焦炉烟气脱硫脱硝控制原理及分析

焦炉烟气脱硫脱硝控制原理及分析

朱玉倩杨帆

（临涣焦化股份有限公司安徽淮北235100）

摘要：现在国家对于环保问题越来越看重，焦化厂的烟囱废气对于环境有极大的危害。因此，现在的焦化厂都会把脱硫脱硝项目纳入焦化厂的一个重要组成部分。该项目可以有效的对焦炉烟囱的废气进行处理，对于焦化厂的废气排放达到环保指标有极大的作用，是焦化厂可持续发展的必要项目。

关键词：废气处理；脱硫脱硝；环保

一、脱硫脱硝项目的意义

煤炭焦化是清洁用煤的重要途径，焦化厂的主要工作在于将原煤进行焦化处理去除其中的硫，煤焦油等物质。焦化厂日常生产过程会有大量的废气产生。这些废气的主要组成部分有二氧化硫、氮氧化物以及粉尘等。这些废气二氧化硫和氮氧化物是有毒的，而且排入大气会导致酸雨等危害，可以说是污染极大。因此，必须建设脱硫脱硝项目处理这些废气使之达到排放标准方可排入大气。

二、脱硫脱硝除尘工艺主要过程

1、含尘气体通过导流板均流后进入滤筒。

2、粒径较大的粉尘在重力作用下沉降。

3、粒径小的粉尘沉积在滤料表面。

4、无尘气体与滤筒壁内的催化剂接触发生反应氮氧化物以及氧化硫等被吸收.

5、净化后的气体进入净气室通过风机排出。

6、当粉尘在滤料表面沉积到一定值后压缩空气对滤筒清灰。

原烟气在混合塔前段烟道处螺旋给料机定量喷入消石灰粉（通过未反应消石灰回流进行控制钙硫比低于2），通过静态混合器初步混合后进入烟气流化混合塔，在混合塔中进行一次流化状态的混合脱硫反应，在经过混合塔塔体通过双流体喷枪将浓度为15%-20%的氨水喷入，通过导流板和气流分布板分布均流后进入陶瓷滤管装置，粒径较大的粉尘在重力的作用下沉降，粒径较小的粉尘沉积在滤料表面形成尘饼层，并在陶瓷管表面的尘饼层上进行二次脱硫，无尘硫气体通过滤料表面再与滤管壁内的催化剂层接触发生反应氮氧化物被一次清除，清洁烟气再通过引风机烟囱排出。该尘硫硝多污染物协同脱除陶瓷滤管一体化技术脱硫效率可以高达85%以上，脱硝效率高达95%以上，除尘效率高达99%以上，整个系统温降可以控制在20℃以内。该技术可以有效的去除NO2、SO2、HCl、H2S、HF

等多种酸性气体，陶瓷滤管坚硬性结构，不会导致粉尘穿透，而且不具有挠性，使用寿命长，该技术脱硫脱硝工艺均为干法，避免了二次污染，工艺简单易于运行和检修，运行费用低，且占地面积和空间小。整体投资方面，与传统工艺相比有极大的优势。分独立仓室设计，可以分仓室离线检修，避免了焦炉不能停炉，环保设施需要检修时排放不达标排放的问题。

三、脱硫阶段的原理

现在比较常见的脱硫方法有石灰石——石膏法烟气脱硫工艺、旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺、磷铵肥法烟气脱硫工艺、炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺、烟气循环流化床脱硫工艺海水脱硫工艺、电子束法脱硫工艺氨水洗涤法脱硫工艺等。其中又以石灰石脱硫法使用最为广泛。

我国的石灰石储量大，质量好，而且石灰石无毒无害，使用和处理都很方便。所以现在大多数的脱硫会选择石灰石作为吸收剂。消石灰通过和氧化硫产生化学反应产生硫酸盐以及水等无污染易处理的物品从而清除烟气中的氧化硫。主要涉及的化学反应如下：

SO2+Ca（OH）2=CaSO3+H2O

SO3+Ca（OH）2=CaSO4+H2O

2CaSO3+O2=2CaSO4

2NaHCO3+HEAT=NaCO3+H2O+CO2

2NaCO3+2SO3+O2=2NaSO4+2CO2

NaCO3+SO3=Na2SO4+CO2

四、脱硝阶段的原理

在280-400℃，将含氨的还原剂喷入烟气中，在催化剂的作用下，还原剂有选择性的将烟气中的氮氧化物还原为无毒无污染的N2和水。还原剂可以是液氨、氨水、碳氢化合物等，含氨还原剂主要的化学反应如下

4NH3+NO+O2=4N2+6H2O

4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O

这个方法脱硝的好处有：

1、高效率，95%的脱硝效率可以明显的证实这一点。

2、环保，处理产物为N2和H2O，没有污染物。

3、技术完善，这个方法使用时间已有30年之久。

五、主要设备介绍

1、陶瓷滤筒作为项目的核心设备陶瓷滤筒具有以下特点：

（1）耐腐蚀，因为硫化物，氧化硫，以及氧化氮等有极大的腐蚀性，陶瓷滤筒耐腐蚀可以防止化学毒化

（2）耐高温，从焦炉出来的烟气温度很高，陶瓷滤筒的耐温达900℃，避免了滤布破损和高温烧毁的危险

（3）一体化，可以一次性的去除氧化硫、氧化氮等污染物

2、鼓风机主要风机有两个，第一个作用是将烟气送入陶瓷滤筒装置进行延期处理，第二个作用是将处理后的烟气送走排放。

3、氧化风机主要是提供含氧量高的空气送入反应室满足反应需要

4、循环泵循环泵的主要作用在于将氨水喷入反应室

5、螺旋给料机负责将消石灰粉送入反应室

6、自动控制系统现在使用最为普遍的系统--PLC控制系统，可以使得操作合理化，增加设备运行的可靠性，降低运行的费用。PLC采用可以编程的内部储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

六、总结

焦化厂废气中含有的SO2，NO，H2S等对人有极大的毒害作用，此外对于周围的环境污染极大，直接排放的话会严重影响周围的民众的生活。加之现在国家的环保法律越发严格，人们的环保意识逐渐提高，脱硫脱硝项目成为了焦化厂可持续生产的重要组成之一。脱硫脱销项目的作用在于处理焦化厂烟囱废气的处理，利用陶瓷滤管过滤掉烟气中的粉尘再利用消石灰、氨等还原剂将废气转化为硫酸盐，N2、水等无毒无污染的排放物。这样可以使得焦炉废气的排放达到环保要求，有利于焦化产的可持续发展。

参考文献：

[1]库咸熙，《化产工艺学》，北京，冶金工业出版社，1995

[2]何建平，朱占升，《炼焦化学产品回收与加工》，北京，化学工业出版社，2005

[3]赫吉明、马广大《大气污染控制工程》2009

作者简介：

朱玉倩女33岁临涣焦化股份有限公司技术员电话：13665617903