王盧輝 甘恢玉 錢虎林

(寶武馬鋼股份有限公司煉焦總廠，馬鞍山 243000)

摘 要: 介紹了焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝的主要工藝技術(shù)，討論了各種煙氣脫硫脫硝工藝的特點。對馬鋼 6 m 焦?fàn)t煙氣進行分析，根據(jù)煙氣成分情況確定合適的技術(shù)方案，以滿足焦?fàn)t煙氣超低排放要求。

關(guān)鍵詞: 焦?fàn)t煙氣; 脫硫脫硝; 技術(shù)方案

為落實生態(tài)環(huán)境部《關(guān)于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》的精神，焦?fàn)t需要配套脫硫脫硝裝置，以滿足焦?fàn)t煙氣超低排放的要求。目前國內(nèi)焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝有多種技術(shù)方案可供選擇，本文通過對比分析目前各種工藝技術(shù)的優(yōu)劣，為焦化企業(yè)提供合適的技術(shù)方案。

1 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)方案對比

1． 1 活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)

焦?fàn)t產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過余熱回收，溫度由 190 ℃降至 140 ℃以下，再通過活性焦床層吸附，脫除焦?fàn)t煙氣中的 SO₂。煙氣中的氮氧化物在催化劑的催化作用下與噴入的氨水反應(yīng)，脫除焦?fàn)t煙氣中的氮氧化物。煙氣經(jīng)過脫硫脫硝系統(tǒng)凈化后由焦?fàn)t煙囪排出。活性焦吸附 SO₂飽和之后，經(jīng)過加熱進行解吸，解吸后的活性焦可以重新使用，解吸氣體含有較高含量的 SO₂，可用于生產(chǎn) 98% 的商品硫酸、硫磺或其他副產(chǎn)品。

活性焦脫硫脫硝一體化工藝技術(shù)投資成本高、占地面積較大、操作控制系統(tǒng)復(fù)雜、穩(wěn)定性好、運行成本低，存在反應(yīng)產(chǎn)物硫酸氫銨堵塞的問題^［1］。

1． 2 SDA + SCＲ 脫硫脫硝技術(shù)

堿性物質(zhì) NaHCO₃溶液或 Ca( OH) ₂漿液作為焦?fàn)t煙氣脫硫劑，采用 SDA 方式進行煙氣脫硫。煙氣中的 SO₂與霧化的脫硫劑發(fā)生反應(yīng)，以脫除煙氣中的 SO₂。脫硫后的煙氣與噴入的氨氣進行選擇性催化反應(yīng)( SCＲ) 脫除煙氣中的氮氧化物。反應(yīng)后的煙氣經(jīng)過過濾除塵，脫除煙氣中的顆粒物，實現(xiàn)焦?fàn)t煙氣超低排放，凈化后的煙氣經(jīng)過焦?fàn)t煙囪排出。

SDA + SCＲ 工藝在 SO₂ 濃度較高時，脫硫成本會急劇上升，同時噴霧形成的顆粒，在溫度較低、水分含量較高時，極易造成布袋及管道堵塞^［2］。

1． 3 陶瓷纖維復(fù)合濾筒硫塵硝協(xié)同脫除工藝

焦?fàn)t煙氣從地下煙道引出，煙氣在進入脫硫塔前噴入新鮮脫硫劑，二者在脫硫塔中混合，進行一次脫硫反應(yīng)。焦?fàn)t煙氣經(jīng)燃燒器加熱至 220 ℃，與通過噴氨格柵噴入的氨水在混合器中混合，再通過導(dǎo)流板和氣流分布板后進入濾管反應(yīng)器。煙氣中未反應(yīng)完全、顆粒較小的消石灰在濾管表面形成一層濾餅，并在陶瓷管表面進行二次脫硫。為提高脫硫劑的利用率及脫硫效率，設(shè)有脫硫灰循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)一體化裝置收集的循環(huán)灰分兩路返回脫硫塔。一路經(jīng)研磨后通過氣力運輸返回脫硫塔入口煙道，另一路經(jīng)斜槽返回脫硫塔，與煙氣充分混合后繼續(xù)參加反應(yīng)，循環(huán)利用。無塵的含硫氣體通過濾料表面，與濾管壁內(nèi)的催化劑層接觸發(fā)生反應(yīng)，氮氧化物被高效脫除，清潔煙氣再通過引風(fēng)機送至煙囪排出。

陶瓷纖維復(fù)合濾筒硫塵硝協(xié)同脫除技術(shù)具有占地較小、運行成本較高、操作控制系統(tǒng)簡單、維護工作量低等特點，而且脫硫脫硝可靠性高，脫硫副產(chǎn)物無污染、易處置。

1． 4 投資與運行費用對比

在焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝工藝的投資成本中，焦?fàn)t煙氣量、煙氣達標(biāo)排放要求、硫塵硝脫除效率、焦?fàn)t煙氣中硫塵硝物質(zhì)的濃度、設(shè)備性能等是主要影響因素。在焦?fàn)t煙氣凈化系統(tǒng)運行費用方面，工藝介質(zhì)消耗量及質(zhì)量、煙氣硫塵硝脫除劑用量、人工操作維護費用等是主要影響因素，在焦?fàn)t煙氣相同的情況下，3 種脫硫脫硝工藝的投資及運行費用見表 1。

2 馬鋼 6 m 焦?fàn)t煙氣凈化要求及技術(shù)方案

2． 1 馬鋼 6 m 焦?fàn)t煙氣特點及焦?fàn)t煙氣凈化要求

( 1) 新建焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝項目因場地小、施工難度大，要求脫硫脫硝工藝簡單，占地面積小。

( 2) 隨著超低排放政策的實施，環(huán)保要求越來越高，要求煙氣脫硫脫硝后不產(chǎn)生二次污染。

( 3) 脫硫脫硝產(chǎn)生的所有副產(chǎn)物無害化處理，且能回收利用。

( 4) 焦?fàn)t在采用焦?fàn)t煤氣加熱時，煙氣中氮氧化物和 SO₂含量較高，因此要求脫硫脫硝工藝的效率高。

2． 2 馬鋼 6 m 焦?fàn)t脫硫脫硝技術(shù)方案

馬鋼 6 m 頂裝焦?fàn)t目前采用高爐煤氣加熱，焦?fàn)t煙氣參數(shù)見表 2。

通過對上述幾種脫硫脫硝工藝技術(shù)的比較，馬鋼決定采用陶瓷纖維復(fù)合濾筒硫塵硝協(xié)同脫除技術(shù)。該技術(shù)于 2020 年底在馬鋼 6 m 焦?fàn)t投入運行，投運后焦?fàn)t煙氣排放指標(biāo)見表 3。通過半年多的運行，此工藝技術(shù)可以滿足焦?fàn)t煙氣污染物排放數(shù)據(jù)穩(wěn)定、運行維護量小、成本投入低的要求。

3 結(jié)語

本文對多種脫硫脫硝工藝的優(yōu)缺點、投資、運行費用等進行綜合討論分析，最終選擇了陶瓷纖維復(fù)合濾筒硫塵硝協(xié)同脫除工藝。馬鋼煉焦總廠采用該脫硫脫硝工藝每年可減排 SO₂196 t，減排氮氧化物 420 t。

參考文獻

［1］ 許英紅，陳鵬，顏芳． 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的研究進展［J］． 燃料與化工，2019，50( 4) : 1 －3．

［2］ 張艾紅，王偉男． 柳鋼焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用探討［J］． 柳鋼科技，2018( 3) : 40 －43．