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焦炉烟道气同时脱硫脱硝技术路线探讨倪建东(上海宝钢节能环保技术有限公司，上海201999)摘要:介绍了焦炉烟道气中SO 2和NO x 的形成机理，以及同时脱除的技术难点。
对照国家最新的行业排放标准要求，鉴于世界上尚无长期稳定运行的工程案例，对比了两种已在境外烧结行业大型工业化工程中实现长期稳定运行的烟气脱硫脱硝技术，提出了可在大型焦炉烟道气脱硫脱硝中采用的工艺技术路线———半干法烟气脱硫(SDA /CFB )+选择性催化还原(SCR )组合式脱硫脱硝技术。
分类阐述了不同温度的焦炉烟道气脱硫脱硝工艺技术路线，展望了焦炉烟道气脱硫脱硝项目的发展前景。
关键词:焦炉烟道气;脱硫脱硝;技术路线中图分类号:X701．7文献标志码:B 文章编号:1008－0716(2016)01－0073－05doi :10．3969/j．issn．1008－0716．2016．01．017Discussion on simultaneously desulfurization and denitrationtechnology of coke oven flue gasNI Jiandong(Shanghai Baosteel Energy and Environment Technology Co．，Ltd．，Shanghai 201999，China )Abstract :The formation mechanism of SO 2and NO x in the exhaust gas of the coke oven ，removal of the technical difficulties are introduced．To meet the new state industry emission standards ，in view of the fact that there is no long-term stable operation case in the world ，compared to two kinds of flue gas desulfurization and denitration technology ，which has been long －term stable operation of the large scale industrial projects in the overseas sinter plant．Put forward the technical route of desulfurization and denitration in large coke oven flue gas-semi dry flue gas desulfurization (SDA /CFB )+selective catalytic reduction (SCR )combined desulfurization and denitrationtechnology．The process route of desulfurization and denitration of coke oven flue gas with different temperature is described．The project of desulfurization and denitration in coke oven flue gas is propected．Key words :coke oven flue gas ;desulfurization and denitration ;technical route倪建东高级工程师1975年生1998年毕业于同济大学现从事通风除尘专业电话26088179E －mail nijiandong@baosteel．com1概述冶金焦炭生产及冶炼焦化行业中焦炉煤气、高炉煤气或混合煤气燃烧后可产生大量大气污染物，包括二氧化硫(SO 2)、氮氧化物(NO x )及烟尘等。
***************************************************************************************试题说明本套试题共包括1套试卷每题均显示答案和解析单位内部认证焦炉调温工知识考试练习题及答案5(500题)***************************************************************************************单位内部认证焦炉调温工知识考试练习题及答案51.[单选题]测小烟道温度时，如果温度有超过（ ）℃的应查找原因。
A)450B)400C)350答案:A解析:2.[单选题]烘炉用燃料，最好是( )。
A)固体燃料B)气体燃料C)液体燃料答案:B解析:3.[单选题]煤气在管道内流动时产生阻力的原因是（ ）。
A)煤气与管壁之间、煤气各分子之间产生摩擦力，阻碍煤气流动B)煤气与管壁之间产生摩擦力，阻碍煤气流动C)煤气各分子之间产生摩擦力，阻碍煤气流动答案:A解析:4.[单选题]再废气盘处取样做α分析时，应取( )。
A)上升气流B)下降气流C)1+2答案:B解析:5.[单选题]焦炉无论用哪种煤气加热，交换都要经历三种基本过程：即（ ）。
A)交换废气，关煤气和空气，开煤气B)关煤气，交换废气和空气，开煤气6.[单选题]应急预案应当包括应急组织机构和人员的联系方式、（ ）等附件信息。
A)应急物资储备清单B)安全隐患C)安全措施答案:A解析:7.[单选题]炉门上下横铁头部尺寸规定在( )mm范围内A)30±0.5B)32±0.5C)31±0.5答案:B解析:8.[单选题]根据用途的不同焦炭可分为（ ）种。
A)高炉用焦(冶金焦)、铸造焦、气化焦、石焦B)冶金焦、铸造焦C)冶金焦、铸造焦、气化焦答案:A解析:9.[单选题]由于高炉煤气主管管径较粗，按管道布置的特点，始端的压力一般（ ）末端的压力。
单位内部认证焦炉调温工知识考试(试卷编号131)1.[单选题]上升与下降气流蓄热室顶部( )，反映了该加热系统的气体流量。
A)压力差B)压力C)吸力答案:A解析:2.[单选题]气煤炼焦时，焦炭( )。
A)强度好，收缩好B)强度差，收缩差C)强度差，收缩好答案:C解析:3.[单选题]一般用焦炉煤气加热时，每公斤干煤的耗热量约为(___)千卡A)550B)650C)750答案:A解析:4.[单选题]( )的高低将影响化学产品的产率和质量,以及炉顶石墨生长情况.A)炭化室下部温度B)集气管温度C)炉顶空间温度答案:C解析:5.[单选题]宝钢炉门的主要特点是( )。
A)空冷式炉门、敲打刀边B)空冷式炉门、弹簧刀边C)弹簧门拴、敲打刀边答案:B解析:6.[单选题]高压氨水和低压氨水用( )来切换。
A)开闭器7.[单选题]我厂焦炉立火道测温点在（ ）。
A)灯头砖与斜道口中间B)灯头砖C)鼻梁砖答案:A解析:8.[单选题]应急救援指挥领导小组负责本单位预案的制订、修订，组建（ ），组织预案的实施和演练，检查督促做好重大危险源事故的预防措施和应急救援的各项准备工作。
A)基干民兵队伍B)应急救援队伍C)生产骨干队伍答案:B解析:9.[单选题]被吊装物件 该吊装作业为二级吊装作业A)m>100TB)40T≦m≦100TC)m<40T答案:B解析:10.[单选题]根据所用泥料含水量的不同，炭化室炉墙修补手段主要有（ ）。
A)湿法修补和干法修补B)湿法修补、半干法修补、干法修补C)湿法修补和半干法修补答案:B解析:11.[单选题]我国现阶段使用最多的炉型炭化室全高（ ）。
A)5mB)5.5mC)6.0m答案:C解析:12.[单选题]操作中上升管盖关闭与高压氨水打开应先做(___)13.[单选题](___)主要是在煤气交换时，为缓和煤气压力升高后带来的危害而设置的A)冷凝液水封槽B)自动放散水封槽C)预热器答案:B解析:14.[单选题]结焦时间的长短与炭化室宽度和(___)等因素有关A)加热制度B)吸力制度C)加热水平答案:A解析:15.[单选题]用高炉煤气加热时，上升气流煤气蓄顶与空气蓄顶压差为0，则表明进入立火道的煤气量和空气量( )。
炭化室高6米焦炉护炉铁件技术管理规程(试行)1 总则:1.1焦炉护炉铁件主要包括大小炉柱、大小弹簧、纵横拉条及炉门框等。
1.2 炉铁件的作用: 给焦炉砌体施加连续、合理的保护性压力,使砌体保持整体严密,增加其结构强度,从而确保焦炉的正常生产和延长焦炉的使用寿命。
1.2.1 一般情况如下, 横向施给焦炉每个炭化室的保护性压力, 按炭化室高度计算为.0~2.5×10KN/ｍ。
1.2.2 通常,纵拉条施给焦炉的保护性总压力为200±20×10KN, 纵拉条不设大弹簧组的焦炉,要根据抵抗墙垂直偏斜量的变化情况,采取必要的调节措施。
1.3 焦炉护炉铁件的管理以稳定的结焦时间、稳定的配煤和不频繁更换加热煤气种类为基础,以控制焦炉炉体年伸长率≤ 0.035%为前提,根据炉柱的强度和曲度状况,保证对焦炉砌体有足够的保护性压力, 防止炉墙变形和局部损坏,同时兼顾护炉铁件完好。
1.4 焦炉从冷态、烘炉、到开工生产的各个阶段, 必须建立一套完整的原始记录和基础档案。
1.5 调节弹簧负荷时,一定要参照膨胀量、炉柱曲度等进行, 坚持“精测细调”的原则。
2 主要控制参数:2.1 炉体伸长率: 投产两年后的焦炉, 炉体年伸长率一般不超过0.035%。
2.2 上部大弹簧负荷: 投产2~3年的焦炉可按照13~14×10KN 保持,以后可按14~16×10KN保持,晚期或炉柱强度较好的焦炉还可适当加大。
2.3 下部大弹簧负荷: 投产2~3年的焦炉可按照9~10×10KN 保持,以后可按10~11×10KN 保持,晚期可适当加大。
2.4 昼夜温差大的地区,弹簧负荷可适当保持小一些, 昼夜温差小的地区可适当保持大一些。
2.5 小弹簧负荷:2.5.1 炭化室各线小弹簧负荷: 一线2~3×10KN ；二线 2.5~3.5×10KN ；三线2~3×10KN2.5.2 蓄热室各线小弹簧负荷:主墙部分: 一线2~3×10KN ；二线2.~3×10KN单墙部分: 一线1~1.5×10KN ；二线1~1.5×10KN ；三线1~1.5×10KN2.5.3 对于炭化室区域设置五线小弹簧的焦炉,可以参照上、下大弹簧负荷进行合理分配。
焦炉调温工考试：初级焦炉调温工考试考试资料三1、单选焦炉煤气的爆炸上限为（）。
A．6%B．10%C．30%正确答案：C2、问答题计算题：某座焦炉结焦时间为16小时，操作时间为10分钟，求该座焦炉的周转（江南博哥）时间？正确答案：周转时间=16：00+00：10=16：10周转时间为16小时10分钟3、单选高炉煤气中的主要可燃成份是（）。
A．H2B．CH4C．COD．CO2正确答案：C4、单选安装保护板和炉门框要求用（）石棉绳。
A．∮36mm以上B．∮32-36mmC．∮32以下D．任何直径石棉绳正确答案：B5、判断题所有的熄焦方法都必须是用水。
正确答案：错6、单选在正常操作时，炭化室每次摘开炉门时间不应超过（）分钟。
A．10分钟B．9分钟C．8分钟D．7分钟正确答案：D参考解析：暂无解析7、判断题测量炉顶空间温度,测量时间为2／3结焦时间。
正确答案：对8、问答题卡钉的作用是什么？每座焦炉上有多少个？正确答案：卡钉用作测量炉长及钢柱曲度的，基准卡钉均埋在抵抗墙上，每座焦炉的东西两端各埋5个，总共10个。
9、单选下列那种情况下，不需要停止加热？（）A．炉墙窜漏B．焦炉全面停电C．煤气压力为零D．发生严重煤气爆炸正确答案：A10、问答题怎样测量蓄热室温度？正确答案：1、用光学高温计在蓄热室顶部测温孔测量蓄热室内最高温度点，不测中心隔墙。
2、用焦炉煤气回热时，测上升气流的蓄热室；用高炉煤气加热时，测下降气流蓄热室，每次测量都是从交换机一端开始。
3、烧焦炉煤气时，应在交换后除炭口打开时开始测量；烧高炉煤气时，在交换后10min开始测量。
11、判断题当胶质体具有较好流动性和膨胀性，而且又有较宽的固化性能时，煤的粘结性好。
正确答案：错12、填空题装满煤后，可以改善煤气质量和（）的操作环境。
正确答案：炉顶13、问答题装煤时打开高压氨水（或蒸汽）的目的是什么？什么时候打开？正确答案：为了装煤时不冒烟，改善操作环境。
焦炭在高炉炼铁中的地位和作用焦炭在高炉炼铁中是不可缺少的炉料，对高炉炼铁技术进步的影响率在 30%以上，在高炉炼铁精料技术中占有重要的地位。
焦炭对高炉炼铁的作用是：(1)主要的热量来源。
高炉炼铁炭素 (包括焦炭和煤粉 )燃烧所提供的热量，占高炉炼铁总热量来源的 71%。
随着喷煤比的提高，焦炭用量在逐步减少。
但是，焦炭的用量总是要大于喷煤量。
理论最低焦比为250kg/t, 焦炭在风口燃烧掉 55%～ 65%。
(2)复原剂。
焦炭复原作用是以 C 和 CO形式来对铁矿石起复原作用。
炉料到风口焦炭溶反响为25%～35%。
(3)生铁的溶碳。
在高炉炼铁过程中焦炭中的碳是逐步渗透到生铁中。
一般铸造生铁含碳 %左右，炼钢生铁在 %左右。
生铁渗碳消耗焦炭7%～10%。
(4)炉料的骨架作用。
焦炭在高炉内是起骨架作用，支撑着炼铁原料(烧结矿，球团矿，天然块矿 )，又起到煤气的透气窗作用。
焦炭的 4 种作用中，提供热源的主导作用不会改变，这就决定 3 个理论焦比最低值。
低于这个最低值，高炉炼铁就难以正常生产，或经济上就不合算了。
在各种条件下高炉炼铁中碳的复原作用和渗碳功能不会有较大的变化。
在高喷煤比条件下，焦炭的骨架作用会显得更加突出，相应对焦炭的质量要求也会越来越高。
否那么，是难以实现高喷煤比，高炉炼铁不能正常生产。
焦炭从料线到风口平均粒度减少 20%～40%。
劣质焦炭和热反响性差粉化率会很大。
宝钢高炉缸内的焦炭粒度可达 33mm。
高炉炼铁对焦炭质量的要求各国根据资源条件，高炉炼铁要求的焦炭质量是有较大差异 (详见表 1)。
但是，工业兴旺国家的焦炭质量是明显优于中国，这是这些高炉技术经济指标优于中国的重要原因。
表 1 各国冶金焦炭质量情况指标中国美国德国瑞典韩国英国日本荷兰法国俄罗斯Ⅰ 级Ⅱ 级Ⅲ 级Garg 蒂森 SSAB 浦项含硫 S，≤～～1%块度，mm25～ 7525～ 7025～ 60DI＞M40 ,%≥≥≥84M25≥ 9080M10 ， %≤≤≤≤6灰分， %≤～～**8109101025～水分， %＞±＞±40mm＜美国 Gary 厂焦炭的挥发份为 %，德国蒂森和瑞典SSAB分别为 %和 %。
宝钢焦炉炭化室炉墙防结碳涂料开发研究曹银平1徐志栋1李良华1苷菲芳2（1. 宝山钢铁股份有限公司炼铁厂，上海 200941；2. 宝山钢铁股份有限公司技术中心，上海 200941）摘要根据焦炉工况、硅砖和陶瓷材料特性、相图分析，确定了碳化室炉墙防结碳涂层材料的成分及其组成范围。
实验室研究与现场试验结合，先后研制了烧成温度为1300℃、1250℃和1150℃的涂料，优选出三种温度下的最佳配方并进行了生产验证。
关键词焦炉 防结碳 涂料Study on Prevent Carbon Deposite Coat for Coking ChamberFurnace Wall of BaosteelCaoYinping1 Xu Zhidong1 Li Lianghua Gan Feifang2(1. Iron-making Plant, Baoshan Iron & Steel Co., Ltd., Shanghai, 200941;2. R&D Center, Baoshan Iron&Steel Co., Ltd., Shanghai, 200941)Abstract According to coking-oven working circs,characteristics of silicon brick and ceramic, and multiphase graph,confirmed the components and configuration of prevent carbon deposite coat for coking chamber furnace bined laboratory experiment and productive test, developed three kinds of coats which agglomerated at 1300℃,1250℃ and 1150℃, and took the best for productive validation.Key words coke-oven, prevent carbon deposite, coat1 引言焦炉主要使用硅砖砌筑。
焦炉炭化室在炼焦过程中，原料煤粉、成品焦粉以及从煤中挥发出来的焦油等易沉积黏结到炭化室的炉墙砖表面，甚至渗透到砖的内部，在炉墙上形成牢固的粘附层或凸起等障碍物，减少炭化室的横向空间、增加推焦阻力，在积碳障碍物受到推焦车强制推力的作用下，被粘附的炉墙硅砖很易被拉脱剥离，因此使炭化室墙面呈现凹凸不平，而这种凹凸不平的表面又使炭化室内的尘粒更易沉积黏结，形成恶性循环。
炭化室炉墙砖的损坏进而会导致其中的荒煤气泄漏到燃烧室中，破坏燃烧室中原有的平衡气氛，形成不完全燃烧，产生黑烟，污染环境。
实验室研究表明，正常石墨层的生长速度为0.2mm/d；但在耐火砖破损深达15mm 的部位，石墨层的生长速度将达到1.1倍[1]。
对炉墙结碳问题的解决主要从两个方面入手：一是清除黏结的碳，二是在炭化室砖表面喷涂防结碳涂层。
宝钢从2008年开始着手焦炉炭化室防结碳涂料的研究，并在焦炉上进行试验应用。
2 焦炉炭化室炉墙涂层材料化学组成的研究不同于一般的陶瓷釉料，应用在焦炉碳化室的涂层材料必须具备以下特性：（1）有较高的始熔点，而始熔点必须高于炼焦时工作温度，以便形成釉，并且在正常炼焦的温度下要固化，形成高温下耐磨的釉面第八届（2011）中国钢铁年会论文集层；（2）涂层材料必须致密光滑；（3）涂层材料与焦炉硅砖有良好的热膨胀匹配性能；（4）涂料与硅砖的结合性和整体热震稳定性要好。
2.1 炭化室炉墙涂层材料化学组成范围的确定传统的釉料一般用碱金属元素钾和钠的化合物作为熔剂，形成的陶瓷坯体膨胀系数比硅砖的大，若作为炭化室表层涂材，会导致该釉料与硅砖结合不好而致釉层开裂，因此只能用膨胀系数较小的碱金属锂的化合物来助熔，而以K2O和Na2O为辅。
在釉料中加入一定的热稳定性好、耐高温性能的锆英粉用于增加釉料的热稳定性。
根据涂层材料耐火性能要求及与焦炉硅砖的适应性，确定其主体成分为SiO2、Al2O3、ZrO2，配合成分为Li2O、K2O、Na2O、B2O3等。
进一步参考这些成分之间的三元及二元相图，见图1和图2（二元相图略）。
图1 Al2O3-ZrO2-SiO2系相图图2 Al2O3-SiO2-K2O系相图从烧成条件（约1300℃）、使用条件（约1200℃）和组分性能综合考虑，初步设计涂层组成为：SiO2 40%～65%、Al2O3 10%～25%、ZrO2 3%～10%、K2O+Na2O 2%～6%、B2O3 1%～6%、Li2O 3%～6%。
2.2 烧成温度为1300℃的涂层材料化学组成研究现场最初提出的工况条件是：炉墙最高使用温度1200℃，平均使用温度1100℃；焦炉每19h出一次焦炭(125%开工率)，炉墙温度急变一次；涂层喷完后关闭炉门，炉内温度迅速上升，可达1300℃，保温时间可以在1h以上。
据此成釉温度不会超过1350℃，烧成温度约1300℃，正常使用温度为1200℃。
首批配制了7个配方，将各种原料混合磨细，制成釉浆，将釉浆在实验室用毛刷均匀地涂刷在切好的硅砖薄片上，在烘箱干燥后放入电炉烧成，烧成温度1300℃，保温30min以上，自然冷却后看釉面效果。
只有2号、7号涂料釉面效果较好，冷却后釉面光滑细腻，无开裂、剥落现象，坯釉结合良好。
进一步对2号和7号涂料进行烧成时间和烧成温度的影响考察，釉面效果见图3～图6。
图3 烧成时间对2号涂料釉面的影响宝钢焦炉炭化室炉墙防结碳涂料开发研究（1300℃，左0.5~1.0h，中1.0~1.5h，右2.0~2.5h）图4 烧成温度对2号涂料釉面的影响（0.5~1h，左1300℃，中1350℃，右1400℃）对于2号涂料：在1300℃下，尽管增加了保温时间也没有熟釉，釉面粗糙。
提高烧成温度，保温时间均为0.5~1h，1350℃及1400℃时釉成熟了，表面没有毛糙感，釉面质量良好。
说明2号涂料的烧成温度需要1350℃以上，而焦炉炭化室炉墙难以达到这样高的烧成温度。
图5 烧成时间对7号涂料釉面的影响（1300℃，左0.5~1.0h、中1.0~1.5h、右2.0~2.5h）图6 烧成温度对7号涂料釉面的影响（0.5~1h，左1300℃，中1350℃，右1400℃）对于7号涂料：1300℃下分别保温1h及2h釉成熟，表面比较光滑。
提高了烧成温度，保温时间一样，釉都熟了。
但1350℃×1h的试样边缘有缩釉，1400℃烧成的试样边缘有明显的缩釉。
说明该涂料烧成温度为1300℃，温度再高涂料就烧过了。
2号和7号涂料在各自最佳烧成条件下的验证对比效果见图7。
第八届（2011）中国钢铁年会论文集图7 涂料釉面（左7号1300℃×1h，右2号1350℃×1h）从釉面情况来看，7号涂料在1300℃烧制1h效果更佳，能满足现场提出的焦炉应用条件。
2.3 烧成温度为1250℃的涂层材料化学组成研究尽管2号、7号涂层硬度及烧后的热稳定性均能达到技术要求，但为确保在焦炉应用时能成釉，要求在不改变釉料性能的条件下，适当降低釉料的成熟温度。
为此设计烧成温度为1250℃，使用温度为1100℃的涂层材料组成。
配制了8～12号涂层材料，制成的浆料涂刷在硅砖薄片上1250℃电炉烧成，保温30min，自然冷却后只有9号、12号釉面效果较好。
釉面质量见图8。
图8 涂料釉面（左9号、右12号）釉面进行莫氏硬度的测试，9号高温时硬度更高、耐磨性能更好，因此选用9号涂料进行试生产。
2.4 烧成温度为1150℃的涂层材料化学组成研究在进行9号涂层材料的现场试用后，发现由于石墨影响及炉头温度偏低，涂层成釉效果不理想，因此再次研制烧成温度为1150℃的涂层材料。
要降低涂层釉料的烧成温度，必须引入更多熔剂，配制了13~16号不同组分的釉料。
在实验室电炉1150℃烧成，保温30~60min，自然冷却后15号、16号的釉面质量良好。
釉面质量见图9。
图9 涂料釉面（左15号、右16号）经耐压强度、显气孔率、高温硬度分析和验证：16号涂料高温性能更好些，符合要求，可供现场焦炉宝钢焦炉炭化室炉墙防结碳涂料开发研究应用。
3 现场试验及效果喷涂前先对碳化室墙面进行石墨吹扫作业，石墨清除干净，涂料才能很好地与炉墙结合，填充砖的空隙和砖缝，成釉表面光滑致密。
采用喷浆机及现场的压缩空气喷涂16号涂料，开始喷涂时炉墙的温度在800℃以上，涂料的附着效果良好，浆料分布也比较均匀。
喷涂完后进行空炉升温，墙面温度达1220℃，保温时间1~2h。
使用后观察，喷涂后的墙面形成了良好的釉面，达到了附着和形成釉面的效果。
喷涂后的炭化室使用2个月后，从喷涂面观察，几乎没有结石墨，硅砖表面密实，砖缝也没有结碳，使用效果较好。
作业情况见图10。
图10 涂料喷涂作业及效果（左为石墨清理，中为涂层喷涂，右为成釉后炉墙）4 结论（1）碳化室炉墙防结碳涂层材料耐火性能及膨胀性要求与硅砖和焦炉工况相适应，确定了主体成分为SiO2、Al2O3、ZrO2，辅助成分为Li2O、K2O、Na2O、B2O3等的组分配方和各成分的组成范围。
（2）为适应焦炉炉温条件，先后研制了烧成温度为1300℃、1250℃和1150℃的涂料，优选出三种温度下的最佳配方，分别是7号、9号和16号。
（3）烧成温度为1250℃的9号涂料现场生产试验成釉效果不理想，主要受炉头温度偏低及炉墙石墨影响。
（4）烧成温度为1150℃的16号涂料完全满足焦炉工况，喷涂后的炭化室使用2个月后，喷涂面几乎没有结石墨，硅砖表面密实，砖缝也没有结碳，使用效果较好。
参考文献[1] 笠同, 玄挂, 等. 焦炉炉体长寿技术[J]. 世界钢铁, 1998(1):35~37.。
