焦化廠是專門從事冶金焦炭生產及冶煉焦化產品、加工、回收的專業工廠。焦爐煙囪排放的大氣污染物為焦爐煤氣燃燒后產生的廢氣，主要有SO2、NOx、煙塵等，污染物呈有組織高架點源連續性排放，是污染為嚴重的行業之一。

2012年6月環境保護部及國家質量監督檢驗檢疫局聯合發布了GB16171-2012《煉焦化學工業污染物排放標準》，要求焦爐煙囪燃燒尾氣中SO2濃度小于50mg/m3，氮氧化物濃度小于500mg/m3，粉塵濃度小于30mg/m3。特別地區要求SO2濃度小于30mg/m3，氮氧化物濃度小于150mg/m3，粉塵濃度小于15mg/m3。

與燃煤鍋爐煙氣相比，焦爐煙氣的主要不同在于溫度較低，一般為180~300℃，多數在200~230℃。焦爐煙氣低溫脫硫脫硝是*的技術難題，本文提出一種焦爐煙氣脫硫、脫銷及余熱回收利用的綜合解決方案。

一、焦爐煙氣處理流程

圖1、工藝流程圖

二、關鍵技術

1、脫硝反應器

選擇性催化還原法(SCR)是目前尾氣脫銷為成熟，且脫硝效率高的一種方法。即在尾氣中加入一定量的氨氣，以氨為還原劑，在催化劑表面將NOx還原呈N2。其中氨源采用液氨或蒸氨工段產生濃度為20%的濃氨水，用管道引入至脫硝反應系統，經調解閥控制流量后進入混合器中與煙氣均勻混合。在脫硝反應器進出口可安裝氣體分析儀試試在線監測進出口的NOx濃度，并根據反饋信號控制氨的加入量。

在脫銷工藝中為關鍵的是脫硝催化劑，此工藝中采用一種新型的脫硝催化劑。該催化劑選用以陶瓷蜂窩為基體的整體涂層式結構，由陶瓷蜂窩、金屬氧化物涂層、活性組分組成。該催化劑具有脫硝效率高，可高空速操作、阻力低、選擇性好、氨逃逸率低、溫度范圍廣、熱膨脹系數小等諸多優點。

使用該類型的催化劑即使在入口NOx濃度很高時（2000~3000mg/m3），也可達到很高的NOx脫除精度，反應后尾氣中氮氧化物濃度可低于150mg/m3。如排放標準進一步升級，不需對催化劑和反應裝置做任何改動，只需稍微增加氨投入量，提供反應所需的氨量，即可使尾氣中NOx濃度小于所規定的排放限值。

時間/h

圖2、新型催化劑脫硝效率

2、偏心型徑向熱管換熱器

目前焦爐煙道氣的余熱回收裝置一般采用常規的軸向重力熱管技術，雖然常規的軸向熱管具有的超導體性能，*換熱效率，優良的等溫、恒溫性，優良的單向熱傳遞特性，良好的環境適應性，避免了露點腐蝕等優點，但同時也存在著換熱器設備結構復雜，整體設備龐大，容易爆管，減少換熱面積，損壞的不可逆性，較高的整體制造成本等不足之處。

此工藝采用徑向熱管換熱器回收焦爐煙道氣的余熱，科學地設計徑向熱管偏心度，增加了熱管工質的填充量，達到合理的工質狀態，再次提高熱管換熱器的熱效率，降低總體工程成本，大幅提高生產效率，使節能效率達到水平。

徑向熱管換熱器技術有效解決了焦爐煙道氣余熱回收熱管換熱器結構復雜，噸蒸汽產量鋼材好用量大的問題；克服了軸向熱管損壞后換熱總面積的損失不可逆，換熱效率大幅降低等問題。

3、煙氣鎂法脫硫

濕法脫硫為目前使用范圍廣的脫硫方法，根據脫硫的原料不同可分為石灰石/石膏法、氨法、鈉堿法、鈉鈣雙堿法、金屬氧化物發、堿性硫酸鋁法，其中石灰石/石膏法、鈉堿法、鈉鈣雙堿法、金屬氧化物法比較普遍。

其中氧化鎂脫硫技術是一種成熟度僅次于鈣法的脫硫工藝，在化學反應活性方面氧化鎂要遠遠大于鈣基脫硫劑，并且由于氧化鎂的分子量較碳酸鈣和氧化鈣都比較小，因此其它條件相同的情況下氧化鎂的脫硫效率要高于鈣法的脫硫效率。一般情況下氧化鎂的脫硫效率可達到95%~98%，而石灰石/石膏法的脫硫效率盡在90%~95%左右。常見的濕法脫硫工藝里面，不可避免的存在著二次污染的問題。對于氧化鎂脫硫技術而言，后續處理較為完善，既可以濃縮結晶七水合硫酸鎂晶體，又可對氧化鎂進行再生，回收SO2生產稀硫酸，解決了二次污染的問題。除此之外，使用氧化鎂脫硫技術還具有投資、運行費用少，綜合效益高的優點。

三、結語

1）新型的脫硝催化劑具有超高的脫硝效率、超大的操作空速、極低的催化劑床層阻力；模塊化設計，大限度地規避了未來工程化放大問題，利于實現工程放大。

2）徑向熱管式余熱鍋爐具有降低設備整體制造的復雜性，減少噸蒸汽產量的鋼材耗用量，極大地提高了換熱器的經濟效益；克服了軸向熱管損壞后換熱總面積的損失。同時又極大程度保持了軸向熱管換熱器的所有優點。

3）鎂法煙氣脫硫工藝具有吸收液循環系統簡單、工藝操作穩定、維護簡單，占地面積小，不需要排放廢水，系統阻力小，脫硫效率高（≥95%），啟動與退出運行快速漸變，副產品利用價值較高等優點。

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