王瑞良  陳巍

（河鋼邯鋼環保能源部  河北邯鄲   056015）

摘  要：近年來環保要求日益嚴苛，焦爐生產過程中，加熱系統內煤氣燃燒產生二氧化硫、氮氧化合物和顆粒物等污染物。焦爐廢氣三大指標是焦化廠污染物排放的三項重要硬性指標，對河鋼邯鋼轉型升級關鍵戰略期造成了一定的掣肘因素。焦爐煙氣是否達標排放，是限制焦爐產能的重要因素，涉及焦化廠生存發展關鍵所在，焦爐煙氣治理工作迫在眉睫。為實現焦爐廢氣達標排放，提高焦爐產能，焦化廠在1、2#、5、6#焦爐分別新建一套脫硫脫硝系統，經過系統的調試，整改，現在兩套系統效果理想，焦爐廢氣中的顆粒物、SO₂和NOx等三大指標全部滿足國家特排標準，實現了焦爐生產穩定，有很好的推廣價值。

關鍵詞：焦爐煙氣；末端治理；脫硫脫硝

1  前言

河鋼邯鋼焦化廠現有焦爐六座，其中，1、2#爐為80型42孔4.3米焦爐，3#爐為58型42孔4.3米焦爐，4#焦爐為80型45孔4.3米焦爐，5、6#焦爐為JN60-6型45孔6米焦爐年設計焦炭產量為200萬噸， 3、4#焦爐分別于2017年5月、10月燜爐停產，1、2、5、6#焦爐正常生產 。

2  現狀

河鋼邯鋼焦化廠1、2#焦爐共用一個煙囪，煙氣量為14萬Nm³/h，5、6#焦爐分別設有一個煙囪，煙氣量分別為12萬Nm³/h。根據《煉焦化學工業污染物排放標準》 (GB16171-2012)表6中的焦爐煙囪SO₂、NOx和粉塵等指標特別排放限值要求，焦化廠1、2#焦爐和5、6#焦爐分別配置建設一套煙道氣脫硫脫硝凈化裝置，滿足國家對環保的指標。邯鋼焦化廠委托北科大和邯鋼設計院進行了1、2#爐脫硫脫硝系統的工程建設。委托中冶焦耐院進行了5、6#焦爐脫硫脫硝的工程建設，在正常情況下，1、2#、5、6#焦爐采用高爐煤氣加熱，摻燒（摻燒體積比約為1:16）焦爐煤氣，具體參數如下：

3  兩套裝置的工藝及原理

3.1    1.2#焦爐脫硫脫硝原理及流程

1、2#焦爐脫硫脫硝系統采用密相干塔脫硫+SCR脫硝技術，利用脫硫脫硝等各分系統的協同組合，實現焦爐煙氣大氣污染物的協同治理，具有良好的脫硫脫硝除塵效果和技術經濟性，正在逐步被國內各大鋼廠所采用。其中脫硝采用煙氣經熱風爐升溫后（煙氣溫度280—320℃）的準低溫SCR技術，脫除效率高，運行穩定可靠，脫硝后煙氣利用余熱鍋爐進行熱量回收；脫硫采用密相塔半干法脫硫技術，工藝流程簡單，設備少，容易操作。主要工藝流程為：焦爐煙氣首先經過熱風爐加熱，將煙氣溫度提升至280—320℃，為脫硝提供溫度條件。升溫后的煙氣與經由噴氨格柵噴入的氨氣均勻混合，在準低溫SCR脫硝反應器中進行脫硝，脫硝后煙氣中NOx濃度≤150mg/Nm³。脫硝后的煙氣經余熱鍋爐進行余熱回收。除鹽水吸收熱量最終形成飽和蒸汽，送至焦化廠蒸汽總管。降溫后的煙氣經過密相脫硫塔，脫除煙氣中的二氧化硫，同時可以去除HCl、HF和氮氧化物等，煙氣中SO₂濃度≤30mg/Nm³。脫硫后的煙氣經過布袋除塵器除塵后通過煙囪排放，濾袋上慮下的脫硫劑可進一步吸收SO₂，煙氣中含塵濃度≤15mg/Nm³。

圖1：邯鋼焦化廠1、2#焦爐脫硫脫硝系統工藝流程圖

3.2   5、6#焦爐脫硫脫硝原理及流程

5、6#焦爐采用半干法SDA脫硫+SCR脫硝，主要流程為：廢氣首先進入脫硫塔，在脫硫塔內進行脫硫；從脫硫塔出來的脫硫后煙氣進入除塵裝置，煙氣先經除塵器布袋除塵，除塵后的煙氣與加入的還原劑（氨氣）充分混合，混合后的煙氣進入脫硝催化劑層，在催化劑作用下發生還原反應，脫除NOx；凈化后的潔凈煙氣經過系統引風機送回煙囪排放。該工藝采用低溫脫硝工藝，在脫硝之前采用半干法高效脫硫并除塵，延長低溫脫硝催化劑在高效脫硝區的使用壽命，降低煙氣凈化工藝運行費用。主要工藝流程圖如下。

圖2   邯鋼焦化廠5、6#焦爐脫硫脫硝系統工藝流程圖

4 脫硫脫硝裝置使用情況

通過兩套脫硫脫硝系統一年的運行，現在脫硫脫硝系統穩定，1、2#焦爐分煙道吸力穩定在-170Pa~-200Pa，機側爐溫1220℃、焦側爐溫1270℃，結焦時間20小時左右，5、6#焦爐分煙道吸力穩定在-180Pa~-220Pa，機側爐溫1230℃、焦側爐溫1280℃，結焦時間19小時左右，焦爐生產正常。

目前系統運行穩定，煙囪排放數據指標穩定在特排范圍內，數據如下：

通過兩套脫硫脫硝一年的運行，脫硫脫硝裝置的效果非常穩定，二氧化硫排放穩定在30mg/m³以下，數據在超低排左右徘徊，氮氧化物排放穩定在100 mg/m³以下，顆粒物排放穩定在10 mg/m³以下，氮氧化物和顆粒物均能達到超低排水平。

5  兩套脫硫脫硝裝置的優越性

5.1   1、2#脫硫脫硝裝置的優勢

5.1.1對脫硫脫硝原料品質要求低，價格低廉

該脫硫脫硝使用的原料為CaO和自產氨水，CaO的價格相對便宜，而且原料充足。每月用量為40t左右，脫硝用的氨水是回收蒸氨塔過來的氨水，濃度在4%左右，流量0.21m³/h，并且含有萘等雜質，但完全滿足脫硝使用，脫硝效果良好。脫硝效率在80%以上。

5.1.2  節能效果良好

脫硝后的煙氣經余熱鍋爐進行余熱回收。產蒸汽4.5t/h，把煙氣溫度從280 ℃降低到150℃左右，除鹽水吸收熱量最終形成飽和蒸汽，送至焦化廠蒸汽總管，降低能源消耗，余熱鍋爐采用全自動運行，崗位工只需要做好日常點檢。

5.1.3  自動化性能高，安全性能好

整個過程采用自動控制，工藝流程簡單，設備少，容易操作。熱風爐程序設有自動點火和自動吹掃操作，當高爐煤氣壓力較低時，可以適當補充焦爐煤氣，提高爐膛溫度，進而提高廢氣溫度，滿足脫硝要求。焦爐吸力、壓力以及脫硫脫硝溫度等指標均和風機設有聯鎖，一旦異常，風機可以做出停機等調整。確保系統安全。

5.2  5、6#脫硫脫硝的優勢

5.2.1采用旋轉噴霧干燥法（SDA法)進行高效低溫降煙氣脫硫，滿足SO₂排放要求的同時，吸附煙氣中焦油等粘性物質，降低煙氣中SO₂及其他組分對低溫脫硝效率的影響；并可根據煙氣入口SO₂濃度調節脫硫劑溶液的噴入量，實現在滿足排放要求的前提下減少脫硫劑的使用量，以最經濟的方式運行。

5.2.2采用低溫脫硝催化劑利用NH3-SCR原理進行低溫脫硝。此種催化劑對焦爐煙氣具有很強的適應性，具有良好的低溫活性，焦爐煤氣升溫幅度小，降低了高爐煤氣的用量。

5.2.3脫硝前除塵，減少煙氣中的粉塵在通過脫硝催化劑層時對催化劑表面的磨損，可以有效延長脫硝催化劑的使用壽命，減少脫硝催化劑的用量，可省略傳統意義上的催化劑清灰系統，同時可以脫出煙氣中的粉塵等顆粒物，使煙氣的顆粒物排放達標。

6  結語

通過兩套脫硫脫硝裝置的應用，焦爐廢氣中的顆粒物、SO₂和NOx等三大指標全部滿足國家特排標準，氮氧化物和顆粒物已經完全實現了超低排放，確保了焦爐生產穩定，有很好的推廣價值。