：脫硫塔、除塵器、氨氣、SCR脫硝反應(yīng)塔、刮板機(jī)、循環(huán)風(fēng)機(jī)。

2.2 工藝描述及工藝特點(diǎn)

從備煤車間運(yùn)過來的精洗煤，最后送入到焦化爐中，在950～1000℃的高溫下，進(jìn)行干餾焦炭煙氣當(dāng)中的，氮氧化合物主要是在高溫條件下產(chǎn)生的。溫度范圍在180～300℃焦?fàn)t煙氣進(jìn)入脫硫塔，經(jīng)脫硫后煙氣進(jìn)入除塵器，再由加熱爐加熱煙氣進(jìn)入SCR脫硝塔進(jìn)行脫硝，最后煙氣達(dá)標(biāo)排放。在此過程中，要求風(fēng)機(jī)出口的煙溫要不得低于125℃以下，避免溫度過低造成對(duì)煙筒內(nèi)部部件的損壞，流量可以采用循環(huán)風(fēng)機(jī)采用變頻控制的方式實(shí)現(xiàn)。

3關(guān)于除塵灰倉淌水問題的工藝設(shè)備優(yōu)化

脫硫灰單元運(yùn)行不暢導(dǎo)致布袋阻力增大，降低了引風(fēng)機(jī)的抽引風(fēng)量即處理煙氣量，間接影響了脫硫脫硝整體裝置的運(yùn)行效果。

3.1 優(yōu)化催化劑倉、灰倉保溫效果

將原催化劑倉、灰倉保溫結(jié)構(gòu)（100 mm厚巖棉加0.8 mm鋁皮瓦楞板保護(hù)殼）進(jìn)行優(yōu)化，具體方法如下。

（1）在每個(gè)灰倉設(shè)置1組外壁并增設(shè)蒸汽伴熱管，伴熱管采用0.2 MPa低壓蒸汽;倉體四面各有1排蛇形管并有蒸汽進(jìn)口和凝結(jié)水出口，倉體上部有蒸汽環(huán)管和下部凝結(jié)水環(huán)管，分別與蒸汽干管和凝結(jié)水干管相接。

（2）蛇形伴熱管不直接與倉體外壁接觸，伴熱管管徑均為DN25 mm低壓流體焊接鋼管。蛇形管圓弧段距離灰斗倉壁不大于150 mm，在灰斗下部伴熱蛇形管距離倉壁逐漸變小，與蒸汽冷凝水干管連接。

（3）在催化劑倉、灰倉伴熱管外部增設(shè)6 mm厚納米氣凝膠氈，然后鋪設(shè)100 mm厚巖棉加0.8 mm鋁皮瓦楞板保護(hù)殼。

（4）除塵設(shè)備使用前，先開加熱系統(tǒng)30 min，待除塵設(shè)備有一定溫升，方可使用。

通過優(yōu)化催化劑倉、灰倉保溫效果，保持煙氣在除塵器內(nèi)溫度在200℃以上，測(cè)量灰倉壁煙氣溫度在180℃以上，有效保證了煙氣水蒸汽不凝結(jié)。

3.2 優(yōu)化氨氣氣源

綜合分析氨氣供應(yīng)管路，在脫硫脫硝裝置前增設(shè)氨氣加熱器，將氨氣加熱至130℃以上，氨氣中的氨水完全氣化，氨氣輸送管道采用蒸汽伴熱保溫。氨氣加熱器原理為蒸汽換熱，通過低壓蒸汽與氨氣換熱將氨氣由50℃提高至130℃以上。

3.3 優(yōu)化壓縮空氣氣源

通過增設(shè)深冷型冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)，除去壓縮空氣中的油和凝結(jié)水，消除了除塵布袋反吹過程、氣力輸灰過程中總壓縮空氣攜帶水和脫硫灰混合的影響。

3.4 優(yōu)化氣力輸灰系統(tǒng)

優(yōu)化氣力輸灰系統(tǒng)的措施包括:（1）通過取消部分管段，縮短灰倉排灰孔與氣力輸灰系統(tǒng)的連接距離;（2）提高連接管道的保溫密封效果;（3）優(yōu)化氣力輸送自動(dòng)運(yùn)行程序，增加無效輸送報(bào)警，即在開始輸送后，通過輸送阻力信號(hào)判斷輸送系統(tǒng)是否處于無效輸送狀態(tài)（即無料輸送），系統(tǒng)及時(shí)提示巡檢人員檢查除塵器灰斗下料狀態(tài)。通過上述措施，有效保證了灰倉排灰的連續(xù)性。

4 煙氣脫硝工藝

各類脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原脫硝率最高，有非常廣的應(yīng)用范圍，并較為成熟。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，催化劑選擇的關(guān)鍵參數(shù)是煙氣溫度，此技術(shù)需要維持約為220℃的溫度運(yùn)行條件范圍內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)，催化反應(yīng)的最佳溫度直接影響反應(yīng)過程。想要對(duì)煉焦?fàn)t煙氣溫度進(jìn)行合理控制，人們需對(duì)煙氣加熱系統(tǒng)進(jìn)行改善。水與氮?dú)馐欠磻?yīng)物，無法進(jìn)行有效回收，只會(huì)對(duì)原料與能量進(jìn)行消耗，不能出現(xiàn)任何價(jià)值，并且三年就要更換一次催化劑，有很高的成本。

用SCR催化劑脫硝，人們可以改進(jìn)催化劑，有效降低反應(yīng)速率，從而能夠進(jìn)一步降低反應(yīng)溫度。然而，在低溫環(huán)境中，很多技術(shù)依舊處在試驗(yàn)階段，還沒有應(yīng)用在任何工業(yè)裝置的實(shí)踐中，因在低溫條件下SO2和氨容易生成銨鹽，從而使催化劑發(fā)生中毒，對(duì)催化劑性能產(chǎn)生一定的影響，低溫脫硝催化劑有較為集中的采購路線，且有很高的價(jià)格。

5 焦化爐煙氣脫硫脫硝的相關(guān)建議

（1）焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝作為大氣污染治理中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，需同現(xiàn)有工藝與規(guī)劃統(tǒng)籌實(shí)施，確定合理的工藝路線。

（2）焦?fàn)t煙氣要滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）排放標(biāo)準(zhǔn)，必須采取SCR脫硝+脫硫技術(shù)。

（3）焦?fàn)t煙氣中含有大量灰分及焦油，防堵和防磨損性能是保證SCR設(shè)備長(zhǎng)期安全和穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

5 結(jié)語

總體而言，針對(duì)焦?fàn)t煙氣的化學(xué)與物理特性，并同有關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效結(jié)合，進(jìn)而分析和總結(jié)改進(jìn)了焦?fàn)t煙氣幾類現(xiàn)有的較為成熟的煙氣脫硫脫硝法，進(jìn)而最終提出了切實(shí)可行的煙氣脫硫脫硝基本工藝方案設(shè)計(jì)及相關(guān)問題的改進(jìn)方法，望對(duì)以后脫硫脫硝系統(tǒng)的高效、順利運(yùn)行提供有價(jià)值的指導(dǎo)價(jià)值。