焦炉烟气净化工艺考虑和湿法烟气脱硫工艺

其一、焦炉烟气脱硫脱硝工艺考虑因素
　　据统计，我国炼焦生产烟气中SO2含量范围广：50mg/m³~800mg/m³；NOx含量差别大：400mg/m³~1200mg/m3；颗料物含量受焦炉炭化室窜漏影响较大，随着炉龄增长也很难实现达标排放的要求；焦炉烟气温度相对较低，180℃~320℃。而要达到《标准》的限值要求，就考虑实施烟道废气脱硫脱硝。
　　1、焦炉烟气的特点
　　(1)焦炉烟道气的温度与生产负荷有直接关系，不是恒定值。受市场经济的影响，焦炉负荷不可能是稳定不变的，在满负荷时，烟道气温度可能在300℃左右，在负荷降至45%以下时，烟道气的负荷可能在200℃左右。
　　(2)焦炉烟道气的污染物组分浓度受炼焦配煤、加热制度、炉体窜漏、炉型、周转时间等因素影响，不同的焦化厂、同一焦化厂的不同时期焦炉烟道气的组分可能都不同。
　　(3)烟道气在烟囱的排烟温度不能低于130℃，原因有两个：一是烟道气中含有水分，理论值是20.06%，实际可能在5%~17.5%，含有浓度的酸性气体(如SO2、SO3)，在低温下可能生成酸，存在结露温度腐蚀的问题，山东一家焦化企业(该厂使用湿法脱硫)在2015年已出现烟囱中部向外渗水的情况，初步判断是结露温度腐蚀造成的；二是烟温过低的话，烟囱自拔力出现问题，烟囱变成了冷烟囱，将严重威胁焦炉的生产。焦炉从冷砌体经过烘炉至1000℃左右投产的过程中，一步就是先烘烟囱，烟囱吸力达到程度后，才烘分烟道、烘炭化室，烟囱的热浮力是焦炉内气体流动的动力。
　　(4)每座焦炉加热换向周期为20min~30min，换向时间约1min，在这1min内，烟气量及烟气中的SO2、NOx、颗粒物浓度均有波动，而且这种变化很有规律。
　　2、选择烟气脱硫脱硝工艺考虑的因素
　　结合烟道气的特点，在烟气脱硫脱硝技术路线选择时考虑以下因素：
　　(1)焦炉生产负荷对烟气脱硫脱硝运行的影响。在长周转时间下烟气脱硝、余热回收装置可能都不能运行了，但烟气脱硫运行。
　　(2)烟气脱硝如选用低温SCR脱硝技术，受焦炉炉体窜漏或焦炉其他操作影响，焦炉烟气中焦油不能燃烧带来的对催化剂床层的堵塞污染问题，在SCR催化剂选型时考虑充分。
　　(3)焦炉烟囱内部仅内衬隔热层，未采取其他任何蚀措施。如脱硫后烟气还返回原烟囱，结露温度腐蚀的问题考虑。
　　(4)为焦炉生产，烟囱热备的问题考虑，以满足在脱硫脱硝装置故障、检修或突然全厂停电等情况下焦炉加热浮力要求。
　　(5)脱硝工艺低温时易爆的硝铰、亚硝铰聚集在管壁上，受到扰动，可能发生爆炸事故，在工艺选择上要考虑此因素。
　　其二、湿法烟气脱硫工艺
　　湿法脱硫的优点是：硫氧化物的吸收反应，脱硫装置体积小，建设费用较低，建筑用地较少，二次污染减少。缺点是：由于排烟温度降到60℃左右，排烟的扩散效果差；需要大量的水。
　　1、石灰/石灰石-石膏法
　　湿法烟气脱硫应用为广泛，占脱硫总装机容量的83.02%，而其中占统治地位的石灰/石灰石-石膏法是目前世界上成熟、运行状况稳定的脱硫工艺。该法早是由美国Eschellman在1909年提出来的，1931年美国Battersea电站建成了一套石灰/石灰石脱硫系统。在该工艺中，石灰石或石灰洗涤剂与烟气中SO2反应，反应产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来，经分离后即可抛弃也可以石膏的形式回收。
　　80年代，随着吸收塔、吸收槽内腐蚀和结垢问题的解决，新设备、以及电子计算机的使用都使得该法有生命力。目前，该法已在很大程度上进行了改进和，比较常用的技术如传统的双碱法、由德国鲁奇公司于80年代末的CFB-GFB新型脱硫工艺、日本的煤灰干式脱硫法以及黄磷和碱水乳液法等。
　　该过程存在的主要问题是：当SO2的浓度波动时，脱硫剂石灰粉末或浆液的投入量难以控制，吸收塔中的吸收液不能处于佳吸收状态，影响脱硫率；低值副产物石膏还有待于解决含水率高和综合利用的问题；整体装置和运行费用仍偏高；脱硫效率不局。
　　2、海水脱硫工艺
　　海水脱硫是近年来发展起来的一项。该工艺利用的纯海水作为烟气中SO2的吸收剂，无需其它任何添加剂，也不产生任何废弃物，具有工艺简单、系统运行、脱硫等特点。
　　3、液柱喷射烟气脱硫除尘集成技术
　　该技术是清华大学的技术，液柱喷射烟气脱硫除尘集成系统主要由脱硫反应塔、脱硫及制备系统、脱硫及产物处理系统、控制系统和烟道系统组成，其中液柱反应塔是其核心装置。该技术投资低，脱硫率达85%以上，脱硫剂的利用率为90%以上，除尘效率达以上，运行成本低，脱硫成本每千克SO2约为0.45元。脱硫产物主要是CaSO4，可以用作建筑材料和盐碱地的改造。
　　4、其它湿法工艺
　　除前述的传统方法外，还有MgO法、亚硫酸铵法、Wellman-Lord法、柠檬酸钠-磷酸钠法和千代田法、液相湿式生物还原法等。通常可根据原材料来源及副产物销路，合理选用。