焦炉烟道气同时脱硫脱硝技术路线探讨

(2)低温催化剂虽在垃圾焚烧等领域已有应用，但须去除SO2。一旦存在SO2，催化剂可将部分SO2转化为SO3，低温下(<300℃)生成的硫铵化合物晶体易堵塞催化剂导致失活。SO2浓度轻微上升，所需催化剂用量将成倍增加。另外，为满足SO2的排放标准，脱硫也是势在必行。

(3)为保持焦炉烟囱“热烟囱”状态，经脱硫脱硝装置处理后的烟气温度需超过130℃且必须由原有焦炉烟囱排放，否则一旦脱硫脱硝装置故障切换旁路将影响焦炉烟道气的正常排放，进而危及焦炉生产安全。

综上所述，焦炉烟道气同时脱硫脱硝存在较多技术难点，为其工艺技术路线的选择带来了难度。

5适合的工艺技术路线探讨

5.1可供选择的两种工艺技术路线

近几年世界上鲜有焦炉烟道气脱硫脱硝的相关报道，20世纪80年代日本东京煤气公司曾将SCR技术在其东京鹤见工厂用于焦炉烟道气NOx控制，结论是反应温度在300℃以上时，脱硝效率可达90%[3]。该技术为现已在电力行业广泛应用的高温SCR技术，仅能证明SCR工艺可以用于焦炉烟道气的NOx控制。国内企业近年来尝试通过在湿法脱硫装置中注入强氧化剂，实现一体化同时脱硫脱硝，且不论其技术成熟度和经济性，其过低的净烟气排放温度尚无法实现焦炉烟道气的同时脱硫脱硝。

目前，世界上尚无长期稳定运行的焦炉烟道气同时脱硫脱硝大型工程业绩。参考境外烧结行业已大型工业化应用并实现长期稳定运行的两种烟气脱硫脱硝技术:①活性炭吸附一体化脱硫脱硝技术;②半干法烟气脱硫(SDA/CFB)+选择性催化还原(SCR)组合式脱硫脱硝技术，所谓半干法脱硫是指目前已经非常成熟的旋转喷雾法(SprayDryingAbsorption，简称“SDA”)或循环流化床法(CirculatingFluidizedBed，简称“CFB”)脱硫工艺。

活性炭吸附一体化技术是一种成熟的工艺技术，能同时脱除SO2、NOx、二噁英、重金属等多种污染物，特别适合高SO2浓度的烟气治理。但活性炭吸附的烟气温度宜为120～160℃，而焦炉烟道气温度通常都在170～230℃范围内，因此温度条件并不合适。其一次投资和运行费用相对较高，焦炉烟气SO2浓度较低的特点使其经济性较差，此外存在脱硝效率低、氨逃逸率高、系统复杂、操作维护要求高、易燃易爆安全性较差等问题。因此，笔者认为活性炭吸附工艺不是适合焦炉烟道气脱硫脱硝的工艺技术路线。

根据以上两种技术的优缺点比较(详见表3)，组合式脱硫脱硝技术是更适合焦炉烟道气脱硫脱硝的工艺技术路线。当前国内诸多单位开展的中试研究和工业化应用项目也基本采用此技术路线。当然，对于不同烟温、不同SO2和NOx浓度的工况，采用的工艺略有区别。

5.2几种组合式脱硫脱硝技术简述

组合式脱硫脱硝技术中半干法脱硫在钢铁行业的应用已经十分成熟，不再赘述。SCR脱硝的原理是在催化剂的作用下，利用氨作为还原剂在特定的温度条件下使其与烟气中的NOx反应，产生无害的N2和H2O[4]。其主要反应式为:

催化剂是该技术的核心，按催化剂的反应温度分为高温、中温、低温催化剂。目前应用最为广泛的是金属氧化物高温催化剂，一般以TiO2为载体，V2O5、WO3、MoO3为主要活性成分。高温和中温催化剂的商业应用良好，低温催化剂还处于研发试用阶段，尚未实现大规模工业化应用，但其中180℃以上的低温催化剂在烧结、垃圾焚烧等行业中已有成熟的应用业绩。表4是笔者根据工程经验及与国内外厂商交流得出的不同催化剂的分类和应用情况。

以下对不同温度的焦炉烟道气脱硫脱硝工艺

技术路线进行分类阐述:

(1)烟道气温度为170～200℃。

显然低温SCR能最大限度降低烟气升温所需能源消耗、减小系统规模和一次投资及运行费用，但是根据笔者多个SDA/CFB项目经验，以钙基为脱硫剂的半干法脱硫温降60K以上能获得90%以上的脱硫效率。但是脱硫后的温度难以直接进行SCR脱硝，为降低加热量采用烟气换热后适当再加热后进行SCR脱硝，借鉴烧结机头脱硝催化剂反应温度，反应温度设定在250℃，流程详见图1。

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