张庆文，常治铁，刘莉，郭普庆，孙大鹏

（鞍钢集团工程技术有限公司，辽宁 鞍山 114021）

摘要： 研究了一种焦炉干熄焦预存段放散烟气处理技术，通过将经过防爆袋式除尘器过滤后的干熄焦预存段放散烟气汇入焦炉烟道气脱硫脱硝系统进行处理， 实现了干熄焦预存段放散烟气除尘脱硫净化目的，同时采用安全联锁自动控制技术，以保证干熄焦炉系统的稳定运行和安全生产。 该技术应用后，干熄焦装置烟气 SO₂ 排放≤30 mg/Nm³、颗粒物排放≤15 mg/Nm³，完全满足《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012 要求。

关键词： 干熄焦；预存段；放散烟气；除尘脱硫；安全联锁

为防治污染，国家加大了对焦化行业污染的治理 力 度 ，《 炼焦化学工业污染物排放标准 》GB16171-2012 中明确规定，干熄焦烟气（包括预存段放散烟气）需净化处理达标后排放。 干熄焦预存段放散烟气具有烟气温度低、 烟气量小、SO₂ 浓度及粉尘浓度高等特点。 目前，国内干熄焦预存段放散烟气净化问题还没有很好的解决方法。 由于干熄焦炉生产必须保持压力稳定， 且在事故状态时干熄焦预存段放散烟气要及时放散以确保安全，因此，在进行干熄焦预存段放散烟气脱硫、除尘净化的同时， 保证干熄焦预存段放散烟气取气口位置压力平衡和事故状态下及时放散， 成为了一项技术难题。

鞍钢本部及朝阳钢铁现有焦炉 14 座 （其中6 m 焦炉 10 座，7 m 焦炉 4 座），7 套干熄焦装置，干熄焦放散烟气与干熄炉环境除尘共用一套除尘系统。 干熄焦炉生产过程中会产生含粉尘、SO₂ 等有害物质的废气，造成排放烟气中 SO₂ 超标。 针对此问题，鞍钢集团工程技术有限公司进行了干熄焦预存段放散烟气除尘脱硫技术研究，提出了干熄焦预存段放散烟气净化技术和安全连锁自动控制技术，并先后应用于鞍钢 7 套干熄焦装置，应用后效果良好。 本文对此项技术和应用情况进行了介绍。

1 干熄焦预存段放散烟气处理技术

1.1 干熄焦预存段放散烟气净化技术

1.1.1 技术方法

由于干熄焦预存段放散烟气温度较低， 没有达到 SDS 干法脱硫温度要求， 因此研究了一种将经过防爆袋式除尘器过滤后的干熄焦预存段放散烟气汇入焦炉烟道气脱硫脱硝系统进行净化的方法， 通过将干熄焦预存段放散烟气与焦炉烟道气混合后进行脱硫处理， 解决了干熄焦预存段放散烟气烟温低等问题，满足了脱硫所需的温度要求。

同时，为了便于副产物综合利用，设置相对独立的干熄焦预存段放散烟气除尘系统， 包括防爆袋式除尘器和干熄焦预存段放散烟气除尘系统变频增压风机等。 由于干熄焦预存段放散烟气中所含焦粉为易燃易爆物，因此设置防爆袋式除尘器。

干熄焦预存段放散烟气经过防爆袋式除尘器脱除焦粉后， 再汇入焦炉烟道气脱硫脱硝系统进行净化， 使干熄焦预存段放散烟气除尘净化收集的焦粉和脱硫副产物分别收集、利用。

1.1.2 技术原理

SDS 干法脱硫喷射技术是通过高效的 SDS 干法脱硫喷射装置将高效脱硫剂 （粒径 20～30 μm）均匀喷射到焦炉烟气脱硫脱硝系统入口烟道内，脱硫剂在焦炉烟道内被热激活， 比表面积迅速增大， 脱硫剂与烟气中酸性物质充分接触， 发生物理、化学反应，烟气中的 SO₂ 等酸性物质被吸收净化。 SDS 干法脱硫完成的主要化学反应如下：

2NaHCO₃ +SO₂+1/2O₂→Na2SO₄ +2CO₂+H₂O （1）

NaHCO₃+HCl→NaCl+CO₂+H₂O （2）

2NaHCO₃ +SO₃→Na2SO4 +2CO₂+H₂O （3）

NaHCO₃+HF→NaF+CO₂+H₂O （4）

1.1.3 工艺流程

根据干熄焦预存段放散烟气特点， 确定以下工艺路线：干熄焦预存段放散烟气取气后，烟气通过阀门切换，关快切阀，开气动调节阀，将烟气引入干熄焦预存段放散烟气除尘管道， 进入防爆袋式除尘器进行烟尘净化， 过滤去除烟气中的颗粒物（焦粉），收集的焦粉颗粒物经吸排车吸出后，回收利用； 净化后的烟气由变频增压风机抽引送至焦炉烟气管道， 与焦炉烟道气一起进行脱硫脱硝除尘净化处理。 具体工艺流程如图 1 所示。

1.2 安全连锁自动控制技术

1.2.1 干熄炉与干熄焦预存段放散烟气净化系统的安全联锁

为保证干熄焦预存段放散烟气除尘系统的安全生产，设置了两级联锁，分别为干熄炉系统循环风机与干熄焦预存段放散烟气除尘系统变频增压风机之间的安全联锁； 干熄焦系统预存段放散烟气中的 H₂、CO 浓度值与干熄焦预存段放散烟气除尘系统变频增压风机之间的安全联锁。 具体运行方式如下：

（1） 当干熄炉系统循环风机停运时，干熄焦预存段放散烟气除尘系统变频增压风机停止运行。

（2） 对于 6 m 焦炉， 当干熄焦系统预存段放散烟气中的 H₂ 浓度＞8%或 CO 浓度＞15%时，干熄焦预存段放散烟气除尘系统变频增压风机均停止运行；对于 7 m 焦炉，当干熄焦系统预存段放散烟气中的 H₂ 浓度＞7%或 CO 浓度＞13%时，干熄焦预存段放散烟气除尘系统 变频增压风机均停止运行。

1.2.2 干熄焦预存段放散烟气净化系统与焦炉烟道气脱硫脱硝系统的安全联锁

在焦炉脱硫脱硝系统风机与干熄焦预存段放散烟气除尘系统变频增压风机之间设置安全联锁以保证整个系统的安全稳定运行。 在干熄焦除尘净化后、烟气汇入焦炉烟道气脱硫脱硝系统前，设电动切断阀， 通过电动切断阀可切断两系统间的联系， 使干熄焦除尘系统成为相对独立的除尘系统，这样既便于干熄焦系统压力调节和检修（可与干熄焦炉同步检修），又不影响焦炉烟道气脱硫脱硝系统运行。

2 干熄焦预存段放散烟气处理技术应用

2018 年 5 月开始， 先后在鞍山本部和朝阳钢铁 14 座焦炉和 7 套干熄焦装置采用此技术进行烟气脱硫脱硝处理， 应用后各干熄焦装置的外排指标均达到了国家标准要求， 实现了烟气的达标排放，且未对焦炉及干熄焦炉正常生产产生影响。

下面以鞍钢本部二炼焦 7#焦炉为例， 介绍干熄焦预存段放散烟气处理技术的应用效果。

鞍钢本部二炼焦 7#焦炉未处理的干熄焦预存段放散烟气参数条件如表 1 所示。 干熄焦预存段放散烟气外排标准（包括干熄焦循环烟气）如表 2所示。 从表 1、2 中可见，烟气中的 SO₂ 及颗粒物浓度严重超标，必须进行治理。

干熄焦预存段放散烟气处理技术于 2018 年5 月开始应用于鞍钢本部二炼焦 7# 焦 炉 干 熄 焦预存段放散烟气净化。 2018 年 5~12 月 7# 焦炉烟囱实际运行排放指标情况如表 3 所示。 由于将干熄焦预存段放散烟气并入焦炉烟气净化系统中与焦炉烟气一并处理， 并通过焦炉烟囱排放，因此，干熄焦预存段放散烟气处理后的排放标准执行焦炉烟道气外排标准，原干熄焦环境除尘器烟囱执行干熄焦烟气相应排放标准。 经过脱硫脱硝处理后，焦炉烟道气外排需要达到的国家标准如表 4 所示。

结合表 2、3 和 4 可以看出， 将干熄焦预存段放散烟气并入焦炉烟道气脱硫脱硝系统后， 达到了焦炉烟囱特别排放限值要求 （表 4 中的考核标准），且优于干熄焦烟气特别排放限值（表 2 中的考核标准），同时由于切出干熄焦放散烟气，原干熄炉环境除尘烟囱 SO₂ 排放也满足国家排放标准要求，大大减少了对环境的污染。 结合现场实际生产情况发现， 此项技术的应用并未对焦炉及干熄焦炉正常生产产生影响， 实现了干熄焦系统的稳定运行和安全生产。

3 结论

（1） 鞍钢集团工程技术有限公司通过进行干熄焦预存段放散烟气除尘脱硫技术研究， 提出了干熄焦预存段放散烟气净化技术和安全连锁自动控制技术， 其中安全连锁自动控制技术包括干熄炉与干熄焦预存段放散烟气净化系统的安全 联锁、 干熄焦预存段放散烟气净化系统与焦炉烟道气脱硫脱硝系统的安全联锁。

（2） 干熄焦预存段放散烟气处理技术推广应用于鞍山钢铁和朝阳钢铁 14 座焦炉和 7 座干熄焦装置烟气脱硫脱硝处理后，干熄焦装置烟气排放指标均能满足《炼焦化学工业污染物排放标准》中的特别排放限值要求，并达到超低排放标准，即SO₂ 排放≤30 mg/Nm³、NO_X 排放≤50 mg/Nm³、颗粒物排放≤10 mg/Nm³。 实现了烟气的达标排放，且未对焦炉及干熄焦炉正常生产产生影响，实现了干熄焦系统的稳定运行和安全生产。