焦炉烟气脱硫脱硝净化技术与工艺探讨

现有NOx净化技术可分为选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法、吸收法和固体吸附法等。SCR法采用氨作为还原剂，在催化剂的作用下，选择性地将NOx还原成N2和H2O，还原反应在低温下的反应速度很慢，为加快其反应速度加入催化剂。根据催化剂适用的烟气温度条件，将SCR工艺分为高温(>450℃)、中温(320℃～450℃)和低温(120℃～320℃)工艺，SCR法是目前烟气脱硝技术中脱硝效率最高、最为成熟的技术。活性炭法脱除NOx的过程类似于SCR反应过程，可认为是吸附与SCR过程相结合的一种方法，或低温的SCR反应。吸收法是湿法脱硝，是指利用水或者水溶液来吸收废气中的NOx，根据吸收剂的不同分为水吸收、

酸吸收、碱吸收、氧化吸收、液相还原吸收、络合吸收、微生物法等，有工业应用的主要为碱吸收法和酸吸收法。

3焦炉烟气脱硫脱硝典型净化工艺技术路线分析

3.1SCR法脱硝+双碱烟气脱硫工艺

从焦化烟囱出来的烟气首先经SCR反应器脱硝后进入空气换热器换热，换热后的烟气进入余热锅炉，余热回收后的烟气温度大约在160℃，再进入脱硫塔进行脱硫，脱硫后的烟气经脱硫塔顶除雾后排入大气，换热加温后的空气进入原烟囱进行烟囱热备。

3.1.1SCR脱硝工艺原理

SCR技术是还原剂(NH3、尿素)在催化剂作用下，选择性地与NOx反应生成N2和H2O，而不是被O2所氧化，故称为“选择性”。主要反应如下:

NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

工艺流程:烟气→氨水储罐→氨水蒸发器→压力变送器→喷氨格栅→SCR反应器→余热锅炉→脱硫塔→净烟气排放。

3.1.2钙钠双碱法烟气脱硫

钙钠双碱法烟气脱硫是先用可溶性的钠碱溶液(Na2CO3或NaOH溶液)作为吸收剂吸收SO2，然后用石灰浆液作为第二碱对吸收液进行再生，再生后的吸收液循环利用。由于在吸收和再生处理中，使用了两种不同类型的碱，故称为双碱法。

反应原理:反应分吸收反应和再生反应。吸收反应:

2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O

Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

该过程中由于使用钠碱作为吸收液，因此吸收系统中不会生成沉淀物。再生过程(用石灰浆液):

CaO+H2O→Ca(OH)2

2NaHSO3+Ca(OH)2→Na2SO3+CaSO3˙1/2H2O

再生后所得的NaOH液送回吸收系统使用，所得半水亚硫酸钙压缩空气氧化后生成石膏(CaSO4˙2H2O)送脱水装置处理。

3.1.3技术特点

该工艺采用溶解度大、活性高的钠碱作为吸收剂，脱硫效率极高，通过塔外石灰再生，解决了石灰法易结垢易磨损的问题。脱硫液基本上是Na盐及钠碱的水溶液，PH值呈中性或弱碱性，在循环过程中对水泵、管道、设备腐蚀轻，便于设备运行与保养。塔内吸收了SO2的脱硫液在塔外用廉价的石灰再生循环利用，实际消耗的脱硫剂为石灰，脱硫成本低。

3.2烟气升温后脱硫脱硝工艺

3.2.1工艺流程

焦炉烟道气在总烟道调节翻板处引出，经烟气管道进入煤气补燃炉，加热后的烟气依次进入SCR脱硝反应器、余热回收装置，然后烟气经过增压风机进入脱硫系统，脱除SO2后的净烟气经过湿式电除尘后，通过塔顶烟囱排放，脱硫生成的副产品送到焦化回收车间，生产硫酸铵成品。

3.2.2技术特点

焦炉烟气脱硝目前是新兴行业，且烟气温度比较低，由于应用于低温场合的催化剂运行时间都不长，其安全运行、维护、再生均处于试用阶段，远不及中高温催化剂的成熟经验，中高温催化剂在国内经过十多年的实践和验证，其性能稳定、价格低廉，维护使用安全可靠。在运行费用合理，厂区能够调配焦炉煤气，且蒸汽有需求的情况下，采用焦炉煤气补燃升温的中温SCR脱硝技术，也是目前情况下一条可行的焦炉烟气脱硝技术。

采用煤气补燃升温后的焦炉烟气对催化剂的适应性得到极大的改善，能够在高SO2含量、燃高硫煤、焦炉串漏、前端煤气净化异常等不利工况下稳定运行。但由于采取煤气补燃升温、余热回收、烟气精除尘等技术，该工艺投资相对较高，另外氨法脱硫对设备的防腐性能要求较高。

3.3双氨(铵)法脱硫脱硝工艺

3.3.1工艺原理

在脱硫脱硝一体化塔中，用浓氨水调节PH值的条件下，氨水中的游离氨与烟气中的SO2反应，生成硫酸铵;同时在臭氧氧化作用下，烟气中的NO部分氧化为NO2，NO、NO2以一定的比例与氨水中的游离氨生产硝酸铵。吸收用10%～14%浓氨水调节PH值，脱硫脱硝循环液经氧化送硫铵系统，生产硫酸铵、硝酸铵产品。

3.3.2技术特点

利用臭氧强氧化性将烟气中难溶于水NO(约占95%)氧化为易溶于水并与水反应的高价氮氧化物(NO2、NO3、N2O3)等，采用喷淋洗涤法从烟气中脱除。该方案脱硫脱硝一体塔分为脱硫脱硝一段、二段、逃逸氨捕集段、除雾段及附属附件等，节省占地，减少了投资;脱硫脱硝剂为自产剩余氨水和浓氨水(10%～14%)为吸收剂，原材料供应可靠、方便、价格便宜，但设备的防腐性能要求较高，臭氧发生装置复杂、电耗高。

3.4活性炭一体化烟气净化技术

脱硫脱硝一体化装置的主要原料为专用活性炭，它是一种综合强度(耐压、耐磨损、耐冲击)比常规活性炭高、比表面积比常规活性炭小的吸附材料。目前工业使用的专用活性炭常制作为圆柱状。

3.4.1脱硫机理

活性炭脱硫工艺原理是基于SO2在活性炭表面的吸附和催化作用，烟气中的SO2在120℃～160℃的温度下，与烟气中氧气、水蒸汽发生反应为硫酸吸附在活性炭孔隙内。

物理吸附:SO2→SO2(SO2吸附在活性炭微细孔中);

化学吸附:SO2+O2→SO3，

SO3+nH2O→H2SO4+(n-1)H2O;脱硝时喷NH3，向硫酸盐转化(靠NH3/SO2)，

反应为:

H2SO4+NH3→NH4HSO4

NH4HSO4+NH3→(NH4)2SO4

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