【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】1.引言

2024年1月，生態(tài)環(huán)境部會同有關(guān)部委研究發(fā)布了《關(guān)于推進實施焦化行業(yè)超低排放的意見》，推進實施煉焦行業(yè)的超低排放指標要求。GB16171.1-2024《煉焦化學工業(yè)大氣污染物排放標準》在2024年12月發(fā)布，并且即將在2025年4月實施。繼熱電行業(yè)和鋼鐵行業(yè)后，煉焦行業(yè)勢必成為下一個煙氣“超低排放”治理工作的重點方向。

2.煉焦生產(chǎn)工藝的種類

常規(guī)焦爐和熱回收焦爐是目前煉焦行業(yè)比較常見的兩種爐型。

常規(guī)焦爐是炭化室、燃燒室分設(shè)，煉焦煤隔絕空氣間接加熱，干餾成焦炭和荒煤氣，并設(shè)有煤氣凈化、化學產(chǎn)品回收的生產(chǎn)裝置。裝煤方式分頂裝和搗固側(cè)裝。常規(guī)煉焦主產(chǎn)品為焦炭，副產(chǎn)品包括焦爐煤氣焦油、粗苯、硫銨以及回收干熄焦余熱發(fā)電等。一般簡稱“焦化”。

熱回收焦爐是焦爐炭化室微負壓操作，機械化搗固、裝煤、推焦，回收利用煙氣余熱的焦炭生產(chǎn)裝置。焦爐結(jié)構(gòu)形式分立式和臥式。熱回收焦爐主產(chǎn)品為焦炭，副產(chǎn)品為電。一般簡稱“焦電”。

3.兩種煉焦工藝的煙氣特點

常規(guī)煉焦是通過蓄熱室達到預熱空氣或煤氣，降低煙氣溫度的目的，排煙溫度相對較高。熱回收焦爐產(chǎn)生的高溫煙氣會被充分的利用，進行余熱發(fā)電，排煙溫度相對較低。

常規(guī)焦爐煙氣中二氧化硫主要來自煤氣燃燒和爐體竄漏。常規(guī)焦爐使用脫硫凈化后的焦爐煤氣或高爐煤氣作為燃料，二氧化硫的主要來源主要為爐體竄漏，焦爐煙氣中的二氧化硫濃度相對較低。而熱回收焦爐主要利用煉焦煤自身揮發(fā)分燃燒，其中的硫分幾乎全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，焦爐煙氣中的二氧化硫濃度相對較高。

常規(guī)焦爐因高溫燃燒、充分供氧及結(jié)構(gòu)限制導致熱力型NOx生成量顯著高于熱回收焦爐。而熱回收焦爐通過分階段燃燒、溫度控制和還原性氣氛有效抑制了NOx的生成。

常規(guī)焦爐采用間接加熱方式，煙氣不與焦炭直接接觸，煙氣中的粉塵多來自爐體竄漏和煙氣對爐體的沖刷磨損。熱回收焦爐采用直接加熱與間接加熱混合加熱的方式，煙氣會從焦炭攜帶走較多粉塵。

表1兩種爐型煙氣中各類污染物特點

4.煙氣凈化工藝路線的選擇

4.1常規(guī)焦爐煙氣凈化的工藝路線

常規(guī)焦爐一般采用“一段余熱鍋爐+干法脫硫+布袋除塵器+中低溫SCR脫硝+二段余熱鍋爐”的工藝路線，其中一段余熱鍋爐因為涉及到后續(xù)布袋的材質(zhì)選擇，根據(jù)煙氣溫度是否超過260℃進行選配?；蛘卟捎?ldquo;干法脫硫+陶瓷纖維濾管塵硫硝一體化裝置+余熱鍋爐”的工藝路線。

采用干法脫硫適用于低二氧化硫含量的工況，而且能夠避免濕法脫硫和半干法脫硫造成的煙氣降溫，有利于保障后續(xù)SCR脫硝溫度。目前干法脫硫有固定(移動)床脫硫、鈉基干法脫硫和鈣基干法脫硫等幾種工藝，其中逐漸以鈣基干法脫硫優(yōu)勢最大。干法脫硫后煙氣經(jīng)過除塵器，煙氣中的干燥顆粒物被濾袋(管)過濾收集，除塵濾袋(管)過濾的粉塵層進一步脫除煙氣中的二氧化硫，同時吸附焦油等粘性組分，保護后續(xù)SCR脫硝催化劑。

兩種路線前者脫硫系統(tǒng)和脫硝系統(tǒng)相對獨立，適合脫硫脫硝分階段配置的項目；后者脫硫脫硝系統(tǒng)相對集成化，適合脫硫脫硝集中配置的項目。

圖1 “一段余熱鍋爐+干法脫硫+布袋除塵器+中低溫SCR脫硝+二段余熱鍋爐”工藝路線

圖2 “干法脫硫+陶瓷纖維濾管塵硫硝一體化裝置+余熱鍋爐”工藝路線

4.2熱回收焦爐煙氣凈化的工藝路線

熱回收焦爐一般采用“循環(huán)流化床半干法脫硫+布袋除塵器+GGH(原煙氣段)+熱風爐加熱+SCR脫硝+GGH(凈煙氣段)”的工藝路線。

熱回收焦爐煙氣中粉塵濃度較高，且含有焦油等粘性組分，不適合直接進入濕法脫硫系統(tǒng)中，前段需配置焦油捕集器，否則容易造成漿液中毒。而隨著工藝系統(tǒng)的優(yōu)化“循環(huán)流化床半干法脫硫”已出現(xiàn)處理高二氧化硫工況的案例，如二氧化硫“由3000mg/Nm3脫除到15mg/Nm3”。采用“循環(huán)流化床半干法脫硫+布袋除塵器”可以在脫硫的同時，將焦油等粘性組分吸附脫除，能大幅降低投資運行費用。“循環(huán)流化床半干法脫硫”相對干燥的環(huán)境也對后續(xù)換熱和升溫系統(tǒng)較為友好，有利于SCR脫硝系統(tǒng)的運行和維護。

圖3“循環(huán)流化床半干法脫硫+布袋除塵器+GGH(原煙氣段)+熱風爐加熱+SCR脫硝+GGH(凈煙氣段)”工藝路線

5.結(jié)語

了解行業(yè)生產(chǎn)工藝是解決環(huán)保問題的關(guān)鍵。常規(guī)焦爐和熱回收焦爐的主產(chǎn)品雖然都是焦炭，但因為生產(chǎn)工藝的不同導致排放的煙氣各有特點。因此，根據(jù)煙氣特點“對癥下藥”，才能找到最優(yōu)的脫硫脫硝除塵路線。

河北中科朗博環(huán)?？萍加邢薰驹陂L期服務(wù)于鋼鐵焦化企業(yè)煙氣治理的過程中，完成了多個典型項目，總結(jié)出了大量實際經(jīng)驗，期待能為更多的優(yōu)質(zhì)企業(yè)服務(wù)。

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