焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工艺技术分析

郑 亮

（山西省生态环境监测和应急保障中心，山西 太原 030000）

环境保护是当前我国社会所关注的重点问题。焦化厂焦炉烟气排放如果没有得到有效处理，就会对生态环境和大气环境造成严重影响。脱硫脱硝工艺是焦化厂焦炉烟气排放处理过程中的重要方法，而且脱硫脱硝也是焦化厂在日常生产过程中的关键环节。这一环节具有较强的综合性能，在实际应用过程中需要对技术和工艺方面的难题进行克服，也实现环境进一步的优化工作。

1 焦炉烟气特点

在煤炉生产工艺应用过程中，按照相关比例对洗精煤进行生产，然后将其传输到煤塔当中，在经过漏嘴和煤车进入到碳化室当中，经过1 000 ℃的高温处理才能够变成焦炭，焦炉加热过程中应用回炉气体对其进行运输，可以从炼炉室传输到不同的燃烧室当中，通过燃烧室和预热能够使混合燃料进行充分燃烧，经过燃烧所得到的废气经过垂直火道和斜道能够排除。焦炉的生产方式较为特殊，所排出的热烟当中还有诸多粉尘和混合物，会对环境造成严重污染，所以需要通过脱硫脱硝以后才能够排出[1]。在通过高温燃烧以后，其中氢气含量超过50%，而且会加快燃烧速度，使火焰温度达到1 800 ℃左右。温度在1 300 ℃时，氮气和氧气之间会发生一定的化学反应，从而产生二氧化氮。焦炉烟气的特征主要包括以下几点：第一，烟气的温度范围在180～300 ℃之间，温度容易出现波动。第二，烟气主的要成分相对复杂，其中包含最多的成分是二氧化硫，二氧化硫极其容易与其他物质发生反应，从而造成管道和设备的腐蚀。第三，焦炉烟囱要一直在受热状态下，最终排出温度也要达到130 ℃。

2 焦化厂焦炉烟气处理难点

2.1 温度高

焦炉烟气的生产过程如下：将洁净煤进行输送以后，就会进入到碳化室当中，通过高温蒸馏生成焦碳，经过相关处理以后才能够和空气进行燃烧和反应，所产生的废气最后能够通过烟囱排除[2]。在这一过程当中，从焦炉烟气的生成到最终排出都具有较高的温度，虽然整个系统当中包含多种装置和操作，在一定程度上会使温度降低，但是大部分情况下都是高温状态。除此之外，在对锅炉进行使用过程中，需要对烟囱做好保温工作。这一问题可能会导致烟气的实际排除温度高于限定温度。

2.2 成分复杂

在对焦炉烟气进行生产和排放过程中，其中含有大量的混合物质，包括二氧化硫和氮氧化物。二氧化硫分布在烟道当中，可能会和氨发生反应形成硫酸，从而腐蚀设备和管道。烟气当中的成分相对复杂，在处理过程中存在一定的难度，而且相关设备需要长期针对这些组织进行处理，所以各种设备和系统可能存在不同程度的损害和腐蚀。焦炉烟气当中存在多种难以单独进行转化的污染物，所以需要进行合理处理，避免对空气和环境造成污染。

3 焦化厂焦炉烟气脱硫工艺技术

3.1 干法脱硫技术

在对烟道当中进行脱硫处理工作时，固体碱性物质是最常用的，将碱性物质放入到烟道当中，长期与烟道当中的气体进行接触能够有效消除二氧化硫，发生反应以后形成亚硫酸盐和硫酸盐。想要使化学反应的效率得到有效提升，那么需要确保固体碱始终处于松散的状态。而半干法指的就是将水注入到烟道当中，碱性物质能够形成一层液体薄膜，然后在其中加入二氧化硫，使二氧化硫与碱性物质发生化学反应，在整个过程当中不会对管道和设备造成腐蚀，而且也不会形成大量污水，通过化学反应所释放气体时周围的温度和环境都相对稳定，确保烟囱具有良好的通风功能，但是这一方法在实际应用过程中会消耗大量的成本，而且脱硫剂的应用效率相对较低[3]。

3.2 湿法脱硫技术

全世界各个地区的湿法烟气脱硫工艺在应用过程中，无论是在应用方法还是在应用原理方面，都存在一定的相似性。通常都是运用石灰石或者碳酸钠等物质作为洗涤剂，运用洗涤剂将反应塔当中所存在的硫氧化物进行有效清除。这一方法具有多年发展历史，应用水平相对成熟，脱硫效率能够超过90%，性价比相对较高，而且应用范围较广，不需要较高的操作成本，而且副产品还能够二次利用。应用石灰石湿法脱硫技术的成本相对较低，所以受到人们广泛关注，也被应用到各行业当中。这项工艺的特点较为突出，而且脱硫效率较高，所以在应用过程中有较强的效果，有效清除高浓度的二氧化硫。但是这一方法也存在一定的不足，会造成较高的工程成本，而且脱硫工作完成以后的废水具有较强的腐蚀性，需要大量的石灰石，在工艺结束以后会形成大量的亚硫酸钙，后期在处理过程中较为困难。所以焦化厂在实际应用过程中，更倾向于选择氨脱硫法，这一方法在实际应用过程中，不仅能够对管道当中所残留的氧气进行及时清除，还能够为二者提供合理的反应场所，形成硫酸铵。根据当前实际发展情况来看，必须要选择合适的物质作脱硫试剂，以此来尽可能地缓解设备的运行负担。运用氨进行脱硫本质上来看就是通过液体物质吸收管道当中的废气，同时清除氧气。这一方法实际操作流程相对简单，而且脱硫效率较高。而氨脱硫当中说包含的工序相对较多，而且存在一定的复杂性，所以在短时间内无法有效完成，只能创立单独的系统进行处理，从而形成反应物质硫酸铵肥，这一物质的质量是由氨水的质量决定的，想要使其纯度达到相关标准相对困难[4]。在实际操作过程中可以应用陶膜进行辅助，但是需要对陶膜进行专业的加工和处理之后才能够投入使用，如果整个操作过程的环境温度较低，那么可能会产生拖尾的情况，为了能够有效避免这些问题，可以在其中应用发热设备和发热零件。

4 焦化厂焦炉烟气脱硝工艺技术

焦炉烟气脱硝工艺是目前较为常见的，这项工艺的体系相对成熟。其原理就是通过创造舒适的环境对于催化反应温度进行合理控制，合理应用催化剂和还原剂，选择性的与其中存在的氮氧化物质发生还原反应，最终生成水和氮气。

在脱硝技术应用过程中，使用效率相对较高，而且应用范围较为广泛，这一技术经过多年的实践和完善，目前已经相对成熟。这一方法在实际应用过程中需要加入适量的催化剂，将催化反应控制在400 ℃，这一技术的应用可以大幅度提高催化剂负载量，使脱硝效率超过90%。在系统设计过程中，催化剂选择的主要依据就是烟气的温度，400 ℃是这一技术在应用过程中的基本条件，想要有效提高反应效率和反正效果，就必须要对温度进行合理控制，温度能够对反应过程产生一定的影响。为了能够对炼焦炉的烟气温度进行控制，工作人员可以对加热系统进行优化和改进。产生的反应物为水和氮，不能被回收，而且催化剂每隔三年需要更换，所以成本相对较高。SCR 催化剂的应用可以使当前催化剂得到有效改良，降低反应速率，也能够降低反应温度。但是这一技术的应用尚不成熟，催化剂在应用过程中会产生性能波动，而且还可能会导致催化剂中毒，催化剂的市场采购价格相对较高，所以在应用过程中需要进行充分思考和研究。

5 结语

总体而言，目前我国环境污染问题较为严峻，需要从根源进行解决。所以我国提高了各个化工厂排放标准，尽可能地减少对大气和环境的污染。所以为了能够有效实现焦化厂的“近零排放”，为了能够更好的落实可持续发展战略，促进人与自然的和谐相处，加强生态环境的保护力度。各个焦化厂需要根据当前自身的发展状况对排放烟气进行合理控制，应用脱硫脱硝技术对当前工艺流程进行优化，减少对生态环境的影响。