楊 鋒， 蔣廉穎， 馮志軍

(1.浙江德創(chuàng)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，浙江 紹興 312000；2.浙江菲達(dá)脫硫工程有限公司，浙江 杭州 310000)

引 言

我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中，煤炭焦化用煤量排在第二位，年耗原煤約10億t,占全國(guó)煤炭消耗總量的1/3左右。燃煤煙氣中的SO2和NOx是造成酸雨、光化學(xué)煙霧和霧霾等環(huán)境污染的元兇，不僅破壞了生態(tài)環(huán)境，也嚴(yán)重侵害了我們的身體健康。大部分煤電企業(yè)SO2和NOx的排放已達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，但是焦化領(lǐng)域發(fā)展相對(duì)粗放，多數(shù)焦化企業(yè)煙氣排放尚未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，還存在一定的差距[1]。《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的頒布實(shí)施排放標(biāo)準(zhǔn)要求焦?fàn)t煙氣經(jīng)除塵后煙囪排放廢氣NOx質(zhì)量濃度≤150 mg/m3、SO2質(zhì)量濃度≤20 mg/m3、煙塵質(zhì)量濃度≤10 mg/m3，在役焦?fàn)t裝置必須采取有效脫硫脫硝技術(shù)措施，以使煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，焦?fàn)t煙氣的脫硫脫硝技術(shù)成為了整個(gè)焦化行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)[2]。

1 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)

1.1 加熱+SCR脫硝+余熱鍋爐+氨法脫硫工藝進(jìn)展

1.1.1 工藝流程

對(duì)焦?fàn)t煙氣進(jìn)行加熱，加熱完成后進(jìn)入SCR脫硝反應(yīng)器，并加入脫硝還原劑，通過(guò)這一系列操作，發(fā)生了還原反應(yīng)，使得氮氧化物被脫除，然后進(jìn)入余熱鍋爐，對(duì)熱量進(jìn)行回收，再經(jīng)過(guò)氨法脫硫?qū)O2進(jìn)行脫除，通入氧化空氣把亞硫酸銨氧化為硫酸銨，最后利用濕式電除塵器對(duì)顆粒物進(jìn)行脫除，煙氣最終由煙囪排出。SCR脫硝氨法脫硫工藝流程[3]，如圖1所示。

圖1 SCR脫硝氨法脫硫工藝流程

1.1.2 工藝進(jìn)展

焦?fàn)t煙氣在經(jīng)過(guò)加熱升溫后，對(duì)其進(jìn)行脫硝處理時(shí)，可以利用中溫SCR脫硝技術(shù)，這一技術(shù)處理效果明顯，脫硝性能穩(wěn)定，即使是在不良的運(yùn)行狀態(tài)下，也具有非常明顯的脫硝效果。通常情況下，焦化廠都會(huì)自行生產(chǎn)稀氨水，采用氨法脫硫時(shí)，需要充分利用好這一優(yōu)勢(shì)，這樣不僅能解決脫硫劑原料來(lái)源問(wèn)題，還可以將脫硫產(chǎn)品硫酸銨作為氮肥出售，增加了收入來(lái)源。值得注意的是，加熱焦?fàn)t煙氣會(huì)加大該工藝的運(yùn)行成本。

1.2 SDA半干法脫硫+SCR脫硝工藝進(jìn)展

1.2.1 工藝流程

焦?fàn)t煙氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫塔，焦?fàn)t煙氣與旋轉(zhuǎn)噴霧器霧化的氫氧化鈣霧滴充分接觸，接觸之后通過(guò)快速反應(yīng)生成了亞硫酸鈣，然后隨煙氣進(jìn)入除塵器，沒有發(fā)生反應(yīng)的脫硫劑進(jìn)行循環(huán)使用，然后進(jìn)行低溫SCR脫硝，加入脫硝還原劑，發(fā)生還原反應(yīng)，煙氣得以凈化，最終由煙囪排出。半干法脫硫SCR脫硝工藝流程[1]，如第54頁(yè)圖2所示。

1.2.2 工藝進(jìn)展

最先開始脫硫除塵操作，具有眾多優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)化了脫硝反應(yīng)環(huán)境，減輕了粉塵對(duì)催化劑的磨損程度，使催化劑的壽命得到延長(zhǎng)，另外，還省略了SCR脫硝催化劑清灰系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫可以吸收煙氣中可能存在的污染物，如焦油、有機(jī)硫等，進(jìn)一步提升了工藝穩(wěn)定性。脫硫后產(chǎn)生固體亞硫酸鈉，極易進(jìn)行清除。同時(shí)，采取這一工藝，操作設(shè)備不易受到腐蝕。但是，旋轉(zhuǎn)噴霧器作為半干法脫硫核心設(shè)備，還沒有實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，要從國(guó)外進(jìn)口，加大了工藝成本。

圖2 半干法脫硫SCR脫硝工藝

1.3 活性炭法脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)展

1.3.1 工藝流程

這一工藝是利用了活性炭所具有的吸附和催化性能。焦?fàn)t煙氣先進(jìn)入預(yù)熱鍋爐對(duì)熱量進(jìn)行回收，再通過(guò)冷卻進(jìn)行降溫，然后進(jìn)入活性炭吸附裝置。吸附塔分為兩級(jí)，第一級(jí)先脫硫，活性炭將煙氣中的二氧化硫吸附到表面，在煙氣中氧氣、水蒸汽的作用下，發(fā)生催化氧化反應(yīng)。第二級(jí)噴氨進(jìn)行脫硝處理，活性炭將氮氧化物吸附到表面，與氨氣發(fā)生反應(yīng)，生成了氮?dú)夂退?，再生后的活性炭可以循環(huán)利用，煙氣被凈化后，最終由煙囪排出?；钚蕴糠摿蛎撓跫夹g(shù)[4-6],如圖3所示。

圖3 活性炭法脫硫脫硝技術(shù)

1.3.2 工藝進(jìn)展

活性炭吸附法具有眾多優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)不僅工藝簡(jiǎn)單，而且投資小、設(shè)備占地面積小，對(duì)于脫硫脫硝的效率高，并且活性炭還可進(jìn)行再生循環(huán)利用。另外，該技術(shù)不僅可以脫除煙氣中的SO2、NOx，還能脫除汞、重金屬、揮發(fā)性有機(jī)物等污染物。但是，對(duì)活性炭再生循環(huán)利用的話，加熱溫度需要達(dá)到400 ℃以上，溫度太高，導(dǎo)致活性炭出現(xiàn)損耗，并且再生設(shè)備儀器較為復(fù)雜，成本較高。

2 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)發(fā)展方向分析

當(dāng)前，已使用的多種焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)對(duì)于焦?fàn)t煙氣的凈化，已基本達(dá)到了煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，也能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)特別限值要求。但是這些技術(shù)使用的工藝設(shè)備普遍存在著投資和運(yùn)行費(fèi)用較高的問(wèn)題。現(xiàn)有工藝雖然已滿足的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，但是在焦?fàn)t壽命期甚至更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，能否保持長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、持續(xù)滿足排放要求還需要時(shí)間的檢驗(yàn)。在對(duì)脫硫脫硝裝置進(jìn)行檢修或者發(fā)生故障時(shí)，焦?fàn)t煙氣是否能夠安全排放，SCR脫硝中的氨水是一種危險(xiǎn)化學(xué)品，需要對(duì)其進(jìn)行有效防護(hù)處理，是否能確保其在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用過(guò)程中的安全、消防問(wèn)題，焦?fàn)t煙氣中存在各種各樣的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致SCR催化劑失去活性或?qū)е缕涫В绾螌?duì)這些問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防[5-6]。除了上面提到的這些問(wèn)題，焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)還有一些其他問(wèn)題，嚴(yán)重影響脫硫脫硝效果，研究設(shè)計(jì)單位需要采取有效措施對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化，生產(chǎn)單位要強(qiáng)化技術(shù)操作，做好應(yīng)急預(yù)案，使工藝裝置得到進(jìn)一步的提升，更具穩(wěn)定性和安全性。

3 結(jié)語(yǔ)

工業(yè)生產(chǎn)要想在最大程度降低對(duì)生態(tài)環(huán)境危害的基礎(chǔ)上，得到進(jìn)一步發(fā)展，就需要加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。焦?fàn)t煙氣中的SO2、NOx等污染物是造成大氣污染的所在，為了使這些污染物得到凈化，需要加強(qiáng)脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用，本文介紹的三種技術(shù)都有各自優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，需要根據(jù)實(shí)際情況，選擇應(yīng)用。