摘要：煤炭是焦化企業(yè)重要的能源支撐，在產(chǎn)出的煙氣中具有氮氧化合物與二氧化硫。出于焦爐煙氣能做到達標排放，則應(yīng)該進一步強化所使用的煙氣脫硫脫硝技術(shù)。對此，文章將對該方面技術(shù)的有關(guān)應(yīng)用加以簡要分析。
引言
焦化企業(yè)在產(chǎn)生過程中會形成大量的氮氧化物與二氧化硫。而這兩種物質(zhì)也是造成大氣污染的主要源頭，不僅是酸雨的主要形成原因，并且碳氫化合物和氮氧化物二者作用能生成光化學(xué)煙霧，通過其轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的PM2.5能占PM2.5在空中總量約40%，嚴重危害人體健康與自然生態(tài)環(huán)境。
一、焦爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)有關(guān)應(yīng)用分析
(一)燃燒過程中嚴格控制加熱源頭
通過對焦爐加熱的控制影響燃燒條件從而控制所生成的NOx，削弱NOx濃度。科學(xué)管控焦爐溫度，實現(xiàn)空氣與煤氣均勻性分配，采取管理臨界溫度模式。NOx的生成主要取決于燃燒溫度，所以應(yīng)該對焦爐熱工具體制度加以優(yōu)化，調(diào)節(jié)橫排溫度和直行溫度，最大限度均勻溫度系數(shù)，防止火道溫度過高;調(diào)整并減小空氣過剩系數(shù)，在系數(shù)從1.4減小到1.25的情況下，焦爐中立火道的上下溫差可以縮減約15℃，這樣便能達到減低燃燒溫度，減少焦爐煙氣中氮氧化合物含量[1]。對焦爐加熱進行優(yōu)化，能讓焦爐溫度更為均勻、結(jié)合實際情況減低標準溫度與廢氣高溫區(qū)，對燃燒空氣系數(shù)加以優(yōu)化，進而控制煙氣中NOx含量在 。
(二)低溫SCR脫硝聯(lián)合氨氣濕法脫硫
該項技術(shù)首先脫硝——其次余熱回收——最后脫硫，使用條件為煙氣溫度超過280℃，如果溫度小于280℃的話，還原劑很容易和煙氣中的二氧化硫反應(yīng)形成硫酸銨，而且形成速度會隨著溫度降低而變快，在脫硝催化劑表面附著大量硫酸銨，會拉低脫硝效率甚至造成催化劑失效，所以應(yīng)通過燃燒器系統(tǒng)加熱煙氣溫度超過280℃。
采用氨水濕法進行脫硫，因為該技術(shù)起步較早所以相對成熟，氣液實現(xiàn)大面積接觸提高脫硫效率，運行與產(chǎn)生更可靠更安全?？墒沁@一工藝不僅占地面積大而且投資大，需增設(shè)加熱系進一步提高了運行費用，在冬季隨著煙氣中增加的含水量，在排放過程中會形成“白汽”，對環(huán)保視覺造成影響[2]。
(三)活性炭法
該項工藝主要是借助活性炭具備的催化功能與吸附性能。進入預(yù)熱鍋爐的焦爐煙氣會回收其熱量，再進行冷卻降溫之后送入吸附裝置。有關(guān)吸附塔主要有兩級，首先是先脫硫，焦化煙氣中含有的二氧化硫會被活性炭吸附至其表面，基于煙氣當(dāng)中水蒸氣、氧氣的雙重作用，進行催化氧化。其次噴氨脫硝，氮氧化物被活性炭吸附至表面，和氨氣進行反應(yīng)形成水與氮氣，活性炭再生后能夠循環(huán)使用，被凈化處理的煙氣由焦爐煙囪排出。這項工藝技術(shù)具備諸多優(yōu)點，技術(shù)操作簡單，設(shè)施占地小、投資小，能實現(xiàn)高效率脫硫脫硝，而且活性炭能通過再生進行循環(huán)使用。除此之外，這一技術(shù)一方面能夠脫除焦化煙氣中含有的氮氧化合物、二氧化硫，還可以脫除重金屬、汞等揮發(fā)性有機污染物等。可若想實現(xiàn)活性炭再生，溫度需要超過400℃，要是加熱溫度過高則會損耗活性炭，而且再生設(shè)備投入大且相對復(fù)雜。
(四)SDFGD技術(shù)
通常對干法/半干法脫硫而言，會將Na2CO3與氫氧化鈉當(dāng)成脫硫劑對含有SO2煙氣進行處理。噴霧干燥法、浮式半干法均是相對常用的干法焦爐煙氣脫硫技術(shù)[3]。此方法主要優(yōu)勢為不會排放廢酸與污水、對設(shè)備造成腐蝕程度低，凈化后之后煙氣溫度高、有助于煙囪排氣;作為堿源的納基具有較高的相對反應(yīng)活性;有助于將煙氣其余雜質(zhì)脫除。不足在于脫硫效率比濕法脫硫偏低，而且脫硫裝置之后需要增設(shè)除塵設(shè)備。
(五)DFGD技術(shù)
常規(guī)干法煙氣脫硫，具體包含電子射線輻射、固定床等。該項脫硫技術(shù)的主要特征為脫硫劑是在干態(tài)情況下噴入或是進行反應(yīng)吸收，生成的副產(chǎn)品同樣也是干態(tài)。該方法的優(yōu)點為設(shè)備腐蝕小、不需要廢酸與廢水等，與此同時在凈化煙氣的過程中沒有顯著溫降，有助于煙囪排氣擴散。但是因為固相脫硫劑接觸氣相二氧化硫，相比濕法脫硫效率差強人意。
(六)雙氨(銨)法
一體化脫硫脫硝塔中，在調(diào)節(jié)濃氨水pH值情況下，煙氣中含有的二氧化硫和游離氨發(fā)生反應(yīng)，形成(NH4)2SO4;在O3的氧化作用下，焦化煙氣當(dāng)中的一氧化氮部分會被氧化成二氧化氮，二者以適當(dāng)比例和氨水當(dāng)中的游離氨形成NH4NO3。經(jīng)氧化處理的脫硫脫硝循環(huán)液會被送至硫銨系統(tǒng)，形成(NH4)2SO4、NH4NO3。通過臭氧自身的強氧化性把NO轉(zhuǎn)換成高價氮氧化物等，借助噴淋洗滌法將其從煙氣當(dāng)中脫除。在這次方案下的一體塔主要有捕集逃逸氨段、脫硫脫硝一段、脫硫脫硝二段、除霧段等，不僅占地面積小而且投資低;該工藝所使用的脫硫脫硝劑主要為自產(chǎn)余下的氨水及濃氨水，原材料價格低廉而且供應(yīng)可靠，可是需要設(shè)備具有較高的防腐性，而且臭氧發(fā)生設(shè)備電耗偏高。
二、簡析焦爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展
針對現(xiàn)下已投入應(yīng)用的脫硫脫硝工藝來看，各種工藝均可以滿足排放焦爐煙氣的標準，也可以滿足特殊限值需求，可是在工藝裝備方面存在運行費用與投資費用偏高的問題，當(dāng)前行業(yè)產(chǎn)能明顯過剩加之環(huán)保要求十分嚴格，加大了焦化企業(yè)在脫硫脫硝項目的投資壓力;焦爐能否平穩(wěn)渡過壽命期或是更長時間維持穩(wěn)定運行、滿足排放指標仍待考驗;煙道閘板是否可以快速、及時切換進而確保焦爐生產(chǎn)穩(wěn)定秩序;在檢修脫硫脫硝裝置或是其在事故狀態(tài)下，能否安全排放焦爐煙氣;在應(yīng)用SCR脫硝技術(shù)時屬于危險化工品的氨水，有關(guān)儲運、使用、消防問題;如果消除濕法脫硫在排放過程中產(chǎn)生的“白龍”現(xiàn)象;在進行脫硫時產(chǎn)生的副產(chǎn)物、催化劑回收、臭氧污染等造成二次污染的有關(guān)治理;焦化煙氣含有的各種雜質(zhì)會削弱SCR催化劑活性，應(yīng)怎樣預(yù)防;如何預(yù)處理三氧化硫腐蝕設(shè)備的問題;當(dāng)前焦爐增設(shè)的熱煤氣系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)與空氣系統(tǒng)較為穩(wěn)定，在脫硫脫硝裝置加入后，尤其是事故檢修與正常運行過程中的風(fēng)機波動導(dǎo)致總煙道吸力產(chǎn)生不同程度波動，會嚴重影響焦爐加熱系統(tǒng)及管理。研究設(shè)計單位應(yīng)針對上述問題優(yōu)化有關(guān)工藝，與此同時生產(chǎn)單位應(yīng)加強技術(shù)操作，進一步提升當(dāng)前工藝裝置設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性。盡快研究出更為高效、性價比高且適應(yīng)范圍更廣的催化劑;煙氣前端控制技術(shù)研究力度應(yīng)提高，爭取在源頭對污染物排放嚴格控制。
結(jié)束語
有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)，若想在盡可能減少對自然生態(tài)環(huán)境造成危害的前提下，獲得有效發(fā)展，則應(yīng)有效應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)。在焦爐煙氣中含有的氮氧化合物、二氧化硫等物質(zhì)是大氣污染主要源頭，出于凈化上述污染物，焦化企業(yè)應(yīng)重視并及時應(yīng)用脫硫脫硝技術(shù)，文章所闡述的幾種技術(shù)均有其優(yōu)點與不足，因此應(yīng)依據(jù)實際情況，科學(xué)選擇相應(yīng)的脫硫脫硝技術(shù)為自然環(huán)境保護貢獻力量。
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