王勇
( 山钢集团日照有限公司焦化部，山东 日照 276800)
摘要 ：随着现代经济社会的不断发展和进步，焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工作开始受到越来越多环保部门和专家学者的重视，本文就针对焦化厂炼焦生产期间排放烟气中的氮氧化物、二氧化硫等污染物产生原因和物理化学性质加以分析，结合具体的环保理念对干法脱硫和湿法脱硫以及其他的脱硫方法加以分析，并对优缺点进行探讨，从而为焦化厂烟气脱硫脱硝工艺设计提供相应的指导和参考。
关键词 ：焦化厂 ；焦炉烟气 ；脱硫脱硝工艺 ；技术探讨
炼焦生产期间排放的烟气内部包含氮氧化物、二氧化硫等污染物，由此转变而言的PM2.5 占据空气总量的50% 左右，同时也会形成酸雨，诱发严重的环境问题 [1] 。在脱硫脱硝技术不断发展和进步的影响下，其为炼焦烟气污染物治理提供方向指导，尤其是氮氧化更为相关工作的顺利进行提供保障。本文就针对当前相对成熟的脱硝工艺技术方法进行分析，并未今后焦化厂脱硫脱硝工作顺利进行提供保障。
1 焦炉烟气特点分析
从备煤作业区生产的洗精煤都是从运煤廊直接运送到煤塔中，然后由漏嘴经过煤车按照顺序进入到炭化室，并且在1000℃左右的温度下经过高温处理成焦炭，焦炉加热使用回炉煤气从外管运送到焦炉不同燃烧室，并且在燃烧室内经过蓄热室预热的空气混合燃烧，燃烧得到的废气经过立火道、斜道之后，在蓄热室内和格子砖换热后经过分烟道、总烟道，然后排出。
焦炉因为选择的生产工艺相对特殊，烟囱排放的热烟气中含有氮氧化物、二氧化硫以及粉尘等，氮氧化物较多，烟气需要在脱硫脱硝、除尘处理之后才能够排放。烟气中的二氧化氮则是因为煤气在高温燃烧之后出现，焦炉煤气中含有的氢气超过50%，燃烧速度相对较快、火焰燃烧温度在1800℃左右，煤气中的氧气和氮气在1300℃左右会出现显著的氧化反应，并且生成二氧化氮[2]。
从总体角度来分析，焦炉烟气具有以下显著的特征，首先，焦炉烟气温度范围在180 到300℃之间，其温度容易波动 ；其次，焦炉烟气中成分相对复杂，二氧化硫含量相对较高，浓度在150 到500mg/Nm 3 之间 ；再者，焦炉烟气中含有的二氧化硫浓度在180 到230℃之间，二氧化硫容易和氨反应，从而生成硫酸铵，让管道受到堵塞，设备遭到腐蚀 ；最后是焦炉烟囱需要处在热备状态，即烟气经过脱硫脱硝之后，控制最后的排放温度在130℃左右。
2 烟气脱硫工艺和特点分析
烟气中的二氧化硫是弱酸性物质，和对应的碱性物质反应之后能够让其脱除，根据吸收剂的形态，脱硫工艺分为湿法和干法两种。
2.1 干法脱硫工艺特点分析
干法和半干法烟道气脱硫系统中的固体碱性吸收剂被喷射到烟道气流中，通过烟气穿入碱性吸收剂的方式和烟道气接触，无论是哪种环境，烟气中所含有的二氧化硫和固体碱性物
质都会出现反应，生成硫酸盐和亚硫酸盐 [3] 。为了能够让这种反应快速进行，固体碱性物质必须要细碎或者疏松。半干法烟道气脱硫系统中将水加入到烟道气中，从而在碱性物质颗粒表层形成液膜，二氧化硫融入其中之后能够让固体碱性物质与其反应效率增加，干法脱硫技术中的脱硫吸收和产物处理都是在相对干燥的环境下进行，这种方法对设备的腐蚀作用不明显，不存在污染水排出的现象，烟气在净化期间不存在显著的降温，能够让烟囱更容易排气和扩散。但是，这种方法存在脱硫剂利用率低、脱硫效率低、设备庞大等缺陷。
2.2 湿法脱硫工艺特点
世界不同国家的湿法烟气脱硫工艺流程、机理和形式都较为相似，通过对石灰石、碳酸钠、石灰等物质的使用，将其当成洗涤剂，并且在反应塔中对烟气加以洗涤，除去烟气中的二氧化硫，这种方法已经有50 年左右的历史，在不断完善和改进之后，其技术也开始逐渐成熟，并且脱硫效率超过95%，其机组容量相对较大，煤种适应性较强，运行费用相对较低，副产品容易实现回收 [4] 。
石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺是因为吸收剂价格相对低廉，在湿法脱硫领域得到显著的应用。这种施工工艺特点就是脱硫率相对较高，吸收剂利用率也相对较高，能够满足高浓度二氧化硫的烟气条件。其缺点就是基建投资费用较高、脱硫废水具有一定的腐蚀性，更为重要的是石灰石需要不断进行采购，副产品亚硫酸钙处理存在较大的难度。
3 常见的烟气脱硝工艺和特点分析
在各种脱硝技术发展中，选择性催化还原法是脱硝效率最高、应用范围最广、相对成熟的一种技术。该种方法是在一定的催化剂、温度环境下，通过对氨的利用，选择性地将烟气中的二氧化氮还原成水和氮气，控制催化反应速度在400℃左右，这种技术不存在任何副产品，通过加大催化剂装填量，脱硝效率就能够达到90% 左右。
在进行系统设计时，烟气温度作为催化剂选择的主要参数，该种技术所需要的高温条件在400℃左右，催化反应只能够在一定温度范围内开展，而且还存在催化最佳温度，这是所有催化剂都具有的性质，所以，烟气温度将会对反应过程产生直接影响。为控制焦炉烟气温度则需要对烟气加热系统进行改装，反应产物是氮气和水，不能够进行回收，只会消耗动力和原料，不产生任何经济效益，催化剂每三年需要更换一次，成本相对较高 [5] 。
SCR 法脱硝工艺经过催化剂改良之后能够适当降低反应速度，能够让反应温度适当降低，但是低温环境下的这种工艺大都处在试验阶段，没有在任何工业装置实践活动中应用过。低温状态下的该种工艺方法因为氨和二氧化硫容易形成铵盐，导致催化剂中毒的现象，从而让催化剂性能遭到影响，低温脱硝催化剂的采购途径大都较为集中，价格也相对较高。
4 工艺设计比较和改进
根据烟气排放相关标准来分析，烟气中的二氧化硫浓度低于30mg/Nm 3 ，二氧化氮浓度低于150mg/Nm 3 。因此，焦化厂烟气处理系统需要同时对脱硫脱硝系统进行增设，保证烟气达标之后再进行排放 [6] 。
首先，先脱硫后脱硝显著的特征就是烟气经过脱硫之后，其内部的二氧化硫浓度开始降低，这就能够减少脱硝反应期间硫酸氢铵、硫酸铵的形成，让脱硝催化剂活性得到保障，还能够延长其使用寿命。
其次，先脱硝后脱硫技术的优势所在就是没有经过处理的焦炉烟气温度范围在280℃左右，适合低温的SCR 方法进行脱硝反应，脱硝反应之后烟气能够直接进入到余热锅炉实现余热处理、利用和回收，最后直接进行湿法脱硫 [7] 。
5 结语
根据焦炉烟气所具有的物理化学性质来分析，结合标各种标准来分析，并分析和总结焦炉烟气现有的方法，提出了烟气脱硫脱硝的基本流程、相关问题，从而为今后的脱硫脱硝工作顺利进行提供指导和参考。