焦爐煙氣脫硝工藝技術研究

杜化振

（肥城石橫焦化有限公司 山東 泰安 271600）

焦爐煙氣脫硝工藝技術研究

杜化振

（肥城石橫焦化有限公司 山東 泰安 271600）

上世紀煤炭產業對于我國的經濟增長發揮出了中流砥柱的作用，人們物質生活水平不斷提高。然而，對于自然生態環境的破壞也日益顯現出來，特別是氮氧化物的過渡排放，成為污染大氣的主要活性物質之一，對人們賴以生存的環境造成很大挑戰，直接威脅人們的身體健康。煉焦化學工業作為煤炭產業的重要組成部分，排放的氮氧化物成為人們關注的焦點，研究開發焦爐煙氣脫硝工藝技術成為國家發展戰略的重要目標。為了有效減少焦爐煙氣中氮氧化物的濃度排放，需要加強脫硝工藝技術的驗證和改善。

脫硝技術；焦爐產業；煙氣排放；大氣污染

1.焦爐煙氣脫硝的基本方法

1.1 催化劑還原法

所謂催化劑還原法是指利用固體催化劑存在的條件下，將一定溫度的焦爐煙氣中的氮氧化物與氫氣、一氧化碳、氨氣等具有還原性質的氣體反應轉化生成環保的氮氣的脫硝處理方法。催化劑還原法由于價格低廉，工藝技術研究時期較為成熟，在許多焦爐煙氣排放中得到應用。其中以氨氣為還原劑的脫硝工藝技術可以實現氮氧化物去除率高達91％以上。除此之外，催化劑價格低廉。但是，該法對于焦爐煙氣溫度要求苛刻，NH3具有很強的腐蝕性，容易造成二次污染。

1.2 電子束放電法

電子束放電法對于氮氧化物去除的基本原理就是通過電子束放電巨大的高能電子流體，與焦爐煙氣中非氮氧化物氣體進行照射，碰撞電離成具有強反應活性的活化中性粒子，在處理時加入少量的可燃氣體，形成化學反應，將焦爐煙氣中的氮氧化物氧化除去。電子束放電法對于焦爐煙氣氣體溫度要求較低，去除率可以實現85～89％。該法對于脫硝的優勢是反應無水污染形成，副產物以硝酸銨為主，可以進一步加工成植物肥料。然而處理設備復雜，價格昂貴，電子束能量利用效率較低。

1.3 吸收劑噴射法

所謂吸收劑噴射法是將氮氧化物吸收劑利用增壓噴射設備，給焦爐煙氣增濕除塵，進而達到凈化去除的目的。氮氧化物吸收劑主要是堿性活化石灰、石膏和消石灰等。吸收劑噴射法對于焦爐煙氣中氮氧化物的除去率約為70％，但對于焦爐煙氣中二氧化硫的去除率可以高達90％以上。吸收劑噴射法對于焦爐煙氣中氮氧化物的消除，由于設備占地較少，投入成本較低，一般利于在舊焦爐煙囪改造，可以獲得較為穩定的氮氧化物去除。但是，該法進行脫硝工藝技術脫除率較低。

2.脫硝工藝技術應用中存在的問題

2.1 硫氧化物的干擾

經過對焦化廠焦爐煙氣的廢棄組分分析發現，除了一氧化氮和二氧化氮，還存在一定濃度的二氧化硫，不同的焦化廠由于燃燒的燃料質量不同，二氧化硫的含量也各不相同。對于催化劑脫硝法而言，二氧化硫的存在會讓脫硝工藝裝置中的選擇性還原催化劑中毒，導致脫硝催化劑的反應活性大大降低，使得脫硝效果明顯變差，同時，催化劑的使用壽命大大縮短。因此，二氧化硫的存在增加了工藝技術的處理難度和成本投入。

2.2 設備檢修不及時

目前最常見的焦爐煙氣脫硝工藝分為三步：焦爐煙氣粉塵前期處理、氮氧化物處理和廢棄產物二次凈化。盡管焦爐煙氣脫硝工藝技術路線較為簡單，然而采用不同原理的脫硝裝置，裝置的復雜程度和控制條件存在很大差異。經過對焦爐煙氣廢棄處理實際考察發現，當地的焦爐廠對于脫硝工藝裝置的檢修相關人員配備不足，已經配備的工廠對于脫硝裝置的檢修不及時，脫硝凈化效率總體較低。

2.3 脫硝防腐工藝弱

由于焦爐煙氣中存在大量的二氧化氮，在與水接觸時形成強酸，同時焦爐煙氣中的二氧化硫也是酸酐。焦爐煙氣脫硝工藝裝備大多采用304不銹鋼材質加工成型，強酸對于裝備內壁的腐蝕，導致整個脫硝裝置經常出現廢棄和廢液的泄露，對于當地的大氣造成粉塵污染和二次大氣污染。特別是采用吸收劑噴射法脫硝工藝裝置，腐蝕程度最為嚴重，極大降低了脫硝裝置的使用壽命。

3.解決焦爐煙氣脫硝工藝技術應用中問題的有效對策

3.1 開發脫硫脫硝一體化技術工藝

對于二氧化硫的去除主要采用堿性催化劑，因此，對于焦爐煙氣脫硝工藝在設計和開發過程中，應該融入脫硫工藝，開發脫硫脫硝一體化工藝技術。一方面，加強脫硫催化劑和脫硝催化劑的工藝開發，研制二者去除率較高、性能穩定的催化劑。一方面，優化脫硫和脫硝工藝協同，通過焦爐煙氣尾氣處理裝置結構的設計，實現脫硫工藝和脫硝工藝的協同化。可以設計成分級式的脫硫脫硝工藝裝置。

3.2 加大脫硝處理裝置檢修的力度

對于脫硝工藝技術在實際應用中，主要是脫硝裝置的使用和維護，不僅直接決定氮氧化物在焦爐煙氣中的處理效果，同時直接影響焦爐行業對于氮氧化物凈化的設備成本投入，因此，必須加大檢修力度。首先，加大對于焦爐煙氣排放指標與裝置狀態關系函數圖像，借助數據提醒檢修時間，提升檢修效率。其次，建立脫硝裝置日常檢修制度。強化相關人員的檢修意識和積極性。最后，加大檢修資金投入。

3.3 強化脫硝裝置防腐開發與應用

對于焦爐煙氣中大氣污染物形成強酸對脫硝工藝裝置產生的腐蝕性，需要加大脫硝裝置防腐處理。一方面，在焦爐煙氣脫硝裝置內壁涂覆耐腐蝕性較好的稀料涂層，減緩強酸或強堿對于裝置內壁的腐蝕速度。一方面，對于最易受到腐蝕的工藝環節進行改進或更換抗腐蝕裝置零部件，例如聚四氟乙烯脫硝器件。還有一方面，改善現有的脫硝方法，避免水的生成，從根源上減少易腐蝕物質的含量。

4.結論

為了減少焦爐煙氣中氮氧化物的濃度排放量，可以采取三種基本脫硝方法來開發和完善工藝技術。通過及時采取解決焦爐煙氣脫硝工藝中問題的有效對策，提升脫硝效率和脫硝質量，降低脫硝成本，延長脫硝工藝裝置的使用壽命。

[1]吳紅偉 焦爐煙道氣脫硝凈化技術與工藝探討[J]-《化工管理》-2015（23）.

[2]李良華 焦爐煙氣脫硝工藝技術探討[J]-《燃料與化工》-2015（3）.

Study of coke oven flue gas denitration technology

DU Hua-zhen. Feicheng Shiheng Coking Co., LTD., Shandong Province, Taian 271600, China

In the coal industry for the country's economic growth play the role of mainstay, people material life level enhances unceasingly. However, for the destruction of the natural ecological environment is increasingly apparent. Especially the transition of nox emissions, become one of the main active species atmospheric pollution, caused great challenges to the environment, endanger people's health directly. Coking chemical industry as an important part of the coal industry, the emissions of nitrogen oxides in the spotlight. The research and development of coke oven flue gas denitration technology become a national development strategy important goals. In order to effectively reduce the concentration of nitrogen oxide emissions in coke oven gas, need to strengthen the denitration technology of verification and improvement.

Denitration technology; Coke oven industry; The flue gas emissions; Atmospheric pollution

TQ522.61

A

1009-5624-（2016）03-0016-02