工业废气治理之焦化行业篇

三、焦炉煤气脱硫脱硝技术

焦化行业炼焦炉工艺一般分为三种：即顶装工艺、捣固工艺以及清洁热回收工艺。其中顶装工艺的炼焦炉炉型最为复杂、繁多，但根据国家相关政策（逐步淘汰落后、污染严重的4.3m以下焦炉，鼓励焦炉大型化趋势）、不同炭化室高度炉型的污染物产排量的特点，规模一般分为炭化室高度＜4.3m顶装焦炉、4.3m～6m顶装焦炉（包括4.3m）以及炭化室高度≥6m焦炉三类；捣固焦炉以及清洁热回收焦炉这两类由于发展历史较短，炉型差异相对较小，炭化室高度相近，且其污染物产排放量差别不大。

1、焦炉烟气特点

（1）焦炉因其生产工艺的特殊性，烟气中NOx主要是在煤气高温燃烧条件下产生的，焦炉煤气含50%以上的氢气，燃烧速度快，火焰温度高达1700℃～1900℃，煤气中氮气与氧气发生氧化反应生成NOx，浓度一般为600毫克/立方米～1500毫克/立方米，有的甚至高达1800毫克/立方米。

（2）焦炉烟气温度较低。多数焦化企业为200℃~250℃，个别低至180℃、高至280℃;而火电厂烟气温度300℃~400℃。在焦炉烟气温度低于250℃的情况下，无法达到电厂脱硝工艺催化剂起活所要求的反应温度。焦炉是一个复杂的热工设备，其动力源就是烟囱，依靠烟囱的自然吸力把焦炉燃烧的废气排出，所以为了使烟囱具备一定的吸力，烟囱必须具备一定的温度才行，焦炉烟气脱硫脱硝后的烟气温度不能低于130℃的烟气露点温度，否则，会影响焦炉的正常生产。因此，若采用湿法脱硫技术，还需要对烟囱进行热备。

（3）焦炉烟气中SO2含量一般在50-1000mg/Nm3。独立焦化企业焦炉烟道气中SO2值普遍偏高，在180℃至230℃温度区间内，SO2易转化为硫酸铵，造成管道堵塞和设备腐蚀，从而降低脱硫脱硝效率。

（4）焦炉烟气中含有焦油物质，由于脱硫脱硝系统进口温度较低(小于180℃，已经达到焦油凝结温度约260℃)，此时焦炉烟道气中的气态焦油凝结成粘稠状物质，容易堵塞催化剂，造成系统阻力增加、脱硫效率降低。同时，由于焦炉串漏，导致焦炉烟道气中含有一定微细颗粒物(无定形碳、炉墙材料颗粒物)，这些微细颗粒物极易将催化剂堵塞。

因此，一般需要增设焦油吸附装置，采用焦炭或者活性炭作为吸附剂，通过毛细管的吸附作用，去除烟气中绝大部分的焦油。当吸附量接近饱和时（表征为吸附装置阻力变大），需要进行吸附剂的更换，焦油吸附装置采用整体抽屉式快装模块化设计，可以实现吸附剂的快速在线更换及检修。

（5）烟气含水量较大，一般在12-18%。

2、焦炉烟气污染物排放标准

3、焦炉烟气脱硫脱硝工艺

目前，焦炉烟气脱硝的主流工艺有选择性催化脱硝(SCR)、选择性非催化脱硝(SNCR)、活性炭法和氧化吸收法；焦化烟气主流的脱硫工艺为：NaHCO3干法脱硫、活性炭干法脱硫、以碳酸钠为吸收剂的半干法脱硫、氨法脱硫等。干法脱硫技术应用逐渐增加。

目前现有的焦炉烟气脱硫脱硝技术存在以下两个问题：

单独脱硫与单独脱硝组合顺序的选择，根据工艺条件要求,脱硝需在高温下进行,脱硫需在低温下进行。若选择先脱硫后脱硝,然后进入脱硝工序，脱硫须选用干法或半干法脱硫，否则还要对烟气进行再热，造成能源的浪费，并增加企业成本。若选择先脱硝后脱硫,在脱硝催化剂作用下,烟气中SO2被部分催化氧化成SO3,生成的SO3与逃逸的NH3和水蒸气反应生成硫酸氢铵,硫酸氢铵具有黏性和腐蚀性,会对脱硝催化剂和下游设备造成堵塞和腐蚀,从而影响脱硝效果及设备使用寿命。

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