【硫老师】几种焦炉烟气脱硫脱硝技术详解

3.工艺特点

1)脱硫效率>99%，脱硝效率>85%;氨回收利用率>99.0%。氨逃逸率<1%，而普通氨法脱硫只能控制在5%-10%以上。

2)在同一系统中可同时实现脱硫、脱硝、脱重金属汞、二次除尘等多种烟气减排效果。

3)对烟气硫分适应强，可用于150-10000mg/Nm3甚至更高的硫分，因此，可使用高硫煤降低成本。

4)整个过程无废水和废渣排放，不产生二次污染。同时净烟气中NH3含量小于8mg/Nm3(完全满足环保部NH3<10mg/Nm3的要求)。

5)催化剂使用寿命可长达15年。

6)运行成本低(据某钢厂统计吨焦运行成本不超过2元)。

7)通过增加催化剂，提高亚硫酸铵的氧化效率，运行pH值低于氨法脱硫，能有效抑制氨的逃逸(≤能有效抑)。

8)可实现焦炉烟气低温脱硝(目前国内普遍使用的SCR属于高温脱硝)，减少对设备的腐蚀。

9)对烟气条件的波动性有较强的适应能力。

10)副产品硫铵质量达标，且稳定。

4.投资与操作成本

对于110万吨/年焦炭产能，SICS装置的运行消耗指标、投资费用及操作成本见表1。

表1 SICS装置运行消耗指标、投资及成本(年产焦炭110万吨)

活性炭/焦脱硫脱硝工艺

1.活性炭/焦脱硫脱硝原理

根据活性焦的吸附特性和催化特性，烟气中SO2、O2及水蒸气分别吸附在活性焦表面，经过表面反应生成H2SO4吸附在活性焦微孔中，从而达到烟气脱硫的效果。

2SO2+O2+2H2O→2H2SO(1)

活性焦脱硝主要利用活性焦的催化性能进行选择性催化还原(SCR)反应，在还原剂(NH3)的作用下将NO还原为N2。

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(2)

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O(3)

活性焦再生机理：将吸附SO2饱和的活性焦加热到400-500℃，蓄积在活性焦中的硫酸或硫酸盐分解脱附，产生的主要分解物是SO2、N2、CO2、H2O，其物理形态为高浓度SO2的气体。主要反应是硫酸与活性焦反应：

2H2SO4+C→2SO2+CO2+2H2O(4)

再生反应能够恢复活性焦的活性，而且其吸附和催化能力不但不会降低，还会得到提高。

副产物的转化利用：活性焦再生所产生的高浓度SO2气体，其体积浓度达到20%-30%，高于现有硫酸生产中采用硫磺、硫铁矿燃烧所产生的SO2气体浓度，可以用来生产浓硫酸、稀硫酸(70%)、硫磺、液态二氧化硫、亚硫酸铵、亚硫酸钠等。

2.工艺流程

焦炉烟气在烟道总翻板阀前被引风机抽取进入余热锅炉，烟气温度从180℃降低至140℃，然后进入活性炭脱硫脱硝塔，在塔内先脱硫、后脱硝，烟气从塔顶出来经引风机送回烟囱排放(见图1)。从塔底部出来的饱和活性炭进入解析塔，SO2等气体出来后送化工专业处理，再生后的活性炭重新送入反应塔循环使用。

该工艺主要由热力余热锅炉、活性炭脱硫脱硝塔、引风机、解析塔、热风炉及氨系统等组成。

图4 焦炉烟气活性炭脱硫脱硝工艺

3.工艺特点

1)SO2脱除效率可达98%以上，NOx脱除效率可达80%以上，同时粉尘含量小于15mg/m3。

2)实现脱除SO2、NOx和粉尘一体化，脱硫脱硝共用一套装置。

3)烟气脱硫反应在120-180℃进行，脱硫后烟气排放温度120℃以上，不需增加烟气再热系统。

4)运行费用低，维护方便，系统能耗低(每万立方米焦炉烟道气耗能约2.51kgce，相当于吨焦脱硫脱硝耗能为0.587kgce)。

5)工况适应性强，基本不消耗水，适用于水资源缺乏地区;能适应负荷和煤种的变化，活性焦来源广泛。

6)无废水、废渣、废气等二次污染产生;资源回收、副产品便于综合利用。

4.投资与操作成本

两套活性炭焦炉烟道气净化装置(处理烟气量2×40m3/h、年焦炭产能2×150万吨)的工程投资费用为1.05亿元，吨焦投资成本约为35元;吨焦脱硫脱硝操作成本约为13元。

以上焦炉烟气脱硫脱硝工艺技术的吨焦投资成本和操作成本的对比，见表2。

表2 各种焦炉烟气脱硫脱硝工艺的吨焦投资和操作成本比较

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