王瑞良  陳巍

（河鋼邯鋼環(huán)保能源部  河北邯鄲   056015）

摘  要：近年來環(huán)保要求日益嚴(yán)苛，焦?fàn)t生產(chǎn)過程中，加熱系統(tǒng)內(nèi)煤氣燃燒產(chǎn)生二氧化硫、氮氧化合物和顆粒物等污染物。焦?fàn)t廢氣三大指標(biāo)是焦化廠污染物排放的三項(xiàng)重要硬性指標(biāo)，對(duì)河鋼邯鋼轉(zhuǎn)型升級(jí)關(guān)鍵戰(zhàn)略期造成了一定的掣肘因素。焦?fàn)t煙氣是否達(dá)標(biāo)排放，是限制焦?fàn)t產(chǎn)能的重要因素，涉及焦化廠生存發(fā)展關(guān)鍵所在，焦?fàn)t煙氣治理工作迫在眉睫。為實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t廢氣達(dá)標(biāo)排放，提高焦?fàn)t產(chǎn)能，焦化廠在1、2#、5、6#焦?fàn)t分別新建一套脫硫脫硝系統(tǒng)，經(jīng)過系統(tǒng)的調(diào)試，整改，現(xiàn)在兩套系統(tǒng)效果理想，焦?fàn)t廢氣中的顆粒物、SO₂和NOx等三大指標(biāo)全部滿足國家特排標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t生產(chǎn)穩(wěn)定，有很好的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煙氣；末端治理；脫硫脫硝

1  前言

河鋼邯鋼焦化廠現(xiàn)有焦?fàn)t六座，其中，1、2#爐為80型42孔4.3米焦?fàn)t，3#爐為58型42孔4.3米焦?fàn)t，4#焦?fàn)t為80型45孔4.3米焦?fàn)t，5、6#焦?fàn)t為JN60-6型45孔6米焦?fàn)t年設(shè)計(jì)焦炭產(chǎn)量為200萬噸， 3、4#焦?fàn)t分別于2017年5月、10月燜爐停產(chǎn)，1、2、5、6#焦?fàn)t正常生產(chǎn) 。

2  現(xiàn)狀

河鋼邯鋼焦化廠1、2#焦?fàn)t共用一個(gè)煙囪，煙氣量為14萬Nm³/h，5、6#焦?fàn)t分別設(shè)有一個(gè)煙囪，煙氣量分別為12萬Nm³/h。根據(jù)《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB16171-2012)表6中的焦?fàn)t煙囪SO₂、NOx和粉塵等指標(biāo)特別排放限值要求，焦化廠1、2#焦?fàn)t和5、6#焦?fàn)t分別配置建設(shè)一套煙道氣脫硫脫硝凈化裝置，滿足國家對(duì)環(huán)保的指標(biāo)。邯鋼焦化廠委托北科大和邯鋼設(shè)計(jì)院進(jìn)行了1、2#爐脫硫脫硝系統(tǒng)的工程建設(shè)。委托中冶焦耐院進(jìn)行了5、6#焦?fàn)t脫硫脫硝的工程建設(shè)，在正常情況下，1、2#、5、6#焦?fàn)t采用高爐煤氣加熱，摻燒（摻燒體積比約為1:16）焦?fàn)t煤氣，具體參數(shù)如下：

3  兩套裝置的工藝及原理

3.1    1.2#焦?fàn)t脫硫脫硝原理及流程

1、2#焦?fàn)t脫硫脫硝系統(tǒng)采用密相干塔脫硫+SCR脫硝技術(shù)，利用脫硫脫硝等各分系統(tǒng)的協(xié)同組合，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煙氣大氣污染物的協(xié)同治理，具有良好的脫硫脫硝除塵效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，正在逐步被國內(nèi)各大鋼廠所采用。其中脫硝采用煙氣經(jīng)熱風(fēng)爐升溫后（煙氣溫度280—320℃）的準(zhǔn)低溫SCR技術(shù)，脫除效率高，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，脫硝后煙氣利用余熱鍋爐進(jìn)行熱量回收；脫硫采用密相塔半干法脫硫技術(shù)，工藝流程簡單，設(shè)備少，容易操作。主要工藝流程為：焦?fàn)t煙氣首先經(jīng)過熱風(fēng)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(jīng)由噴氨格柵噴入的氨氣均勻混合，在準(zhǔn)低溫SCR脫硝反應(yīng)器中進(jìn)行脫硝，脫硝后煙氣中NOx濃度≤150mg/Nm³。脫硝后的煙氣經(jīng)余熱鍋爐進(jìn)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(jīng)過密相脫硫塔，脫除煙氣中的二氧化硫，同時(shí)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(jīng)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(jìn)一步吸收SO₂，煙氣中含塵濃度≤15mg/Nm³。

圖1：邯鋼焦化廠1、2#焦?fàn)t脫硫脫硝系統(tǒng)工藝流程圖

3.2   5、6#焦?fàn)t脫硫脫硝原理及流程

5、6#焦?fàn)t采用半干法SDA脫硫+SCR脫硝，主要流程為：廢氣首先進(jìn)入脫硫塔，在脫硫塔內(nèi)進(jìn)行脫硫；從脫硫塔出來的脫硫后煙氣進(jìn)入除塵裝置，煙氣先經(jīng)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(jìn)入脫硝催化劑層，在催化劑作用下發(fā)生還原反應(yīng)，脫除NOx；凈化后的潔凈煙氣經(jīng)過系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)送回?zé)焽枧欧拧Ｔ摴に嚥捎玫蜏孛撓豕に?，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(qū)的使用壽命，降低煙氣凈化工藝運(yùn)行費(fèi)用。主要工藝流程圖如下。

圖2   邯鋼焦化廠5、6#焦?fàn)t脫硫脫硝系統(tǒng)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(tǒng)一年的運(yùn)行，現(xiàn)在脫硫脫硝系統(tǒng)穩(wěn)定，1、2#焦?fàn)t分煙道吸力穩(wěn)定在-170Pa~-200Pa，機(jī)側(cè)爐溫1220℃、焦側(cè)爐溫1270℃，結(jié)焦時(shí)間20小時(shí)左右，5、6#焦?fàn)t分煙道吸力穩(wěn)定在-180Pa~-220Pa，機(jī)側(cè)爐溫1230℃、焦側(cè)爐溫1280℃，結(jié)焦時(shí)間19小時(shí)左右，焦?fàn)t生產(chǎn)正常。

目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，煙囪排放數(shù)據(jù)指標(biāo)穩(wěn)定在特排范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)如下：

通過兩套脫硫脫硝一年的運(yùn)行，脫硫脫硝裝置的效果非常穩(wěn)定，二氧化硫排放穩(wěn)定在30mg/m³以下，數(shù)據(jù)在超低排左右徘徊，氮氧化物排放穩(wěn)定在100 mg/m³以下，顆粒物排放穩(wěn)定在10 mg/m³以下，氮氧化物和顆粒物均能達(dá)到超低排水平。

5  兩套脫硫脫硝裝置的優(yōu)越性

5.1   1、2#脫硫脫硝裝置的優(yōu)勢

5.1.1對(duì)脫硫脫硝原料品質(zhì)要求低，價(jià)格低廉

該脫硫脫硝使用的原料為CaO和自產(chǎn)氨水，CaO的價(jià)格相對(duì)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(zhì)，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(jié)能效果良好

脫硝后的煙氣經(jīng)余熱鍋爐進(jìn)行余熱回收。產(chǎn)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(dòng)運(yùn)行，崗位工只需要做好日常點(diǎn)檢。

5.1.3  自動(dòng)化性能高，安全性能好

整個(gè)過程采用自動(dòng)控制，工藝流程簡單，設(shè)備少，容易操作。熱風(fēng)爐程序設(shè)有自動(dòng)點(diǎn)火和自動(dòng)吹掃操作，當(dāng)高爐煤氣壓力較低時(shí)，可以適當(dāng)補(bǔ)充焦?fàn)t煤氣，提高爐膛溫度，進(jìn)而提高廢氣溫度，滿足脫硝要求。焦?fàn)t吸力、壓力以及脫硫脫硝溫度等指標(biāo)均和風(fēng)機(jī)設(shè)有聯(lián)鎖，一旦異常，風(fēng)機(jī)可以做出停機(jī)等調(diào)整。確保系統(tǒng)安全。

5.2  5、6#脫硫脫硝的優(yōu)勢

5.2.1采用旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法（SDA法)進(jìn)行高效低溫降煙氣脫硫，滿足SO₂排放要求的同時(shí)，吸附煙氣中焦油等粘性物質(zhì)，降低煙氣中SO₂及其他組分對(duì)低溫脫硝效率的影響；并可根據(jù)煙氣入口SO₂濃度調(diào)節(jié)脫硫劑溶液的噴入量，實(shí)現(xiàn)在滿足排放要求的前提下減少脫硫劑的使用量，以最經(jīng)濟(jì)的方式運(yùn)行。

5.2.2采用低溫脫硝催化劑利用NH3-SCR原理進(jìn)行低溫脫硝。此種催化劑對(duì)焦?fàn)t煙氣具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，具有良好的低溫活性，焦?fàn)t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(shí)對(duì)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(tǒng)意義上的催化劑清灰系統(tǒng)，同時(shí)可以脫出煙氣中的粉塵等顆粒物，使煙氣的顆粒物排放達(dá)標(biāo)。

6  結(jié)語

通過兩套脫硫脫硝裝置的應(yīng)用，焦?fàn)t廢氣中的顆粒物、SO₂和NOx等三大指標(biāo)全部滿足國家特排標(biāo)準(zhǔn)，氮氧化物和顆粒物已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了超低排放，確保了焦?fàn)t生產(chǎn)穩(wěn)定，有很好的推廣價(jià)值。