焦炉大烟道烟气脱硫脱硝及余热利用

焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝技术的应用摘要：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。

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。

关键词：焦化厂；焦炉烟气；脱硫脱硝技术；应用分析随着工业生产的应用热度逐渐升高，人们对工业排放污染的关注度也越来越高。

在工业生产的过程中由于工艺的需要导致大量污染物排放到生态环境中，严重威胁着人们的生命安全。

其中，焦化厂作为焦化生产的主要场所，每时每刻都在排放着大量的烟气，其成分中所包含SO2会导致酸雨的形成，进而给空气环境带来严重的威胁。

针对这种情况，焦化厂采用了脱硫脱硝技术对烟气中的污染物进行科学处理，有效减轻焦化烟气对生态环境造成的压力。

1焦化厂焦炉烟气的特点分析焦化厂的焦化生产过程非常复杂，中间需要经过多道处理程序。

洗精煤储存在焦化厂的备煤车间，而在后续的生产操作中，洗精煤需要经过煤塔的漏嘴装入到运输车中，因此在车间和煤塔之间需要经过封闭的通廊，来保证洗精煤的运送安全。

运输车将洗精煤按照顺序输送到炭化室进行干馏产生焦炭，干馏温度设置在960~1040℃。

焦炉的燃烧过程会产生大量的烟气，烟气会通过设置好的通道从烟囱排放到大气中。

焦炉的工作过程非常复杂，工艺也具有一定的特殊性。

对烟气的成分进行分析可知，烟气中主要含有SO2、粉尘以及氮氧化物，且氮氧化物所占的比例较高。

其中，SO2是一种非常常见的硫氧化物，会对大气造成非常严重的危害。

一旦将SO2与水相溶，便会发生化学反应进而产生亚硫酸，而亚硫酸在PM2.5的基础上会进一步氧化成硫酸，导致酸雨的形成，对环境造成不可挽回的影响。

氮氧化物所包含的化合物较多，除了NO2，其他的氮氧化物具有非常不稳定的特性。

工艺方法——焦炉烟气脱硫脱硝工艺工艺简介由备煤车间来的洗精煤，由运煤通廊运入煤塔，由煤塔漏嘴经装煤车按序装入炭化室，在950-1050度的温度下高温干馏成焦炭。

焦炉加热用回炉煤气由外管送至焦炉各燃烧室，在燃烧室内与经过蓄热室预热的空气混合燃烧，燃烧后的废气经跨越孔、立火道、斜道，在蓄热室与格子砖换热后经分烟道、总烟道，最后从烟囱排出。

焦炉因其生产工艺的特殊性，烟囱排放的热烟气中含二氧化硫、氮氧化物、粉尘，氮氧化物含量较高，烟气需进行脱硫脱硝除尘处理后方可满足排放要求。

烟气中NOx主要是在煤气高温燃烧条件下产生的，焦炉煤气含50%以上的氢气，燃烧速度快，火焰温度高达1700-1900度，煤气中氮气与氧气在1300度左右会发生激烈的氧化反应，生成NOx。

1、脱硫技术烟气中的SO2是弱酸性物质，与适当的碱性物质反应可脱除烟气中SO2。

按照吸收剂的形态，目前脱硫工艺一般可分为干法（半干法）和湿法。

干法脱硫：主要是采用粉末状脱硫剂和催化脱硫剂，干法脱硫的优势是不产生废水；半干法脱硫：主要是采用碳酸钠或石灰溶液作为脱硫剂，优势是不产生废水，但会产生大量固废脱硫渣，不太容易处理；湿法脱硫：主要采用是氨法脱硫，氨法脱硫的主要问题是产生氨逃逸，且容易产生烟气溶胶和烟气拖尾现象。

干法（半干法）脱硫工艺特点：在干法和半干法烟道气脱硫系统中，固体碱性吸收剂被喷入烟道气流中，或通过让烟气穿过碱性吸收剂床的方式使其与烟道气相接触。

无论哪种情况，烟气中的SO2都是与固体碱性物质反应，生成相应的亚硫酸盐和硫酸盐。

为了使这种反应能够进行，固体碱性物质必须是十分疏松或相当细碎。

在半干法烟道气脱硫系统中，水被加入到烟道气中，以在碱性物质颗粒物表面形成一层液膜，SO2溶入液膜，加速了与固体碱性物质的反应。

干法脱硫技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散等优点，但存在脱硫效率低、脱硫剂利用率低、反应速度较慢、设备庞大、反应后烟气含尘量大需要增加除尘装置等问题。

介绍了焦炉烟气半干法脱硫+SCR脱硝工艺流程，并分析了存在的问题。

通过优化脱硫剂制备及喷浆技术、补热技术、建立新型焦炉加热制度;改造脱硫剂制备管道连接方式，对脱硝除尘一体化装置密封改造，增加设备工艺安全联锁功能，提高进入脱硝工序烟气温度等措施，保证了焦炉烟气脱硝工艺运行稳定，实现了焦炉烟气粉尘、NOx、SO2达标排放，主要物料消耗明显降低。

为同行业污染物排放控制提供了参考。

河钢唐钢现有7m焦炉2座，设计焦炭产能150万t/a。

炼焦生产过程中排放的烟气中含有NOx、SO2等污染物，污染了周边环境。

为有效治理炼焦烟气污染物，在原有焦炉上，增设了焦炉烟气脱硫脱硝装置，采用了旋转喷雾半干法脱硫+SCR脱硝技术。

本文主要分析了该装置自2017年8月运行以来的脱硫脱硝工艺存在的问题并提出了优化措施，为今后焦化行业脱硫脱硝工艺的稳定运行提供借鉴。

1工艺流程及运行中存在的问题1．1工艺流程焦炉烟气脱硫脱硝装置采用半干法脱硫+SCR脱硝除尘技术路线(见图1)，净化后烟气通过引风机送回焦炉烟囱。

在焦炉烟道开孔，设置闸板，取气接入半干法脱硫塔，焦炉烟气从脱硫塔上部烟气分配器进入塔体，与经雾化的脱硫剂在塔内充分接触，迅速完成物理、化学反应，达到脱除SO2及其他酸性介质的目的。

脱除SO2后的干燥含尘烟气排出脱硫塔，进入布袋除尘器进行除尘处理，烟气中的干燥颗粒物先被除尘布袋收集，除尘后的烟气进入脱硝仓，NOx和喷入的氨气在催化剂作用下发生催化还原反应，脱除NOx，最终达到净化烟气的目的。

图1脱硫脱硝工艺流程1．2焦炉烟气指标脱硫脱硝处理前后，烟气指标如表1所示。

表1处理前后焦炉烟气指标1．3存在的问题脱硫脱硝装置运行以来，整体较为平稳。

但还有较大提升空间，后续在脱硫喷浆技术、催化剂温度、焦炉加热制度、脱硝装置密封、热风炉风量调整等方面进行了工艺优化和设备改造。

2优化措施2．1工艺优化2．1．1脱硫剂制备及喷浆技术利用Na2CO3溶液作为脱硫剂，采用雾化器旋转喷雾进行脱硫，将出口在线SO2浓度控制在10～12mg/m3，合理控制碱液密度在1200～1250kg/m3，通过调节脱硫溶液喷浆量，实现既满足超低排放限值SO2＜15mg/m3要求，又减少脱硫剂用量的目的。

焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工艺技术分析高辉发表时间：2020-12-15T14:21:21.783Z 来源：《基层建设》2020年第23期作者：高辉[导读] 摘要：随着经济和各行各业的快速发展，焦炉烟气一般是指燃烧焦炉煤气或高炉煤气为焦炉提供热量而产生的废气，每年的排放量在5590亿m3左右。

山西省临汾市洪洞县山西焦化集团 041600摘要：随着经济和各行各业的快速发展，焦炉烟气一般是指燃烧焦炉煤气或高炉煤气为焦炉提供热量而产生的废气，每年的排放量在5590亿m3左右。

焦炉烟气组成中的SO2、NOx是形成酸雨、雾霾、光化学烟雾的主要污染物，近年来环保政策对SO2、NOx的排放要求日益严格。

介绍了氨-硫酸铵湿法脱硫、旋转喷雾半干法脱硫（SDA）、碳酸氢钠干法脱硫（SDS）、中低温选择性催化还原（SCR）脱硝等主流技术以及脱硫脱硝新型技术及催化剂的研发进展。

讨论了焦炉烟气在温度、组成等方面的特性以及对应脱硫脱硝各种组合工艺的适用性。

结合焦化企业的应用现状提出了相关建议。

关键词：焦化厂；焦炉烟气；脱硫脱硝工艺引言随着我国经济的发展进步，我国各类生产产业都有了显著的技术提升和产量提升，但是这也随之而来带来许多环境污染问题，在工业生产领域中，烟气脱硫脱硝技术的应用就会带来一定的硫化物污染排放或氮氧化物污染排放问题。

近年来，我国环保部门对于工业生产有了越发严格的要求，在此环境下，本文将探讨焦化企业脱硫脱硝工艺技术，并进行环保性能分析，来帮助企业更好的选择适宜的生产技术，来促进环保目的的实现1烧结烟气多污染物排放特征分析烧结过程所释放的SO2气体主要是由含铁原料和燃料中的硫化物氧化生成，随燃烧过程进行SO2的持续释放，随烧结温度、时间、助燃空气氧含量和燃料颗粒尺寸等因素而变化。

烧结烟气中的SO2的排放具有自持性规律，该规律认为当烧结过程中燃料用量，烧结原料水分、含硫量以及烧结矿酸碱度在正常范围内无论如何变动时，在接近烧结烟气温度峰值即烧结终点前，烟气中SO2浓度都会出现明显峰值。

焦炉烟气脱硫脱硝工艺流程焦炉烟气是一种含有大量二氧化硫和氮氧化物的废气，对环境和人体健康都会造成严重影响。

为了减少这些有害气体的排放，需要对焦炉烟气进行脱硫脱硝处理。

下面介绍一种常见的焦炉烟气脱硫脱硝工艺流程。

一、脱硫工艺脱硫是指将焦炉烟气中的二氧化硫转化为硫酸气体或颗粒物并进行回收的过程。

目前常用的脱硫工艺有湿法和干法两种。

1.湿法脱硫工艺湿法脱硫是指通过与气体接触的液体中的化学试剂来吸收二氧化硫，然后将吸收的二氧化硫转化为硫酸。

常用的化学试剂有石灰石、石膏、氢氧化钠等。

湿法脱硫工艺流程如下：(1)废气先通过预处理系统进行加热和除尘，以便后续的工艺操作。

(2)将加热后的废气引入吸收塔，在吸收塔中与喷淋的化学试剂进行接触和反应，吸收二氧化硫。

(3)将吸收后的废气经过除雾器，去除湿气和颗粒物，得到含有硫酸的气体。

(4)最后，将含有硫酸的气体进行净化和回收，同时将剩余的废液进行处理和排放。

2.干法脱硫工艺干法脱硫是指利用固体吸收剂吸收二氧化硫，然后将吸附的硫化合物进行回收或转化为稳定的物质。

常用的固体吸收剂有活性炭、氧化铁、氧化钙等。

干法脱硫工艺流程如下：(1)废气经过预处理系统后，与喷雾的固体吸收剂进行接触和反应，吸附二氧化硫。

(2)将吸附后的固体吸收剂进行回收或转化为稳定的物质，如通过加热脱附二氧化硫。

(3)最后，将剩余的固体吸收剂进行处理和排放。

二、脱硝工艺脱硝是指将焦炉烟气中的氮氧化物转化为氮气和水的过程。

目前常用的脱硝工艺有选择性催化还原法和非选择性催化还原法两种。

1.选择性催化还原法选择性催化还原法是指将氧化剂加入焦炉烟气中，将氮氧化物转化为氮气和水。

常用的氧化剂有氨气和尿素等。

选择性催化还原法脱硝工艺流程如下：(1)预处理系统将废气进行加热和除尘。

(2)在催化剂层中，将氨气或尿素加入焦炉烟气中，氮氧化物和氨气或尿素在催化剂的作用下发生反应，生成氮气和水。

(3)最后，将剩余的氨气或尿素进行处理和回收利用。

焦炉烟道气脱硫脱硝技术研究焦炉烟道气脱硫脱硝技术研究1、焦炉烟道气脱硫脱硝面临的严峻形势S02、NO X是空气中PM2.5的前驱体，由其转变而来的PM2.5占空气在PM2.5总量的40-50%，同时S02、NO X也是形成酸雨的主要前物质。

2、焦炉烟道气产生数量炼焦过程中，生产每吨焦炭要燃烧970Nm3的混合煤气或者205Nm3的焦炉煤气对煤料进行间接加热，分别产生1897Nm3或者1326Nm3的烟道废气，释放大量的硫化物、氮氧化物和烟尘等。

3、焦炉烟道气SO2含量及控制一般焦化厂的HPF法一级脱硫后煤气中H2S含量达到300mg/Nm3以下，如果二级串联脱硫可降低到20mg/Nm3左右，或者采用焦炉煤气两级脱硫的技术措施，使焦炉煤气中的H2S含量降低到20mg/Nm3以下，这样烟道气SO2含量在100-300mg/m3范围。

4、焦炉烟道气NO X含量及控制NO X含量不仅与煤中的氮、氧含量有关，而且与使用的装炉煤种、装炉煤堆密度、空气过剩系数、结焦时间、炭化室的尺寸、焦炉结构（单段、多段加热）有关。

特别是减少烟道气NO X含量最有效的方法是降低炭化室火焰温度（低温燃烧）。

（1）、废气循环。

可拉长火焰，降低燃烧火焰的温度。

（2）、多段加热。

如果空气分段供给形成多段加热，善燃烧情况，减少NO X 的产生。

（3）、降低炉墙厚度：使用高导热性的硅砖，提高炉墙传热效率，通过减少炉墙砖厚度，可有效降低燃烧室温度。

如果原先采用1320℃燃烧室温度会使炭化室温度达到1180℃，现在减少炉墙厚度炭化室与燃烧室达到相同的1200℃的温度满足炼焦要求。

（4）、调整加热燃气结构：尽量采用CO或者氮含量低的煤气作为加热燃料。

减少氮氧化物的生成。

（5）、降低炼焦温度：在保证焦炭成熟的条件下，调整焦炉加热制度，降低空气过剩系数，降低燃烧温度。

5、焦炉烟道气污染物排放限值标准为此国家于2012年颁布的GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》规定2015年1月1日起现有企业执行限值标准，即焦炉烟道气排放限值执行：S02≤50mg/m3,NO X≤500mg/m3。

脱硫脱硝工艺简介焦炉尾气净化解决方案:中低温SCR脱硝+余热回收+氨法脱硫1. 有效解决焦炉尾气氮氧化物和二氧化硫的排放问题;2. 投资成本少,利用烟气余热回收产生蒸汽,降低能源消耗;3. 综合利用降低运行成本,提升副产物产值;4. 三套完全独立系统,可选择自由组合方式。

一. 中低温SCR脱硝工艺1. 满足焦化烟气工况进口NOX≤1800mg/Nm3,SO2≤1500mg/Nm3,粉尘含量≤30g/Nm3,出口NOX≤150mg/Nm3,SO2/SO3转化率小于1,达到国家排放标准;2. 新型Mn/PG催化剂采用蜂窝式设计,完全国有自主化产物,具有高效率、抗硫性、抗冲刷能力,脱硝效率85~95%;3. 适合烟气温度200~300°C,经过SCR反应器烟气温损小于2°C,不会对余热回收系统造成影响。

二、余热回收系统1. 满足焦炉烟气工况进口温度250~300°C,出口最高温度170°C,产生蒸汽0.8MPa,蒸汽量14.5t/h(100吨焦炉计);2. 有效解决焦炉废气热能回收,降低能耗且不影响焦炉工艺;三、氨法脱硫⼯工艺1. 有效解决焦炉尾气中SO2排放问题,净化后SO2≤50mg/Nm3;2. 装置流程简单,易于操作,保证系统长周期期稳定运转;3. 有效解决气溶胶、氨逃逸和尾气拖白问题;4. 脱硫后产物生成硫酸氨,实现了脱硫副产物有较高的经济性。

130万吨/年焦炉烟道气直接蒸氨系统一次性投产成功！焦化废水氨酚含量高，可生化性差，处理难度和费用高，普遍采用蒸气直接蒸氨，能耗高，焦化废水处理量大。

而焦炉烟道气量大、温度高，本技术就是利用烟道气余热直接蒸氨，既有效回收余热，又减少蒸氨废水排放。

一、工艺流程：二、技术特点：1、不改变原有的蒸氨工艺，只增加烟气余热回收装置和循环系统，投资小；2、煤气和蒸汽零消耗，废水量减少25％左右，降低废水的处理费用；3、实现了焦炉烟气余热的高效直接利用，既满足蒸氨要求，又能副产蒸汽，工艺技术成熟可靠；4、可实现焦炉烟道气脱硝、脱硫和余热回收一体化。

100万吨焦化2×60孔焦炉烟气脱硫脱硝工程技术方案目录第一章总论 (5)1.1项目简介 (5)1.2总则 (5)1.2.1工程范围 (5)1.2.1采用的规范和标准 (5)1.3设计基础参数（业主提供） (6)1.3.1基础数据 (6)1.3.2工程条件 (7)1.4脱硫脱硝方案的选择 (8)1.4.1 脱硫脱硝工程建设要求和原则 (8)1.4.2 脱硫脱硝工艺的选择 (9)1.5脱硫脱硝和余热回收整体工艺说明 (10)第二章脱硫工程技术方案 (10)2.1氨法脱硫工艺简介 (10)2.1.1氨法脱硫工艺特点 (10)2.1.2氨法脱硫吸收原理 (11)2.2本项目系统流程设计 (12)2.2.1设计原则 (12)2.2.3设计范围 (13)2.2.4系统流程设计 (13)2.3 本项目工艺系统组成及分系统描述 (13)2.3.1 烟气系统 (14)2.3.2 SO2吸收系统 (14)2.3.3 脱硫剂制备及供应系统 (15)2.3.4脱硫废液过滤 (15)2.3.5 公用系统 (15)2.3.6 电气控制系统 (16)2.3.7 仪表控制系统 (17)第三章脱硝工程技术方案 (19)3.1 脱硝工艺简介 (19)3.1.1 SCR工艺原理 (19)3.2 SCR系统工艺设计 (20)3.2.1 设计范围 (20)3.2.3 设计原则 (20)3.2.2 设计基础参数 (20)3.2.3 还原剂选择 (21)3.2.4 SCR工艺计算 (21)3.2.5 SCR脱硝工艺流程描述 (22)3.3分系统描述 (23)3.3.1氨气接卸储存系统 (23)3.3.2氨气供应及稀释系统 (23)3.3.3烟气系统 (24)3.3.4 SCR反应器 (24)3.3.5吹灰系统 (25)3.3.6氨喷射系统 (25)3.3.7压缩空气系统 (25)3.3.8配电及计算机控制系统 (25)第四章性能保证 (27)4.1脱硫脱硝设计技术指标 (27)4.3.1 脱硫脱硝效率 (27)4.3.2 SCR及FGD装置出口净烟气温度保证 (28)4.3.3 脱硫脱硝装置可用率保证 (28)4.1.4 催化剂寿命 (28)4.1.5 系统连续运行温度和温度降 (28)4.1.6 氨耗量 (28)4.1.7 脱硫脱硝装置氨逃逸 (29)4.1.8 脱硫脱硝装置压力损失保证 (29)第五章相关质量要求及技术措施 (30)5.1 相关质量要求 (30)5.1.1 对管道、阀门的要求 (30)5.1.2 对平台、扶梯的要求 (30)5.2 防腐措施 (31)5.3 电气控制及自动化 (31)5.3.1供配电系统 (31)5.3.2控制、仪表系统 (32)第六章经济效益分析及投资报价 (35)6.1运行成本 (35)6.1.1 脱硝运行成本（年运行时间8760h） (35)6.1.2 脱硫运行成本（含增加风机及热备，年运行时间8760h） (35)6.2建设投资成本 (36)第七章设计、供货、施工范围 (37)7.1 乙方设计范围 (37)7.2 乙方施工范围 (37)7.3 乙方供货范围 (37)附件1：脱硝系统设备清单 (37)附件2：脱硫系统设备清单 (38)附件3：余热回收及热备系统的技术方案另附....... 错误！未定义书签。

焦炉烟气脱硫脱硝系统与加热系统的联锁摘要：我国快速的经济发展环境下，导致了我国环境污染出现了诸多的问题，现在对于二氧化硫和氮氧化物的污染治理已经迫在眉睫，由于现在脱硫脱硝的费用较高，许多企业难以承受，所以我们必须加大运用烟气脱硫脱硝技术的研发和升级，积极学习国际上先进的生产技术，并结合我国的生产国情，针对不同的技术生产所存在的不足和缺陷进行问题的解决和技术的升级。

本文主要分析焦炉烟气脱硫脱硝系统与加热系统的联锁。

关键词：焦炉加热;脱硫脱硝;联锁引言随着我国经济的发展进步，我国各类生产产业都有了显著的技术提升和产量提升，但是这也随之而来带来许多环境污染问题，在工业生产领域中，烟气脱硫脱硝技术的应用就会带来一定的硫化物污染排放或氮氧化物污染排放问题。

近年来，我国环保部门对于工业生产有了越发严格的要求，在此环境下，本文将探讨焦化企业脱硫脱硝工艺技术，并进行环保性能分析，来帮助企业更好的选择适宜的生产技术，来促进环保目的的实现1、焦炉烟气吸力来源的变化焦炉正常生产所需的吸力由焦炉烟囱提供，焦炉烟气脱硫脱硝系统投产后，焦炉加热所需吸力由引风机提供，改变了原有焦炉烟气吸力的来源。

引风机产生的吸力，除了需要克服焦炉加热系统(废气开闭器、烟道等)的阻力和下降气流的热浮力，还需要克服脱硫脱硝系统产生的阻力，以保证焦炉内废气排出，空气吸入，满足焦炉的连续加热需求。

2、焦炉烟气的特点2.1排烟温度低与发电厂的排烟温度相比，焦炉排烟温度低，燃烧焦炉煤气的焦炉排烟温度约为250~280℃，燃烧高炉煤气的焦炉排烟温度约为180~200℃，达不到耐硫性和耐水性优异的高温SCR脱硝所需的窗温度320℃~420℃。

2.2低尘高焦油在串漏严重的焦炉中，焦炉烟雾中含有很多焦油。

与燃煤烟气相比，焦炉烟气的含尘浓度较低，但由于焦炉列的泄漏，烟气中的焦油较高，低尘高焦油的工况采用传统布袋除尘器会在布袋上制作胶袋。

2.3烟囱需要热备盘由于没有焦炉送风机，焦炉烟气通过烟囱的吸力排出，烟囱必须处于热备状态，以便在脱硫脱硝系统送风机故障时能够向焦炉提供稳定的负压，净化后的烟气必须返回焦炉原烟囱，温度必须在130℃以上，防止烟囱内部结构在露点以下腐蚀，维持烟囱的热备盘，温度过低的湿式法(石灰石-石膏法、氨法等)难以适用。