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貝捷環保：關于焦爐煙道廢氣脫硫脫硝的調研考察報告之二

國家在2012年重新修訂了《煉焦化學工業污染物排放標準》，規定自2015年1月1日起，要求機焦爐煙囪廢氣排放顆粒物排放不高于30mg/m3，二氧化硫不高于50mg/m3，氮氧化物為500mg/m3。對于特別地域范圍、時間執行特別排放限值要求，規定機焦爐煙囪廢氣排放顆粒物排放不高于15mg/m3，二氧化硫不高于30mg/m3，氮氧化物不高于150mg/m3。采取實際調研的方式，再次針對該項目進行了考察。本次外出考察對標的幾家單位各具特點，每家單位根據自身實際情況選擇性的上的脫硫或者脫硝裝置。

一、考察廠家具體情況分析

1、某焦化有限公司（五）

該廠一期焦化為5.5米搗固焦，年產焦炭120萬噸，兩座焦爐公用一個煙囪，焦爐煙道廢氣大約為25萬立每小時。該公司采取干法脫硫技術將SO2由300mg/m3降低為50mg/m3，低溫SCR法將氮氧化物降低為500mg/m3。工藝流程圖如下圖所示。

（1）脫硫工藝

移動床干法脫硫技術原理是在特定的溫度范圍內，脫硫劑中的Ca(OH)2粒子和煙氣中的SOx進行氣固反應，達到脫硫目的。以下為主要反應式：

SO2＋Ca(OH)2→CaSO3＋H2O

SO3＋Ca(OH)2→CaSO4＋H2O

如圖，脫硫劑料倉中的脫硫劑，由輸送機輸送至脫硫塔頂部，并通過調節脫硫塔上下兩端的旋轉控制閥使其在脫硫塔內從上往下緩慢移動。焦爐煙氣通過水平管道由脫硫塔的中部進入，穿過脫硫劑，脫硫劑中的有效組分與SO2發生化學反應，實現煙氣凈化的目的。然后煙氣從脫硫塔出口排出。脫硫塔中的脫硫劑從上往下移動，即保持脫硫塔上部的脫硫劑為最新的，經使用一段時間后去往脫硫塔下部。

該裝置利用移動床原理，使脫硫劑和煙氣流動方向相互垂直，不僅增加了煙氣與脫硫劑的接觸面積，而且大大增加了二者的接觸時間，同時利用向下移動的脫硫劑的作用力，不僅實現了95%以上的脫硫率，也進一步降低了煙氣中的飛灰濃度。

圖3.2-2移動層式干法脫硫方案示意圖

采用該干法脫硫裝置，脫硫劑粒子在向下流經移動床過程中，煙氣中的SO2會被吸收，同時飛灰會被移動媒體捕捉，設計構造簡單。由于不使用水，因此溫度不會下降，也不會產生大量灰塵，所以脫硫后可直接進入脫硝裝置，不需再進行除塵，簡化了流程，也節省了除塵部分的設備投資和后期運行成本。

（2）脫硝工藝

脫硝工藝采用SCR法，具體反應原理為如下：

SCR脫硝原理見圖，是利用NH3和催化劑（鐵、釩、鉻、鈷或鉬等堿金屬）在溫度為300～400℃（高溫）或180～300℃（低溫）時將NOx還原為N2。NH3具有選擇性，只與NOx發生反應，基本上不與O2反應，所以稱為選擇性催化還原脫硝法。

SCR技術與SNCR技術的化學反應原理相同，都是在煙氣中加入還原劑（最常用的是液氨、氨水和尿素），在一定溫度下，還原劑與煙氣中的NOx反應，生成無害的氮氣和水。主要反應如下：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

4NH3+3O2→2N2+6H2O

4NH3+5O2→4NO+6H2O

圖2.3-2SCR脫硝原理圖

（2）投資費用

該公司一次性投資2950萬元施工建設投產焦爐煙氣脫硫脫硝一體化裝置；噸焦運行成本估算為9.4元。

（3）優點與缺點分析

優點：1、優先采取先脫硫，后脫硝工藝選擇原則；2、處理廢氣溫度在150℃以上，保證焦爐煙囪熱備及避免煙囪腐蝕；

缺點：1、脫硫效果需要進一步驗證，從原理上分析，存在脫硫效果不穩定的情況；2、脫硫劑占運行成本的46%；

2、西部某煤化有限公司

該廠一期焦化為5.5米搗固焦，年產焦炭120萬噸，兩座焦爐公用一個煙囪，焦爐煙道廢氣大約為20萬立每小時。該公司通過采取優化加熱技術，通過實時監控火道溫度、火落溫度、推出焦餅表面溫度、廢氣分析含氧量等多種手段合理降低標準溫度，優化焦爐加熱均勻性，使氮氧化物平均下降低400mg/m3。以下為實際數據。

二、考察意見

1、優化焦爐加熱

通過優化加熱技術，從根源上可以降低氮氧化物排放濃度，同時降低煉焦耗熱量2%-5%，從而降低噸焦成本，降低后續脫硝工藝運行成本；焦化企業此項目很有必要上。

2、脫硫后脫硝方案

脫硫脫硝項目很有借鑒性，需要進一步依據國家煉焦排放標準以及市環保局下發的法規文件，確定SO2、氮氧化物排放的詳細要求（濕基、干基；含氧量要求；），在此基礎上需要進一步商榷具體工藝路線及指標。

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來源：冶金焦化999