焦爐煙氣脫硫脫銷技術（三）
SICS法催化氧化（有機催化法）脫硫脫硝工藝
1有機催化法脫硫脫硝原理
利用有機催化劑L中的分子片段與亞硫酸結合形成穩定的共價化合物，有效地抑制不穩定的亞硫酸的逆向分解，并促進它們被持續氧化成硫酸，催化劑隨即與之分離。生成的硫酸在塔底與加入的堿性物質如氨水等快速生成高品質的硫酸銨化肥，其反應原理和過程與工業硫酸銨化肥的生產相似。該過程反應式如下：
SO2+H2O→H2SO3（1）
H2SO3+L→L·H2SO3（2）
L·H2SO3+O2→L+H2SO4（3）
H2SO4+NH3→(NH4)2SO4（4）
脫硝與脫硫原理相類似，當加入強氧化劑（臭氧或雙氧水）時，NO轉化為易溶于水的高價氮氧化物生成亞硝酸(HNO2)。有機催化劑促進它們被持續氧化成硝酸，隨即與之分離。加入堿性中和劑（氨水）后可制成硝酸銨化肥。該過程反應式如下：
NO+O3→NO2（5）
NO2+H2O→HNO2（6）
HNO2+L→L·HNO2（7）
L·HNO2+O2→L+HNO3（8）
HNO3+NH3→NH4NO3（9）
2工藝流程
焦爐煙氣先經過臭氧氧化，煙氣溫度小于150℃，然后進入脫硫塔，煙氣中的SO2和NOx溶解在水里分別生成H2SO3和HNO2。有機催化劑捕捉以上兩種不穩定物質后形成穩定的絡合物LHNO2，并促使它們被持續氧化成H2SO4和HNO3，催化劑隨即與之分離。生成的H2SO4和HNO3很容易被堿性溶液吸收，這樣就在一個吸收塔內同時完成了脫硫和脫硝（見圖1）。
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圖1 SICS法催化氧化（有機催化法）脫硫脫硝工藝流程示意
在臭氧氧化時，要求煙氣溫度小于150℃，所以需要對原煙氣進行噴水降溫。脫硫可以用任何堿液作為吸收劑，該工藝采用氨水做吸收劑。洗滌后的煙氣通過填料層、二級除霧器除去水滴后，回送至焦爐煙囪直接排放至大氣。
脫硫后的主要副產物為硫酸銨，脫硝后的主要副產物為硝酸銨。當吸收塔內脫硫脫硝后的組合溶液中化肥濃度達到30%左右時，由泵排出組合溶液至分離設備，將催化劑、灰塵和組合溶液分離。分離后的催化劑返回吸收塔循環使用，灰渣脫水后外排，而組合溶液進入換熱器升溫，然后由干燥機結晶，成為合格的硫酸銨和硝酸銨化肥。
該工藝主要由以下系統組成：
煙氣系統：由焦爐引出焦爐煙氣，經過化肥液體及噴水降溫，由200℃降低到150℃以下，以適應臭氧反應溫度低于150℃的要求。
吸收系統：煙氣自下而上進入吸收塔，循環漿液自上而下噴淋，煙氣和循環漿液直接接觸，完成捕捉過程，處理后的潔凈氣體經過除霧器除霧后，排至煙囪。
脫硝氧化系統：煙氣中的NO不溶于水，很難被堿性溶液吸收，必須將其氧化成為高價易溶解的氮氧化物，方可被吸收，脫硝氧化系統提供能氧化NO氣體的氧化劑——臭氧。臭氧經過煙道內混合器后與煙氣中的NO充分混合，將其氧化成易溶解的氮氧化物，進入吸收塔后被吸收得以去除。
鹽液分離及化肥回收系統：吸收塔里漿液化肥濃度達到30%左右時，開啟漿液排出泵，將其送入過濾器，分離出其中的灰塵。然后漿液進入分離器，將有機催化劑和鹽液分開。催化劑返回吸收系統循環利用，鹽液則進入化肥回收系統。
氨水儲存供給系統：將氨送入吸收塔進行脫硫脫硝。
催化劑供給系統：捕捉漿液中不穩定的H2SO3和HNO2后形成穩定的絡合物，在氧化空氣下被持續氧化成H2SO4和H2NO3，很容易被堿性溶液吸收，生成硫酸銨和硝酸銨。
3工藝特點
1）脫硫效率＞99%，脫硝效率＞85%；氨回收利用率＞99.0%。氨逃逸率＜1%，而普通氨法脫硫只能控制在5%-10%以上。
2）在同一系統中可同時實現脫硫、脫硝、脫重金屬汞、二次除塵等多種煙氣減排效果。
3）對煙氣硫分適應強，可用于150-10000mg/Nm3甚至更高的硫分，因此，可使用高硫煤降低成本。
4）整個過程無廢水和廢渣排放，不產生二次污染。同時凈煙氣中NH3含量小于8mg/Nm3（完全滿足環保部NH3＜10mg/Nm3的要求）。
5）催化劑使用壽命可長達15年。
6）運行成本低（據某鋼廠統計噸焦運行成本不超過2元）。
7）通過增加催化劑，提高亞硫酸銨的氧化效率，運行pH值低于氨法脫硫，能有效抑制氨的逃逸（≤能有效抑）。
8）可實現焦爐煙氣低溫脫硝（目前國內普遍使用的SCR屬于高溫脫硝），減少對設備的腐蝕。
9）對煙氣條件的波動性有較強的適應能力。
10）副產品硫銨質量達標，且穩定。
4投資與操作成本
表1 SICS裝置運行消耗指標、投資及成本（年產焦炭110萬噸）
對于110萬噸/年焦炭產能，SICS裝置的運行消耗指標、投資費用及操作成本見表1。