羅瑞源（云南煤業(yè)能源股份有限公司，云南 昆明 650302）

近年來，隨著我國(guó)新環(huán)保法以及《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施和完善，焦化行業(yè)在新形勢(shì)下迎來了一場(chǎng)重大的環(huán)保技術(shù)改革和應(yīng)用風(fēng)潮。由于在焦化企業(yè)煉焦生產(chǎn)的過程中，焦?fàn)t煙道排放的廢氣煙氣中含有大量的二氧化硫以及氮氧化物等，對(duì)自然環(huán)境和大氣環(huán)境會(huì)造成一定的危害，因此相關(guān)焦化企業(yè)必須要采用科學(xué)合理的技術(shù)途徑減少有害廢氣煙氣的排放，這一問題在當(dāng)前也成為了行業(yè)煙氣治理的主要內(nèi)容，是企業(yè)亟待解決的發(fā)展問題。

1 焦?fàn)t煙道廢氣煙氣現(xiàn)狀

現(xiàn)階段我國(guó)的焦化工業(yè)雖然有了極大的發(fā)展和進(jìn)步，焦?fàn)t生產(chǎn)日益大型化，即便是應(yīng)用了多種煤氣脫硫凈化以及廢水處理、除塵技術(shù)，但是對(duì)焦?fàn)t煙道煙氣排放治理仍有不足。當(dāng)前我國(guó)采用的廢氣循環(huán)加熱焦?fàn)t，在煤氣燃燒后從煙囪排出的氮氧化物在600mg/m3-900mg/m3，而采用廢氣循環(huán)加多段加熱組合治理技術(shù)，利用高爐煤氣加熱可以有效的控制廢氣中含有的氮氧化物含量低于500mg/m3，采用焦?fàn)t煤氣加熱，燃燒廢氣中的氮氧化物低于800mg/m3。因此改善傳統(tǒng)的煙氣治理技術(shù)是十分必要的，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)下，焦化企業(yè)數(shù)量將會(huì)越來越多，產(chǎn)生的煙道廢氣也會(huì)逐漸增多，為了貫徹環(huán)保發(fā)展理念，必須要研發(fā)和應(yīng)用科學(xué)先進(jìn)的煙氣治理技術(shù)，促進(jìn)焦化企業(yè)可持續(xù)發(fā)展[1]。

2 焦?fàn)t煙道廢氣煙氣治理的技術(shù)難度

2.1 焦?fàn)t煙氣溫度低

焦?fàn)t煙道廢氣煙氣治理在實(shí)際應(yīng)用中存在很多的技術(shù)難度，對(duì)脫硫脫硝效率和氮氧化物的去除都有較大的影響，而其中對(duì)治理技術(shù)產(chǎn)生較大難度的即是焦?fàn)t煙氣溫度低的問題。很多焦化企業(yè)在生產(chǎn)過程中，焦?fàn)t煙道廢氣的穩(wěn)定相對(duì)較低，一般在200-250℃之間，也存在個(gè)別企業(yè)的焦?fàn)t煙氣溫度在180-280℃。而熱電廠煙氣的溫度在300-400℃的范圍內(nèi)，運(yùn)用熱電廠煙氣治理技術(shù)，則在焦?fàn)t煙氣溫度較低的情況下，就會(huì)無法保障脫硝工藝催化劑具有較高的活性，脫硝效率難以提高。同時(shí)焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝后期溫度不能夠低于煙氣的露點(diǎn)溫度即130℃，一旦煙氣溫度低于露點(diǎn)溫度就會(huì)嚴(yán)重的影響焦?fàn)t的正常生產(chǎn)過程和產(chǎn)品。所以在這種情況之下焦?fàn)t煙氣的治理具有較大的技術(shù)難度[2]。

2.2 焦?fàn)t煙氣成分復(fù)雜

由于焦?fàn)t煙道廢氣煙氣的產(chǎn)生較為復(fù)雜，所以焦?fàn)t煙氣中的成分也相對(duì)十分復(fù)雜，其中包含約70%～80%的氮?dú)狻?0%～20%的水以及5%～10%的氧氣、5%左右的二氧化碳等。所以焦化企業(yè)在焦?fàn)t煙道廢氣煙氣治理的過程中要充分考慮各項(xiàng)成分的反應(yīng)生成和產(chǎn)物，避免形成有毒、易爆性氣體，不但不會(huì)起到良好的治理效果，反而會(huì)造成一定的安全隱患。而同時(shí)也正是由于焦?fàn)t煙氣成分較為復(fù)雜，氮氧化物的含量差別較大，對(duì)焦?fàn)t煙道廢氣煙氣治理的技術(shù)難度也相對(duì)較大[3]。

2.3 焦?fàn)t煙氣二氧化硫負(fù)作用

通常情況下獨(dú)立的焦化企業(yè)的焦?fàn)t煙道煙氣中的二氧化硫值普遍偏高，在180℃-230℃的溫度范圍內(nèi)，二氧化硫極易發(fā)生反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為硫酸銨，在很大程度上會(huì)造成管道堵塞以及設(shè)備腐蝕等現(xiàn)象，從而就會(huì)使脫硫脫硝的效率有所下降。這種狀況即是焦?fàn)t煙氣二氧化硫的負(fù)作用，在一定程度上增加了焦化企業(yè)焦?fàn)t煙道廢氣煙氣治理的技術(shù)難度。

3 焦?fàn)t煙道廢氣煙氣治理的技術(shù)途徑

3.1 現(xiàn)行脫硫技術(shù)

當(dāng)前我國(guó)的煙氣脫硫技術(shù)多達(dá)幾十種，按照在脫硫過程中是否加水以及脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)則大致分為三大類工藝，即是干法、半干法、濕法?，F(xiàn)階段在焦?fàn)t煙道廢氣煙氣治理技術(shù)中比較廣泛應(yīng)用的脫硫工藝如下：

（1）干法脫硫工藝是將石灰粉或者是碳酸鈉、碳酸氫鈉等借助噴射系統(tǒng)噴入到降溫塔出口的煙道內(nèi)，使除塵器濾袋附近和酸性氣體進(jìn)行充分接觸，從而能夠反應(yīng)生成固態(tài)化合物，再經(jīng)過除塵器將化合物和粉塵進(jìn)行鋪集。這種組合脫硫工藝具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、維護(hù)簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)性好、占用面積小、無廢水生成和煙氣無拖尾現(xiàn)象等優(yōu)勢(shì)。

（2）半干法脫硫工藝是指將吸收劑噴入到反應(yīng)塔中，此時(shí)二氧化硫氣體能夠與吸收劑發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)能夠利用焦?fàn)t煙氣的余熱蒸發(fā)吸收劑中含有的水分，使其與污染物可以進(jìn)行較為充分的傳質(zhì)傳熱，既有利于提高脫硫效率，又能夠促使生成物干燥，并以固態(tài)的形式排出。這種脫硫工藝一般都具有設(shè)備簡(jiǎn)單、凈化效率高、生成物容易處理、對(duì)負(fù)荷波動(dòng)適應(yīng)性好的優(yōu)勢(shì)，而且較為容易控制系統(tǒng)的溫度和濕度，吸收劑可以按照焦?fàn)t煙氣中含有的污染物濃度進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，水資源耗費(fèi)量較少。

（3）濕法脫硫工藝在焦?fàn)t煙氣治理中通常采用吸收塔的形式，即是煙氣在進(jìn)入到吸收塔后，能夠與堿性溶液發(fā)生反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)脫硫效果。因此濕法洗滌法能夠相對(duì)較好的去除酸性氣體，對(duì)吸收劑的消耗量較少。不過濕法脫硫工藝存在一個(gè)明顯的曲線，就是在應(yīng)用過程中操作流程較為復(fù)雜，涉及的配套設(shè)施較多，存在一定的尾氣拖尾現(xiàn)象。此外為了保障凈化排放，還需要配置二級(jí)凈化裝置以及污水處理系統(tǒng)等，相比于前兩種脫硫工藝其成本費(fèi)用和維修費(fèi)用較高。

因此綜合這三種主流脫硫工藝，在我國(guó)的焦化行業(yè)中焦?fàn)t煙氣脫硫工藝主要有SDS 干法、SDA 干法、氨法和濕法以及活性焦法等，都可以實(shí)現(xiàn)較好的煙氣治理效果，降低污染程度。

3.2 焦?fàn)t煙氣治理脫硝技術(shù)

對(duì)焦化企業(yè)的焦?fàn)t煙氣脫硝主要有三種技術(shù)工藝，首先是選擇性非催化還原脫硝技術(shù)（SNCR），即將脫硝劑加水稀釋以后噴入到焦?fàn)t煙道內(nèi)，其反應(yīng)溫度的范圍在850-1100℃之間，能夠有效的將氮氧化物還原為無毒無害的氮?dú)夂退?，可以?shí)現(xiàn)20%-60%的脫硝效率，并且可以采用工業(yè)尿素或者氨水作為還原劑，化學(xué)反應(yīng)式為CO(HN2)2+NOX+O2→N2+CO2+H2O。另外，這種工藝的實(shí)際脫硝效率與反應(yīng)的溫度具有較大的關(guān)系，而最佳反應(yīng)溫度與焦?fàn)t煙氣中的組分有較大的聯(lián)系，所以一般來說，氧濃度較高的煙氣最佳反應(yīng)溫度要低于氧濃度較低的煙氣。因此噴射系統(tǒng)必須能夠保障在適宜的溫度區(qū)間內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，其后為發(fā)生反應(yīng)的還原劑會(huì)導(dǎo)致氨泄漏，經(jīng)過下游的工藝進(jìn)入到脫硫渣，剩余部分氨泄漏則能夠通過煙氣排放出去。

其次是中溫選擇性催化還原技術(shù)（SCR），該技術(shù)在320-420℃的環(huán)境中利用催化劑使焦?fàn)t煙氣中含有的氮氧化物與氨氣供應(yīng)系統(tǒng)中所注入的氨氣進(jìn)行混合，并發(fā)生還原反應(yīng)，能夠生成水和氫氣，從而降低了氮氧化物的排放量，能夠有效的減少焦?fàn)t煙氣對(duì)環(huán)境的污染程度。

最后是中低溫SCR脫硝技術(shù)，其最核心的處理內(nèi)容即是對(duì)中低溫催化劑的研制和該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在焦化企業(yè)中要適應(yīng)SCR尾部布置和其他低溫應(yīng)用的需求，同時(shí)還能夠減少對(duì)煙氣的再加熱，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)焦?fàn)t煙氣中的氮氧化物進(jìn)行脫除。在應(yīng)用的過程中需要催化劑的活性溫度窗口保持在120-300℃之間，可以保障具有較高的脫硝效率。不過焦化企業(yè)在應(yīng)用中低溫SCR 脫硝技術(shù)時(shí)，要注意兩個(gè)方面的問題，一是要保障催化劑能夠在中低溫條件下具有較高的活性，二是要保障中低溫催化劑具有良好的抗二氧化硫和防水效果。

4 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前我國(guó)的環(huán)境污染問題日益加重，焦化行業(yè)在這種形勢(shì)之下，必須要堅(jiān)持環(huán)境保護(hù)的理念，積極探尋可持續(xù)發(fā)展道路。所以當(dāng)前焦化企業(yè)要進(jìn)一步開發(fā)和創(chuàng)新焦?fàn)t煙道廢氣煙氣治理技術(shù)以及煙氣脫硫脫硝工藝，在技術(shù)上要實(shí)現(xiàn)雙管齊下，從源頭抑制和末端治理兩大方面著手研究，從而構(gòu)建安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效的實(shí)用治理技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)的焦化行業(yè)健康、良好發(fā)展。