焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)進展與建議

劉翔(鎮(zhèn)江華東安全科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和進步，大眾生活質(zhì)量不斷提升，社會環(huán)保生態(tài)問題逐漸引起了大眾的重視，相關(guān)部門對于焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝工藝技術(shù)的需求也不斷升高。在焦化廠焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝過程中會向大氣排放含有氮氧化物和二氧化硫等污染物的煙氣，這些煙氣不但會破壞空氣質(zhì)量，還會造成酸雨，從而導(dǎo)致嚴重大氣污染問題。目前焦化廠焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝工藝處理技術(shù)得到了一定的升級，這些處理工藝也為控制焦化廠煙氣污染提供了參考[1]。

1 焦?fàn)t煙氣概述

焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝煙氣產(chǎn)生的過程主要是儲煤區(qū)生產(chǎn)的煤體直接從走廊運輸?shù)矫核校?jīng)過漏嘴送入碳化室，后經(jīng)過高溫處理成為焦炭。而焦?fàn)t在加熱過程中產(chǎn)生的氣體會運輸?shù)讲煌娜紵遥谌紵抑信c空氣混合燃燒，燃燒廢氣會通過通道處理加工后排出室外。焦?fàn)t的生產(chǎn)方式較為特殊，焦?fàn)t所排出的煙霧中含有各種混合物和氣體，其中含量較多的就是氮化物和氧化物，因此這些氣體需要經(jīng)過脫硫脫硝處理后才能排出室外。焦?fàn)t煙氣內(nèi)部含有的二氧化碳會在高溫燃燒后形成，焦?fàn)t內(nèi)部由于氫氣體積較大致使燃燒速度較快，在燃燒過程中氧氣與氮氣會在高溫作用下產(chǎn)生氧化反應(yīng)形成二氧化氮[2]。結(jié)合實際情況來進行分析，焦?fàn)t內(nèi)部煙氣有以下幾種特點。

首先，煙氣溫度始終保持在250 ℃左右。其次，焦?fàn)t煙氣成分構(gòu)造非常復(fù)雜，在焦?fàn)t排出煙氣中二氧化硫的成分最高，濃度保持在300 mg/Nm3，焦?fàn)t煙氣中的二氧化硫會與氨元素產(chǎn)生硫氨酸，加速管道腐蝕。最后，焦?fàn)t煙氣溫度較高，因此需要焦?fàn)t管道處于受熱準(zhǔn)備中。焦?fàn)t煙氣在脫硫脫硝之后需要將煙氣溫度保持在100 ℃左右，在焦?fàn)t煙氣脫硝過程中需要對脫硝系統(tǒng)進行調(diào)試，保證系統(tǒng)在正常狀況下進行脫硝[3]。另外，相關(guān)人員還需重視煙氣脫硫脫硝過程中的安全因素，使焦?fàn)t能夠穩(wěn)定生產(chǎn)，為工作人員提供安全可靠的工作環(huán)境。

2 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)進展

例如，南鋼電廠燒結(jié)煙氣氨法脫硫運營過程中主要使用的是氨法脫硫工藝，在使用氨法脫硫工藝中腐蝕問題成為脫硫過程中較為重要的環(huán)節(jié)，腐蝕現(xiàn)象會對脫硫過程產(chǎn)生嚴重影響。因此這時相關(guān)負責(zé)人結(jié)合氨法脫硫過程中存在的腐蝕現(xiàn)象進行分析，并對比各種不同材質(zhì)之間抗腐蝕性能的差異，從而得出非金屬材質(zhì)相比不銹鋼材質(zhì)抗腐蝕性能強，同時非金屬材質(zhì)的成本要遠遠低于不銹鋼材質(zhì)，這也為電廠內(nèi)氨法脫硫工藝的有效實施和運營奠定了基礎(chǔ)[4]。

2.1 干燥脫硫

干燥脫硫方式主要是使用干燥劑來進行脫硫，在煙道中使用固體堿性吸收劑能夠使其與緊密接觸，并吸收其中存在的硫元素。在一般情況下，任何二氧化硫物質(zhì)都會與堿性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)生成硫酸鹽和亞硫酸鹽，因此為了加速反應(yīng)發(fā)生，需要保證固體堿性物質(zhì)呈松散狀態(tài)，使其充分與氣體相接觸，提升脫硫質(zhì)量和脫硫效率。半干燥煙道氣脫硫方式主要是在煙道氣中加入水，堿性物質(zhì)在遇到水之后會在其表面形成一層膜，這時再添加二氧化硫，會讓固體堿性物質(zhì)具有極高的反應(yīng)速度。干燥脫硫法中脫硫之后的處理方式都是在較為干燥的環(huán)境中進行，而這種方法不會對設(shè)備造成較為嚴重的腐蝕也不會產(chǎn)生化學(xué)污水，排放氣體的時候溫度不會逐漸下降，能夠提升管道通風(fēng)擴散的能力[5]。但是這種干燥劑脫硫方式效率較低，需要較大的設(shè)備，不夠便捷。

2.2 濕法煙氣脫硫工藝

濕法煙氣脫硫工藝在世界范圍內(nèi)都較為統(tǒng)一，主要是利用石灰石、碳酸鈉作為洗滌劑來去除煙氣中存在的硫化物，濕法煙氣脫硫工藝的發(fā)展時間較長，這也使其經(jīng)過了充分的改進和完善。在不斷發(fā)展和演變的過程中，濕法脫硫手段脫硫工藝技術(shù)較為成熟能夠保證脫硫量達到95%，另外，濕法煙氣脫硫工藝產(chǎn)能較大能夠適合各種煤體，投入成本較低，能夠有效回收利用。濕法煙氣脫硫工藝由于其脫硫成本較低，在眾多焦化廠焦?fàn)t煙氣脫硫領(lǐng)域得到了廣泛使用，這種脫硫方式的脫硫效率較高，能夠有效滿足二氧化硫的處理需求。但濕法脫硫工藝的弊端在于脫硫過程中會產(chǎn)生脫硫廢水，這些化學(xué)污水具有一定的腐蝕性，同時濕法煙氣脫硫中使用的石灰石和碳酸鈉的獲得途徑較少。因此這時焦化廠可以借助氨脫硫技術(shù)消除管道中存在的殘留氧氣，可以使用焦化廠回收處理系統(tǒng)進行處理，選擇較為適合的載體作為反應(yīng)激化劑，例如氨水。激化劑的加入能夠降低系統(tǒng)脫硫壓力還能夠清除煙道中存在的氣體，這種操作較為簡便同時脫硫效率較高[4]。

2.3 煙氣脫硝工藝

焦化廠中存在多種脫硝工藝，而在這其中催化還原法的脫硝效率較高，使用范圍非常廣且技術(shù)成熟。催化還原法需要使用一定量的催化劑，有選擇的將其中的二氧化碳還原為水和氮，催化反應(yīng)過程中需要將溫度控制在400 ℃內(nèi)。催化還原法沒有其他介質(zhì)，可以通過增加催化劑負載量來提升脫硝效率，脫硝效率高達90%。焦化廠在設(shè)計系統(tǒng)的時候需要將煙氣溫度作為催化劑的重要選擇指標(biāo)，催化還原法需要在400 ℃高溫下進行使用，同時催化反應(yīng)過程中的溫度會直接影響到脫硝效率。因此想要進一步掌握焦?fàn)t煙氣脫硝質(zhì)量就要相關(guān)人員對加熱系統(tǒng)進行改良，有效控制催化反應(yīng)過程中的溫度。其次，SCR催化劑脫硝與改良型催化劑能夠顯著降低反應(yīng)速率和反應(yīng)溫度，但是在低溫環(huán)境下進行脫硝尚處于實驗階段，無法投入工業(yè)應(yīng)用。因為氨元素和二氧化硫會在低溫下產(chǎn)生反應(yīng)形成銨鹽，降低催化劑催化效果，而低溫脫硝下催化劑采購價格較高，這也增加了脫硝成本[6]。

3 焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)發(fā)展方向

現(xiàn)如今，我國很多焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝技術(shù)均滿足了煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，并且也符合標(biāo)準(zhǔn)特別限制規(guī)范要求。然而，這部分技術(shù)使用的工藝設(shè)備運行費用高昂且需要較大的投資，另外，在焦?fàn)t使用期限內(nèi)甚至更長時間，到底能不能長期保持一定的穩(wěn)定性，能不能一直達到排放標(biāo)準(zhǔn)與要求，需要時間去檢驗。焦?fàn)t煙氣中有各類雜質(zhì)存在，這部分雜質(zhì)會使SCR催化劑喪失活性，為此，設(shè)計單位應(yīng)該應(yīng)用行之有效的舉措優(yōu)化其工藝，且生產(chǎn)單位應(yīng)提升技術(shù)操作能力，并結(jié)合具體實況將應(yīng)急預(yù)案做好，最終切實實現(xiàn)工藝裝置質(zhì)量與水平的提升。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著國家環(huán)保政策日益嚴格，焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝治理勢在必行。一般地區(qū)企業(yè)應(yīng)著力于強化在生產(chǎn)過程中的控制措施以實現(xiàn)達標(biāo)排放，特別限制地區(qū)企業(yè)需考慮增設(shè)煙氣凈化裝置以實現(xiàn)達標(biāo)排放。工業(yè)生產(chǎn)要想在最大程度降低對生態(tài)環(huán)境危害的基礎(chǔ)上，得到進一步發(fā)展，就需要加強先進技術(shù)的應(yīng)用。焦?fàn)t煙氣中的SO2、NOx等污染物是造成大氣污染的所在，為了使這些污染物得到凈化，需要加強脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用，根據(jù)焦?fàn)t煙氣的性質(zhì)和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本文對目前焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝工藝進行了論述，并研究了脫硫脫硝工藝技術(shù)[7]。想要進一步提升焦化廠焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝整體質(zhì)量就需要相關(guān)部門對其加大投入，并進一步改進和完善標(biāo)準(zhǔn)煙氣脫硫脫硝技術(shù)，為脫硫脫硝工作的有效開展打下堅實的基礎(chǔ)。